數(shù)字式溫度計(jì)的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-06-12 10:16 本頁(yè)面
【正文】 采用。本設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測(cè)溫比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用，該設(shè)計(jì)控制器使用單片機(jī)AT89C2051，測(cè)溫傳感器使用DS18B20，用4位共陽(yáng)極LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)溫度顯示,能準(zhǔn)確達(dá)到以上要求。第1章 總體方案設(shè)計(jì)通過本次課題設(shè)計(jì)，應(yīng)用《單片機(jī)原理及應(yīng)用》等所學(xué)相關(guān)知識(shí)及查閱資料，完成數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，以達(dá)到理論與實(shí)踐更好的結(jié)合、進(jìn)一步提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和設(shè)計(jì)的能力的目的。通過本次設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，可以使我們?cè)诨舅悸泛突痉椒ㄉ蠈?duì)基于MCS51單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一個(gè)比較感性的認(rèn)識(shí)，并具備一定程度的設(shè)計(jì)能力。 溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，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(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求。 顯示部分設(shè)計(jì)方案 顯示部分采用數(shù)碼管直讀顯示，此方案的最大優(yōu)點(diǎn)就是成本較低，缺點(diǎn)是電路相對(duì)復(fù)雜，需要驅(qū)動(dòng)電路，在軟件上也需要做出處理。但是此方案完全可以滿足本報(bào)警系統(tǒng)的功能和要求，軟件處理上也不是特別的復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)電路也相對(duì)簡(jiǎn)單。 總體設(shè)計(jì)框圖整個(gè)系統(tǒng)由測(cè)溫電路、主控制器、驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)碼管四個(gè)模塊組成。段選LED數(shù)碼管顯示HC244AT89C2051主控制器位選三極管DS18B2018B20圖11 總體設(shè)計(jì)框圖第2章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體硬件電路包括單片機(jī)控制器、溫度采集部分硬件和顯示部分。本設(shè)計(jì)采用AT89C2051為控制器、DS18B20為溫度傳感器與單片機(jī)的接口電路以及LED數(shù)碼顯示管。 單片機(jī)模塊AT89C2051主要特點(diǎn)是采用Flash存儲(chǔ)器技術(shù)，降低了制造成本，其軟件、硬件與DS18B20完全兼容。AT89C2051片內(nèi)含有2K字節(jié)的Flash程序存儲(chǔ)器，128字節(jié)的片內(nèi)RAM。允許工作的時(shí)鐘為0—24MHz。AT89C2051不允許構(gòu)造外部總線來擴(kuò)充程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，所以它不需要ALE、PSEN、RA、WR一類的引腳。AT89C2051共有20個(gè)引腳，體積小巧易于操作。引腳圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下：圖21 2051單片機(jī)引腳圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 AT89C2051功能及特性P1口共8腳，準(zhǔn)雙向端口。～，準(zhǔn)雙向端口，并且保留了全部的P3的第二功能，、P3..3的中斷輸入功能,、。在引腳的驅(qū)動(dòng)能力上面，89C2051具有很強(qiáng)的下拉能力，P1,P3口的下拉能力均可達(dá)到20mA。89C2051驅(qū)動(dòng)能力的增強(qiáng)，使得它可以直接驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管。為了增加對(duì)模擬量的輸入功能，AT89C2051在內(nèi)部構(gòu)造了一個(gè)模擬信號(hào)比較器，，對(duì)于一些不大復(fù)雜的控制電路我們就可以增加少量元件來實(shí)現(xiàn)。AT89C2051有很寬的工作電源電壓，～6V,當(dāng)工作在3V時(shí)，電流相當(dāng)于6V工作時(shí)的1/4。工作于12Hz時(shí)，空閑態(tài)為1mA,掉電態(tài)僅為20nA。這樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統(tǒng)。AT89C2051片內(nèi)含有2k字節(jié)的Flash程序存儲(chǔ)器，128字節(jié)的片內(nèi)RAM。由于2051內(nèi)部設(shè)計(jì)全靜態(tài)工作，所以允許工作的時(shí)鐘為0～20MHz,也就是說，允許在低速工作時(shí)，不破壞RAM內(nèi)容。相比之下，因?yàn)槠鋬?nèi)部的RAM是動(dòng)態(tài)刷新的。89C2051在內(nèi)部I/O口為5路2級(jí)優(yōu)待中斷，2路定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。 單片機(jī)模塊功能該模塊由以下幾個(gè)部分組成：：為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5V177。5%，即 ～。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)， 穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才被撤除，微機(jī)電路開始正常工作。 圖21 復(fù)位電路目前為止，單片機(jī)復(fù)位電路主要有四種類型：(1) 微分型復(fù)位電路；(2) 積分型復(fù)位電路；(3) 比較器型復(fù)位電路；(4) 看門狗型復(fù)位電路。：晶振是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱，在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄， 所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化,震蕩電路的電路圖如圖22所示.圖22 晶振電路晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。 一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。 溫度采集部分硬件
黨政相關(guān)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1