單片機(jī)課程設(shè)計(jì)之智能多點(diǎn)溫度計(jì)

1、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課 題： 智能多點(diǎn)溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 姓 名： 姜遠(yuǎn)寧 班 級： BQ1204 學(xué) 號： 121008140413 指導(dǎo)老師： 田玉冬 日 期： 第一章 緒論傳統(tǒng)的方法是用溫度計(jì)等測試器材，通過人工進(jìn)行檢測，對不符合溫度要求的庫房進(jìn)行通風(fēng)和降溫等工作。這種人工測試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，且測試的溫度誤差大，隨機(jī)性大。防潮、防霉、防腐、防爆是倉庫日常工作的重要內(nèi)容，是衡量倉庫管理質(zhì)量的重要指標(biāo)。首要問題是加強(qiáng)倉庫內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測工作。因此我們需要一種造價(jià)低廉、使用方便且測量準(zhǔn)確的溫濕度測量儀。第二章 方案傳感器是實(shí)現(xiàn)測量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒有傳感器對原始被測

2、信號進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測量和控制都將無法實(shí)現(xiàn)。工業(yè)生產(chǎn)過程主要依靠各種傳感器來檢測和控制生產(chǎn)過程中的各種參量，使設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行在最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。2.1 傳感器的選擇 （1）DSl8820的特點(diǎn)DSl8820是美國Dallas半導(dǎo)體公司繼DSl820之后最新推出的一種改進(jìn)型智能數(shù)字溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過編程實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式；可以分別在9375ms和75O ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量；從DSl8820讀出信息或?qū)懭隓Sl8820信息僅需要1根口線(單線接口)；溫度變換功率來源于數(shù)

3、據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DSl8820供電，而無需額外電源。使用DSl8820可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。DSl8820在測溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較DSl820有了很大的改進(jìn)。（2）DSl8820內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理DSl8820的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括寄生電源電路、64位只讀存儲(chǔ)器(ROM)和單線接口、存儲(chǔ)器和控制邏輯、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存存儲(chǔ)器、溫度傳感器、報(bào)警上限寄存器TH、報(bào)警下限寄存器TL、配置寄存器和8位CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn)碼)發(fā)生器。22 AT89C51單片機(jī)AT89C51單片機(jī)是ATMEL公司生產(chǎn)的高性能8位單片機(jī)，主要功能特性如下：兼容M

4、CS-51指令系統(tǒng)；32個(gè)雙向I/O口，兩個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器；1個(gè)串行中斷，兩個(gè)外部中斷源；可直接驅(qū)動(dòng)LED；低功耗空閑和掉電模式；4 kB可反復(fù)擦寫(>1 000次)FLASI ROM；該款芯片的超低功耗和良好的性能價(jià)格比使其非常適合嵌入式產(chǎn)品應(yīng)用。第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)1.硬件設(shè)計(jì)由DS18B20和Atmel公司推出的單片機(jī)AT89C51以及相關(guān)外圍電路組成的高精度、多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。系統(tǒng)采用8片DS18B20構(gòu)成小型溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)3，通過并行連接方式連接至單片機(jī)的通用I/O端口。單片機(jī)獲得溫度信息后，通過特定的算法，將處理后的溫度信息通過LED顯示出來，同時(shí)

5、通過串行口送上位機(jī)處理。AT89C51溫度采集模塊電源模塊LED顯示模塊RS232模塊2.軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主程序先對各DS18B20進(jìn)行初始化，然后重復(fù)調(diào)用寫命令和讀數(shù)據(jù)模塊，最后將數(shù)據(jù)處理后送LED顯示7。主程序執(zhí)行流程如圖3所示：/*數(shù)碼管的顯示 */void display(uint temp)uchar bai,shi,ge;bai=temp/100;shi=temp%100/10;ge=temp%100%10;dula=0;P0=tablebai;   /顯示百位dula=1;       /從0到1，有個(gè)上升沿，解除鎖存，顯示

6、相應(yīng)段 dula=0;       /從1到0再次鎖存      wela=0;P0=0xfe;wela=1;wela=0;delay(1); /延時(shí)約2msP0=table1shi;   /顯示十位dula=1;dula=0;P0=0xfd;wela=1;wela=0;delay(1);P0=tablege;   /顯示個(gè)位dula=1;dula=0;P0=0xfb;wela=1;wela=0;delay(1);3.軟件仿真調(diào)試第四章 結(jié)束語本系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)： a.結(jié)構(gòu)簡

7、單，成本低廉，維護(hù)方便。b.直接將溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，可以只使用單根電纜傳輸溫度數(shù)據(jù)，通信方便，傳輸距離遠(yuǎn)且抗干擾性強(qiáng)。 c.配置靈活、方便、易于擴(kuò)展?？蓴U(kuò)展多路下位溫度采集子系統(tǒng)，將它們通過RS485與上位PC機(jī)組網(wǎng)，形成多點(diǎn)溫度采集網(wǎng)絡(luò)。也可在各子系統(tǒng)中有選擇性地增減溫度傳感器。 d.適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。在大范圍溫度多點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中具有十分誘人的應(yīng)用前景。附錄 主程序#include "reg52.h"#include "intrins.h"#define uchar unsigned cha

