1、 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 成績(jī)?cè)u(píng)定表成績(jī)?cè)u(píng)定表 設(shè)計(jì)課題設(shè)計(jì)課題 ： 溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱(chēng)學(xué)院名稱(chēng) ： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)專(zhuān)業(yè)班級(jí) ： 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 ： 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) ： 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 ： 設(shè)計(jì)地點(diǎn)設(shè)計(jì)地點(diǎn) ： 設(shè)計(jì)時(shí)間設(shè)計(jì)時(shí)間 ： 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 成績(jī): 簽名： 年 月 日 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 設(shè)計(jì)課題設(shè)計(jì)課題 ： 溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱(chēng)學(xué)院名稱(chēng) ： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)專(zhuān)業(yè)班級(jí) ： 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 ： 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) ： 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 ： 設(shè)計(jì)地點(diǎn)設(shè)計(jì)地點(diǎn) ： 設(shè)計(jì)時(shí)間設(shè)計(jì)時(shí)間 ： 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)計(jì)

2、算機(jī)控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 學(xué)生姓名學(xué)生姓名專(zhuān)業(yè)班級(jí)專(zhuān)業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)號(hào) 題題 目目溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 課題性質(zhì)課題性質(zhì)工程設(shè)計(jì)課題來(lái)源課題來(lái)源自擬課題 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 系統(tǒng)從實(shí)際應(yīng)用工程出發(fā), 主要對(duì)硬件電路設(shè)計(jì)、電子元件選擇、 系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行具體探討和研究。系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定 可靠、功耗低、成本低、測(cè)量準(zhǔn)確、傳輸距離遠(yuǎn)、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)， 系統(tǒng)設(shè)計(jì)在實(shí)際工作中具有一定的借鑒意義。 任務(wù)要求任務(wù)要求 第 1 天：熟悉課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，針對(duì)課題查閱技術(shù)資料。 第 2 天：確定設(shè)計(jì)方案。要求對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析、比較、論 證，畫(huà)出方框圖，并簡(jiǎn)述工作原理。 第

3、 3-4 天：按照確定的方案設(shè)計(jì)單元電路。要求畫(huà)出單元電路圖， 元件及元件參數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電路的設(shè)計(jì)要有詳細(xì)論述。 第 5 天：撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。要求內(nèi)容完整、圖表清晰、文理 流暢、格式規(guī)范、方案合理、設(shè)計(jì)正確，篇幅不少于 5000 字。 主要參主要參 考資料考資料 1 高艷萍. 8051 單片機(jī)在汽包鍋爐水位控制j. 應(yīng)用能源技術(shù)， 2001 2 徐士良.計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)m北京：清華大學(xué)出版社，2007 3 張晉格計(jì)算機(jī)控制原理與應(yīng)用北京：電子工業(yè)出版社，1995 4 王威嵌入式微控制器 s08aw 原理與實(shí)踐m北京：北京航 空航天大學(xué)出版社，2008 5 張俊謨單片機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

4、j電子制作，2007，(8)：2324 審查意見(jiàn)審查意見(jiàn) 系（教研室）主任簽字：系（教研室）主任簽字： 年年 月月 日日 摘要摘要: :本文介紹一種采用 stc 公司的 stc89c52rc 單片機(jī)控制 ds18b20 數(shù)字溫度 傳感器采集溫度，最后在共陰極的 led 燈上實(shí)時(shí)顯示溫度值的溫度檢測(cè)系統(tǒng) （由于實(shí)驗(yàn)及成本原因本文只做一路傳輸系統(tǒng)） 。該系統(tǒng)從實(shí)際應(yīng)用工程出發(fā), 主要對(duì)硬件電路設(shè)計(jì)、電子元件選擇、系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行具體探討 和研究。系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定可靠、功耗低、成本低、測(cè)量準(zhǔn)確、傳輸距離遠(yuǎn)、 維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)在實(shí)際工作中具有一定的借鑒意義。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞： 溫度檢

