成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告成都理工大學(xué)工程

技術(shù)學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告摘要在這個(gè)信息化高速發(fā)展的時(shí)代，單片機(jī)作為一種最經(jīng)典的微控制器，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)，作為自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，我們學(xué)習(xí)了單片機(jī)，就應(yīng)該把它熟練應(yīng)用到生活之中來(lái)。本文將介紹一種基于單片機(jī)控制的數(shù)字溫度計(jì)，本溫度計(jì)屬于多功能溫度計(jì)，可以設(shè)置上下報(bào)警溫度，當(dāng)溫度不在設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，可以報(bào)警。本文設(shè)計(jì)的數(shù)字溫度計(jì)具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫精確，數(shù)字顯示，適用范圍寬等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，數(shù)字控制，數(shù)碼管顯示，溫度計(jì)，DS18B20，AT89S52。成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1概述 4設(shè)計(jì)目的 4設(shè)計(jì)原理 4設(shè)計(jì)難點(diǎn) 42系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案論證 42.2.1主控制器 52.4系統(tǒng)整體硬件電路設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 8初始化程序 8讀出溫度子程序 9讀、寫時(shí)序子程序 10溫度處理子程序 11顯示程序 12\o"CurrentDocument"4Proteus軟件仿真 135硬件實(shí)物 14\o"CurrentDocument"6課程設(shè)計(jì)體會(huì) 15\o"CurrentDocument"附錄1： 14附錄2: 21成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告1概述設(shè)計(jì)目的隨著人們生活水平的不斷提高，單片機(jī)控制無(wú)疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來(lái)的方便也是不可否定的，其中數(shù)字溫度計(jì)就是一個(gè)典型的例子，但人們對(duì)它的要求越來(lái)越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設(shè)施就需要從數(shù)單片機(jī)技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。本設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測(cè)溫比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用，可廣泛用于食品庫(kù)、冷庫(kù)、糧庫(kù)、溫室大棚等需要控制溫度的地方。目前,該產(chǎn)品已在溫控系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。設(shè)計(jì)原理本系統(tǒng)是一個(gè)基于單片機(jī)AT89S52的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，用來(lái)測(cè)量環(huán)境溫度，測(cè)量范圍為-50℃—110℃度。整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)分為4部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制、溫度傳感器、數(shù)碼顯示以及鍵盤控制電路。整個(gè)設(shè)計(jì)是以AT89S52為核心，通過(guò)數(shù)字溫度傳感器DS18B20來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度的采集和A/D轉(zhuǎn)換，同時(shí)因其輸出為數(shù)字形式，且為串行輸出，這就方便了單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，但同時(shí)也對(duì)編程提出了更高的要求。單片機(jī)把采集到的溫度進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換后，使之能夠方便地在數(shù)碼管上輸出。LED采用三位一體共陽(yáng)的數(shù)碼管。設(shè)計(jì)難點(diǎn)此設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于編程，程序要實(shí)現(xiàn)溫度的采集、轉(zhuǎn)換、顯示和上下限溫度報(bào)警，其外圍電路所用器件較少，相對(duì)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易。2系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案論證由于本設(shè)計(jì)是測(cè)溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過(guò)來(lái)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測(cè)溫度顯示出來(lái)，這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求?？傮w設(shè)計(jì)框圖溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖1所示，控制器采用單片機(jī)人189552，溫度傳感器采用DS18B20，用3位共陰LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告圖1總體設(shè)計(jì)框圖主控制器單片機(jī)AT89S52具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用。AT89S52單片機(jī)芯片具有以下特性：1）指令集合芯片引腳與Intel公司的8052兼容；2）4KB片內(nèi)在系統(tǒng)可編程FLASH程序存儲(chǔ)器；3）時(shí)鐘頻率為0~33MHZ；4）128字節(jié)片內(nèi)隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器（RAM）；5）6個(gè)中斷源，2級(jí)優(yōu)先級(jí)；6）2個(gè)16位定時(shí)/記數(shù)器；7）全雙工串行通信接口；8）監(jiān)視定時(shí)器；9）兩個(gè)數(shù)據(jù)指針；成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告顯示電路溫度傳感器DS18B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9-12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點(diǎn)如下：.全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。.先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信。.最高12為'位分辨率，精度可達(dá)±0.5攝氏度。.12位分辨率時(shí)的最大工作周期為750毫秒。.可選擇寄生工作方式。.檢測(cè)溫度范圍為+55℃?+125℃(-67°F?+257°F)。.內(nèi)置EEPROM,限溫報(bào)警功能。.64位光刻ROM,內(nèi)置產(chǎn)品序列號(hào)，方便多機(jī)鏈接。9.多樣封裝形式，便于不同硬件系統(tǒng)。若要讀出當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)我們需要執(zhí)行兩次工作周期，第一個(gè)周期為復(fù)位、跳過(guò)ROM指令、執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器操作指令、等待500uS溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間。緊接著執(zhí)行第二個(gè)周期為復(fù)位、跳過(guò)ROM指令、執(zhí)行讀RAM的存儲(chǔ)器操作指令、讀數(shù)據(jù)

