【正文】 基于 STC89C52 的數(shù)字溫度計(jì) 1 基于 STC89C52 的數(shù)字溫度計(jì) 目 錄 緒論 ………………………………………………………………………………...……….3 方案選擇 、主控 芯片選擇 …………………………………………………………………………3 、顯示模塊 …………………………………………………………….………………...3 、溫度檢測(cè)模塊 ………………………………………………………………………..4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 、 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) ……………………………………………………….4 、電源供電電路設(shè)計(jì) …………………………………………………………..……5 、 LCD 顯示電路設(shè)計(jì) …………………………………………………………..…….6 、溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì) …………………………………………………….….………7 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 、溫度傳感器數(shù)據(jù)讀取流程圖 ………………………………………..……...9 、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………….10 編程和仿真 、 Keil 編程軟件 …………………………………………………………………..…..11 、 proteus………………………………………………………………………………...11 、仿真界面 ……………………………………………………………………………..11 總結(jié) …………………………………………………………………………..…..……..12 附錄 附錄 原理圖 ………………………………………………………………………….12 附錄 程序清單 ……………………………………………………………………..13 基于 STC89C52 的數(shù)字溫度計(jì) 2 緒論 在信息高速發(fā)展的 21 世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日 新月異，科技的進(jìn)步帶動(dòng)了測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制設(shè)備的性能和結(jié)構(gòu)發(fā)生了翻天覆地的變化。我們已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的信息時(shí)代，測(cè)量技術(shù)也成為當(dāng)今科技的一個(gè)主流，廣泛地深入到研究和應(yīng)用工程的各個(gè)領(lǐng)域。溫度和人們的生活息息相關(guān)，溫度的測(cè)量也就變得很重要。 系統(tǒng)方案選擇 主控芯片選擇 方案一： STC89C52RC STC89C52RC 是采用 8051 核的 ISP 在線可編程芯片，最高工作時(shí)鐘頻率80MHz，片內(nèi)含 8KB 的可反復(fù)擦寫(xiě) 1000 次的 Flash 只讀存儲(chǔ)器，器件兼容 MCS51指令系統(tǒng)及 8051 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，具有在線可編程特定，配合 PC 端的控制程序即可將用戶的程序代碼下載進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部，省去了購(gòu)買(mǎi)通用編程器，而且速度更快。 STC89C52RC 系列單片機(jī)是單時(shí)鐘周期、高速、低功耗的新一代 8051 單片機(jī)。 方案二： ATmega8 ATmega8 是 ATMAL 公司在 2022 年第一季度推出的一款新型 AVR 高檔單片機(jī)。在 AVR 家族中， ATmega8 是一種非常特殊的單片機(jī)，它的芯片內(nèi)部集成了較大容量的存儲(chǔ)器和豐富強(qiáng)大的硬件接口電路，具備 AVR 高檔單片機(jī) MEGA 系列的 全部性能和特點(diǎn)。但由于采用了小引腳封裝（為 DIP28 和 TQFP/MLF32），所以其價(jià)格僅與低檔單片機(jī)相當(dāng)，再加上 AVR 單片機(jī)的系統(tǒng)內(nèi)可編程特性，使得無(wú)需購(gòu)買(mǎi)昂貴的仿真器和編程器也可進(jìn)行單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，同時(shí)也為單片機(jī)的初學(xué)者提供了非常方便和簡(jiǎn)捷的開(kāi)發(fā)環(huán)境。 由以上兩種方案進(jìn)行比較，我們選擇 STC89C52RC 作為主控芯片，因?yàn)樵撔酒侨腴T(mén)級(jí)單片機(jī)，我們對(duì)該款單片機(jī)比較熟悉，而 AVR 單片機(jī)較為高端，這次的設(shè)計(jì)用 STC89C52 已經(jīng)足夠使用，引腳也夠用，故用 STC89C52 作為主控芯片。STC89C52RC 價(jià)格低廉，一般 5 元以內(nèi)可以買(mǎi)到，在通銀買(mǎi)也很方便。 時(shí)鐘及顯示模塊 方案一：數(shù)碼管 數(shù)碼管亮度高，顯示大，特別是顯示的時(shí)間很直觀，價(jià)格比較便宜，但多位的數(shù)碼管在動(dòng)態(tài)掃描的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)閃爍。而且數(shù)碼管占用的位置較大，且比較耗電。 