【正文】 控制電路譯碼顯示器鎖存器閘門電路計數(shù)器時基電路放大整形電路圖3 方案二原理框圖 通信有并行和串行兩種方式。DS18B20可以滿足從55攝氏度到+125攝氏度測量范圍，且DS18B20測量精度高，在一秒內(nèi)把溫度轉化成數(shù)字，測得的溫度值的存儲在兩個八位的RAM中，單片機直接從中讀出數(shù)據(jù)轉換成十進制就是溫度，使用方便。5. 數(shù)字溫度模塊方案一：采用熱敏電阻傳感器。為保證時鐘在電網(wǎng)電壓不足或突然掉電等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片內(nèi)部包含鋰電池。該方案具有硬件電路簡單的特點，但當單片機不上電，程序將不執(zhí)行。本設計選擇方案二。優(yōu)點：占用單片機I/O口少，缺點：按鍵識別較復雜。鍵盤的行和列分別接單片機的I/O口。鑒于本次實習要求，用6個7段數(shù)碼管作為顯示電路，我們采用方案一。對于靜態(tài)顯示方式，所需的譯碼驅動裝置很多，引線多而復雜，且可靠性也較低。 單片機是在一塊芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)器和多功能I/O口等計算機所需要的基本功能部件的大規(guī)模集成電路，又稱MCU。 了解了這么多知識，我決定好好開始準備單片機的實習，首先得做些準備工作，我復習了單片機的內(nèi)容，然后查閱相關資料上各個部分的參考電路，對整體電路的設計有了一定的了解。一個基于AT89C51單片機的測溫系統(tǒng)，詳細描述了利用數(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的硬件連接，軟件編程以及各模塊系統(tǒng)流程進行了詳盡分析，對各部分的電路也進行一一介紹，該系統(tǒng)可以方便的是實現(xiàn)溫度采集和顯示，并可以根據(jù)需要任意設定上下限報警溫度，它使用起來方便，具有精度高、量程寬、靈敏度高、體積小、功耗低等優(yōu)點，適合我們?nèi)粘Ｉ詈凸まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫度測量，也可以當做溫度處理模塊嵌入其他系統(tǒng)中，作為其他主系統(tǒng)的輔助擴展。本次設計采用STC89C52單片機為控制MCU,具有數(shù)字時鐘、頻率計、溫度計及溫度串口通信的功能，三種功能可以根據(jù)矩陣鍵盤按鍵切換，執(zhí)行其中的某一任務，任務執(zhí)行效率高。單片機主要應用于工業(yè)檢測與控制、計算機外設、智能儀器儀表、通訊設備、家用電器等特別適合于嵌入式微型機應用系統(tǒng)。 完成實習報告時間：20 年 月 日。實習要求須每人一份，獨立完成。指導教師應對學生進行實習考核并評定實習成績。完成以下功能：a. 利用DS18B20可編程1Wire數(shù)字溫度傳感器芯片，或利用AD590溫度傳感器芯片和A/D轉換器芯片采集溫度溫度信號；b. 當按下鍵盤上的溫度顯示按鍵時將實時溫度信息顯示在LED顯示器上，當按下鍵盤上的時鐘顯示按鍵時，恢復時鐘的正常顯示；c. 通過串行通信的方式，將采集到的實時溫度信息送至第二個單片機系統(tǒng)，并在二個單片機系統(tǒng)顯示實時溫度。（4）軟件部分序號名稱數(shù)量1電路設計軟件PROTEL1套2編程軟件Keil uV41套3仿真軟件PROTEUS1套4下載軟件stcisp 1套（5）工具序號名稱數(shù)量1PC（帶RS232C口）1臺2萬用表1塊3電烙鐵1只4焊錫、松香等若干任務（1）利用上述材料完成單片機最小系統(tǒng)的設計、焊接、調試；（2）完成ISP下載電路的設計、焊接；（3）完成應用系統(tǒng)擴展電路部分的設計、焊接、調試，應用系統(tǒng)擴展電路的具體要求如下：1)鍵盤、顯示電路利用單片機最小系統(tǒng)、6個7段LED數(shù)碼管、12個按鍵，設計制作一個鍵盤、顯示電路。三、實習地點武漢理工大學信息工程學院通信實驗室。序號（學號）：學生實習報告書實習類別單片機應用實習實習地址武漢理工大學信息工程學院學 院信息工程學院專 業(yè)通信工程班 級姓 名指導教師年月日實 習 執(zhí) 行 大 綱一、 實習目的鞏固《單片機原理與應用》理論課的理論知識；熟悉單片機應用系統(tǒng)的硬件設計及軟件設計的基本方法；將《單片機原理與應用》理論課的理論知識應用于實際的應用系統(tǒng)中；訓練單片機應用技術，鍛煉實際動手能力。四、實習時間2012年6月15日2012年6月21日?？梢允褂?279鍵盤顯示接口電路，也可以使用單片機的并行接口作為鍵盤顯示接口。4) 數(shù)字頻率計在上題的硬基礎上，制作一個數(shù)字頻率計。實習成績評定按優(yōu)、良、中、及格和不及格五級分制。