崔皓-電子溫度計(jì)設(shè)計(jì)

1、西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書 西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書 第 頁成績(jī) 成績(jī) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 課程設(shè)計(jì)名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題 目： 電子溫度計(jì)設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名： 崔 皓 專 業(yè)： 電氣工程與自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 312012080608219 指 導(dǎo) 教師： 莊曉燕、卜云 日期：年 月 日摘 要 本文是以AT89C52單片機(jī)為核心的對(duì)溫度的檢測(cè)與顯示進(jìn)行了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)與闡述。本次設(shè)計(jì)可以說是軟硬結(jié)合，又以硬件為主。 電子溫度計(jì)溫度采集系統(tǒng)由主控制器、溫度采集電路、溫度顯示電路、報(bào)警控制電路組成。它利用單片機(jī)AT89C52做控制及數(shù)據(jù)處理器、智能溫度傳感器DS18B20做溫度

2、檢測(cè)器、LED數(shù)碼顯示管做溫度顯示輸出設(shè)備。硬件電路比較簡(jiǎn)單、成本較低、測(cè)溫范圍大、測(cè)量精度高、讀數(shù)顯示直觀、使用方便。 關(guān)鍵詞：數(shù)字溫度傳感器單片機(jī)控制 Abstract It is based on AT89C52 microcontroller as the core, the temperature detection and display for a simple design and elaborate. This design can be said to combine software and hardware on, the hardware based. the dig

3、ital multi-channel temperature gathering system by the master control regulator, the temperature gathering electric circuit, the temperature display circuit and reports to the police the control circuit is composed .It makes the control and the data processor, intelligent temperature sensor DS18B20

4、using monolithic integrated circuit AT89C52 makes the temperature detector, the LED numerical code display tube makes the temperature demonstration output unit. The hardware electric circuit quite is simple, the cost is low, the temperature measurement scope is big, and the measuring accuracy is hig

5、h, reading demonstration is direct-viewing, easy to operate. Keywords: numeral; temperature; sensor; monolithic integrated circuit; control 目 錄目錄1.前言32總體方案設(shè)計(jì)42.1設(shè)計(jì)概述42.2方案比較42.3方案論述52.4方案選擇53單元模塊設(shè)計(jì)63.1各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)63.1.1溫度采集電路63.1.2報(bào)警電路63.1.3顯示電路73.1.4控制電路73.1.5電源電路83.2電子溫度計(jì)的溫度采集系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)93.3特殊器件介紹113

6、.3.1 DS18B20113.3.2 AT89C51133.3.3 74HC573154系統(tǒng)調(diào)試175系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)185.1系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能185.2系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測(cè)試186結(jié)論197總結(jié)與體會(huì)208致謝219參考文獻(xiàn) 221前言 = 1 * GB3 溫度是人們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|最多的物理量，人們的日常生活、動(dòng)植物的生存繁衍和周圍環(huán)境的溫度息息相關(guān)。石油、化工、冶金、紡織、機(jī)械制造、航空航天、制藥、煙草、檔案保管、糧食存初等領(lǐng)域?qū)囟扔兄^高的要求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展許多新興產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境提出了更高的要求制造大規(guī)模集成電路需要極高的空氣潔凈度生物化學(xué)制藥需要精確的溫度控制。因此對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)和控制

7、己成為生產(chǎn)過程中非常重要的技術(shù)要求 = 2 * GB3 溫度是表征物體冷熱程度的物理量，它在工業(yè)自動(dòng)化、家用電器、環(huán)境保護(hù)、安全生產(chǎn)和汽車工業(yè)等行業(yè)中都是基本的檢測(cè)參數(shù)之一。溫度是溫度監(jiān)控系統(tǒng)中最基本、最為核心的衡量指標(biāo)，也是測(cè)溫系統(tǒng)中最為重要的被控參數(shù)，因此對(duì)溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)一直是一個(gè)重要的研究課題，測(cè)量溫度的儀器在測(cè)溫系統(tǒng)中占有至關(guān)重要的地位。 =3 * GB3 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器(Sensor)下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按