成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告DS18B20溫度傳感器與單片機(jī)的接口電路系統(tǒng)整體硬件電路設(shè)計(jì)主板電路系統(tǒng)整體硬件電路包括，傳感器數(shù)據(jù)采集電路，溫度顯示電路，上下限報(bào)警調(diào)整電路，單片機(jī)主板電路等，單片機(jī)主板電路如圖5所示：7SEG-MPX2-CA7SEG-MR<4-CA74LS47AT89C51BUFFERCAPCAP-ELECCRYSTAL#2DS1EIB20RESRESPACK-7EN5551DEVICES以一號(hào)小接回0>加叟/口。事「G3廠73TemperaturemeterwithDS18B207SEG-MPX2-CA7SEG-MR<4-CA74LS47AT89C51BUFFERCAPCAP-ELECCRYSTAL#2DS1EIB20RESRESPACK-7EN5551DEVICES以一號(hào)小接回0>加叟/口。事「G3廠73TemperaturemeterwithDS18B20了，開(kāi)始|白單片機(jī)福昕閱讀器更新|電單片機(jī)課程設(shè)計(jì)（模...|囪DS18B20中文資料.pdf...|匕單片機(jī)未命名-畫圖| 遛11團(tuán)，田夠囁旦Q—14:37圖5單片機(jī)主板電路成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告2.4.2顯示電路)S18B20mperatureheLCD.P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD72.4.2顯示電路)S18B20mperatureheLCD.P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INTQP3.3/INTTP3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRRp4.7k圖6溫度顯示電路3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。初始化程序復(fù)位：首先我們必須對(duì)DS18B20芯片進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位就是由控制器（單片機(jī)）給DS18B20單總線至少480uS的低電平信號(hào)。當(dāng)18B20接到此復(fù)位信號(hào)后則會(huì)在15~60uS后回發(fā)一個(gè)芯片的存在脈沖。

成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告圖7初始化程序流程圖讀出溫度子程序讀時(shí)間隙時(shí)控制時(shí)的采樣時(shí)間應(yīng)該更加的精確才行，讀時(shí)間隙時(shí)也是必須先由主機(jī)產(chǎn)生至少1us的低電平，表示讀時(shí)間的起始。隨后在總線被釋放后的15us中DS18B20會(huì)發(fā)送內(nèi)部數(shù)據(jù)位，這時(shí)控制如果發(fā)現(xiàn)總線為高電平表示讀出“1”，如果總線為低電平則表示讀出數(shù)據(jù)“0”。每一位的讀取之前都由控制器加一個(gè)起

成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告始信號(hào)。讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的2字節(jié)，讀出溫度的低八位和高八位，在讀出時(shí)需進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。其程序流程圖如圖8示圖8讀溫度程序流程圖讀、寫時(shí)序子程序讀寫的程序是本次設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，通過(guò)我們對(duì)其時(shí)序的分析，從而寫出高效的程序。1-W1REWRITEONETIMESLOT10成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告寫時(shí)序子程序流程圖寫時(shí)序子程序流程圖溫度處理子程序計(jì)算溫度子程序?qū)AM中讀取值進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定，其程序流程圖如圖11所示11

成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告圖11溫度處理程序流程圖顯示程序此函數(shù)實(shí)現(xiàn)的對(duì)數(shù)碼管顯示的處理，其亮點(diǎn)在于可以直接對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行操作，其本身是個(gè)兩變量函數(shù)，第一個(gè)變量是要開(kāi)通的位選，第二個(gè)變量是要顯示的數(shù)據(jù)，這樣我們可以直接方便而又簡(jiǎn)單直觀的對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行操作。程序流程圖如圖12。12

成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告4Proteus軟件仿真7SEG-MFX2-C47SEG-MR"：：4-CA74LS47AT89C51BUFFERCAPCAP-ELECCRYSTALH2DS18B20RESRESPACK-7-]□需他團(tuán)U薯型性曳曳曳而少8 玻豈1tm畫國(guó)胭7SEG-MFX2-C47SEG-MR"：：4-CA74LS47AT89C51BUFFERCAPCAP-ELECCRYSTALH2DS18B20RESRESPACK-7-]□需他團(tuán)U薯型性曳曳曳而少8 玻豈1tm畫國(guó)胭flrAte回@z>皆一/口0484國(guó)+一一C匕單片機(jī)DS18B20-ISISProf...號(hào)未命名-畫圖罩0與14:44DS18E20中文資料.pd￡..|匕單片機(jī)6課程設(shè)計(jì)體會(huì)通過(guò)為時(shí)2周的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，在老師的知道和幫助下我我和我的搭檔共同完成數(shù)值溫度級(jí)的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)。其中包擴(kuò)了程序的學(xué)習(xí)與修改，程序的仿真，電路的仿真以及實(shí)體電路的搭建，使之可以初略的讀出溫度值。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我學(xué)到了許多的知識(shí)，了解了DS18B20的使用和接線的方法，了解了數(shù)碼管的顯示原理。學(xué)會(huì)了單片機(jī)程序?qū)懭氲姆椒ǎ邮煜ち藛纹瑱C(jī)的一些常用管腳的功能。同時(shí)，在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我也發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足之處，一些單片機(jī)用到的匯編指令不熟悉。也暴露了在單片機(jī)理論課上學(xué)到的知識(shí)掌握的不好。還有一點(diǎn)就是理論與實(shí)際的聯(lián)系對(duì)我們學(xué)習(xí)和掌握單片機(jī)是非常有幫助的。13成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告參考文獻(xiàn)[1]DS18b20數(shù)據(jù)手冊(cè)。⑵求是科技編著8051系列單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)完全手冊(cè)北京：人民郵電出版社,2006[3]余發(fā)山，王福忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003附錄1：程序DQ BITP3.7;1wirelineDPBITP2.0swpH equ0d2HswpL equ0ffHWDLSB DATA30H;WDMSB DATA31H;ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPTMR0;Timer0isr;Timer0InterruptServiceRoutineTMR0: MOVTH0,#swpH ;輪流送溫度值的高低兩位到數(shù)碼管.swph為0d2HMOVTL0,#swpLJB 21H,DSLJB 22H,DSL1MOVP0,43HORLP0,#01000000B ;十位位選SETBP2.0;小數(shù)點(diǎn)不亮SJMPEXITDSL:MOVP0,42HORLP0,#00100000B;個(gè)位位選CPLP2.0 ;個(gè)位后面小數(shù)位亮SJMPEXIT1DSL1:14