8、r#define uint unsigned intsbit ds=P22;sbit dula=P26;sbit wela=P27;uchar flag ;uint temp;             /參數(shù)temp一定要聲明為 int 型 uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;     /不帶小數(shù)點(diǎn)數(shù)字編碼uchar code t

9、able1=0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef;        /帶小數(shù)點(diǎn)數(shù)字編碼/*延時(shí)函數(shù)*/void TempDelay (uchar us)while(us-);void delay(uint count) /延時(shí)子函數(shù)uint i;while(count)i=200;while(i>0)i-;count-;/*串口初始化，波特率9600，方式1 */void init_com()TMOD=0x20;    /設(shè)置定時(shí)器1為模式2TH1=0xfd;

10、    /裝初值設(shè)定波特率TL1=0xfd;TR1=1;       /啟動(dòng)定時(shí)器SM0=0;       /串口通信模式設(shè)置SM1=1;/ REN=1;       /串口允許接收數(shù)據(jù)PCON=0;       /波特率不倍頻/   SMOD=0;    /波特率不倍頻   / EA=1;       /開總中斷&#

11、160;  /ES=1;       /開串行中斷/*數(shù)碼管的顯示 */void display(uint temp)uchar bai,shi,ge;bai=temp/100;shi=temp%100/10;ge=temp%100%10;dula=0;P0=tablebai;   /顯示百位dula=1;       /從0到1，有個(gè)上升沿，解除鎖存，顯示相應(yīng)段 dula=0;       /從1到0再次鎖存    

12、;  wela=0;P0=0xfe;wela=1;wela=0;delay(1); /延時(shí)約2msP0=table1shi;   /顯示十位dula=1;dula=0;P0=0xfd;wela=1;wela=0;delay(1);P0=tablege;   /顯示個(gè)位dula=1;dula=0;P0=0xfb;wela=1;wela=0;delay(1);void ds_reset(void)ds=1;_nop_();        /1usds=0;TempDelay(80); &#

13、160; /當(dāng)總線停留在低電平超過480us，總線上所以器件都將被復(fù)位，這里/延時(shí)約530us總線停留在低電平超過480s，總線上的所有器件都/將被復(fù)位。_nop_(); ds=1;           /產(chǎn)生復(fù)位脈沖后，微處理器釋放總線,讓總線處于空閑狀態(tài)，原因查/18b20中文資料TempDelay(5);   /釋放總線后，以便從機(jī)18b20通過拉低總線來指示其是否在線,              

14、/存在檢測高電平時(shí)間：1560us， 所以延時(shí)44us，進(jìn)行          1-wire presence /detect（單線存在檢測）_nop_();_nop_();_nop_();if(ds=0)       flag=1;    /detect 18b20 successelse       flag=0;    /detect 18b20 fail   TempD

15、elay(20); /存在檢測低電平時(shí)間：60240us，所以延時(shí)約140us_nop_();_nop_();ds=1;       /再次拉高總線，讓總線處于空閑狀態(tài)/*/bit   ds_read_bit(void) /讀一位bit dat;ds=0;       /單片機(jī)（微處理器）將總線拉低   _nop_();    /讀時(shí)隙起始于微處理器將總線拉低至少1usds=1;        /拉低總線后

16、接著釋放總線，讓從機(jī)18b20能夠接管總線，輸出有效數(shù)據(jù)_nop_();_nop_();       /小延時(shí)一下，讀取18b20上的數(shù)據(jù) ,因?yàn)閺膁s18b20上輸出的數(shù)據(jù)/在讀"時(shí)間隙"下降沿出現(xiàn)15us內(nèi)有效dat=ds;           /主機(jī)讀從機(jī)18b20輸出的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在讀時(shí)隙的下降沿出現(xiàn)/15us內(nèi)有效 TempDelay(10); /所有讀"時(shí)間隙"必須60120us，這里77usreturn(dat);  &

17、#160; /返回有效數(shù)據(jù)uchar ds_read_byte(void ) /讀一字節(jié)uchar value,i,j;value=0;           /一定別忘了給初值for(i=0;i<8;i+)j=ds_read_bit();    value=(j<<7)|(value>>1); /這一步的說明在一個(gè)word文檔里面return(value);        /返回一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)void ds_writ

18、e_byte(uchar dat) /寫一個(gè)字節(jié)   uchar i;   bit onebit;        /一定不要忘了，onebit是一位   for(i=1;i<=8;i+)    onebit=dat&0x01;dat=dat>>1;if(onebit)    /寫 1ds=0;_nop_();    _nop_();    /看時(shí)序圖，至少延時(shí)1us，才產(chǎn)生寫&qu

19、ot;時(shí)間隙"  ds=1;    /寫時(shí)間隙開始后的15s內(nèi)允許數(shù)據(jù)線拉到高電平    TempDelay(5);   /所有寫時(shí)間隙必須最少持續(xù)60uselse       /寫 0ds=0;    TempDelay(8); /主機(jī)要生成一個(gè)寫0 時(shí)間隙，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平并保持至少60s，這里64usds=1;_nop_();    _nop_();   void

20、tem_change()   ds_reset();    delay(1);              /約2ms   ds_write_byte(0xcc);   ds_write_byte(0x44);unit get temperature()   float wend;   char a,b;   ds_reset();   delay(1);