8、一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。而溫度傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器 2總體方案設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)概述目前，單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域。與傳統(tǒng)溫度計(jì)相比，本次設(shè)計(jì)所介紹的基于單片機(jī)的電子溫度計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：讀數(shù)方便；測(cè)溫準(zhǔn)確；測(cè)溫范圍廣；其輸出溫度采用數(shù)字顯示；主要用于對(duì)測(cè)溫要求比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所。溫度檢測(cè)系統(tǒng)有著環(huán)境復(fù)雜、測(cè)量點(diǎn)多、布線分散、現(xiàn)場(chǎng)離監(jiān)控室較遠(yuǎn)等共同特點(diǎn)，因此很容易造成對(duì)溫度的檢測(cè)造成較大偏差，各種干擾的

9、影響也會(huì)使溫度檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降。若采用一般溫度傳感器采集溫度信號(hào)，則需要設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換及相應(yīng)的接口電路，才能將傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。然而，溫度傳感器應(yīng)用范圍廣、使用數(shù)量大，所以此次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于溫度傳感器的選擇和主控單元的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的溫度計(jì)需達(dá)到的基本要求：具有對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量（不在溫度測(cè)量范圍內(nèi)的報(bào)警）及顯示功能。溫度采用一組LED數(shù)碼管顯示，有最高和最低的溫度顯示標(biāo)志。能夠用簡(jiǎn)單的按鍵對(duì)溫度進(jìn)行手動(dòng)設(shè)定、復(fù)位或調(diào)整。溫度測(cè)量值精確到1度。 2.2方案比較方案二方案二采測(cè)量溫度主控制部分采用AT89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。方案一采用熱

10、敏電阻主控制部分采用PC機(jī)實(shí)現(xiàn)。圖2.1 方案框圖方案一采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90攝氏度測(cè)量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、1溫度傳感器，比如等.但這些芯片輸出的都是模擬信號(hào)，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)線上只能掛一個(gè)傳感器，不能進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量即使能實(shí)現(xiàn)，也要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也增加了軟件實(shí)現(xiàn)的難度。 主控制部分采用PC機(jī)實(shí)現(xiàn)。它可在線編程，可在線仿真的功能，這讓調(diào)試變得方便。但是PC通信。需要通過RS232電場(chǎng)合，PC機(jī)的體積大，攜帶安裝不方便，性能不穩(wěn)定，給工程帶來很多麻煩！方案二采用數(shù)字溫度芯片測(cè)量溫度，輸出信號(hào)全數(shù)字化。便于定，它能用做工業(yè)測(cè)溫元件，此元件線形較好。在0100攝氏度時(shí)

11、，最大線形偏差小于1攝氏度。的最大特點(diǎn)之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計(jì)DS1820和微控制器AT89C51構(gòu)成的溫度測(cè)量裝置,它直接輸出溫度的數(shù)字信號(hào),可直接與計(jì)算機(jī)連接。這樣，測(cè)溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡(jiǎn)單，體積也不大，且由于AT89C51可以帶多個(gè)，因此可以非常容易實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量。輕松的組建傳感器網(wǎng)絡(luò)。此方案采用AT89C51八位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)軟件編程的自由度大，可通過編程單獨(dú)對(duì)多測(cè)量的巡回檢測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。另外AT89C51在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟。2.3方案論證溫度檢測(cè)系統(tǒng)有則共同的特點(diǎn)：。環(huán)境復(fù)雜、布線分散、現(xiàn)場(chǎng)離監(jiān)控室遠(yuǎn)等。若