對圖紙的要求圖紙要求準確全面并與任務要求完成的內(nèi)容一致。實 習 日 記 第一天單片機的基本知識單片機即單片微型計算機是將計算機主機CPU、內(nèi)存和I/O接口集成在一小塊硅片上的微型機。 一片MCS51單片機芯片內(nèi)包含一個8位CPU、振蕩器和時鐘電路、至少128字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，可尋址外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，21個特殊功能寄存器，4個并行I/O接口，2個16位定時/計數(shù)器，至少5個中斷源提供兩級中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)兩級中斷服務程序嵌套。本電路采用直流5V電源供電。基于單片機設計頻率計，把待測信號經(jīng)過放大整形，然后送入單片機，利用定時器0實現(xiàn)1S定時，定時器1進行計數(shù)，獲的頻率值，最后把測得的頻率數(shù)值送入顯示電路里進行顯示。這是對我所學知識一個十分重要綜合的考核，掌握了單片機對我今后的發(fā)展也是十分重要的。 要使得單片機能夠正常工作，那么就需要時鐘電路和復位電路。而對于動態(tài)顯示方式，雖可以避免靜態(tài)顯示的問題，但設計上如果處理不當，易造成亮度低，有閃爍等問題。方案一：設計12個獨立鍵盤，按鍵一端接單片機I/O口，另一端接地。優(yōu)點：占用單片機I/O口少，缺點：按鍵識別較復雜。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。方案一：方案完全用軟件實現(xiàn)數(shù)字時鐘。而且由于每次執(zhí)行程序時，定時器都要重新賦初值，所以該時鐘精度不高。當電網(wǎng)電壓不足或突然掉電時，可使系統(tǒng)自動轉換到內(nèi)部鋰電池供電系統(tǒng)。利用熱敏電阻隨溫度變化而顯著變化，能直接將溫度的變化轉換為能量的變化，進而制成溫度計?；贒S18B20的以上優(yōu)點，我們決定選取DS18B20來測量溫度。在單片機系統(tǒng)以及現(xiàn)代單片機測控系統(tǒng)中，信息的交換多采用串行通信方式。串行通信傳輸線少，長距離傳送時成本低，且可以利用電話網(wǎng)等現(xiàn)成設備，但數(shù)據(jù)的傳送控制比并行通信復雜。這個通信口既可以用于網(wǎng)絡通信，亦可以實現(xiàn)串行異步通信，還可以構成同步移位寄存器使用。 實習的第二天，我首先查找了關于我們單片機設計要求的一些資料，確定了他的各個模塊的實現(xiàn)方式，在網(wǎng)上找到了不少能夠實現(xiàn)我們系統(tǒng)的方案，然后對這些方案進行了比較，發(fā)現(xiàn)他們各有優(yōu)缺點，但是總體思路都是一致的。但是其測溫傳感器比較復雜，而且不易通過編程來控制測溫精度，增大系統(tǒng)設計的難度。從機部分由單片機最小系統(tǒng)、顯示電路組成。時鐘電路是電子表硬件電路的核心，沒有時鐘電路，電子表將無法正常工作計時。鍵盤可對電子表進行開啟、停止，還能實現(xiàn)時、分、秒的顯示及設定等操作。當定時器0的定時時間滿50ms后，定時器0溢出一次，溢出滿20次后，電子表的秒加1，滿60秒后，分加1，滿60分后，時加1，滿24時后，電子表重新從00：00：00開始計時。 DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 DS18B20的引腳封裝圖如圖6，其中，GND為電源負極，DQ為信號輸入輸出，VDD為電源正極。第5個字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉換分辨率。主機控制DS18B20完成溫度轉換過程是：每一次讀寫之前都要將數(shù)據(jù)線置高位，延時；再對DS18B20進行復位，即將數(shù)據(jù)總線下拉500us，然后釋放；再將數(shù)據(jù)線拉到高電平，延時等待，DS18B20收到信號后等待1660us左右，之后發(fā)出60240us的存在低脈沖，主CPU收到此此信號表示復位成功；復位成功后發(fā)送一條ROM指令，然后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預訂的讀寫操作。測頻的原理歸結成一句話，就是“在單位時間內(nèi)對被測信號進行計數(shù)”。輸入正弦信號先進行放大整形變?yōu)榫匦蚊}沖信號，再經(jīng)分頻送入單片機T0引腳，作為計數(shù)器T1的外部信號。T0作為定時器，工作方式1與時鐘的定時復用 。這是我們單片機課程里學過的東西，算出結果很簡單，所以對于一些實踐課程來說，理論學習也是很重要的。