溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、電子信息工程電子專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)研究報(bào)告溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：XXX學(xué)生學(xué)號(hào)：XXXXXXXXXX指導(dǎo)教師：XXX所在學(xué)院：信息技術(shù)學(xué)院專業(yè)班級(jí)：電子一班 中國大慶2011 年 11 月信息技術(shù)學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 信息技術(shù) 院 電子信息工程 專業(yè) 08 級(jí)，學(xué)號(hào) XXXXXXXXX 姓名 XXX 一、課程設(shè)計(jì)課題：溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、課程設(shè)計(jì)工作日自 2011 年 10 月 31 日至 2011 年 11 月 18 日三、課程設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn)： 信息技術(shù)學(xué)院205 課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求： (詳細(xì)內(nèi)容見課程設(shè)計(jì)文檔)1.課題來源: 老師派發(fā)題目2.目的意義: 隨著社會(huì)的進(jìn)步和工業(yè)技術(shù)的發(fā)

2、展，人們?cè)絹碓街匾暅囟纫蛩?，許多產(chǎn)品對(duì)溫度范圍要求嚴(yán)格，而目前市場(chǎng)上普遍存在的溫度檢測(cè)儀器大都存在精度不夠的缺點(diǎn)，不利于工業(yè)控制者根據(jù)溫度變化及時(shí)做出決定。實(shí)時(shí)性高、精度高，能夠綜合處理多點(diǎn)溫度信息的測(cè)量系統(tǒng)就很有必要。3.基本要求: 采用單片機(jī)80C51.要求溫度范圍0100之間 。溫度傳感器選用模擬的數(shù)字的都可以。在LED中顯示溫度。精度達(dá)到1%。分辨率0.1根據(jù)精度自選A/D轉(zhuǎn)換芯片。直流穩(wěn)壓電源自行設(shè)計(jì)。輔助電路及元器件自選。課程設(shè)計(jì)評(píng)審表指導(dǎo)教師評(píng)語：成績： 簽字： 日期： 目錄 1 設(shè)計(jì)任務(wù)要求.12 方案比較.1 3單元電路設(shè)計(jì).2 4軟件的編程.10 總結(jié)與體會(huì).11致謝.12

3、參考文獻(xiàn).13附錄.14 1、設(shè)計(jì)任務(wù)要求采用單片機(jī)80C51.要求溫度范圍0100之間。溫度傳感器選用模擬的數(shù)字的都可以。在LED中顯示溫度。精度達(dá)到1%。分辨率0.1根據(jù)精度自選A/D轉(zhuǎn)換芯片。直流穩(wěn)壓電源自行設(shè)計(jì)。輔助電路及元器件自選。2、方案比較方案一、采用模擬分立元件，如電容、電感或晶體管等非線形元件，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度的測(cè)量及顯示，該方案設(shè)計(jì)電路簡單易懂，操作簡單，且價(jià)格便宜，但采用分立元件分散性大，不便于集成數(shù)字化，而且測(cè)量誤差大。采用模擬的溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量方案二、本方案采用AT89S51單片機(jī)為核心，通過溫度傳感器AD590采集溫度信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大器放大后，送到A/D轉(zhuǎn)換芯片

4、，最終經(jīng)單片機(jī)檢測(cè)處理溫度信號(hào)。 圖1 方案二的框圖方案三、本方案由AT89S51單片機(jī)為核心，溫度傳感器采用的是DS18B20數(shù)字溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量并且由LED顯示溫度值。 圖2 方案三框圖方案的比較：DS18B20將溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了與單片機(jī)的直接接口，從而省去了信號(hào)調(diào)理電路。該元件的最大分辨率為0.0625能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該儀器電路簡單、功能可靠、測(cè)量效率高，很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)溫度測(cè)量方法的不足。相對(duì)與方案1，在功能、性能、可操作性等方面都有較大的提升。相對(duì)與方案2，硬件電路簡單，易于操作，具有更高的性價(jià)比，更大的市場(chǎng)。所以我采用方案3完成本設(shè)計(jì)。3、單元電路設(shè)計(jì)3.

