數(shù)電課程設計-溫度計實驗報告

1、<p><b>　　一、設計項目名稱</b></p><p>　　溫度采集顯示系統(tǒng)硬件與軟件設計</p><p><b>　　設計內容及要求</b></p><p>　　根據(jù)設計要求，完成對單路溫度進行測量，并用數(shù)碼管顯示當前溫度值系統(tǒng)硬件設計，并用電子CAD軟件繪制出原理圖，編輯、繪制出PCB印制版。</

2、p><p><b>　　要求：</b></p><p>　?。?）原理圖中元件電氣圖形符號符合國家標準；</p><p>　　整體布局合理，注標規(guī)范、明確、美觀，不產(chǎn)生歧義。</p><p>　　列出完整的元件清單(標號、型號及大小、封裝形式、數(shù)量)</p><p>　　(4) 圖紙幅面為A4。<

3、;/p><p>　　布局、布線規(guī)范合理，滿足電磁兼容性要求。</p><p>　　在元件面的絲印層上，給出標號、型號或大小。所有注釋信息（包括標號、型號及說明性文字）要規(guī)范、明確，不產(chǎn)生歧義。</p><p>　　2.編寫并調試驅動程序。</p><p><b>　　功能要求：</b></p><p>

4、;　　（1）溫度范圍0-100℃。</p><p>　　（2）溫度分辨率±1℃。</p><p>　?。?）選擇合適的溫度傳感器。</p><p><b>　　3.撰寫設計報告。</b></p><p>　　提示：可借助“單片機實驗電路板”實現(xiàn)或驗證軟件、硬件系統(tǒng)的可靠性。</p><p&g

5、t;<b>　　溫度傳感器</b></p><p>　　摘要：溫度的檢測與控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中比較典型的應用之一，隨著傳感器在生產(chǎn)和生活中的更加廣泛的應用，利用新型單總線式數(shù)字溫度傳感器實現(xiàn)對溫度的測試與控制得到更快的開發(fā)，隨著時代的進步和發(fā)展，單片機技術已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個領域。一種數(shù)字式溫度計以數(shù)字溫度傳感器DS18B20作感溫元件，它以單總線的連接方式，使電路大大的簡化

6、。傳統(tǒng)的溫度檢測大多以熱敏電阻為傳感器，這類傳感器可靠性差，測量溫度準確率低且電路復雜。因此，本溫度計擺脫了傳統(tǒng)的溫度測量方法，利用單片機STC89C52對傳感器進行控制。這樣易于智能化控制。</p><p>　　關鍵詞：數(shù)字測溫；溫度傳感器DS18B20；單片機STC89C52；</p><p><b>　　一．概述</b></p><p>

7、　　傳感器從功能上可分為雷達傳感器、電阻式傳感器、電阻應變式傳感器、壓阻式傳感器、熱電阻傳感器、溫度傳感器、光敏傳感器、濕度傳感器、生物傳感器、位移傳感器、壓力傳感器、超聲波測距離傳感器等，本文所研究的是溫度傳感器。</p><p>　　溫度傳感器是最早開發(fā)，應用最廣泛的一類傳感器。溫度傳感器是利用物質各種物理性質隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉換為電量的傳感器。這些呈現(xiàn)規(guī)律性變化的物理性質主要有半導體。溫度傳感器是溫度

8、測量儀表的核心部分，品種繁多。</p><p>　　隨著科學技術的發(fā)展，測溫系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應用于社會生產(chǎn)、生活的各個領域，在工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療、家庭多方面均有應用。從而使得現(xiàn)代溫度傳感器的發(fā)展。微型化、集成化、數(shù)字化正成為發(fā)展的一個重要方向。</p><p><b>　　二．硬件設計</b></p><p><b>　　1.DS18

9、B20</b></p><p>　　DS1820 單線數(shù)字溫度計特性 </p><p>　　? 獨特的單線接口僅需一個端口引腳進行通訊 </p><p>　　? 簡單的多點分布應用 </p><p><b>　　? 無需外部器件 </b></p><p>　　? 可通過數(shù)據(jù)線供電 &l

10、t;/p><p><b>　　? 零待機功耗 </b></p><p>　　? 測溫范圍-55~+125℃，以 0.5℃遞增 </p><p>　　? 溫度以 9 位數(shù)字量讀出 </p><p>　　? 溫度數(shù)字量轉換時間 200ms（典型值） </p><p>　　? 用戶可定義的非易失性溫度報警設