首先判斷是否有鍵按下，若有鍵按下，則跳轉至相應的按鍵程序部分執(zhí)行，若沒有鍵按下，則顯示時鐘。調整時間子程序流程圖如圖9?？筛鶕?jù)這一定義采用如圖11所示的算法。讓被測信號送入閘門電路，當1s閘門脈沖到來時閘門導通，被測信號通過閘門并到達后面的計數(shù)電路（計數(shù)電路用以計算被測輸入信號的周期數(shù)），當1s閘門結束時，閘門再次關閉，此時計數(shù)器記錄的周期個數(shù)為1s內(nèi)被測信號的周期個數(shù)，即為被測信號的頻率。但是這一算法在被測信號頻率很低時便呈現(xiàn)出嚴重的缺點，例如，這時閘門脈沖仍未1s顯然是不行的，故應加寬閘門脈沖寬度。當判斷的頻率大于999Hz且小于15MHz時，所測得的計數(shù)值乘以1000即為實際的頻率值。這是一個相當艱巨的任務，預計需要2天來完成。并且提供的這個時鐘還不受單片機運行的影響。按下1次停止計時，對秒調整；按下2次，對分調整；按下3次，對時調整；按下4次，退出功能調整，繼續(xù)計時。系統(tǒng)上電后，按下Time鍵，仿真結果如圖14所示：圖14 數(shù)字時鐘仿真結果圖測試結果：系統(tǒng)上電后，按下Time鍵，開始計時，每秒加1。按下溫度仿真鍵，仿真結果如圖15所示：圖14 數(shù)字溫度計仿真結果圖 測試結果：主、從機顯示溫度一致，調節(jié)DS18B20上的+/按鍵，改變溫度，主、從機數(shù)碼管顯示值相應的改變。實 習 日 記 第六天 實物測試及分析結果 時間調整及設置的結果如圖17所示。溫度測試結果如圖18所示。由表中結果可以看出，本系統(tǒng)能夠測量1~999KHz，~10V的信號，并且精度可達千分之一。因為設計的過程在整個過程中所占時間最多，也是鍛煉我們的能力，體現(xiàn)我們的價值也是最大的部分。開始的時候非常著急，但是當選好了方案后，就很有干勁做起來。時下大學生普遍缺陷的，就是動手能力差，這次連接電路充分鍛煉了我的動手能力。這次設計學習不僅是對平時理論學習的一個檢驗，更重要的是培養(yǎng)了我對學習的興趣，開拓了自己的眼界，為以后的學習打下了好的開端，使我受益匪淺。void main(){ Tb_SetNumber(0)。 while(TRUE) { KeyEvent()。 //按鍵是否被按下:1是，0否uint8_t Key_Flag。/*********************************************時鐘時分秒處理函數(shù)*********************************************/void OnClockTick() { Sec++。 Hour++。 } if(CurrentMode == MF_CLOCK) Tb_SetSec(Sec)。}uint8_t GetMin(){ return Min。 CurrentMode = MF_FREQ。}void OnButton13() //+{ uint8_t pos = 0,tmpH = 0,tmpL = 0。 tmpL = GetHour()%10。 Tb_SetHour(tmpH *10 + tmpL)。 tmpL++。 break。 if(tmpH 9) tmpH = 0。 case 3: tmpH = GetMin()/10。 SetMin(tmpH *10 + tmpL)。 tmpL = GetSec()%10。 Tb_SetSec(tmpH *10 + tmpL)。 tmpL++。 break。 Tb_SetTemperature(0)。 pos。 if(CurrentMode != MF_SETTIME) return。 tmpH。 break。 if(tmpL 9) tmpL = 9。 case 2: tmpH = GetMin()/10。 SetMin(tmpH *10 + tmpL)。 tmpL = GetMin()%10。 Tb_SetMin(tmpH *10 + tmpL)。 tmpH。 break。 if(tmpL 9) tmpL = 9。 default:break。 pos++。 CurrentMode = MF_CLOCK。 Tb_SetSec(GetSec())。 } if(CurrentMode == MF_TEMP) { Temperature = ConvertTemperature(ReadTemperature())。i3。// while(i)。 CurrentMode != MF_SETTIME) return。 Tb_SetMin(GetMin())。= ~BIT6/*******************************************************************************按鍵掃描部分**********************************