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文檔簡介

是不可否定的,其中數字溫度計就是一個典型的例子,但人們對它的要求越來越高,要為現代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設施就需要從數單片機技術入手,一切向著數字化控制,智本設計所介紹的數字溫度計與傳統的溫度計相比,具有讀數方便,測輸出溫度采用數字顯示,主要用于對測溫比較準確的場所,或科研實驗室使用,該設計控制器使用單片機AT89S51,測溫傳感器使用DS18B20,用3位共陽極LED數碼管以串口傳送數據,實現溫度2總體設計方案由于本設計是測溫電路,可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應,在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來,進行A/D轉換后,就可以用單片機進行數據的處理以將被測溫度顯示出來,這種設計需要用到A/D轉換電路,感溫電路比較麻煩。2.1.2方案二進而考慮到用溫度傳感器,在單片機電路設計中,大多都是使用傳感器,所以這是非常容易想到的,所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20,此傳感器,可以很容易直接讀取被測溫度值,進行從以上兩種方案,很容易看出,采用方案二,電路比較簡單,軟件設計也比較簡單,故采用了2.2方案二的總體設計框圖溫度計電路設計總體設計方框圖如圖1所示,控制器采用單片機AT89S51,溫度傳感器采用主控制器報警點按鍵調單片機AT89S51具有低電壓供電和體積小等特點,四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統的顯示電路采用3位共陽LED數碼管,從P3口RXD,TXD串口輸出段碼。統的熱敏電阻等測溫元件相比,它能直接讀出被測溫度,并且可根據實際要求通過簡單的編程實現9~12位的數字值讀數方式。DS18B20的性能特點如下:●溫度以9或12位數字;●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;DS18B20采用3腳PR-35封裝或8腳SOIC封裝,其內部結構框圖如圖2所示。位C和口64位ROM的結構開始8位是產品類型的編號,接著是每個器件的惟一的序號,共有48位,最后8位是前面56位的CRC檢驗碼,這也是多個DS18B20可以采用一線進行通信的原因。溫度報警觸發器TH和TL,可通過軟件寫入戶報警上下限。DS18B20溫度傳感器的內部存儲器還包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存RAM的結構為8字節的存儲器,結構如圖3所示。頭2個字節包含測得的溫度信息,第3和第4字節TH和TL的拷貝,是易失的,每次上電復位時被刷新。第5個字節,為配相應精度的溫度數值。該字節各位的定義如圖3所示。低5位一直為1,TM是工作模式位,用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式,DS18B20出廠時該位被設置為0,用戶要去改動,R1TH用戶字節1TL用戶字節2保留保留保留111高速暫存RAM的第6、7、8字節保留未用,表現為全邏輯1。第9字節讀出前面所有8字s09s09000在64位ROM的最高有效字節中存儲有循環冗余檢驗碼(CRC)。主機ROM的前56位來計算CRC0時,溫度寄存器的值將加1,減法計數器1的預置將重新被裝入,減法計數器1重新開始對低溫溫度/℃二進制表示0另外,由于DS18B20單線通信功能是分時完成的,它有嚴格的時隙概念,因此讀寫時序很重圖4DS18B20與單片機的接口電路2.3DS18B20溫度傳感器與單片機的接口電路2.4系統整體硬件電路2.4.1主板電路主板電路等,如圖5所示。不在上下限范圍內時,發出報警鳴叫聲音,同時LED數碼管將沒有被測溫度值顯示,這時可以圖5中的按健復位電路是上電復位加手動復位,使用比較方便,在程2.4.2顯示電路和TXD,串口的發送和接收,四只數碼管采用74LS164右移寄存器驅動,顯示比較清晰。11kko03系統軟件算法分析據刷新子程序等。主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值,溫度測NYYN發DS18B20復位命令發跳過ROM命令YNYN圖7主程序流程圖圖8讀溫度流程圖3.2讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節,在讀出時需進行CRC校驗,校驗有錯時不進行溫度數據的改寫。其程序流程圖如圖8示發跳過ROM命令溫度轉換命令子程序主要是發溫度轉換開始命令,當采用12位分辨率時轉換時間約為750ms,在本程序設計中采用1s顯示程序延時法等待轉換的完成。溫度轉換命令子程序流程圖如上圖,圖9所示3.4計算溫度子程序計算溫度子程序將RAM中讀取值進行BCD碼的轉換運算,并進行溫度值正負的判定,其程序流程圖如圖10所示。N溫度零下?YNYNY3.5顯示數據刷新子程序顯示數據刷新子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數據進行刷新操作,當最高顯示位為0時將符號顯示位移入下一位。程序流程圖如圖11。經過將近三周的單片機課程設計,終于完成了我的數字溫度計的設計,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,高興之余不得不深思呀!在本次設計的過程中,我發現很多的問題,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,數據加減時,我用的都是BCD碼,這一次,我全部用的都是16進制的數直接加減,顯示處理時在用除法去刪分,感覺效果比較好,有好多的東西,只有我們去試著做了,才能

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