12、采用 一般溫度傳感器采集溫度信號(hào)，則需要設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理電路、A/D 轉(zhuǎn)換及相應(yīng)的接口電路，才能把傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到計(jì)算機(jī)去處理。這樣，由于各種因素會(huì)造成檢測(cè)系統(tǒng)較大的偏差；又因?yàn)闄z測(cè)環(huán)境復(fù)雜、測(cè)量點(diǎn)多、信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)及各種干擾的影響，會(huì)使檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降 。所以溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于兩部分：溫度傳感器的選擇和主控單元的設(shè)計(jì)。溫度傳感器應(yīng)用范圍廣泛、使用數(shù)量龐大，也高居各類傳感器之首。2.4方案選擇綜上所述,溫度傳感器以及主控部分都采用第二方案。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，系統(tǒng)由5個(gè)模塊組成：主控制器、溫度采集電路、溫度顯示電路、報(bào)警控制電路。電子溫度計(jì)總體電路結(jié)

13、構(gòu)框圖如圖2.1所示。溫度傳感器報(bào)警電路單溫度傳感器報(bào)警電路單片機(jī)顯示顯示電路電源電路電源電路圖2.2 總體電路結(jié)構(gòu)框圖3單元模塊設(shè)計(jì)3.1各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)溫度采集電路設(shè)計(jì)溫度采樣處理電路由溫度傳感器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路等組成。采用分塊結(jié)構(gòu)的溫度采樣處理電路，其硬件電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也不便于數(shù)據(jù)的處理。采用智能溫度傳感器采樣處理電路，能夠方便的進(jìn)行溫度的采集及簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理。并且可以達(dá)到設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)要求。本系統(tǒng)選擇智能溫度傳感器DS18B20作為溫度采集電路的核心器件。由DS18B20及輔助電路構(gòu)成溫度采集電路。圖3.1 溫度采集電路報(bào)警電路設(shè)計(jì)報(bào)警控制電路由單片機(jī)AT89C5

14、1的P3.7端作輸出，通過一個(gè)限流電阻與三極管C945的基極相連接。三極管C945集電極連接壓電蜂鳴器（BUZZER）的一端。壓電蜂鳴器的另一端連接電源。報(bào)警控制電路如圖3.2所示。圖3.2 報(bào)警控制電路顯示電路設(shè)計(jì)顯示電路采用4位共陰極LED數(shù)碼管，采用LED動(dòng)態(tài)顯示方式，從P1口輸出段碼，P2.0P2.3作為位選控制端。其中P1做輸出口時(shí)需要加上拉電阻。采用圖3.3 顯示電路兩片75HC573進(jìn)行片選和位選?？刂齐娐吩O(shè)計(jì)單片機(jī)AT89C52具有低電壓供電和小體積等特點(diǎn)，兩個(gè)端口剛好滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很合適攜手特式產(chǎn)品的使用。主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：初始化、

15、ROM操作指令、存儲(chǔ)器操作指令。必須先啟動(dòng)DS18B20開始轉(zhuǎn)換，再讀出溫度轉(zhuǎn)換值。圖3.4 控制電路電源電路設(shè)計(jì)電子設(shè)備中常使用輸出電壓固定的集成穩(wěn)壓器。三端式穩(wěn)壓器只有輸入、輸出和公共引出端，由啟動(dòng)電路、基準(zhǔn)電壓電路、取樣比較放大電路、調(diào)整電路和保護(hù)電路等部分組成。在本系統(tǒng)中，要求電源電壓為+5V，由于三端式穩(wěn)壓器輸出電壓固定，故在設(shè)計(jì)中選擇三端式穩(wěn)壓器L7805。三端式穩(wěn)壓器的輸入與輸出之間電壓差為23V，整流橋的輸出電壓是輸入電壓(有效值)的1.2倍，根據(jù)有效值與峰-峰值的關(guān)系選擇220V/6V的變壓器。由于L7805的最大輸出電流為1A，電壓為穩(wěn)定的+5V，輸出功率為5W，加上三端式