成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告MOVORLP0,41HP0,#00010000B;小數(shù)位位選SETBP2.0 ;小數(shù)點(diǎn)不亮;DSL2:SJMPEXIT2;MOVP0,40H;ORLP0,#10000000B;SETBP2.0EXIT:;SJMPEXIT3EXIT1:CPLRETI21H;21h取反，即21h=1CPL22H;22h=1EXIT2:CPLRETI21H ;21h=0;CPL23H;CPLRETI22H;22h=0;MainprogramMAIN:TOINIT:CLREAMOVTMOD,#01HMOVTH0,#swpHMOVTL0,#swpLSETBEASETBET0SETBTR0；;41H-43H清零MOVR2,#3MOVR0,#41HOVER:MOV@R0,#00HINCR0DJNZR2,OVER;OVER執(zhí)行完LOOP:LCALLDSWDSJMPLOOP15

成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告；;ReadatemperaturefromtheDS18B20DSWD:LCALLRSTSNR ;InitoftheDS18B20JNBF0,KENDMOVR0,#0CCH;要寫的數(shù)給R0LCALLSEND_BYTE;調(diào)用寫程序MOVR0,#44HLCALLSEND_BYTE;SendaConvertCommand(送一個(gè)溫度轉(zhuǎn)換指令)SETBEA誕遲MOV48H,#1 ;1usSS2:MOV49H,#255 ;1usSS1:MOV4AH,#255 ;1usSS0:DJNZ4AH,SS0 ;2us/次，255*2DJNZ49H,SS1 ;2us/次，255次DJNZ48H,SS2 ;2us 總時(shí)間1+1+(1+255*2+2)*255+2CLREA ;進(jìn)入讀時(shí)序禁用任何中斷LCALLRSTSNRJNBF0,KENDMOVR0,#0CCHLCALLSEND_BYTEMOVR0,#0BEHLCALLSEND_BYTE ;SendReadScratchpadcommandLCALLREAD_BYTE ;ReadthelowbytefromscratchpadMOVWDLSB,A ;Savethetemperature(lowbyte)LCALLREAD_BYTE ;ReadthehighbytefromscratchpadMOVWDMSB,A ;Savethetemperature(highbyte)LCALLTRANS12KEND:SETBEARET;TRANS12:MOVA,30H;30H存從1820取的溫度值A(chǔ)NLA,#0F0H;取WDLSB高4為（低位置0）MOV3AH,AMOVA,31HANLA,#0FH;取WDMSB的低4位（高位置0）16成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告ORLA,3AH ;將WDLSB的高4為與WDMSB的低4位組合SWAPA ;高低位互換A溫度MOVB,#10 ;轉(zhuǎn)換為10進(jìn)制DIVAB ;A/BA為商B為余數(shù)MOV42H,B ;B為個(gè)位42H中放個(gè)位MOVb,#10DIVabMOV43H,B ;43十位MOVA,30HANLA,#0FHMOVDPTR,#tab1MOVCA,@a+DPTRMOVRET41H,A；;Sendabytetothe1wireline寫SEND_BYTE:;MOVA,R0MOVR5,#8;設(shè)置寫位個(gè)數(shù)SEN3: CLRCRRCA;把一個(gè)字節(jié)data(A)分成8個(gè)bit環(huán)移給CJCSEN1LCALLWRITE_0 ;等待60usSJMPSEN2SEN1: LCALLWRITE_1SEN2: DJNZR5,SEN3;寫下一位RET;;Readabytefromthe1wireline讀READ_BYTE:MOVR5,#8READ1:LCALLREADRRCADJNZR5,READ1MOVR0,ARET;;Reset1wireline初始化RSTSNR:SETBDQNOPNOPCLRDQ;發(fā)送一復(fù)位脈沖MOVR6,#25017

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