11、置 </p><p>　　? 報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件 </p><p>　　? 應用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費品、溫度計或任何熱感測系統(tǒng) </p><p>　　DS1820溫度傳感器外觀圖（a）和引腳圖（b）</p><p><b>　?、僖_1接地</b></p>

12、<p>　?、谝_2數(shù)字信號輸入/輸出</p><p>　?、垡_3接高電平5V高電平 </p><p>　　（a） (b)</p><p>　　2.STC89C52</p><p>　　STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。

13、在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標準功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，內置4KB EEPROM，MAX810復位電路，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下

14、，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率35Mhz，6T/12T可選。</p><p>　　圖2-2-1 89C52管腳圖</p><p><b>　　3. 晶振電路</b></p><p>　　為了產(chǎn)生時鐘

15、信號，在8052 內部設置了一個反相放大器，XTAL1 是片內振蕩器反相放大器的輸入端，XTAL2 是片內振蕩器反相放大器的輸出端，也是內部時鐘發(fā)生器的輸入端。當使用自激振蕩方式時，XTAL1 和XTAL2 外接石英晶振，使內部振蕩器按照石英晶振的頻率振蕩，就產(chǎn)生時鐘信號。本系統(tǒng)用12MHZ的石英晶振，接STC89C52的18和19腳，具體電路如下圖所示。</p><p>　　圖2-3-1 單片機的晶振電路<

16、;/p><p><b>　　4．復位電路</b></p><p>　　在振蕩器運行時，有兩個機器周期（24 個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時，將使單片機復位，只要這個腳保持高電平，52 芯片便循環(huán)復位。復位后P0－P3 口均置1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器SFR 全部清零。當復位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為ROM 的0000H 處開始運行程序。該

17、芯片的復位腳為9腳，所以復位電路接AT89S52的9腳，具體電路如下圖所示。</p><p>　　圖2-4-1 單片機的復位電路</p><p><b>　　5．顯示電路</b></p><p>　　圖2-5-1 整體電路圖</p><p>　　顯示電路采用共陽數(shù)碼管，數(shù)碼管的A~DP端接單片機的P0.0~P0.7端，1

18、234端通過三極管接單片機的P1.0~P1.3端，三極管實現(xiàn)放大作用。</p><p><b>　　6.電源</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用5v電源。</p><p><b>　　三．軟件設計</b></p><p>　　#include "reg52.h"</p&

19、gt;<p>　　sbit ds=P3^7;</p><p><b>　　bit flag;</b></p><p>　　unsigned char code table[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};</p><p>　　unsigned char

20、 code wtable[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};</p><p>　　unsigned char tempdate[4]={0XFF,0XFF,0XFF,0XFF};</p><p>　　void DelayUs2x(unsigned char t);</p><p>　　void DelayMs(u

21、nsigned char t);</p><p>　　bit Init(void);</p><p>　　unsigned char tempreadbyte(void);</p><p>　　void tempwritebyte(unsigned char dat);</p><p>　　unsigned int tempread(void

22、);</p><p>　　void Display(unsigned char wei,unsigned char num);</p><p>　　void Init_dingshiqi(void);</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p&g

23、t;　　unsigned int temph,templ,temp;</p><p>　　Init_dingshiqi();</p><p>　　while (1) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(flag==1)</p><p><b>

24、;　　{</b></p><p><b>　　flag=0;</b></p><p>　　temp=tempread();</p><p>　　temph=temp*0.0625;</p><p>　　templ=temp&0x0f;</p><p>　　templ=templ

25、*6/10;</p><p>　　if((temph%100/10)==0)</p><p>　　tempdate[0]=0Xff;</p><p><b>　　else</b></p><p>　　tempdate[0]=table[(temph%100)/10]; </p><p>　　tem

26、pdate[1]=table[(temph%100)%10]&0x7f; </p><p>　　tempdate[2]=table[templ];</p><p>　　tempdate[3]=0xc6; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b><

27、/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void DelayUs2x(unsigned char t)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　while(--t);</p><p><b>　　}</b><

28、/p><p>　　void DelayMs(unsigned char t)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(t--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DelayUs2x(245);</p><

29、;p>　　DelayUs2x(245);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　bit Init(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　bit dat=

30、0;</p><p>　　ds = 1; </p><p>　　DelayUs2x(5); </p><p>　　ds = 0; </p><p>　　DelayUs2x(200); </p><p>　　DelayUs2x(200);</p><p>　　ds = 1;

31、 </p><p>　　DelayUs2x(50); </p><p>　　dat=ds; </p><p>　　DelayUs2x(25); </p><p>　　return dat;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　un