方案二： 1602 液晶屏 1602 液晶屏顯示清晰且不會(huì)閃爍，在需要時(shí)還可以輸出字符等內(nèi)容，由于液晶屏是數(shù)字式的，因此和單片機(jī)系統(tǒng)的接口簡(jiǎn)單，操作方便。 1602LCD 液晶顯示屏的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng) IC 上，因而耗電量比其他顯示器要少得多，功耗較低。由 于其內(nèi)部集成有顯示芯片，程序編寫(xiě)簡(jiǎn)單，適用于多方面基于 STC89C52 的數(shù)字溫度計(jì) 3 的應(yīng)用。 因此由以上兩種方案進(jìn)行比較，我們選擇方案二來(lái)設(shè)計(jì)顯示模塊。 1602 液晶顯示屏網(wǎng)上可購(gòu)買(mǎi)的途徑較多，價(jià)格一般在 10 元以內(nèi)，重慶育森電子網(wǎng)店價(jià)格為 元。通銀那也有，不過(guò)可能價(jià)格要 15 元左右。 溫度檢測(cè)模塊 方案一：熱敏電阻 +AD 模塊 本方案使用熱敏電阻之類的器件（如 AD590 等模擬溫度傳感器）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出來(lái)，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換后，就可以利用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上可以將被測(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： DS18B20 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。它在實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫，測(cè)量溫度范圍在 55 到 +125 攝氏度之間， 由以上兩種方案進(jìn)行比較，我們選擇方案二來(lái)設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)模塊。其中DS18B20 網(wǎng)上報(bào)價(jià)約為 5 元，其中，重慶育森電子的網(wǎng)店較為便宜，為 元。通銀也有賣(mài)，價(jià)格稍微高點(diǎn)。 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)如下圖所示： 基于 STC89C52 的數(shù)字溫度計(jì) 4 以 STC89C52 單片機(jī)為核心，選用 12M 的晶振，這是最常用的選擇，外接電容沒(méi)有特別的要求，但是外接電容的大小會(huì)影響振蕩器的頻率高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，因此我們選用 30pf 的電容作為起振電容。復(fù)位電路為按鍵低電平復(fù)位，當(dāng)按鍵按下， RET 端為高電平，當(dāng)高電平持續(xù) 4us 的時(shí)間就可以使單片機(jī)復(fù)位。這里尤其要注意的是晶振和電容的位置，它們距離單片機(jī)引腳越短越好，因?yàn)樘L(zhǎng)可能無(wú)法使單片機(jī)起振 。另外是 EA 端一定要接上電源，使單片機(jī)能夠工作。 電源供電電路設(shè)計(jì) 電源供電電路如下圖所示： 基于 STC89C52 的數(shù)字溫度計(jì) 5 我們采用 4 節(jié) 的電池作為電源， LM2940 為穩(wěn)壓芯片，穩(wěn)壓芯片兩端分別接兩個(gè) 和 100uf 的電容進(jìn)行濾波，以獲得更穩(wěn)定的電壓。 D1 為電源指示燈，當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，顯示燈亮，表示給電路供 +5V 電壓。其中， LM2940 作為常用的穩(wěn)壓芯片，比 7805 的轉(zhuǎn)換效率要高， 7805 直接輸入不接輸出的情況下，其內(nèi)部會(huì)有 3mA 的靜態(tài)電流消耗，而 2940 的靜態(tài)電流比 7805 要小的多，故選擇LM2940 作為穩(wěn)壓 芯片。 4 節(jié)電池裝在電池盒中，在電路板下方安裝，使用兩套螺絲。 LCD 顯示電路設(shè)計(jì) 1602LCD 液晶屏顯示電路如下圖所示： 1602LCD 液晶屏為 5V 電壓驅(qū)動(dòng)，帶背光，可顯示兩行，每行 16 個(gè)字符，不能顯示漢字。液晶 2 端為電源； 1 16 為背光電源；為防止直接加 5V 而燒壞背光燈，在 15 腳串聯(lián)一個(gè) 1K 電阻晶 3 端為液晶對(duì)比度調(diào)節(jié)端，通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器來(lái)調(diào)節(jié)液晶顯示對(duì)比度。用于限流。液液晶 4 端為向液晶控制器寫(xiě)數(shù)據(jù) /寫(xiě)命令選擇端，接單片機(jī) 端口。液晶 5 端為讀 /寫(xiě)選擇端，因?yàn)槲覀儾?需要從液晶中讀取數(shù)據(jù)，只向其寫(xiě)入命令和數(shù)據(jù)，因此此端始終選擇為寫(xiě)狀態(tài)，即低電平接地。液晶 6 端為使能信號(hào)，是操作必須的信號(hào)，接單片機(jī)的 口。 溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 溫度檢測(cè)電路如下圖所示： 基于 STC89C52 的數(shù)字溫度計(jì) 6 DS18B20是美國(guó) DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)