【毕业设计】数字式温度计的设计毕业设计 ㊣ 精品文档 值得下载

较器的存储的数据存储器根输入输出线个位定时计数器个中断源，个优先级。

的存储器编程单片机提供了的片内程序存储器，它允许在系统改写或用非易失性存储器编程器编程。

存储器加密位单片机有个加密位。

可以编程或不编程以获得不同的加密功能。

最小系统图单片机最小系统时钟复位电路如图所示，采用的晶振。

复位电路采用了微分型复位电路。

复位电路的基本功能是系统上电时提供复位信号直至系统电源稳定后撤销复位信号为可靠起见电源稳定后还要经定的延时才撤销复位信号以防电源开关或电源插头分合过程中引起的抖动而影响复位，有效的防止系统有时会出现些不可预料的现象，如无规律可循的死机程序走飞等。

显示电路主要采用四位体共阳极数码管组成，采用动态法显示，直接显示当前环境温度。

口接数码管的段码，接数码管的位线。

按钮开关可选择小数点后显示位或两位。

电源电路市电经过变压器降压，得到个交流的电压，再经过四个整流二极管整流滤波得到直流电压，最后经过三端集成稳压管稳压，得到个稳定的直流电压。

软件设计在此系统中，主要包括温度测量显示键盘。

最主要的程序是温度测量部分。

系统主流程图系统上电后，首先对进行初始化设置，接着对发出指令即跳过存储器延时后，对发出启动温度转换命令，然后，从的暂存储器中读出温度数据，接着对该数据进行转换，转换成当前环境温度。

最后将实际温度与设置温度比较，超过限制则发出报警。

温度测量设计通过芯片的个通用口就可以实现对智能温度测量模块的控制。

读取测量的温度主要是通过初始化命令功能命令存储器功能命令温度转换命令读存储器命令等组成。

冷端温度补偿三系统软件算法分析程序命令时序总线命令序列如下第步初始化第二步命令跟随需要交换的数据第三步功能命令跟随需要交换的数据每次访问单总线器件，必须严格遵守这个命令序列，如果出现序列混乱，则线器件不会响应单片机。

基于线上的所有传输过程都时以初始化开始的，初始化过程由单片机发出的复位脉冲和的响应的应答脉冲组成。

应答脉冲使单片机知道，总线上有设备，且准备就绪。

系统中采用晶振，端接。

子程序拉低总线至少，否则在温度较高时会无法完成复位。

在调试过程中发现延时，测温值可到，达到的技术参数。

释放总线总线若为低，则复位成功否则复位失败，返回。

延时等待复位过程结束在单片机检测到应答脉冲后，就可以发命令，命令长度为位。

该命令字要通过通信协议规定的严格的写时隙，逐位写到线上，会自动接收到这些命令，并准备响应相应的操作。

本系统是单点使用，故只须用到，这样单片机可以同时访问总线上的所有设备，而无须发出任何代码信息。

例如，单片机在发出命令后跟随功能即启动温度转换命令，值得注意的是若命令后跟的是命令包含其他读操作命令，则该系统只能用于单点系统，否则将由于多个节点都响应该命令而引起数据冲突。

在单片机发出命令后，接着就可以发送功能命令，然后就开始执行命令，本单点应用系统中主要用到和在执行命令时，单片机可以通过发送脉冲在任何时候中断数据传输。

读写时序在对进行或功能命令字的写入及对其进行读出操作时，都要求按照严格的通信协议时序，以保证数据的完整性。

其中有写写读和读时序。

在这些时序中，都由单片机发出同步信号，并且所有的命令字和数据在传输的过程中都是字节的在前，这点于基于其他总线协议的串行通信格式比如等不同，它们通常是字节的在前。

读时序仅在单片机发送读时隙时才发送数据，所以单片机在发送命令后必须立即产生读时隙。

所有的读时隙都要至少保持，并且在两个读时隙间至少要有的恢复时间。

单片机通过把总线拉低至少来做为个读时隙的开始，的输出数据在读时序下降沿过后内有效，所以在此期间单片机应释放总线，进入读数据状态以便读取数据，后线总线被上拉电阻拉为高电平，程序延时等待读时隙结束。

读字节子程序出口条件读出字节数据在中从总线读出字节数据的子程序拉低总线，发出读时序释放总线，等待输入通过指令，从低节的在前。

读时序仅在单片机发送读时隙时才发送数据，所以单片机在发送命令后必须立即产生读时隙。

所有的读时隙都要至少保持，并且在两个读时隙间至少要有的恢复时间。

单片机通过把总线拉低至少来做为个读时隙的开始，的输出数据在读时序下降沿过后内有效，所以在此期间单片机应释放总线，进入读数据状态以便读取数据，后线总线被上拉电阻拉为高电平，程序延时等待读时隙结束。