5、測(cè)； stc89c52rc； ds18b20 目目 錄錄 第一節(jié)第一節(jié) 引引 言言.3 3 1.11.1 系統(tǒng)原理及基本框圖系統(tǒng)原理及基本框圖.3 3 1.21.2 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù).3 3 第二節(jié)第二節(jié) 硬件設(shè)計(jì)介紹硬件設(shè)計(jì)介紹.4 4 2.12.1 stc89c52rcstc89c52rc.4 4 2.22.2 ds18b20ds18b20.6 6 2.32.3 三極管三極管 90129012.8 8 2.42.4 共陰極數(shù)碼管共陰極數(shù)碼管.8 8 2.52.5 硬件部分電路圖硬件部分電路圖.9 9 第三節(jié)第三節(jié) 軟件設(shè)計(jì)介紹軟件設(shè)計(jì)介紹.1414 3.13.1 程序流程圖和實(shí)際圖程序流程

6、圖和實(shí)際圖.1414 3.2 調(diào)試.18 第第四四節(jié)節(jié) 個(gè)個(gè)人人心心得得體體會(huì)會(huì).2121 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).2424 附錄附錄.2525 附附 1 1：電路圖：電路圖 附附 2 2：元件清單：元件清單 附附 3 3：程序：程序 1 1 引言引言 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展， 在科研、生產(chǎn)和日常活動(dòng)中， 人們對(duì)溫度、壓力、流量等模擬物理量的測(cè)量要求越來(lái)越高。而這些物量中溫 度的應(yīng)用是最為廣泛的。如何將溫度通過(guò)傳感器變成電信號(hào)， 再經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)換 成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字量， 輸入到計(jì)算機(jī)中， 由計(jì)算機(jī)將采集到的數(shù)字量 進(jìn)行不同的處理， 然后在顯示器顯示出來(lái)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。這已經(jīng)為當(dāng)前計(jì)

7、 算機(jī)測(cè)量與控制領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。鑒于此， 本文提出一種基于89c52 和ds18b20的低成本、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臏囟葯z測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。 2 2 總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì) 2.12.1 系統(tǒng)原理及基本框圖系統(tǒng)原理及基本框圖 如圖 2.1 所示，為系統(tǒng)的基本框圖。 該系統(tǒng)由六部分組成：stc89c52rc 核心單片機(jī)，溫度采集電路，led 顯示 電路，報(bào)警警電路，復(fù)位電路，晶振等，其中溫度采集主要由 ds18b20 組成， 在短時(shí)間內(nèi)把熱力學(xué)溫度信號(hào)數(shù)字,送入單片機(jī)，由單片機(jī)控制顯示電路顯示， 并且判斷是否達(dá)到設(shè)定溫度，若達(dá)到設(shè)定溫度，由單片機(jī)啟動(dòng)報(bào)警電路，報(bào)警。 2.22.2 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任

8、務(wù) 利用單片機(jī)與 ad 轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)一個(gè)八路溫度巡回檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)某糧庫(kù)或冷 凍廠(chǎng)八點(diǎn)（八個(gè)冷凍室或八個(gè)糧倉(cāng)）進(jìn)行溫度巡回檢測(cè)。能夠測(cè)量-30+50oc 的溫度范圍，檢測(cè)精度要求不大于1oc。采用數(shù)碼管顯示測(cè)量值； 圖 2.1 系統(tǒng)基本方框圖 單片機(jī)和 ad 轉(zhuǎn)換器型號(hào)自選（如單片機(jī)可選 at89s51 或 at89c51 等；ad 轉(zhuǎn)換器可選 adc0809 或 adc0804 等） 。 （本文均基于一路溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)） 。 3 3 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì) 3.13.1 stc89c52rcstc89c52rc .1 stc89c52rcstc89c52rc 介紹介紹 單片機(jī)

