基于單片機(jī)控制的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)-wenkub
2022-11-03 08:13:01 本頁(yè)面
【正文】 C 3 HL/用戶字節(jié) 2 存放溫度下限 表 2 控制指令 指 令 約定代碼 操 作 說(shuō) 明 溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動(dòng) DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 讀暫存器 BEH 讀暫存器 9 個(gè)字節(jié)內(nèi)容 寫(xiě)暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫(xiě)入暫存器的 TH、 TL字節(jié) 復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的 TH、 TL字節(jié)寫(xiě)到 E2RAM 中 重新調(diào) E2RAM B8H 把 E2RAM 中的 TH、 TL字節(jié)寫(xiě)到暫存器 TH、 TL字節(jié) 讀電源供電方式 B4H 啟動(dòng) DS18B20 發(fā)送電源供電方式的信號(hào)給主 CPU 顯示 電路的設(shè)計(jì) 顯示電路 可以采用串行口通信也可以采用并行口通信，在此 采用并行 通信方式。 不同的器件地址序列號(hào)不同。 DS18B20 的性能特點(diǎn)：①采用單總線專(zhuān)用技術(shù)，既可通過(guò)串 行口線，也可通過(guò)其它 I/O 口線與微機(jī)接口，無(wú)須經(jīng)過(guò)其它變換電路，直接輸出被測(cè)溫度值（ 9 位二進(jìn)制數(shù)，含符號(hào)位），②測(cè)溫范圍為 55℃ +125℃，測(cè)量分辨率為 ℃ ,③內(nèi)含 64 位經(jīng)過(guò)激光修正的只讀存儲(chǔ)器 ROM，④適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)機(jī)，⑤用戶可分別設(shè)定各路溫度的上、下限，⑥內(nèi)含寄生電源。而 DS18B20 芯片能夠?qū)崿F(xiàn)完整的溫度采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換功能。 2 總體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)思路 溫度是一種典型的模擬信號(hào)，用數(shù)字電路來(lái)進(jìn)行檢測(cè)就必須將這一非電量先變成電（電壓或電流），然后將模擬電信號(hào)經(jīng) A/D 電路變換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)譯碼顯示而得到對(duì)應(yīng)的數(shù)字。 該系統(tǒng)主電路采用 89S51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度控制，采用數(shù) 字式溫度傳感器為檢測(cè)器件，進(jìn)行單點(diǎn)溫度檢測(cè)。 關(guān)鍵詞： 數(shù)字顯示 溫度計(jì) 1 引言 隨著科技的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，基本已經(jīng)深入到人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。 0 目 錄 1 引言 …………………………………………………………… …… … 1 2 總體設(shè)計(jì)方案 ………………………………………………………… 1 設(shè)計(jì)思路 …… …………… ………………………………… … … 1 總體 設(shè) 計(jì)框圖 …… …… … …… ……… ……… …… ……… …… 1 3 硬件 分析 設(shè)計(jì) ……… … … … … … … … … … … … … … … … … 2 溫度采集及轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) … … … … … … … … … … … … … 2 顯示電路的設(shè)計(jì) … ……………… … … … …………………… 3 4 軟 件 設(shè) 計(jì) 分 析 … … … … … … … … … … … … … … … …… 4 4． 1 主程序 … ……… ………………… … ………………… … ……… … 4 4 . 2 讀出溫度子程序 … …… … … … … … … … … … … … … 5 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 ………………………………… … 5 計(jì) 算 溫 度 子 程 序 … … … … … … … … … … … … … … … 5 顯 示 數(shù) 據(jù) 刷 新 子 程 序 … … … … … … … … … … … … … … 7 5 總 結(jié) 與 體 會(huì) … … … … … … … … … … … … …… … … … … … … 8 參考文獻(xiàn) … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 8 附錄 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 9 1 數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 摘 要： 該系統(tǒng)主電路采用 89S51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度控制， 經(jīng)溫度傳感器采集溫度， 電路可實(shí)現(xiàn)溫度的顯示， 可實(shí)現(xiàn)基本溫度計(jì)功能。在生活中溫度計(jì)也已成為生活必需品，鑒于此，特 別 介紹一種數(shù)字式溫度 計(jì)。 通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，采 用數(shù)碼管直接顯示溫度值， 方便快捷的實(shí)現(xiàn)溫度顯示。 要實(shí)現(xiàn)數(shù)字溫度計(jì)的基本功能，大致可分為四大基本模塊。在此特選用此芯片。 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(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL， 高速暫存器。 DS18B20 的管腳排列如圖2 所示。選用 驅(qū)動(dòng)芯片 74LS245 來(lái)驅(qū)動(dòng)四位 LED 數(shù)碼管顯示溫度。 74LS245 還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極 (COM)的 數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到地線 GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺(jué) 暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。其程序流程圖如圖 6 所示。 初始化 調(diào)用顯示子程序 1S 到？ 初次上電 讀出溫度值溫度計(jì)算處 理顯示數(shù)據(jù)刷新 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令 N Y N Y 6 發(fā) DS18B20復(fù)位命令 發(fā)跳過(guò) ROM 命令 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令 結(jié)束 圖 6 讀出溫度子程序流程圖 圖 7 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖 Y 發(fā) DS18B20 復(fù)位命令 發(fā)跳過(guò) ROM 命令 發(fā)讀取溫度命令 讀取操作， CRC 校驗(yàn) 9 字節(jié)完？ CRC校驗(yàn)正？確？ 移入溫度暫存器 結(jié)束 N N Y 7 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)顯示緩沖區(qū)中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高顯示位為時(shí)將符號(hào)顯示位移入下一位。 增強(qiáng)了對(duì)單片機(jī)的興趣。 參考文獻(xiàn) [1] 張?chǎng)?、華臻、陳書(shū)謙 _單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]．電子工業(yè)出版社， 2020 [2] 馬家辰 _MCS51單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M]．哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ， 1986 [3] 劉建清 _從零開(kāi)始學(xué)單片 機(jī)技術(shù) [M]． 國(guó)防工業(yè)出版社， 2020 [4] 馬淑華 _單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M]．北京郵電大學(xué)出版社 ， 2020 [5] 康華光 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) ［Ｍ］ . 北京：高等教育出版社， 2020 [6] 康華光 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) ［Ｍ］ .北京：高等教育出版社， 2020 9 附錄 10 附錄 TEMPER_L EQU 40H 。 TEMPH EQU 31H 。 BUF2 EQU 35H 。 DIN BIT 。 DB 00H， 00H， 00H， 00H，00H， 00H， 00H。 RETI 。 OR
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