基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計-wenkub
2023-01-31 13:17:29 本頁面
【正文】 合 訓(xùn) 練 課 程 設(shè) 計綜合實訓(xùn)論文第 2 頁 共 24 頁 2摘 要隨著時代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研、各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù), 本文主要介紹了一個基于89S51 單片機(jī)的測溫系統(tǒng)，詳細(xì)描述了利用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 開發(fā)測溫系統(tǒng)的過程，重點對傳感器在單片機(jī)下的硬件連接，軟件編程以及各模塊系統(tǒng)流程進(jìn)行了詳盡分析，對各部分的電路也一一進(jìn)行了介紹,該系統(tǒng)可以方便的實現(xiàn)實現(xiàn)溫度采集和顯示，并可根據(jù)需要任意設(shè)定上下限報警溫度，它使用起來相當(dāng)方便，具有精度高、量程寬、靈敏度高、體積小、功耗低等優(yōu)點，適合于我們?nèi)粘Ｉ詈凸ぁ⑥r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫度測量，也可以當(dāng)作溫度處理模塊嵌入其它系統(tǒng)中，作為其他主系統(tǒng)的輔助擴(kuò)展。在控制領(lǐng)域中，對溫度的控制有著舉足輕重的作用。隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展及人們對生活環(huán)境要求的提高，人們也迫切需要檢測與控制溫度。溫度對于工業(yè)如此重要，由此推進(jìn)了溫度傳感器的發(fā)展。而在傳統(tǒng)的模擬信號溫度測量系統(tǒng)中，測溫電路的電磁環(huán)境非常惡劣，各種干擾信號較強(qiáng)，模擬溫度信號容易受到干擾而產(chǎn)生測量誤差，影響測量精度，不能滿足數(shù)字化時代的需求。它以單片機(jī)（AT89S51）為主要控制器件，DS18B20 為溫度傳感器，并通過 LCD 液晶 1602 直接顯示所測溫度的新型數(shù)字溫度計。對于單片機(jī)的選擇，如果用8051系列，由于它沒有內(nèi)部RAM，系統(tǒng)又需要一定的內(nèi)存存儲數(shù)據(jù)。但是這種感溫電路比較復(fù)雜，且采用熱敏電阻精度低，重復(fù)性、可靠性都比較差。而采用液晶顯示器有明顯的優(yōu)點：工作電流比 LED 小幾個綜合實訓(xùn)論文第 6 頁 共 24 頁 6數(shù)量級，功耗低；尺寸小，厚度約為 LED 的 1/3；字跡清晰、美觀、使人舒服；壽命長，使用方便，可得性強(qiáng)。 圖 PDIP 封裝的 AT89C52 引腳圖AT89C52 為 8 位 通 用 微 處 理 器 ， 采 用 工 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) 的 C51 內(nèi) 核 ， 在 內(nèi) 部 功 能 及 管腳 排 布 上 與 通 用 的 8xc52 相 同 ， 其 主 要 用 于 會 聚 調(diào) 整 時 的 功 能 控 制 。VCC（ 40 腳 ） 和 VSS（ 20 腳 ） 為 供 電 端 口 ， 分 別 接 +5V 電 源 的 正 負(fù) 端 。 DS18B20 的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。當(dāng)工作于寄生電源時，此引腳必須接地。DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的 EERAM。綜合實訓(xùn)論文第 9 頁 共 24 頁 9DS18B20 工作時寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。 DS18B20 測溫原理如圖 所示。計數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時，溫度寄存器的值將加 1，計數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，計數(shù)器 1 重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器2 計數(shù)到 0 時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度?！妫虼酥恍枰壕MC1602A就可以完成相關(guān)的顯示功能，報警器可以用有源蜂鳴器配合三極管來代替，本設(shè)計則直接使用LED發(fā)光二極管帶代替。然后，通過89C2052單片機(jī)芯片對送來的測量溫度讀數(shù)進(jìn)行計算和轉(zhuǎn)換，井將此結(jié)果送入液晶顯示模塊。綜合實訓(xùn)論文第 11 頁 共 24 頁 11 溫度計電路設(shè)計仿真圖 5 軟件 總體設(shè)計系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計算溫度子程序、顯示數(shù)據(jù)刷新子程序。在讀出時須進(jìn)行 CRC 校驗，校驗有錯時不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。程序的調(diào)試我們采用Ｋeil C51．Keil C51 軟件是眾多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集編輯，編譯，仿真于一體，支持匯編,PLM 語言和 C 語言的程序設(shè)計，界面友好，易學(xué)易用。完成了我們預(yù)期的要求。經(jīng)過將近 4 周的綜合實訓(xùn)，終于完成了我的數(shù)字溫度計的設(shè)計，雖然沒有完全達(dá)到設(shè)計要求，但從心底里說，還是高興的，從這次的課程設(shè)計中，我真真正正的意識到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實際，把我們所學(xué)的理論知識用到實際當(dāng)中，學(xué)習(xí)單機(jī)片機(jī)更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在這次實訓(xùn)中的最大收獲。sbit E =P3^7。uchar code table2[16]={0x74,0x65,0x6D,0x70,0x65,0x72,0x61,0x74,0x75,0x72,0x65,0x20,0x69,0x53,0x20,0x3A}。iN。 DQ=1。 delay(40)。 _nop_()。 return(DQ)。 for (i=0。 }綜合實訓(xùn)論文第 18 頁 共 24 頁 18 return(temp)。 DQ=1。i++) { temp=vali。 delay(5)。 delay(500)。 temp_data_l=read_byte()。 _nop_()。綜合實訓(xùn)論文第 19 頁 共 24 頁 19 RW=1。 _nop_()。 if ((P1amp。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 E=0。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 E=0。 if((temp_data_hamp。 temp_data_h=temp_data_h+0x01。0x0F]。 display[0]=0x2D。0x0F]。 display[0]=LCDData[temp/100]。 write_mand(0x38)。 write_mand(0x80)。}write_mand(0xC0)。 } } void main(void) { init()。 } }綜合實訓(xùn)論文第 22 頁 共 24 頁 22附件二 PROTEUS 仿真完成圖綜合實訓(xùn)論文第 23 頁 共 24 頁 23附件三 元器件清單綜合實訓(xùn)論文第 24 頁 共 24 頁 24
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