9、自問(wèn)世以來(lái)，以其極高的性?xún)r(jià)比受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用 很廣，發(fā)展很快。單片機(jī)的體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，環(huán)境要求不高， 價(jià)格低，可靠性強(qiáng)，靈活性好，開(kāi)發(fā)較為容易。基于以上的優(yōu)點(diǎn)，單片機(jī)已經(jīng) 廣泛的應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制，自動(dòng)檢測(cè)，智能儀器儀表，機(jī)電一體化等各個(gè) 方面，所以本系統(tǒng)采用單片機(jī)做為控制器。單片機(jī)中 51/52 系列最具有代表性。 本設(shè)計(jì)核心采用了 stc89c52rc 單片機(jī)。stc89c51/52 單片機(jī)系列是在 mcs51/52 系列的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,stc89c52rc 完全兼容 mcs-51 系列單片 機(jī)的所有功能，并且本身帶有 2k 的內(nèi)存儲(chǔ)器，可以在編程器上實(shí)現(xiàn)閃爍

10、式的 電擦寫(xiě)達(dá)幾萬(wàn)次以上，比以往慣用的 8031cpu 外加 eprom 為核心的單片機(jī)系統(tǒng) 在硬件上具有更加簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)，其外形如圖 3.1 所示。 圖 3.1 stc89c52rc 芯片 .2 stc89c52stc89c52 引腳介紹引腳介紹 stc89c52rc 的引腳圖如圖 3.2 所示. 圖3.2 stc89c52引腳圖 單片機(jī)的引腳功能說(shuō)明： 電源引腳 vcc（40 腳）：電源端，工作電壓為5v。 gnd（20腳）： 接地端。 時(shí)鐘電路引腳xtal1（19 腳）和xtal2（18 腳） 復(fù)位 rst（9 腳） .輸入輸出(i/o)引腳 p0.0-p0.7（39腳

11、-32腳）：輸入輸出腳，稱(chēng)為p0 口，是一個(gè)8 位漏極開(kāi)路 型雙向i/o 口，內(nèi)部不帶上拉電阻。 p1.0-p1.7（1腳 - 8腳）：輸入輸出腳，稱(chēng)為p1 口，是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電 阻 的8 位雙向i/0 口。 p2.0-p2.7（21腳28腳）： 輸入輸出腳，稱(chēng)為p2 口，是一個(gè)帶內(nèi)部上拉 電 阻的8 位雙向i/o 口， p3.0-p3.7 (10腳17腳）：輸入輸出腳，稱(chēng)為p3 口，是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電 阻的8 位雙向i/o 口。p3 端口具有復(fù)用功能。 表3.1 p3口端口引腳與復(fù)用功能表 p3 引腳 兼用功能 p3.0 串行通訊輸入（rxd） p3.1 串行通訊輸出（txd） p3.2

12、外部中斷0（ int0） p3.3 外部中斷1（int1） p3.4 定時(shí)器0 輸入(t0) p3.5 定時(shí)器1 輸入(t1) p3.6 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通（wr) p3.7 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通（rd） 3.23.2 ds18b20ds18b20 .1 ds18b20ds18b20 性能性能 ds18b20 是 dallas 公司推出的單線(xiàn)集成數(shù)字溫度采集系統(tǒng)，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) 912 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。其實(shí)物如圖 3.3 所示。 圖 3.3 ds18b20 ds18b20 內(nèi)部主要有三個(gè)數(shù)字部

13、件：64 位激光 rom、溫度傳感器、非易 失性溫度報(bào)警觸發(fā)器 th 和 tl。 ds18b20 的性能特點(diǎn)如下： 獨(dú)特的單線(xiàn)接口方式，ds18b20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)微 處理器與 ds18b20 的雙向通訊； 多個(gè) ds18b20 可以并聯(lián)在唯一的三線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能； 無(wú)需外部器件； 可通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)供電，電壓范圍：3.05.5v； 測(cè)溫范圍55125，在-10+85時(shí)精度為0.5 零待機(jī)功耗 溫度以 9 或 12 位數(shù)字量讀出； 用戶(hù)可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置； 具有非易失性上、下限報(bào)警設(shè)定的功能，用戶(hù)可方便地通過(guò)編程修改上、 下限的數(shù)值； 負(fù)電壓特性，電源極性