5、1 控制電路3.1.1 單片機(jī)電路及原理 At89S51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS8位單片機(jī)；片內(nèi)含有4k字節(jié)的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）；器件采用AMTEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)；片內(nèi)置通用2位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C51單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。功能特性概述AT89S51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能:4k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器、128字節(jié)內(nèi)部RAM、32個(gè)I/O口線、兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、1個(gè)5向量兩級(jí)

6、中斷結(jié)構(gòu)、一個(gè)全雙工串行通信口、片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路，同時(shí)，AT89S51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式；空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作一直到下個(gè)硬件復(fù)位2。引腳功能說明 Vcc：電源電壓 GND：地 P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口；作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或者程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線

7、復(fù)用；在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)要求外接上拉電阻P1口：P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口；P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口；作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低會(huì)輸出一個(gè)電流。 Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址P2口：P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口；P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)個(gè)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高

8、電平，此時(shí)可作輸入口；作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低會(huì)輸出一個(gè)電流。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)；在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX RI）時(shí)，P2口線上的內(nèi)容（即特殊功能寄存器(SFR)區(qū)中的R2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變； Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。 P3口：P3口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口；P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)個(gè)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)

9、可作輸入口；作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低會(huì)輸出一個(gè)電流。 P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能；如下表2-1所示： 表2-1端口引腳第二功能P3.0RXD (串行輸入口)P3.1TXD (串行輸出口)P3.2(外中斷0)P3.3(外中斷1)P3.4T0 (定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)P3.5T1 (定時(shí)/計(jì)數(shù)器1)P3.6 (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)P3.7 (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入；當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位ALE/PROG：當(dāng)訪

10、問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)；即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的；要注意的是,每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作，該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會(huì)被激活，此外該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)該置ALE無效。EA/VPP：外部訪問允許；欲使CPU僅訪問外部程學(xué)存儲(chǔ)器（地址為0000H FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需要注意

11、的是，如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端的狀態(tài)3。 如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 Flash存儲(chǔ)編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。XTML1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTML2: 振蕩器反相放大器的輸出端。 圖3 單片機(jī)的工作電路圖3.1.2 復(fù)位電路復(fù)位電路的用途：單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動(dòng)從頭開

12、始執(zhí)行。復(fù)位電路的工作原理：51單片機(jī)要復(fù)位只需要在第9引腳接個(gè)高電平持續(xù)2us就可以實(shí)現(xiàn)在單片機(jī)系統(tǒng)中，系統(tǒng)上電啟動(dòng)的時(shí)候復(fù)位一次，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候系統(tǒng)再次復(fù)位，如果釋放后再按下，系統(tǒng)還會(huì)復(fù)位。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運(yùn)行的系統(tǒng)中控制其復(fù)位。電路圖如下： 圖4 復(fù)位電路3.1.3 晶振電路晶體振蕩器，簡稱晶振。在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合

13、適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。一般的晶振的負(fù)載電容為15p或12.5p ，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個(gè)22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。晶體振蕩器也分為無源晶振和有源晶振兩種類型。無源晶振與有源晶振（諧振）的英文名稱不同，無源晶振為crystal（晶體），而有源晶振則叫做oscillator（振蕩器）。無

14、源晶振需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，自身無法振蕩起來，所以“無源晶振”這個(gè)說法并不準(zhǔn)確；有源晶振是一個(gè)完整的諧振振蕩器。諧振振蕩器包括石英（或其晶體材料）晶體諧振器，陶瓷諧振器，LC諧振器等。在本次課程設(shè)計(jì)中使用的是無源晶振電路圖如下示： 圖5 晶振電路3.2 直流電源 在本次的課程設(shè)計(jì)中采用的是自主設(shè)計(jì)的直流電源主要是通過變壓器進(jìn)行降壓，用二極管整流橋進(jìn)行整流操作，用穩(wěn)壓芯片對(duì)電源實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。在正常的工作情況下輸入220V交流電經(jīng)過整流二極管進(jìn)行整流使用電橋?qū)崿F(xiàn)全波整流經(jīng)過4700uf大電容的濾波得到較低的直流電壓，經(jīng)過LM7812把直流電壓穩(wěn)壓為12V，然后在經(jīng)過直流穩(wěn)壓芯片LM780

