基于ds18b20的溫度采集系統(tǒng)顯示設(shè)計(jì)說(shuō)明(已修改)
2025-01-28 10:41 本頁(yè)面
【正文】 目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 1二、系統(tǒng)方案 2三、核心元件的功能 AT89C51 2: 3： DS18B20的主要特性 6 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 6 DS18B20工作原理 7四、理論分析及程序流程圖 9五、電路與程序設(shè)計(jì) 電路圖 程序 11六、結(jié)果分析 16七、總結(jié) 17八、參考文獻(xiàn) 17一 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求利用DS18B20實(shí)現(xiàn)溫度采集，并用數(shù)碼管顯示。能實(shí)現(xiàn)溫度上下限的設(shè)置，并能夠超限報(bào)警（用proteus實(shí)現(xiàn)） 硬件設(shè)計(jì)部分，根據(jù)設(shè)計(jì)的任務(wù)選定合適的單片機(jī)，根據(jù)控制對(duì)象設(shè)計(jì)接口電路。設(shè)計(jì)的單元電路必須有工作原理,器件的作用,分析和計(jì)算過(guò)程；軟件設(shè)計(jì)部分，根據(jù)電路工作過(guò)程，畫(huà)出軟件流程圖，根據(jù)流程圖編寫(xiě)相應(yīng)的程序，進(jìn)行調(diào)試并打印程序清單；原理圖設(shè)計(jì)部分，根據(jù)所確定的設(shè)計(jì)電路，利用Protel工具軟件繪制電路原理圖，提供元器件清單。計(jì)算說(shuō)明書(shū)部分包括方案論證報(bào)告打印版或手寫(xiě)版，程序流程圖具體程序等 圖紙部分包括具體電路原理圖打印版 設(shè)計(jì)要求還包括利用一天時(shí)間進(jìn)行資料查閱與學(xué)習(xí)討論，利用5天時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分散設(shè)計(jì)，最后三天編寫(xiě)報(bào)告。最后一天進(jìn)行成果驗(yàn)收。 二 系統(tǒng)方案方案一:由于本設(shè)計(jì)是測(cè)溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過(guò)來(lái)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測(cè)溫度顯示出來(lái)，這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。方案二:進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)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(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求。從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡(jiǎn)單，軟件設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，故采用了方案二。三 核心元件的功能 AT89C51AT89S51美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4K BytesISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及AT89C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元。單片機(jī)AT89S51強(qiáng)大的功能可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。AT89C51芯片的引腳結(jié)構(gòu)如圖1所示： 圖1 功能特性概括: AT89S51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：40個(gè)引腳、4K Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、128 Bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口、5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷、2個(gè)數(shù)據(jù)指針、2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器、2個(gè)全雙工串行通信口、看門(mén)狗（WDT）電路、片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。此外，AT89S51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作,并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式,空閑模式，CPU暫停工作，而RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口、外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作。掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求 管腳說(shuō)明：P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”時(shí)，被定義為高阻輸入。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1口:P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”,通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí),因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(I)。 端口引腳 第二功能 MOSI(用于ISP編程) MISO(用于ISP編程) SCK(用于ISP編程)在Flash編程和程序校驗(yàn)期間,P1接收低8位地址。部分端口還有第二功能,如表1所示: 表1 P1口部分引腳第二功能P2口:P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口, P2口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”,通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí),因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(I)。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令)時(shí),P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)寄存器(例如執(zhí)行MOVX@Ri指令)時(shí),P2口線上的內(nèi)容(也即特殊功能寄存器(SFR)區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容),在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。在Flash編程或校驗(yàn)時(shí),P2亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。P3口: P3口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向8位I/O口, P3口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)4
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