16、穩(wěn)壓器L7805的消耗，故本系統(tǒng)選擇降壓比為220V/6V、功率為10W的變壓器。圖13中C4、C5為低頻濾波電容，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇電解電容，其容值分別為C4=220F、C5=47F；C6、C7為高頻濾波電容，均選0.1F的無極性電容。發(fā)光二極管用于指示電源是否接通，選擇FG1112004 發(fā)光二極管，根據(jù)FG1112004正向電流為5mA及管壓降為+2V，選擇限流電阻R5= 680。3.2電子溫度計(jì)的溫度采集系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主程序主要功能是控制調(diào)用子程序，實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理DS18B20的測(cè)量溫度值。主程序設(shè)計(jì)void main() uchar buff4,i; dula=0; wela

17、=0; init_com(); while(1) tempchange(); for(i=10;i0;i-) dis_temp(get_temp(); deal(temp); sprintf(buff,%f,f_temp); for(i=10;i0;i-) dis_temp(get_temp(); comm(buff); for(i=10;i0;i-) dis_temp(get_temp(); 溫度采集程序設(shè)計(jì)void tempchange(void) /DS18B20 開始獲取溫度并轉(zhuǎn)換 dsreset(); delay(1); tempwritebyte(0 xcc); / 寫跳過讀ROM

18、指令 tempwritebyte(0 x44); / 寫溫度轉(zhuǎn)換指令報(bào)警程序設(shè)計(jì)void warn(uint s,uchar led) /蜂鳴器報(bào)警聲音 ,s控制音調(diào) uchar i;i=s; dula=0; wela=0; beep=0; P1=(led); while(i-) dis_temp(get_temp(); beep=1; P1=0XFF; i=s; while(i-) dis_temp(get_temp(); 顯示程序設(shè)計(jì)void display(uchar num,uchar dat) uchar i; dula=0; P0=tabledat; dula=1; dula=0;

19、 wela=0; i=0XFF; i=i&(0X01)0;x-)for(y=110;y0;y-);3.3特殊器件的介紹DS18B20簡(jiǎn)介：DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號(hào)多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫(kù)測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。 圖3.5 總體電路結(jié)構(gòu)框圖1：技術(shù)性能描述、

20、獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。 、測(cè)溫范圍 55+125，固有測(cè)溫誤差（注意，不是分辨率，這里之前是錯(cuò)誤的）1。、支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，如果數(shù)量過多，會(huì)使供電電源電壓過低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。、工作電源: 3.05.5V/DC （可以數(shù)據(jù)線寄生電源） 、在使用中不需要任何外圍元件、 測(cè)量結(jié)果以912位數(shù)字量方式串行傳送 、不銹鋼保護(hù)管直徑 6 、適用于DN1525, DN40DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測(cè)溫、 標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M1

21、0X1, M12X1.5, G1/2”任選 、PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設(shè)備連接。DS18B20+ 和 Maxim Integrated 信息1 Manufactured by Maxim Integrated, DS18B20+ is a 溫度傳感器.2：DS18B20工作原理：DS18B20的讀寫時(shí)序和測(cè)溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由2s 減為750ms。 DS18B20測(cè)溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其

22、振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì) 低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重 新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即 為所測(cè)溫度。圖3.2中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。圖3.6 DS18B20原理圖3：DS18B20供電方式: 外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗

23、干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡(jiǎn)單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)，即使電源電壓VCC降到3V時(shí)，依然能夠保證測(cè)量精度。所以本系統(tǒng)采用外部電源供電方式。 在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，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)在總線上可以掛接任意多個(gè)DS18B20傳感器，組成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。在外部供電方式下，DS18B20的GND引腳必須接地，不能懸空，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85。AT89C52簡(jiǎn)介：AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，

24、片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL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8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。AT89C52為8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有：XT

25、AL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0 端口（3239 腳）被定義為N1 功圖3.7 AT89C52引腳圖 能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接， 13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接

26、主板CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。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P0 寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(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