32、signed char tempreadbyte(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i=0;</p><p>　　unsigned char dat = 0;</p><p>　　for (i=8;i>0;i--)</p><p&

33、gt;<b>　　{</b></p><p><b>　　ds = 0; </b></p><p><b>　　dat>>=1;</b></p><p><b>　　ds = 1;</b></p><p><b>　　if(ds)&l

34、t;/b></p><p>　　dat|=0x80;</p><p>　　DelayUs2x(25);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　return(dat);</p><p><b>　　}</b></p><p>

35、　　void tempwritebyte(unsigned char dat)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i=0;</p><p>　　for (i=8; i>0; i--)</p><p><b>　　{</b></p>

36、;<p><b>　　ds = 0;</b></p><p>　　ds = dat&0x01;</p><p>　　DelayUs2x(25);</p><p><b>　　ds = 1;</b></p><p><b>　　dat>>=1;</b&

37、gt;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　DelayUs2x(25);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　unsigned int tempread(void)</p><p><b>　　{</b>&

38、lt;/p><p>　　unsigned char a=0;</p><p>　　unsigned int b=0;</p><p>　　unsigned int t=0;</p><p><b>　　Init();</b></p><p>　　tempwritebyte(0xCC); </p&

39、gt;<p>　　tempwritebyte(0x44); </p><p>　　DelayMs(10);</p><p><b>　　Init();</b></p><p>　　tempwritebyte(0xCC); </p><p>　　tempwritebyte(0xBE); </p>

40、<p>　　a=tempreadbyte(); </p><p>　　b=tempreadbyte(); </p><p><b>　　b<<=8;</b></p><p><b>　　t=a+b;</b></p><p>　　return(t);</p>

41、<p><b>　　}</b></p><p>　　void Display(unsigned char wei,unsigned char num)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　static unsigned char i=0;</p><p>　　P2

42、=0xff; </p><p>　　P0=wtable[i+wei]; </p><p>　　P2=tempdate[i]; </p><p><b>　　i++;</b></p><p>　　if(i==num)</p><p><b>　　i=0;</b></p&

43、gt;<p><b>　　}</b></p><p>　　void Init_dingshiqi(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD |= 0x01; </p><p>　　EA=1; </p>

44、<p>　　ET0=1; </p><p>　　TR0=1; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　void zhongduan(void) interrupt 1 </p><p><b>　　{</b></p>

45、<p>　　static unsigned int num;</p><p>　　TH0=(65536-2000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-2000)%256;</p><p>　　Display(0,4); </p><p><b>　　num++;</b><

46、/p><p>　　if(num==300) </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　num=0;</b></p><p><b>　　flag=1; </b></p><p><b>　　}</b&g

47、t;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　四．總結</b></p><p>　　課程設計體會課程設計體會</p><p>　　這門課程設計即將結束，在這次制作過程中，可以說是充滿挑戰(zhàn)也有驚喜，在充滿困惑的同時也多些了解，雖然時間不是很長但過程確實值得回味，每一個細節(jié)我

48、們都親歷而為，也因此印象深刻。在學習或實踐中我們或多或少掌握了一些知識，有了一些體會和感受。當然我也認識到了自己學習中的不足，看到了自己在運用知識方面欠缺。</p><p>　　經(jīng)過將兩周的單片機課程設計，終于完成了我們的數(shù)字溫度計的設計，這些日子是我大學生活里充實的生活，看著自己的勞動成果，雖然沒有完全達到設計要求，但從心底里說，還是高興的，畢竟這次設計把實物都做了出來，，心里有種說不出的感覺。畢竟自己的努力還

49、算有所回報，我為自己的努力感到自豪。高興之余不得不深思呀！ </p><p>　　在本次設計的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，雖然以前還做過這樣的設計但這次設計真的讓我長進了很多，單片機課程設計重點就在于軟件算法的設計，需要有很巧妙的程序算法，雖然以前寫過幾次程序，但我覺的寫好一個程序并不是一件簡單的事，舉個例子，以前寫的那幾次，數(shù)據(jù)加減時，我用的都是BCD碼，這一次，我全部用的都是16進制的數(shù)直接加減，顯示處

50、理時在用對不同的位，求商或求余，感覺效果比較好。還有時序的問題，通過這次的設計我明白了時序才真正是數(shù)字芯片的靈魂，所有的程序我們都可以通過對其時序的理解來實現(xiàn)對其操作，同時體會到了單總線結構的魅力。 </p><p>　　從這次的課程設計中，我真真正正的意識到，在以后的學習中，要理論聯(lián)系實際，把我們所學的理論知識用到實際當中，學習單機片機更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在這次課程設