14、接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常 工作； 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。 8pvc 電纜直接出線(xiàn)或德式球型接線(xiàn)盒出線(xiàn)，便于與其它電器設(shè)備連接。 數(shù)字量的轉(zhuǎn)換精度及轉(zhuǎn)換時(shí)間可通過(guò)簡(jiǎn)單的編程來(lái)控制：9位精度的轉(zhuǎn)換 時(shí)間為9375 ms：10位精度的轉(zhuǎn)換時(shí)間187.5ms：12位精度的轉(zhuǎn)換時(shí)間750ms。 .2 ds18b20ds18b20 引腳圖引腳圖 本文用的ds18b20的常用封裝為3腳，如圖3.4所示。： 圖3.4 ds18b20引腳圖 各腳功能描述如下: dq：數(shù)字信號(hào)輸入輸出端。 gnd：電源地端。 vdd：外接

15、供電電源輸入端(在寄生電源接線(xiàn)時(shí)此腳應(yīng)接地)。 3.33.3 三極管三極管90129012 三極管的工作原理 三極管是一種控制元件，主要用來(lái)控制電流的大小，以共發(fā)射極接法為例 （信號(hào)從基極輸入，從集電極輸出，發(fā)射極接地） ，當(dāng)基極電壓 ub 有一個(gè)微小 的變化時(shí)，基極電流 ib 也會(huì)隨之有一小的變化，受基極電流 ib 的控制，集電 極電流 ic 會(huì)有一個(gè)很大的變化，基極電流 ib 越大，集電極電流 ic 也越大，反 之，基極電流越小，集電極電流也越小，即基極電流控制集電極電流的變化。 但是集電極電流的變化比基極電流的變化大得多，這就是三極管的放大作用。 ic 的變化量與 ib 變化量之比叫做三

16、極管的放大倍數(shù) （=ic/ib, 表 示變化量。 ） ，三極管的放大倍數(shù) 一般在幾十到幾百倍。 三極管在放大信號(hào)時(shí)，首先要進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，即要先建立合適的靜態(tài)工作點(diǎn)， 也叫建立偏置，否則會(huì)放大失真。 9012 是一種最常用的普通三極管。它是一種低電壓,大電流,小信號(hào)的 pnp 型硅三極管: 集電極電流 ic：max -500ma 集電極-基極電壓 vcbo： -40v 工作溫度：-55 to +150 和 9013（npn）相對(duì) 主要用途： 1、開(kāi)關(guān)應(yīng)用 2、射頻放大 3.43.4 共陰極數(shù)碼管共陰極數(shù)碼管 數(shù)碼管由 8 個(gè)發(fā)光二極管（以下簡(jiǎn)稱(chēng)字段）構(gòu)成，通過(guò)不同的組合可用來(lái) 顯示數(shù)字 0 9、

17、字符 a f、h、l、p、r、 u、y、符號(hào)“”及小數(shù)點(diǎn)“”。 數(shù)碼管的外形結(jié)構(gòu)如下圖 3.5 所示。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)。 圖 3.5 共陰極四位一體數(shù)碼管 共陰極數(shù)碼管的 8 個(gè)發(fā)光二極管的陰極（二極管負(fù)端）連接在一起。通常， 公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng) 電路的輸出端為高電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的 不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能提供額定的段導(dǎo) 通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來(lái)確定相應(yīng)的限流電阻。 使用時(shí)，既可以用半導(dǎo)體三極管驅(qū)動(dòng)，也可以直接用 ttl 與非門(mén)驅(qū)動(dòng)。需 要加限流

18、電阻。數(shù)碼管的工作電壓一般為 1.5 至 3 伏，工作電流只需幾到十幾 毫安。且壽命長(zhǎng)，響應(yīng)速度快。 3.53.5 硬件部分電路圖硬件部分電路圖 .1 復(fù)位電路復(fù)位電路 在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24 個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在 此引腳時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，52 芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù) 位后 p0p3 口均置 1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 sfr 全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為 rom 的 0000h 處開(kāi)始運(yùn)行 程序。該芯片的復(fù)位腳為 9 腳，所以復(fù)位電路接 stc89c52rc 的 9 腳，具體電路 如下圖 3.