27、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)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。與AT89C51 不同之處是，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），參見表1。Flash 編程和程序校驗(yàn)期間，P1 接收低8 位地址。表.P1.0和P1.1的第二功能引腳號(hào)功能特性P1.0T2，時(shí)鐘輸出P1.1T2EX（定時(shí)/計(jì)數(shù)器2）P2 口：P2 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)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電

28、路。對(duì)端口P2 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)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。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MOVXRI 指令）時(shí)，P2 口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。P3 口：P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)P3 口寫入“1”時(shí)，它們被

29、內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。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)。一般情況下，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號(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。對(duì)Flash存儲(chǔ)

30、器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。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指令才能將ALE 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)設(shè)置ALE 禁止位無效。PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH）

31、，EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。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)器編程時(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。XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。74HC573簡(jiǎn)介：74HC573包含八進(jìn)制3態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器，span是一種高性能硅門CMOSspan器件。spanSL74HC573跟LS/AL573的管腳一樣。器件的輸入是和標(biāo)準(zhǔn)CMOS輸出兼容的，加上拉電阻他們能和L

32、S/ALSTTL輸出兼容。輸入是和標(biāo)準(zhǔn) CMOS 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和 LS/ALSTTL 輸出兼容。當(dāng)鎖存使能端LE為高時(shí)，這些器件的鎖存對(duì)于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同步）。當(dāng)鎖存使能變低時(shí)，符合建立時(shí)間和保持時(shí)間的數(shù)據(jù)會(huì)被鎖存。u36755X出能直接接到 CMOS，NMOS 和 TTL 接口上u25805X作電壓范圍：2.0V6.0Vu20302X輸入電流：1.0uACMOS 器件的高噪聲抵抗特性三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)輸出置數(shù)全并行存取緩沖控制輸入使能輸入有改善抗擾度的滯后作用 圖3.8 74HC573引腳圖原理說明：M54HC563/74HC563/M54HC573/74HC573的

33、八個(gè)鎖存器都是透明的D 型鎖存器，當(dāng)使能（G）為高時(shí)，Q 輸出將隨數(shù)據(jù)（D）輸入而變。當(dāng)使能為低時(shí)，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。輸出控制不影響鎖存器的內(nèi)部工作，即老數(shù)據(jù)可以保持，甚至當(dāng)輸出被關(guān)閉時(shí)，新的數(shù)據(jù)也可以置入。這種電路可以驅(qū)動(dòng)大電容或低阻抗負(fù)載，可以直接與系統(tǒng)總線接口并驅(qū)動(dòng)總線，而不需要外接口。特別適用于緩沖寄存器，I/O 通道，雙向總線驅(qū)動(dòng)器和工作寄存器。4系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩步。硬件調(diào)試：硬件調(diào)試比較簡(jiǎn)單，首先檢查電路的焊接是否正確及電路中有沒有虛焊等問題，然后可用萬用表測(cè)試或通電檢測(cè)電路。 實(shí)物焊出來之后，先要進(jìn)行硬件調(diào)試。電路的調(diào)試過程是檢驗(yàn)、修正設(shè)計(jì)方

34、案的實(shí)踐過程，也是應(yīng)用理論知識(shí)來解決實(shí)踐中各類問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是電路設(shè)計(jì)者必須掌握的基本技能。 把電子元器件連接起來，實(shí)現(xiàn)特定功能的關(guān)鍵一步是調(diào)試。調(diào)試方法有兩種：分塊調(diào)試法和整體調(diào)試法。 具體的調(diào)試步驟如下：電前檢查。任何組裝好的電子電路，在通電調(diào)試之前，必須認(rèn)真檢查電路連線是否有誤。檢查的方法是對(duì)照電路圖，按一定的順序逐級(jí)對(duì)應(yīng)檢查。特別是注意電源是否接錯(cuò)，電源與地是否有短接，集成電路和晶體管的引腳是否接錯(cuò)，輕輕撥一撥元器件，觀察焊點(diǎn)是否牢固等通電檢查。先調(diào)試好所需電源電壓數(shù)值，然后再給電路接通電源。電源一經(jīng)接通，先要觀察是否有異?，F(xiàn)象，如冒煙、異常氣味、放電的聲光、元器件發(fā)燙等。如果有，應(yīng)