15、5得到了單片機(jī)穩(wěn)定的工作電壓。如下圖示：圖6 自制直流電源3.3 測(cè)溫電路在本次的課程設(shè)計(jì)中使用的是的DS18B20數(shù)字式溫度傳感器。DS18B20型單線智能溫度傳感器，屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式。其可以分別9375ms和750ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，最大分辨率為00625 ， 而且從DS18B20讀出或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫。3.3.1 DS18B20的性能特點(diǎn)單線數(shù)字化智能集成

16、溫度的傳感器，其特點(diǎn)是：DSI8B20可將被測(cè)溫度直接轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)輸出，溫度值不需要經(jīng)電橋電路先獲取電壓模擬量，再經(jīng)信號(hào)放大和AD轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，解決了傳統(tǒng)溫度傳感器存在的因參數(shù)不一致性，在更換傳感器時(shí)會(huì)因放大器零漂而必須對(duì)電路進(jìn)行重新調(diào)試的問題，使用方便DS18B20能提供9到12位溫度讀數(shù)，精度高，且其信息傳輸只需1根信號(hào)線，與計(jì)算機(jī)接口十分簡便，讀寫及溫度變換的功率來自于數(shù)據(jù)線而不需額外的電源每一個(gè)DS18B20都有一個(gè)惟一的序列號(hào)，這就允許多個(gè)DS18B20連接到同一總線上尤其適合于多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng) 負(fù)壓特性：當(dāng)電源極性接反時(shí)，DS18B20雖然不能正常工作，但不會(huì)因發(fā)

17、熱而燒毀 正是由于具有以上特點(diǎn)，DS18B20在解決各種誤差、可靠性和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化等方面與傳統(tǒng)各種溫度傳感器相比，有無可比擬的優(yōu)越性，因而廣泛應(yīng)用于過程控制、環(huán)境控制、建筑物、機(jī)器設(shè)備中的溫度檢測(cè)。3.3.2 DS18B20與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì)DS18B20測(cè)溫系統(tǒng)具有測(cè)溫系統(tǒng)簡單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)。Dsl8B20與單片機(jī)的硬件連接有兩種方法：一是Vcc接外部電源，GND接地，I/0與單片機(jī)的I/0線相連；二是用寄生電源供電，此時(shí),UDD和GND接地，I/0接單片機(jī)I/0。無論是哪種供電方式，I/0口線都要接47k Q左右的上拉電阻。圖4給出了DSl8B20與微處理器的

18、典型連接。 DS18B20寄生電源供電方式：如下面圖3.2(a)所示，在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線信號(hào)線上汲取能量：在信號(hào)線DQ處于高電平期間把能量儲(chǔ)存在內(nèi)部電容里，在信號(hào)線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來再給寄生電源（電容）充電。 獨(dú)特的寄生電源方式有三個(gè)好處：進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)溫時(shí)，無需本地電源可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取ROM電路更加簡潔，僅用一根I/O口實(shí)現(xiàn)測(cè)溫 要想使DS18B20進(jìn)行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由于每個(gè)DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達(dá)到1mA，當(dāng)幾個(gè)溫度傳感器掛在同一根I/O線上進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫時(shí)，只靠

19、4.7K上拉電阻就無法提供足夠的能量，會(huì)造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。因此，該電路只適應(yīng)于單一溫度傳感器測(cè)溫情況下使用，不適宜采用電池供電系統(tǒng)中。并且工作電源VCC必須保證在5V，當(dāng)電源電壓下降時(shí)，寄生電源能夠汲取的能量也降低，會(huì)使溫度誤差變大。 DS18B20寄生電源強(qiáng)上拉供電方式： 改進(jìn)的寄生電源供電方式如下面圖3.2(b)所示，為了使DS18B20在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應(yīng)，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝到E2存儲(chǔ)器操作時(shí)，用MOSFET把I/O線直接拉到VCC就可提供足夠的電流，在發(fā)出任何涉及到拷貝到E2存儲(chǔ)器或啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換的指令后，必須在最多10S內(nèi)把I/O線轉(zhuǎn)換到強(qiáng)上拉狀態(tài)。在強(qiáng)上

