基于STC89C52RD的温度测量系统设计

内蒙古科技大学

智能仪表综合训练设计说明书

题 目：智能温度仪表设计

学生姓名：汤建英 学 号：0867112330 专 业：测控技术与仪器 班 级：2008-3 指导教师：李刚

2011年 9月 8 日

内蒙古科技大学课程设计论文

? 目录

摘要............................................................................................................................... II 第1章 前言或概述等.................................................................................................. 1

1.1 设计背景.......................................................................................................... 1 1.2 电路的总体工作原理...................................................................................... 1 第2章 总体方案设计.................................................................................................. 2

2.1 题目分析.......................................................................................................... 2

2.1.1 具体指标................................................................................................ 3 2.1.2 具体控制要求........................................................................................ 3 2.2 温度传感器的选择.......................................................................................... 3

2.2.1 采用模拟集成温度传感器.................................................................... 3 2.2.2 采用数字单片智能温度传感器............................................................ 4 2.3 显示器的选择.................................................................................................. 5

2.3.1 LED显示器 ............................................................................................ 5 2.3.2 LCD液晶屏............................................................................................ 5 2.4 单片机的选择................................................................................................ 6

2.4.1 采用凌阳单片机.................................................................................... 6 2.4.2 采用STC89C52RD单片机 .................................................................. 6

第3章 硬件设计.......................................................................................................... 8

3.1 单片机最小系统的设计.................................................................................. 8 3.2 温度传感电路设计.......................................................................................... 9 3.3键盘硬件的设计............................................................................................ 11 3.4显示电路的设计............................................................................................ 12 第4章 软件设计........................................................................................................ 13

4.1 主程序............................................................................................................ 14 4.2 读出温度子程序............................................................................................ 14 4.3 温度转换命令子程序.................................................................................... 14 4.4 计算温度子程序............................................................................................ 15 4.5 显示数据刷新子程序.................................................................................... 15 第5章 总结................................................................................................................ 16

5.1 经济效益分析................................................................................................ 16 5.2 社会效益分析................................................................................................ 16 参考文献...................................................................................................................... 18 附录A：液晶显示应用硬件原理图.......................................................................... 19 附录B：液晶显示应用源程序 .................................................................................. 20

I

内蒙古科技大学课程设计论文

摘要

基于STC89C52RD单片机的数字温度测量及显示系统设计

[摘 要]在科技不断进步的过程中，温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。最常见到的测量温度的工具是各种各样的温度计，例如，水银玻璃温度计、酒精温度计、热电偶或热电阻温度计等。它们常常以刻度的形式表示温度的高低，人们必须通过读取刻度值的多少来测量温度。利用单片机和温度传感器构成的电子式智能温度计就可以直接测量温度，得到温度的数字值并显示出来，既简单方便，又直观准确。它的主要组成部分有：STC89C52RD单片机、温度传感器、键盘与显示电路。该系统设计灵活、抗干扰性好，可以在恶劣的工作环境中进行温度测量。

[关键词]: 单片机STC89C52RD；温度传感器DS18B20；键盘；显示

II

内蒙古科技大学课程设计论文

第1章 前言或概述等

1.1 设计背景

温度采集广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用温度计来采集温度，通过人工操作加热、通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。即使有些用户采用半导体 二极管作温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。在某些行业中对温度的要求较高，由于工作环境温度不合理而引发的事故时有发生。对工业生产可靠进行造成影响，甚至操作人员的安全。为了避免这些缺点，需要在某些特定的环境里安装数字温度测量。本设计由于采用了新型单片机对温度进行采集，以其测量精度高，操作简单。可运行性强，价格低廉等优点，特别适用于生活，医疗，工业生产等方面的温度检测。设计采用的元件功能较强，省去了很多复杂的电路降低了设计成本。

1.2 电路的总体工作原理

温度控制系统采用STC89C52RD八位机作为微处理单元进行控制。采用4X4键盘把设定温度的最高值和最低值存入单片机的数据存储器，还可以通过键盘完成温度检测功能的转换。温度传感器把采集的信号与单片机里的数据相比较来控制温度控制器。 系统框图如图1.1：

温度传感器、显示器、及电源电路等。

1

温度传感器DS18B20 键盘设定 单片机 STC89SC52RD 显示电路 图1.1 系统框图 电 源 内蒙古科技大学课程设计论文

根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机STC89SC52RD为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、功能。选用数字温度传感器DS18B20，省却了采样／保持电路、运放、数／模转换电路以及进行长距离传输时的串／并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。

该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到STC89C52RD单片机上，经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器为LCD，12864液晶模块。

中央微处理器STC89C52RD： STC89系列单片机是MCS-51系列单片机的派生产品。它们在指令系统、硬件结构和片内资源上与标准8052单片机完全兼容，DIP40封装系列与8051为pin-to-pin兼容。STC89系列单片机高速(最高时钟频率90MHz)，低功耗，在系统/在应用可编程(ISP，IAP),不占用户资源。

此外，STC89C52RD设计和配置了振荡频率。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式。STC89C52单片机综合了微型处理器的基本功能。按照实际需要，同时也考虑到设计成本与整个系统的精巧性，所以在本系统中就选用价格较低、工作稳定的STC89C52RD单片机作为整个系统的控制器。

第2章 总体方案设计

本章主要对毕业设计的题目进行了分析，根据要实现的功能，综合比较几种设计方法，提出了实现系统功能的最佳方案。

2.1 题目分析

本设计是一个数字温度检测系统，能测量温度。

2