35、立即關(guān)斷電源，待故障排除后，方可重新接通電源。然后，測(cè)量每個(gè)集成塊的電源引腳電壓是否正常，以確信集成電路是否已通電工作。分塊調(diào)試。分塊調(diào)試時(shí)應(yīng)明確本部分的調(diào)試要求，按調(diào)試要求測(cè)試性能指示和觀察波形。調(diào)試順序按信號(hào)的流向進(jìn)行，這樣可以把前面調(diào)試過的輸出信號(hào)作為后一級(jí)的輸入信號(hào)，為最后的整機(jī)聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。整機(jī)聯(lián)調(diào)。整機(jī)聯(lián)調(diào)時(shí)應(yīng)觀察各單元電路連接后各級(jí)之間的信號(hào)關(guān)系，主要觀察動(dòng)態(tài)結(jié)果，檢查電路的性能和參數(shù)，分析測(cè)量的數(shù)據(jù)和波形是否符合設(shè)計(jì)要求。 實(shí)物經(jīng)過硬件調(diào)試后還要進(jìn)行軟件調(diào)試,即將程序?qū)懭氲絾纹瑱C(jī)存儲(chǔ)器中,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能。軟件調(diào)試： 軟件調(diào)試以程序?yàn)橹?。先編寫一段顯示程序?qū)τ布恼９ぷ鬟M(jìn)行檢驗(yàn)，

36、然后進(jìn)行主程序、匹配ROM子程序、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)刷新子程序等的編程及調(diào)試。 軟件調(diào)試到能顯示溫度值，而且在有溫度變化時(shí)（例如用手去接觸）顯示溫度能夠改變就基本完成軟件調(diào)試。 由于DS18B20與單片機(jī)采用單線串行數(shù)據(jù)傳送，因此，對(duì)DS18B20進(jìn)行讀寫編程時(shí)必須嚴(yán)格地保證讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測(cè)量結(jié)果。5系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)5.1系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能溫度采集、溫度顯示和報(bào)警控制5.2系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測(cè)試調(diào)試溫度為24攝氏度時(shí)，顯示電路鎖存器一為片選，交替輸出：11001010、00100111、11111100.鎖存器二輸出為：111000006結(jié)論課基于

37、單片機(jī)的電子溫度計(jì)主要實(shí)現(xiàn)了溫度的測(cè)試與顯示功能。在復(fù)雜和惡劣的環(huán)境中能穩(wěn)定而有效的完成測(cè)試與顯示。 在我的課程設(shè)計(jì)中，主要是以AT89C52單片機(jī)為核心的，對(duì)溫度的檢測(cè)與顯示進(jìn)行了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)與闡述。本次設(shè)計(jì)可以說是軟硬結(jié)合，又以硬件為主。 硬件設(shè)計(jì)中主要運(yùn)用了TA89C52單片機(jī)和DS18B20溫度傳感器。還設(shè)計(jì)了像顯示電路、溫度采集電路、報(bào)警電路等輔助電路。 以DS18B20為溫度傳感器的溫度采集電路主要作用是隨時(shí)感應(yīng)周圍環(huán)境的溫度變化，再通過AT89C52單片機(jī)作為媒介，就可以在LED顯示屏上顯示出溫度。 本設(shè)計(jì)的不足之處是：本設(shè)計(jì)只能監(jiān)測(cè)、采集與顯示周圍環(huán)境的溫度變化，但不能改變其溫度

38、。7總結(jié)與體會(huì)在課程設(shè)計(jì)期間，讓我們自己動(dòng)手通過此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)單片機(jī)方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。 過而能改，善莫大焉。課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。 我認(rèn)為，在這學(xué)期的實(shí)驗(yàn)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實(shí)驗(yàn)課上，我們學(xué)會(huì)了很多