20、拉方式下可以解決電流供應(yīng)不走的問題，因此也適合于多點(diǎn)測(cè)溫應(yīng)用，缺點(diǎn)就是要多占用一根I/O口線進(jìn)行強(qiáng)上拉切換。 DS18B20的外部電源供電方式： 如下面圖3.2(c)所示，在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，其VDD端用355V電源供電，此時(shí)I/O線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉(zhuǎn)換精度，同時(shí)在總線上理論可以掛接任意多個(gè)DS18B20傳感器，組成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。注意：在外部供電的方式下，DS18B20的GND引腳不能懸空，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85。圖7 溫度傳感器電路3.4 顯示電路該顯示電路是采用7段LED數(shù)碼管顯示溫度。電路圖如下：主要

21、的工作原理：7段數(shù)碼管又分共陰和共陽兩種顯示方式。如果把7段數(shù)碼管的每一段都等效成發(fā)光二極管的正負(fù)兩個(gè)極，那共陰就是把a(bǔ)bcdefg這7個(gè)發(fā)光二極管的負(fù)極連接在一起并接地；共陽是把所有的二極管的正極連接在一起。如果7段數(shù)碼管是共陽顯示電路，那就需要選用驅(qū)動(dòng)電路。共陽就是把a(bǔ)bcdefg的7個(gè)發(fā)光二極管的正極連接在一起并接到5V電源上，其余的7個(gè)負(fù)極接到單片機(jī)相應(yīng)的IO口。無論共陰共陽7段顯示電路，都需要加限流電阻，否則通電后就把7段譯碼管燒壞了！限流電阻的選取是：5V電源電壓減去發(fā)光二極管的工作電壓除上10ma到15ma得數(shù)即為限流電阻的值。發(fā)光二極管的工作電壓一般在1.8V-2.2V，為計(jì)算

22、方便，通常選2V即可！發(fā)光二極管的工作電流選取在10-20ma，電流選小了，7段數(shù)碼管不太亮，選大了工作時(shí)間長了發(fā)光管易燒壞！對(duì)于大功率7段數(shù)碼管可根據(jù)實(shí)際情況來選取限流電阻及電阻的瓦數(shù)！ 圖 8 LED顯示電路4、軟件的編程在本課程設(shè)計(jì)中使用Keil C51開發(fā)軟件，該軟件是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編

23、譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)。該課程設(shè)計(jì)中主要利用了DS18B20芯片進(jìn)行測(cè)溫，該芯片是單總線器件，顧名思義單總線只有一根數(shù)據(jù)線，因此在通信時(shí)時(shí)序就顯得十分重要，我們?cè)诰幊虝r(shí)也要十分注意這一點(diǎn)。在程序中測(cè)溫時(shí)首先要對(duì)DS18B20進(jìn)行初始化，初始化過程由單片機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和芯片響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組成，應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道，總線上有從機(jī)設(shè)備，且準(zhǔn)備就緒。由于總線上只掛接了一片測(cè)溫芯片，因此可直接跳過ROM匹配發(fā)出測(cè)溫命令。該設(shè)計(jì)可實(shí)時(shí)顯示溫度值，便于連續(xù)觀測(cè)。系統(tǒng)源程序見附錄。

24、軟件流程圖如下所示：圖9 程序設(shè)計(jì)流程圖總結(jié)與體會(huì)在本次課程設(shè)計(jì)中使用的是數(shù)字溫度傳感器DS18B20。通過調(diào)試成型系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了DS18B20除了上述優(yōu)點(diǎn)外，還有一些缺點(diǎn)，如：簡單的硬件連接的代價(jià)是復(fù)雜的軟件時(shí)序，DS18B20在測(cè)量溫度的時(shí)候，靈敏度不夠高，溫度快速變化時(shí)無法迅速顯示出其變化。通過一系列的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：由DS18B20構(gòu)建的測(cè)溫小系統(tǒng)適用于環(huán)境溫度監(jiān)控，對(duì)溫度小變化較敏感；不適合應(yīng)用于要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)、溫度跨度大的測(cè)溫方式。在顯示電路中采用的數(shù)碼管的顯示方式，雖然操作簡單但是在代碼書寫時(shí)要注意在字型碼這塊要區(qū)分好是共陽極還是共陰極的數(shù)碼管。本文中采用動(dòng)態(tài)掃描的方式控制共陽極的數(shù)碼管。在