19、6 所示。當(dāng)采用的晶體頻率是 6 mhz 時(shí)，可取 c=22uf，r=1k；當(dāng)采用 的晶體頻率為 12mhz 時(shí)，可取 c=10uf，r=8.2k。不過(guò)這都是最佳的組合，也可 以有其它大小的電容電阻，只要符合電路要求就可以，如本文就采用 22uf 的電 容和 10k 的電阻，經(jīng)試驗(yàn)也滿(mǎn)足要求。 圖 3.6 復(fù)位電路 .2 晶振晶振 為了產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，在 8052 內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)反相放大器，xtal1 是片內(nèi) 振蕩器反相放大器的輸入端，xtal2 是片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端，也是 內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。當(dāng)使用自激振蕩方式時(shí)，xtal1 和 xtal2 外接石英 晶振，使內(nèi)部

20、振蕩器按照石英晶振的頻率振蕩，就產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。晶振一般使 用石英晶體，其頻率由系統(tǒng)需要和器件決定，在頻率穩(wěn)定度要求不高時(shí)也可以 使用陶瓷濾波器。使用石英晶體時(shí) c1、c2 為 c1=c2=30（10）pf，使用陶瓷 濾波器時(shí)，c1=c2=40（10）pf。本系統(tǒng)用 12mhz 的石英晶振，接 stc89c52rc 的 18 和 19 腳，具體電路如圖 3.7 所示。 圖 3.7 時(shí)鐘信號(hào)電路(晶振) .3 一路傳輸電路一路傳輸電路 在傳統(tǒng)的模擬信號(hào)遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量系統(tǒng)中，需要很好的解決引線(xiàn)誤差補(bǔ)償 問(wèn)題、多點(diǎn)測(cè)量切換誤差問(wèn)題和放大電路零點(diǎn)漂移誤差問(wèn)題等技術(shù)問(wèn)題，才能 夠達(dá)到較高的

21、測(cè)量精度。另外一般監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境都非常惡劣，各種干擾 信號(hào)較強(qiáng)，模擬溫度信號(hào)容易受到干擾而產(chǎn)生測(cè)量誤差，影響測(cè)量精度。因此， 在溫度測(cè)量系統(tǒng)中，本文采用抗干擾能力強(qiáng)的新型數(shù)字溫度傳感器是解決這些 問(wèn)題的最有效方案，新型數(shù)字溫度傳感器 ds18b20 具有體積更小、精度更高、 適用電壓更寬、采用一線(xiàn)總線(xiàn)、可組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的測(cè) 溫效果。 ds18b20 有三個(gè)引腳。vdd 管腳接 5v 電壓給傳感器供電。dq 管腳為數(shù)據(jù)線(xiàn) ，與 stc89c51rc 的 p1.0 連接的同時(shí)，還要接一個(gè) 47k 的上拉電阻，并接到 5v 的電源上，使數(shù)據(jù)線(xiàn)在空閑狀態(tài)下能自動(dòng)上拉為高電平。g

22、nd 管腳接地。具 體電路如圖 3.8 所示。之所以接 p1 口，是因?yàn)?p1 口的驅(qū)動(dòng)力最強(qiáng)，完全可以 驅(qū) ds18b20 的正常運(yùn)行。 圖 3.8 一路傳輸電路 .4 ledled 顯示電路顯示電路 顯示電路采用靜態(tài)顯示，4 位 led 數(shù)碼管。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯 示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的 i/o 接口用于比劃段字形代碼。這樣單片 機(jī)只要把顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示顯示新 的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送心的字形碼，因此，使用這種方法，單片機(jī)中的 cpu 的開(kāi)銷(xiāo) 小。本文的顯示電路如圖 3.9 所示。其中 p0 口作為 7 斷碼和小數(shù)點(diǎn)的選擇，p