39、學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對(duì)于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國(guó)提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后變的更加成熟，會(huì)面對(duì)需要面對(duì)的事情。 回顧起此課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。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

40、結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 實(shí)驗(yàn)過程中，也對(duì)團(tuán)隊(duì)精神的進(jìn)行了考察，讓我們?cè)诤献髌饋砀幽?，在成功后一起體會(huì)喜悅的心情。果然是團(tuán)結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結(jié)果。 8致謝值此之際，向在我課程設(shè)計(jì)期間給予我諄諄教誨的莊曉燕、卜云老師表示衷心的感謝！老師所具有的淵博深厚的專業(yè)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)、使我得以在學(xué)術(shù)研究上受益匪淺，同時(shí)其孜孜不倦的工作作風(fēng)和對(duì)科學(xué)事業(yè)的執(zhí)著追求給我留下了深刻的印象，并將成為我今后工作、學(xué)習(xí)的榜樣。 在此，感

41、謝每一位老師給我們的悉心講解和指導(dǎo)，是他們教會(huì)了我生存的方法，是他們給了我們獨(dú)立的力量，是他們讓我心懷夢(mèng)想，積極的面對(duì)未來的一切。愿所有老師和同學(xué)工作順利，身體健康！ 9參考文獻(xiàn) 1 康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)S北京：高等教育出版社，1980.4304562 郭天祥51單片機(jī)C語言教程M北京：電子工業(yè)出版社，2009.3233313 王涌. MCS-51系列單片機(jī)基本實(shí)驗(yàn).華北電力大學(xué)信息工程綜合實(shí)驗(yàn)室199684-93 4 黃攀 王俊杰.單總線數(shù)字溫度傳感器DS1820及其應(yīng)用.清華大學(xué)自動(dòng)化系.北京元器件與應(yīng)用.20011229-315 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社，1991附錄：1.

42、仿真圖：2.元件清單編號(hào) 元件名稱 型號(hào)及規(guī)格 數(shù)量 1 單片機(jī)芯片 AT89C51 1 2 感溫元件 DS18B20 2 3 七段數(shù)碼顯示器 LED 4 4 串轉(zhuǎn)并芯片 74LS164 4 5 晶振 12MH 1 6 按鍵 - 3 7 三極管 C945 1 8 壓電蜂鳴器 - 1 9 整流二極管 1N4007 4 10 發(fā)光二極管 FG1112004 1 11 電阻 10 2 12 電阻 100 1 13 電阻 680 1 14 電阻 4.7 1 15 電阻 10K 1 16 電容 0.1F 2 17 電容 30 p F 2 18 電容 47F/50V 1 19 電容 100F/50V 1

43、20 電容 220F/50V 1 21 與門 74LS08 13.程序：#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit ds=P22; /溫度傳感器信號(hào)線sbit dula=P26; /數(shù)碼管段選線sbit wela=P27; /數(shù)碼管位選線sbit beep=P23; /蜂鳴器uint temp;float f_temp;uint warn_l1=260;uint warn_l2=250;uint warn_h1=300;uint warn_h2=320;sbit led0=P10;sbit

44、 led1=P11;sbit led2=P12;sbit led3=P13;unsigned char code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 xbf,0 x86,0 xdb,0 xcf,0 xe6,0 xed,0 xfd,0 x87,0 xff,0 xef; /不帶小數(shù)點(diǎn)的編碼void delay(uint z)/延時(shí)函數(shù)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void dsreset(void) /18B20復(fù)位，初始化函數(shù) uint i; ds=0; i=103; while(i0)i-; ds=1; i=4; while(i0)i-;bit tempreadbit(void) /讀1位函數(shù) uint i; bit dat; ds=0;i+; /i+ 起延時(shí)作用 ds=1;i+;i+; dat=ds; i=8;while(i0)i-; return (dat);uchar tempread(void) /讀1個(gè)字節(jié) uchar i,j,dat; dat=