单片机数字温度计

设计要求

■基本范围-50℃-110℃

■精度误差小于0.1℃

■LED数码直读显示

扩展功能

■可以任意设定温度的上下限　

■分别用两个不同颜色的发光二极管显示上下限报警

摘要：随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。

关键词：单片机，数字控制，温度计，温度传感器 ，AT89C52

1.引言

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一，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一个典型的例子，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，一切向着数字化控制，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，该设计控制器使用单片机AT89C52，测温传感器使用热敏电阻温度传感器，用4位共阳极LED数码管实现温度显示,能准确达到以上要求。

2 .总体设计方案

2.1数字温度计设计方案论证

2.1.1方案一

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A/D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A/D转换电路，感温电路比较麻烦。

2.1.2 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，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，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。

   本实验采用的是方案一。因为在进行protues仿真时无法使用DS18B20传感器。

2.2方案一的总体设计框图

温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89C52，温度传感器采用热敏电阻传感器，用4位LED数码管实现温度显示。
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   图1  总体设计方框图

3．相关芯片介绍

3.1 单片机芯片AT89C52介绍

3.1.1 AT89C52功能介绍

3.1.2  AT89C52芯片图（如图2）及引脚介绍

 （1）引脚功能

 电源引脚——VCC正常运行和编程校验时为5V电源，VSS为接地端。

I/O总线——P0.0-P0.7（P0口），P1.0-P1.7（P1口），P2.0-P2.7(P2口)，P3.0-P3.7（P3口）

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为输入/输出引线。

时钟——XTAL1：片内振荡器反相放大器的输入端。

        XTAL2：片内振荡器反相器的输出端，也是内部时钟发生器的输入端。

控制总线——ALE/PROG：地址锁存允许/编程信号线。当CPU访问外部存储器时，ALE用来锁存P0输出的地址信号的低8位。它的频率为振荡频率的1/6。在对8751编程时，此引脚输入编程脉冲信号。

          PSEN：外接程序存储器读选通信号。

         EA/VPP：访问内部程序存储器的控制信号。当EA=1时，CPU从片内ROM读取指令；EA=0时，CPU从片外ROM读取指令。此外，当对8751内部EPROM编程时，21V编程电源由此端输入。

        RST/VPD：复位输入信号。当该引脚上出现2个机器周期以上的高电平时，可实现复位操作。此引脚为掉电保护后备电源之输入引脚。

3.2 模/数（A/D）转换芯片ADC0808

3.2.1 选ADC0808的原因

因为在PROTEUS ISIS里没有ADC0809的仿真模型，很多人都遇到不能仿真ADC0809的问题，可用ADC0808代替ADC0809，这两个芯片区别不大，完全可以替换。所以在本次设计中选ADC0808作为A/D转换。

3.2.2  ADC0808内部结构图

图3  ADC0808内部结构图

 3.2.3 ADC0808芯片引脚图及功能

ADC0808模数转换器的引脚功能

ADC0808/ADC0809模数转换器的引脚功能
     IN0～IN7:８路模拟量输入。

2^-1 ~2^-8：8位数字量输出端口。
     A、B、C:3位地址输入，2个地址输入端的不同组合选择八路模拟量输入。
     ALE:地址锁存启动信号,在ALE的上升沿,将A、B、C上的通道地址锁存到内部的地址锁存
器。
     D0～D7:八位数据输出线，A/D转换结果由这8根线传送给单片机。
     OE:允许输出信号。当OE=1时，即为高电平，允许输出锁存器输出数据。
     START:启动信号输入端，START为正脉冲，其上升沿清除ADC0808的内部的各寄存器，其下
     降沿启动A/D开始转换。
     EOC:转换完成信号，当EOC上升为高电平时，表明内部A/D转换已完成。OE端的电平由低变高，打开三态输出锁存器，将转换的结果的数字量输出到数据总线上。
     CLK:时钟输入信号，0809的时钟频率范围在10～1200kHz，典型值为640kHz。
     IN3-- 1 28 --IN2 
     IN4-- 2 27 --IN1 
     IN5-- 3 26 --IN0 
     IN6-- 4 25 --ADDA 
     IN7-- 5 24 --ADDB 
     START-- 6 23 --ADDC 
     EOC-- 7 22 --ALE 
     2ˉ5-- 8 21 --2ˉ1 MSB 
     OE-- 9 20 --2ˉ2 
     CLOCK-- 10 19 --2ˉ3 
     Vcc-- 11 18 --2ˉ4 
     REF(+)-- 12 17 --2ˉ8 LSB 
     END-- 13 16 --REF(-) 
     2ˉ7- 14 15 --2ˉ6 

   REF(+)、REF(-):基准电压。
     Vcc:电源电压，＋５Ｖ。
     GND:地线输入端。1673

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