23、2 口作為位碼的選擇，在斷碼和 p0 口之間還需加上 1k 的上拉電阻，以保證 led 燈的正常顯示。 . 圖 3.9 led 顯示電路 .5 報(bào)警電路報(bào)警電路 本文中當(dāng)某一通道的溫度測(cè)量值超出預(yù)先設(shè)定的上、下限報(bào)警值或系統(tǒng)運(yùn) 行出現(xiàn)故障時(shí)， 系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警以提醒用戶(hù)注意。報(bào)警電路中光報(bào)警采用發(fā) 光二極管， 聲報(bào)警采用蜂鳴器來(lái)設(shè)計(jì)，蜂鳴器電路中， 9012晶體管起開(kāi)關(guān)作 用， p2.6輸出低電平時(shí)， 管腳輸出電壓經(jīng)過(guò)lk限流電阻分壓后， 到達(dá)9012基 極的電壓為使得晶體管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏， 晶體管導(dǎo)通， 蜂鳴器上電 而產(chǎn)生聲響。發(fā)光二極管電路中， 主要是限流電阻的設(shè)計(jì)

24、，由于發(fā)光二極管工 作電流是3 ma-30 ma， 導(dǎo)通壓降為1.8 v； 而單片機(jī)工作在5 v電壓時(shí)， i/o 口輸出低電平的最大灌入電流是16 ma， 輸出的低電平是vss+0.6 v 這樣在限 流電阻上的壓降就是5-1.8-0.6=2.6 v， 而電流要限定在8 ma左右， 所以電阻 阻值為2.6 v/8 ma=325歐姆， 在實(shí)際電路中選用330歐姆的電阻即能滿(mǎn)足要求。 具體電路如圖3.10所示。 圖 3.10 報(bào)警電路 .6 下載程序電路下載程序電路 本文中將 pc 機(jī)上的程序拷貝到單片機(jī)中是通過(guò)如圖 3.11 所示的，連接單 片機(jī)的 10 和 11 腳串行接口到插件

25、上，再和 pc 機(jī)之間進(jìn)行通訊。 . . 圖 3.11 下載程序電路 .7 完整電路完整電路 123456 a b c d 654321 d c b a t itle num berrevisionsize b date:3-jul-2011 sheet of file:d:mydesign1022m yd esign.ddbdrawn by: vcc 40 p0.0/ad0 39 p0.1/ad1 38 p0.2/ad2 37 p0.3/ad3 36 p0.4/ad4 35 p0.5/ad5 34 p0.6/ad6 33 p0.7/ad7 32 p1.0/t2 1 p1.1/

26、t2ex 2 p1.2/ec1 3 p1.3/cex0 4 p1.4/cex1 5 p1.5/cex2 6 p1.6/cex3 7 p1.7/cex4 8 p2.0/a8 21 p2.1/a9 22 p2.2/a10 23 p2.3/a11 24 p2.4/a12 25 p2.5/a13 26 p2.6/a14 27 p2.7/a15 28 xtal1 19 xtal2 18 rst 9 ea/vpp 31 psen 29 ale/prog 30 p3.0/rxd 10 p3.1/txd 11 p3.2/int0 13 p3.3/int1 13 p3.4/t0 14 p3.5/t1 15 p3

27、.6/wr 16 p3.7/rd 17 vss 20 st c89c52rc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1k v cc 12mhz c1 30pf gnd c2 30pf 21 v cc c3 22uf s2 r2 10k v ccgnd 1 2 3 4 a bf c g d e dpy 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp ds4 dpy_7-seg_dp a bf c g d e dpy 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp ds3 dpy_7-seg_dp v cc a bf c g d e dpy 1 2 3

28、 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp ds2 dpy_7-seg_dp gnd a bf c g d e dpy 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp ds1 dpy_7-seg_dp gnd 1 2 v ccgnd 1 2 3 ds18b20 r1 4k7 v cc gnd q1 s9012 r3 1k v cc gnd 圖 2.12 完整電路 4 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.14.1 程序流程圖和實(shí)物圖程序流程圖和實(shí)物圖 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命了子程序，計(jì)算 溫度子程序，顯示刷新溫度子程序等。 4.