25、按鍵的處理時(shí)使用的是軟件消抖，要注意延長時(shí)間的把握。在本次的課程設(shè)計(jì)中了解了很多知識(shí)并且為畢業(yè)設(shè)計(jì)的書寫鍛煉了自己。致謝這次課程設(shè)計(jì)使我掌握了很多實(shí)踐知識(shí)，在老師和同學(xué)的幫助下對(duì)單片機(jī)有了進(jìn)一步的了解。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，進(jìn)而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。整個(gè)設(shè)計(jì)過程可以說不是很順利，因?yàn)橛泻芏嘀R(shí)已經(jīng)淡忘，還有很多新的東西沒有掌握，所以這次設(shè)計(jì)在不斷的復(fù)習(xí)、學(xué)習(xí)中度過，使我受益匪淺，也使我對(duì)單片機(jī)的運(yùn)用有了進(jìn)一步的了解和掌握，也為今后的學(xué)習(xí)生活和工作打下良好的基礎(chǔ)。最

26、后我要衷心感謝幫助我的同學(xué)。參考文獻(xiàn)1 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（修訂版）.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，19982 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，19923 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，19944 張毅剛.單片原理及接口技術(shù).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，19905 譚浩強(qiáng).單片機(jī)課程設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，19896馬家辰.MCS-51單片機(jī)原理及接口技術(shù).哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 19977康華光.數(shù)字電子技術(shù).第四版.北京：高等教育出版社，19988OMAC Baseline Architecture Functiona

27、l RequirementVersion 10WWWarcwebcom9付家才.單片機(jī)測(cè)控工程實(shí)踐技術(shù)北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2001 10李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)(修訂本)北京:北京航空航天大學(xué)出版社, 200111 諸昌鈴.LED顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù).西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2000.912Astrom, Karl J. (Karl Johan).Computer-controlled systems: theory and design. Beijing: Tsinghua University Press, 2002.213沈紅衛(wèi)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例與分析北京：北京航空航天大學(xué)

28、出版社，2003附錄附錄一 電路圖附錄二 代碼/DS18B20的讀寫程序,數(shù)據(jù)腳P2.4 /溫度傳感器18B20匯編程序,采用器件默認(rèn)的12位轉(zhuǎn)化 /最大轉(zhuǎn)化時(shí)間750微秒,顯示溫度-55到+125度,顯示精度 /為0.1度，顯示采用4位LED共陽顯示測(cè)溫值 /P1口為段碼輸入,P20P23為位選 /*/#include reg51.h#include intrins.h /_nop_();延時(shí)函數(shù)用#define Disdata P1 /段碼輸出口#define discan P2 /掃描口#define uchar unsigned char#define uint unsigned in

29、tsbit DQ=P24; /溫度輸入口sbit DIN=P17; /LED小數(shù)點(diǎn)控制uint h; uchar flag;/*溫度小數(shù)部分用查表法*/uchar code ditab16=0 x00,0 x01,0 x01,0 x02,0 x03,0 x03,0 x04,0 x04,0 x05,0 x06,0 x06,0 x07,0 x08,0 x08,0 x09,0 x09;/uchar code dis_712=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90,0 xff,0 xbf;/共陽LED段碼表 0 1 2 3

30、 4 5 6 7 8 9 不亮 - uchar code scan_con4=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7; /列掃描控制字uchar data temp_data2=0 x00,0 x00; /讀出溫度暫放uchar data display5=0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00; /顯示單元數(shù)據(jù)，共4個(gè)數(shù)據(jù)和一個(gè)運(yùn)算暫用/*11微秒延時(shí)函數(shù)*/void delay(uint t)for(;t0;t-);/*顯示掃描函數(shù)*/scan()char k; for(k=0;k0; i-) /DQ=1;_nop_();_nop_(); DQ = 0;_nop

31、_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();/5usDQ = val&0 x01; /最低位移出delay(6); /66usval=val/2; /右移一位DQ = 1;delay(1); /*18B20讀1個(gè)字節(jié)函數(shù)*/從總線上讀取一個(gè)字節(jié)uchar read_byte(void)uchar i;uchar value = 0;for (i=8;i0;i-)DQ=1;_nop_();_nop_();value=1;DQ = 0; /_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /4usDQ = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /4us if(DQ)value|=0 x80;delay(6); /66usDQ=1;return(value)