基于stc12c5410ad的溫度測量設計-文庫吧
2025-01-01 14:08 本頁面
【正文】 是寄生電源供電方式，如圖4 所示單片機端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個MOSFET來完成對總線的上拉。當DS18B20處于寫存儲器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為10us。采用寄生電源供電方式時VDD端接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。每一個 DSl820 包括一個唯一的 64 位長的序號該序號值存放在 DSl820 內(nèi)部的 ROM(只讀存貯器)中開始8位是產(chǎn)品類型編碼(DSl820編碼均為10H)接著的48位是每個器件唯一的序號最后8位是前面56 位的CRC(循環(huán)冗余校驗)碼DSl820 中還有用于貯存測得的溫度值的兩個 8 位存貯器 RAM編號為 0 號和 1號，1號存貯器存放溫度值的符號如果溫度為負則1號存貯器8位全為1否則全為 0， 0 號存貯器用于存放溫度值的補碼 LSB(最低位)的 2 就得到被測溫度值(550125 )DSl820 的引腳如圖五所示每只 D51820 都可以設置成兩種供電方式即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式 采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省一根導線 但完成溫度測量的時間較長 采取外部供電方式則多用一根導線 但測量速度較快。 顯示模塊在本設計中使用4位共陰數(shù)碼管作為顯示模塊，其特點是使用簡單，功耗小，所需的電路及顯示程序也比較簡單，缺點是顯示的位數(shù)有限，并且引腳比較多，接線比較復雜。 鍵盤模塊鍵盤在單片機應用系統(tǒng)中，實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令的功能，是人工干預的主要手段。鍵盤分兩大類：編碼鍵盤和非編碼鍵盤。 編碼鍵盤：由硬件邏輯電路完成必要的鍵識別工作與可靠性措施。每按一次鍵，鍵盤自動提供被按鍵的讀數(shù)，同時產(chǎn)生一選通脈沖通知微處理器，一般還具有反彈跳和同時按鍵保護功能。 非編碼鍵盤：只簡單地提供鍵盤的行列與矩陣，其他操作如鍵的識別，決定按鍵的讀數(shù)等僅靠軟件完成，故硬件較為簡單，但占用CPU較多時間。有：獨立式按鍵結(jié)構(gòu)、矩陣式按鍵結(jié)構(gòu)。本設計使用4*4矩陣鍵盤。 報警模塊本設計可以實現(xiàn)溫度上下限報警，使用一個蜂鳴器發(fā)出警報。當溫度達到上限或下限時，推動蜂鳴器發(fā)出聲音。圖3 報警模塊設計 穩(wěn)壓電源本設計使用自制穩(wěn)壓電源，由于STC12C5410AD單片機、DS18B20以及MAX232等元件的工作電壓均為5V，故使用5V穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓芯片選用LM7805。其設計電路圖如圖4所示：圖4 5V穩(wěn)壓電源硬件系統(tǒng)設計 為方便設計與檢測，本設計采用模塊化設計，即各個模塊在焊接的時候并不直接相連，而是各自獨立，當使用時通過排線將各個部分連接，這樣做的好處就是方便了硬件的檢測，當某個模塊出現(xiàn)問題時可以很快速的檢錯，并且不會涉及其他模塊。 數(shù)字溫度計的系統(tǒng)框圖如圖5所示，控制部分使用STC12C5410AD單片機，溫度傳感器使用DS18B20，顯示部分使用4位LED共陰數(shù)碼管圖5 系統(tǒng)框圖單片機最小系統(tǒng)的設計如圖6所示：圖6 單片機最小系統(tǒng)串口下載部分的設計如圖7所示：圖7 串口下載部分數(shù)碼管顯示電路部分設計如圖8所示： 圖8 數(shù)碼管顯示電路本設計使用的數(shù)碼管為4位共陰數(shù)碼管，其引腳與共陽數(shù)碼管完全一樣，只是點亮時需要在位選端加GND電平而在段選端加高電平，其位選驅(qū)動使用NPN三極管9013，當9013基極高電平選中時，會在集電極產(chǎn)生零電平從而選中該位。鍵盤模塊設計如圖9所示：圖9 鍵盤模塊綜合后的系統(tǒng)設計如圖10所示：（按住Ctrl并滾動鼠標中鍵查看詳細設計）圖10 溫度測量硬件設計圖軟件設計 主程序框圖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，溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度，其程序流程見圖。初始化讀取溫度鍵盤掃描檢查鍵讀出溫度值溫度計算處理顯示數(shù)據(jù)刷新發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令NY調(diào)用顯示子程序設置上下限溫度圖11 主程序框圖 溫度測量子程序框圖溫度測量子程序功能是讀出并處理DS18B20測量的當前溫度值，讀出的溫度值以BCD碼的形式存放在緩沖區(qū)，溫度的正負用一個符號標志來表示，溫度正表示為0溫度負表示為1。注意：DS18B20每一次讀寫之前要先進行復位，復位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預訂操作。圖12 溫度測量程序框圖系統(tǒng)調(diào)試 硬件調(diào)試根據(jù)所做的系統(tǒng)硬件圖，利用Altium designer所自帶的調(diào)試根據(jù)，對硬件進行檢查，主要是檢查是否有引腳連接錯誤，因為在制作元件集成庫的時候已經(jīng)對每個元件引腳的電氣屬性進行了定義，故可以檢查每個引腳的電氣屬性是否有錯。圖13 一個元件的引腳屬性對系統(tǒng)進行檢錯后沒有出現(xiàn)錯誤，如圖14：（按住Ctrl并滾動鼠標中鍵查看詳細）圖14 系統(tǒng)檢錯報告 系統(tǒng)仿真由于Protues沒有STC12C5410AD單片機，所以本設計使用AT89C51單片機作為中央微處理器。其仿真圖如下圖15所示:圖15 使用Protues仿真系統(tǒng)圖小結(jié)本次課程設計使用STC12C5410AD單片機作為處理器完成設計，使我認識了一個全新的單片機，由于STC12C5410AD與51單片機兼容，我所學的51單片機的知識同樣也能適用于這款單片機，這使得學習過程縮短了不少。但在動手自己做的過程中也遇到了很多問題，比如在使用51單片機的時候程序下載是通過USBJTAG下載線下載，但STC12C5410AD是通過串口下載，我第一次焊電路的時候MAX232沒有焊好，結(jié)果沒發(fā)識別硬件，在查找原因未果的情況下我又重新焊了一邊電路，問題隨之解決。通過這次課程設計，我對STC12C5410AD有了初步的了解，同時也復習了51單片機的知識，這對我以后的學習和工作有很大幫助。附件：A、程序代碼include include define uchar unsigned chardefine uint unsigned int/*******************************共陰LED段碼表*******************************/unsigned char code tab[]={0x3F,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。/*********************************端口定義**********************************/sbit DQ=P3^7。
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