29、 主程序主程序 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理 ds18b20 的測(cè)量的 當(dāng)前溫度值。溫度測(cè)量每 1s 進(jìn)行一次，這樣可以在 1s 之內(nèi)測(cè)量一次被測(cè)溫度， 其程序流程見(jiàn)圖 4.1 所示。 圖 4.1 系統(tǒng)主程序流程 .2 顯示電路框圖顯示電路框圖 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操 作，當(dāng)最高位顯示為 0 時(shí)將符號(hào)顯示位移入下一位。程序流程圖如圖 4.2 所示。 圖 4.2 顯示電路框圖 .3 讀出溫度子程序讀出溫度子程序 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令，當(dāng)采用 12 位分辨率時(shí)轉(zhuǎn) 換時(shí)間約為

30、 750ms，在本程序設(shè)計(jì)中采用 1s 顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如圖 4.3 所示。 圖 4.3 溫度轉(zhuǎn)換流程圖 .4 計(jì)算溫度子程序計(jì)算溫度子程序 計(jì)算溫度子程序?qū)?ram 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 4.4 所示。 圖 4.4 計(jì)算溫度流程圖 4.24.2 調(diào)試調(diào)試 .1 硬件調(diào)試硬件調(diào)試 硬件調(diào)試是利用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、基本測(cè)試儀器（萬(wàn)用表、顯示器）等，檢查系 統(tǒng)硬件中存在的故障。 靜態(tài)調(diào)試 靜態(tài)調(diào)試是在系統(tǒng)未工作時(shí)的一種調(diào)試。步驟如下： 第一步：目測(cè)。檢查外部的各種原器件或者是電

31、路是否有斷點(diǎn)。 第二步：用萬(wàn)用表檢測(cè)。先用萬(wàn)用表復(fù)核目測(cè)中有疑問(wèn)的連接點(diǎn)，在檢測(cè)各種 電源線(xiàn)與接地線(xiàn)之間是否有短路現(xiàn)象。 第三步：加電檢測(cè)。給電路板加電，檢測(cè)所有的插座或者是硬件的電源是否符 合要求的值。 第四步：聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥袉纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶(hù)系統(tǒng)的調(diào)試。 動(dòng)態(tài)調(diào)試 動(dòng)態(tài)調(diào)試是在用戶(hù)系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除系統(tǒng)硬件中存 在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查，動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方 法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。 由近及遠(yuǎn) 是將信號(hào)流經(jīng)的各器件按照距離單片機(jī)的邏輯距離進(jìn)行由近及遠(yuǎn) 的分層，然后分層調(diào)試。調(diào)試時(shí)，仞采用去掉無(wú)關(guān)元件的方法，逐層調(diào)試下去， 就會(huì)定位故障元件了。 由

32、分到合 是指首先按照邏輯功能將系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路 時(shí)，與該元件無(wú)關(guān)的器件全部從系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個(gè) 局部的電路上。當(dāng)各塊電路無(wú)故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，再對(duì)各塊電 路功能及各電路之間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試， .2 軟件調(diào)試軟件調(diào)試 軟件調(diào)試是通過(guò)對(duì)程序的匯編（或者 c 語(yǔ)言） 、連接、執(zhí)行來(lái)發(fā)現(xiàn)程序中存 在的語(yǔ)法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過(guò)程，查看程序是否有邏輯的錯(cuò)誤。 在對(duì)硬件調(diào)試后再對(duì)軟件進(jìn)行，因?yàn)橄葘?duì)硬件檢查沒(méi)問(wèn)題的情況下再對(duì)軟 件進(jìn)行調(diào)試，編譯軟件可以通過(guò)編譯去檢查程序上的語(yǔ)法錯(cuò)誤，然后可以在它 的基礎(chǔ)上在對(duì)它進(jìn)行一些修

33、改達(dá)到?jīng)]有錯(cuò)誤為止，然后將軟件拿到硬件上去運(yùn) 行。 通過(guò)仿真后，如無(wú)誤，方可將程序灌輸如單片機(jī)中。 5 5 個(gè)人心得體會(huì)個(gè)人心得體會(huì) 在拿到一個(gè)課題時(shí)首先要做的事就是對(duì)課題的任務(wù)，要求和條件進(jìn)行仔細(xì) 的分析和研究，找出關(guān)鍵問(wèn)題，根據(jù)關(guān)鍵問(wèn)題提出實(shí)現(xiàn)的原理和方法，并畫(huà)出 原理框圖。 提出原理方案是一個(gè)關(guān)系到設(shè)計(jì)全局的問(wèn)題，應(yīng)廣泛收集與查閱有關(guān)資料， 廣開(kāi)思路，利用已有的各種理論知識(shí)，提出盡可能多的方案，以便、做出更合 理的選擇。所提出的方案中，對(duì)關(guān)鍵部分的可行性，一般應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)加以確認(rèn)。 根據(jù)整個(gè)課題的技術(shù)要求，明確該功能框?qū)卧娐返募夹g(shù)要求，必要時(shí)應(yīng)詳 細(xì)擬定單元電路的性能指標(biāo)，然后進(jìn)行單元

