基于ds18b20的溫度采集系統(tǒng)顯示設(shè)計說明(已修改)
2025-01-28 10:41 本頁面
【正文】 目錄一、設(shè)計任務(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 電路圖 程序 11六、結(jié)果分析 16七、總結(jié) 17八、參考文獻 17一 設(shè)計任務(wù)和要求利用DS18B20實現(xiàn)溫度采集，并用數(shù)碼管顯示。能實現(xiàn)溫度上下限的設(shè)置，并能夠超限報警（用proteus實現(xiàn)） 硬件設(shè)計部分，根據(jù)設(shè)計的任務(wù)選定合適的單片機，根據(jù)控制對象設(shè)計接口電路。設(shè)計的單元電路必須有工作原理,器件的作用,分析和計算過程；軟件設(shè)計部分，根據(jù)電路工作過程，畫出軟件流程圖，根據(jù)流程圖編寫相應(yīng)的程序，進行調(diào)試并打印程序清單；原理圖設(shè)計部分，根據(jù)所確定的設(shè)計電路，利用Protel工具軟件繪制電路原理圖，提供元器件清單。計算說明書部分包括方案論證報告打印版或手寫版，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)計要求還包括利用一天時間進行資料查閱與學(xué)習(xí)討論，利用5天時間在實驗室進行分散設(shè)計，最后三天編寫報告。最后一天進行成果驗收。 二 系統(tǒng)方案方案一:由于本設(shè)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(yīng)，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機進行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設(shè)計需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。方案二:進而考慮到用溫度傳感器，在單片機電路設(shè)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，進行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計要求。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(shè)計也比較簡單，故采用了方案二。三 核心元件的功能 AT89C51AT89S51美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4K BytesISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(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存儲單元。單片機AT89S51強大的功能可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。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個引腳、4K Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器、128 Bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口、5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷、2個數(shù)據(jù)指針、2個16位可編程定時/計數(shù)器、2個全雙工串行通信口、看門狗（WDT）電路、片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。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/計數(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 管腳說明：P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，能驅(qū)動8個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”時，被定義為高阻輸入。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。P1口:P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時可作輸入口。作輸入口使用時,因為內(nèi)部存在上拉電阻,某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(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口的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時可作輸入口。作輸入口使用時,因為內(nèi)部存在上拉電阻,某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(I)。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器(例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令)時,P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)寄存器(例如執(zhí)行MOVX@Ri指令)時,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),在整個訪問期間不改變。在Flash編程或校驗時,P2亦接收高位地址和其它控制信號。P3口: P3口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向8位I/O口, P3口的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4
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