【正文】 圖 ...............................................................20 顯示元件的選擇 .....................................................................................................21第 4 章 硬件各電路設(shè)計(jì) ..............................................................................22 AT89S51 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 ................................................................................23 按鍵輸入電路 ........................................................................................................24 顯示電路 ...............................................................................................................25 測(cè)溫電路 ...............................................................................................................26 控制電路 ...............................................................................................................27 報(bào)警電路 ...............................................................................................................28 整機(jī)電路及工作原理 .............................................................................................29湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 軟件程序設(shè)計(jì) .........................................................30 系統(tǒng)總程序 ............................................................................................................31第 6 章 系統(tǒng)調(diào)試 .........................................................................................33 時(shí)間精度測(cè)試 .....................................................................................38第 7 章 操作指導(dǎo)書(shū) .....................................................................................41 操作技巧 ...............................................................................................................43 展示時(shí)刻和溫度 ..............................................................44 設(shè)定北京時(shí)刻和提示鈴 .........................................................46 問(wèn)題解答 ...............................................................................................................48 鬧鈴器件工作時(shí)叫個(gè)不停 ......................................................50 系統(tǒng)顯示不精準(zhǔn)（與北京時(shí)間和實(shí)際溫度不附） ..................................51 四位碼管有問(wèn)題 ..............................................................52第 8 章 總結(jié)與體會(huì) .....................................................................................53參考文獻(xiàn) .....................................................................................................55致謝 .............................................................................................................56附錄 A：設(shè)計(jì)相關(guān)圖和表 ............................................................................57湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 緒 論 課題意義及發(fā)展前景隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)各種信息參數(shù)的準(zhǔn)確度和精確度的要求都有了幾何級(jí)的增長(zhǎng)，而如何準(zhǔn)確而又迅速的獲得這些參數(shù)就需要受制于現(xiàn)代信息基礎(chǔ)的發(fā)展水、信息傳輸和信息處理中，傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器技術(shù)，在我國(guó)各領(lǐng)域已經(jīng)引用的非常廣泛，可以說(shuō)是滲透到社會(huì)的每一個(gè)領(lǐng)域，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中需要實(shí)時(shí)測(cè)量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開(kāi)溫度的測(cè)量，因此研究溫度的測(cè)量方法和裝置具有重要的意義.測(cè)量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，溫度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：①傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器②模擬集成溫度傳感器③智能集成溫度傳感器.計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶，特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU).社會(huì)的發(fā)展使人們對(duì)傳感器的要求也越來(lái)越高，現(xiàn)在的溫度傳感器正在基于單片機(jī)的基礎(chǔ)上從模擬式向數(shù)字式，從集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展，并朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開(kāi)發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展，基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，其具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，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，或科研實(shí)驗(yàn)室使用.溫度的檢測(cè)與控制是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中比較典型的應(yīng)用之一，隨著傳感器在生產(chǎn)和生活中的更加廣泛的應(yīng)用，利用新型單總線式數(shù)字溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)試與控制得 DS1620 和 AT89S52 單片機(jī)的溫度測(cè)量及控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)以及 C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和布線簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，性?xún)r(jià)比高，擴(kuò)展方便，在大型倉(cāng)庫(kù)，工廠，智能化建筑等領(lǐng)域的多點(diǎn)溫度檢測(cè)中有廣闊的應(yīng)用前景.湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2 多功能數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)的價(jià)值此次的多功能數(shù)字溫度計(jì)不同于以往的傳統(tǒng)數(shù)字溫度計(jì)，它明顯改善了數(shù)字溫度計(jì)的性能，包括溫度采集的速度和測(cè)量精度大幅度提高，測(cè)量溫度的范圍也得到了明顯的提高。多功能數(shù)字溫度計(jì)還兼有時(shí)鐘顯示、鬧鈴和時(shí)鐘設(shè)置功能，所以更加符合市場(chǎng)需求。如果繼續(xù)提高測(cè)量精度,可以直接作為工業(yè)測(cè)溫儀器使用，由美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司新研制的 DS1620 型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出 13 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，其分辨力高達(dá)℃，測(cè)溫精度為177。℃。隨著單片機(jī)、溫度傳感器和數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，要實(shí)現(xiàn)更加高的精度、顯示速率快的數(shù)字溫度計(jì)將很快能夠?qū)崿F(xiàn)。 設(shè)計(jì)內(nèi)容及性能指標(biāo)本設(shè)計(jì)主要是介紹了單片機(jī)控制下的溫度檢測(cè)系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了其硬件和軟件設(shè)計(jì)，并對(duì)其各功能模塊做了詳細(xì)介紹，其主要功能和指標(biāo)如下：溫度測(cè)量：利用溫度傳感器（DS1620）測(cè)量某一點(diǎn)環(huán)境溫度測(cè)量范圍為55℃～＋99℃時(shí)鐘功能：能夠作為時(shí)鐘使用顯示當(dāng)前時(shí)間時(shí)鐘設(shè)置功能：能夠設(shè)定時(shí)鐘修改當(dāng)前時(shí)間用數(shù)碼管進(jìn)行實(shí)際溫度值顯示和時(shí)間顯示鬧鐘功能：能夠在設(shè)定時(shí)間時(shí)鐘時(shí)作為鬧鈴發(fā)生湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3第 2 章 系統(tǒng)方案論證 總體設(shè)計(jì)分析本課題設(shè)計(jì)的是以AT89S52單片機(jī)，DS1620溫度傳感器，MAX7219 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片為核心，采用兩個(gè)四位數(shù)碼管顯示，輔以必要電路，共同構(gòu)成的一個(gè)具有多功能的數(shù)字溫度計(jì)。該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的顯示時(shí)間、調(diào)整時(shí)間、鬧鐘報(bào)時(shí)并能夠?qū)r(shí)鐘所在的環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)量顯示。 主程序進(jìn)行初始化，其他的程序選擇模塊式的方式。首先對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試, 當(dāng)模塊調(diào)試成功后，逐一的加入主程序中，最后完成整個(gè)軟件部分的設(shè)計(jì)。 方案的選擇與設(shè)計(jì) 核心處理器的比較與選擇方案一：采用FPGA控制FPGA是一種高密度的可編程邏輯器件,自從Xilinx公司1985年推出第一片F(xiàn)PGA 以來(lái),FPGA的集成密度和性能提高很快,其集成密度最高達(dá)500萬(wàn)門(mén)/片以上,系統(tǒng)性能可達(dá)200MHz。由于 FPGA器件集成度高 ,方便易用,開(kāi)發(fā)和上市周期短 ,在數(shù)字設(shè)計(jì)和電子生產(chǎn)中得到迅速普及和應(yīng)用,并一度在高密度的可編程邏輯器件領(lǐng)域中獨(dú)占鰲頭。但是而基于 SRAM編程的FPGA,其編程信息需存放在外部存儲(chǔ)器上 ,需外部存儲(chǔ)器芯片 ,且使用方法復(fù)雜 ,保密性差，而其對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的多功能數(shù)字溫度計(jì)而言，實(shí)用FPGA有點(diǎn)大材小用，成本太高。湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4方案二：采用ATMEL 公司的 AT89S52單片機(jī)AT89S52是一種低功耗、高性能的片內(nèi)含有4KB快閃可編程／擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory) 8位CMOS 微控制器，使用高密度、非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造，并且與80C52引腳和指令系統(tǒng)完全兼容。芯片上的FPEROM允許在線編程或采用通用的非易失存儲(chǔ)編程器對(duì)程序存儲(chǔ)器重復(fù)編程。AT89S52（以下簡(jiǎn)稱(chēng) 89C52）將具有多種功能的8 位 CPU與FPEROM結(jié)合在一個(gè)芯片上，為很多嵌入式控制應(yīng)用提供了非常靈活而又價(jià)格適宜的方案，其性能價(jià)格比較高。ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位AT89S51單片機(jī)可提供許多高性?xún)r(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合。單片機(jī)廣泛用于智能產(chǎn)品，智能儀表，測(cè)控技術(shù)，智能接口等，具有操作簡(jiǎn)單，實(shí)用方便，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，而其中AT89S52以MCS52為內(nèi)核，是單片機(jī)中最典型的代表，應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)對(duì)比以及我們?cè)谌粘＝虒W(xué)中采用的是采用AT89S52 ，同時(shí)為提高我們對(duì)外圍電路的焊接等技術(shù)，提高綜合能力，我們選擇使用AT89S52 單片機(jī)。設(shè)計(jì)目標(biāo) 該設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)：[1] 顯示準(zhǔn)確的北京時(shí)間（時(shí)、分）[2] 可以調(diào)整系統(tǒng)時(shí)間：時(shí)、分；[3] 可以調(diào)節(jié)鬧鈴時(shí)間：時(shí)、分，可以開(kāi)啟或關(guān)閉鬧鈴；[4] 能顯示當(dāng)前日期對(duì)應(yīng)的時(shí)間和溫度。設(shè)計(jì)結(jié)果要求：完成電路的設(shè)計(jì)，硬件電路應(yīng)該設(shè)計(jì)出原理圖并畫(huà)出 PCB 板圖，完成軟件程序的編寫(xiě)（包括流程圖和部分源代碼）。湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5 溫度系統(tǒng)的比較與選擇方案一：采用DS18b20溫度傳感器 DS18b20 數(shù)字溫度計(jì)以 9 位數(shù)字量的形式反映器件的溫度值。 DS18b20 通過(guò)一個(gè)單線接口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和 DS18b20 之間僅需一條連接線（加上地線）。用于讀寫(xiě)和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無(wú)需外部電源。 因?yàn)槊總€(gè) DS18b20都有一個(gè)獨(dú)特的片序列號(hào)， 所以多只 DS18b20 可以同時(shí)連在一根單線總線上，這樣就可以把溫度傳感器放在許多不同的地方。這一特性在 HVAC 環(huán)境控制、探測(cè)建筑物、儀器或機(jī)器的溫度以及過(guò)程監(jiān)測(cè)和控制等方面非常有用。方案二：采用DS1620溫度傳感器 DS1620是一種半導(dǎo)體溫度測(cè)控芯片，9位溫度數(shù)據(jù)值，測(cè)溫范圍55~+125℃，℃的溫度測(cè)量精度。通過(guò)三線串行接口與CPU連接，可作為熱傳感器使用；用三個(gè)溫控觸發(fā)端控制加熱或制冷裝置，可用作熱繼電器。DS1620的外圍接線簡(jiǎn)單，使用靈活。 根據(jù)兩方案的比較，從我們的實(shí)際情況出發(fā)，我們采用DS1620溫度傳感器。 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片的比較與選擇方案一：采用CS7219數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6 CS7219是一種串行接口的8位數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)器。它與通用微處理器只有3根串行