34、電路結(jié)構(gòu)形式的選擇或設(shè)計(jì)，但滿(mǎn) 足功能框圖要求的單元電路可能不止一個(gè)，因此必須進(jìn)行分析比較，擇優(yōu)選擇。 然后是元器件的選擇和參數(shù)的計(jì)算，值得指出的是，滿(mǎn)足性能指標(biāo)要求的 參數(shù)值通常不是唯一的，這就要求對(duì)各組參數(shù)進(jìn)行綜合性的分析，仔細(xì)考慮元 器件之間的參數(shù)配合、元器件價(jià)格、體積和貨源等因素，恰當(dāng)?shù)剡x取一組適合 的參數(shù)。 在各單元電路確定后，還要考慮它們之間的級(jí)聯(lián)問(wèn)題，如電氣特性的相互 匹配、信號(hào)耦合方式、時(shí)序配合，以及相互干擾問(wèn)題，經(jīng)過(guò)硬件安裝調(diào)試，以 保證整個(gè)電路能正常工作。 我通過(guò)實(shí)踐課的綜合練習(xí)，課程設(shè)計(jì)的實(shí)際操作，將課堂理論學(xué)習(xí)貫穿其 中，全面系統(tǒng)的把單片機(jī)課程的知識(shí)聯(lián)系在一起，做到融會(huì)

35、貫通，使我真正感 受到理論應(yīng)用于實(shí)踐的樂(lè)趣。這次設(shè)計(jì)是一次鍛煉的好機(jī)會(huì)，使我在學(xué)習(xí)和鞏 固新、老知識(shí)的同時(shí)，訓(xùn)練了自己綜合運(yùn)用知識(shí)的能力、分析解決新問(wèn)題的能 力，同時(shí)也提高了自己工程實(shí)踐能力；在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我與同學(xué)一同學(xué)習(xí)、 一同討論，大家集思廣益，發(fā)揚(yáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn) 了自己的不足，今后應(yīng)加強(qiáng)學(xué)習(xí),并且加強(qiáng)理論與實(shí)踐的相結(jié)合，把所學(xué)的知識(shí) 應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（第 3 版） m.北京：航空航天大學(xué)出版 社，2005 2 王威嵌入式微控制器 s08aw 原理與實(shí)踐m北京：北京航空航天大學(xué) 出版社，2008 3 黃一夫微型

36、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)m北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998 4 張偉等.protel 99se 實(shí)用教程 m.北京：人民電郵出版社，2008 5 熊靜琪計(jì)算機(jī)控制技術(shù)北京：電子工業(yè)出版社，2003 6 徐士良.計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)m北京：清華大學(xué)出版社，2007 7 張晉格計(jì)算機(jī)控制原理與應(yīng)用北京：電子工業(yè)出版社，1995 8 張俊謨單片機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用j電子制作，2007 9 李紅剛，方佳，王強(qiáng)，錢(qián)雙艷.基于 at89c51 的八路溫度巡回檢測(cè)系統(tǒng)設(shè) 計(jì)j.熱帶農(nóng)業(yè)工程，2010 年第 34 卷第 1 期 10 白瑞青，金功偉.單片機(jī)溫度巡回監(jiān)測(cè)系統(tǒng)j.測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào)，98 年第 12 卷第 3 期 附錄附錄 附附1 1 表表 1 元件清單元件清單 序號(hào)型號(hào)個(gè)數(shù) 1stc89c51(52)rc1 2ds18b201 3排阻（1k）1