读字节子程序出口条件读出字节数据在中从总线读出字节数据的子程序拉低总线，发出读时序释放总线，等待输入通过指令，从低位开始依次读入数据延时，等待读时隙结束恢复时间，写时隙写时隙也有两种，写和写。

主要用于单片机通过总线向写入命令字。

所有的写时隙也至少要保持，且在两个写周期之间至少要有的恢复时间。

单片机通过拉低线总线至少来产生写时隙。

当写时，单片机拉低总线，然后必须在内释放总线，总线被上拉电阻拉高。

当写时，单片机拉低总线后，然后必须继续保持总线为低至少。

在单片机发出写时隙后的之间开始采样，在这期间内，若总线为高，则被写入进若总线为低，则被写入。

写字节子程序入口条件写入的字节在向总线写入字节数据的位数恢复时间通过指令依次向总线写入字节的数据拉低总线，发出写时隙，结论通过这次高精高精度数字式温度的设计和制作，让我感觉到在大学三年里，掌握了定的专业知识和动手能力，在制作计的过程中学到了很多东西。

比如了解了温度传感器的功能，如何编写单片机的程序来实现数码管直接显示环境温度。

还有巩固了以前学过的知识，比如用制图等等。

最主要的还是使我能利用硬件和软件的结合，来完成个产品的设计和制作，总之，在这个毕业论文的完成过程中，让我感觉种对知识的种重温，让我知道如何有步骤和计划的完成项任务，不过在这个其中也让我感觉到自己所学的知识还是有限的和解决问题的不够完善，希望自己今后做好每件事情。

数字温度传感器介绍的主要特性适应电压范围更宽，电压范围，在寄生电源方式下可由数据线供电独特的单线接口方式，在与微处理器连接时仅需要条口线即可实现微处理器与的双向通讯支持多点组网功能，多个可以并联在唯的三线上，实现组网多点测温在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如只三极管的集成电路内温范围，在时精度为可编程的分辨率为位，对应的可分辨温度分别为和，可实现高精度测温在位分辨率时最多在内把温度转换为数字，位分辨率时最多在内把温度值转换为数字，速度更快测量结果直接输出数字温度信号，以线总线串行传送给，同时可传送校验码，具有极强的抗干扰纠错能力负压特性电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

的外形和内部结构内部结构主要由四部分组成位光刻温度传感器非挥发的温度报警触发器和配置寄存器。

的外形及管脚排列如下图引脚定义为数字信号输入输出端为电源地为外接供电电源输入端在寄生电源接线方式时接地。

图内部结构图工作原理的读写时序和测温原理与相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由减为。

测温原理如图所示。

图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器。

高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器的脉冲输入。

计数器和温度寄存器被预置在所对应的个基数值。

计数器对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器的预置值减到时，温度寄存器的值将加，计数器的预置将重新被装入，计数器重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器计数到时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。

图中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器的预置值。

图测温原理框图调用读温度子程序将中的最低位移入调用数码管显示子程序循环显示这是复位初始化子程序主机发出延时微秒的复位低脉冲然后拉高数据线等待回应延时置标志位，表示存在清标志位，表示不存在时序要求延时段时间读出转换后的温度值先复位判断是否存在若不存在则返回已经被检测到，跳过匹配发出温度转换命令这里通过调用显示子程序实现延时段时间，等待转换结束，位的话微秒准备读温度前先复位跳过匹配发出读温度命令将读出的温度数据保存到写的子程序有具体的时序要求共位数据读的程序，从中读出两个字节的温度数据将温度高位和低位从中读出低位存入，高位存入数据共有位显示子程序将中的十六进制数转换成进制进制进制十位在个位在指定查表启始地址显示次取个位数查个位数的段代码送出个位的段代码开个位显示显示取十位数查十位数的段代码送出十位的段代码开十位显示显示次没完循环个次没完循环延时按算段数码管数字的共阳显示代码，摘要随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作科研生活提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该高精度数字式温度计采用了由公司生产的单线数字温度传感器，它具有独特的单线总线接口方式。

本毕业论文详细的介绍了单线数字温度传感器的测量原理特性以及在温度测量中的硬件和软件设计，该温度计具有接口简单精度高抗干扰能力强工作稳定可靠等特点。

二总体方案设计数字温度计设计方案论证方案由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到转换电路，感温电路比较麻烦。

方案二进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用只温度传感器，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。

从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。

方案二的总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如图所示，控制器采用单片机，温度传感器采用，用位数码管以串口传送数据实现温