【正文】 控制電路譯碼顯示器鎖存器閘門電路計(jì)數(shù)器時(shí)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(zhuǎn)化成數(shù)字，測得的溫度值的存儲在兩個(gè)八位的RAM中，單片機(jī)直接從中讀出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)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(shí)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(diǎn)，但當(dāng)單片機(jī)不上電，程序?qū)⒉粓?zhí)行。本設(shè)計(jì)選擇方案二。優(yōu)點(diǎn)：占用單片機(jī)I/O口少，缺點(diǎn)：按鍵識別較復(fù)雜。鍵盤的行和列分別接單片機(jī)的I/O口。鑒于本次實(shí)習(xí)要求，用6個(gè)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(qū)動(dòng)裝置很多，引線多而復(fù)雜，且可靠性也較低。 單片機(jī)是在一塊芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多功能I/O口等計(jì)算機(jī)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(zhǔn)備單片機(jī)的實(shí)習(xí)，首先得做些準(zhǔn)備工作，我復(fù)習(xí)了單片機(jī)的內(nèi)容，然后查閱相關(guān)資料上各個(gè)部分的參考電路，對整體電路的設(shè)計(jì)有了一定的了解。一個(gè)基于AT89C51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(diǎn)對傳感器在單片機(jī)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，對各部分的電路也進(jìn)行一一介紹，該系統(tǒng)可以方便的是實(shí)現(xiàn)溫度采集和顯示，并可以根據(jù)需要任意設(shè)定上下限報(bào)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(diǎn)，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(dāng)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(kuò)展。本次設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)為控制MCU,具有數(shù)字時(shí)鐘、頻率計(jì)、溫度計(jì)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(wù)，任務(wù)執(zhí)行效率高。單片機(jī)主要應(yīng)用于工業(yè)檢測與控制、計(jì)算機(jī)外設(shè)、智能儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等特別適合于嵌入式微型機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 完成實(shí)習(xí)報(bào)告時(shí)間：20 年 月 日。實(shí)習(xí)要求須每人一份，獨(dú)立完成。指導(dǎo)教師應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)考核并評定實(shí)習(xí)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(zhuǎn)換器芯片采集溫度溫度信號；b. 當(dāng)按下鍵盤上的溫度顯示按鍵時(shí)將實(shí)時(shí)溫度信息顯示在LED顯示器上，當(dāng)按下鍵盤上的時(shí)鐘顯示按鍵時(shí)，恢復(fù)時(shí)鐘的正常顯示；c. 通過串行通信的方式，將采集到的實(shí)時(shí)溫度信息送至第二個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，并在二個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)顯示實(shí)時(shí)溫度。（4）軟件部分序號名稱數(shù)量1電路設(shè)計(jì)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(wù)（1）利用上述材料完成單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、焊接、調(diào)試；（2）完成ISP下載電路的設(shè)計(jì)、焊接；（3）完成應(yīng)用系統(tǒng)擴(kuò)展電路部分的設(shè)計(jì)、焊接、調(diào)試，應(yīng)用系統(tǒng)擴(kuò)展電路的具體要求如下：1)鍵盤、顯示電路利用單片機(jī)最小系統(tǒng)、6個(gè)7段LED數(shù)碼管、12個(gè)按鍵，設(shè)計(jì)制作一個(gè)鍵盤、顯示電路。三、實(shí)習(xí)地點(diǎn)武漢理工大學(xué)信息工程學(xué)院通信實(shí)驗(yàn)室。序號（學(xué)號）：學(xué)生實(shí)習(xí)報(bào)告書實(shí)習(xí)類別單片機(jī)應(yīng)用實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)地址武漢理工大學(xué)信息工程學(xué)院學(xué) 院信息工程學(xué)院專 業(yè)通信工程班 級姓 名指導(dǎo)教師年月日實(shí) 習(xí) 執(zhí) 行 大 綱一、 實(shí)習(xí)目的鞏固《單片機(jī)原理與應(yīng)用》理論課的理論知識；熟悉單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)的基本方法；將《單片機(jī)原理與應(yīng)用》理論課的理論知識應(yīng)用于實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)中；訓(xùn)練單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，鍛煉實(shí)際動(dòng)手能力。四、實(shí)習(xí)時(shí)間2012年6月15日2012年6月21日。可以使用8279鍵盤顯示接口電路，也可以使用單片機(jī)的并行接口作為鍵盤顯示接口。4) 數(shù)字頻率計(jì)在上題的硬基礎(chǔ)上，制作一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)。實(shí)習(xí)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(zhǔn)確全面并與任務(wù)要求完成的內(nèi)容一致。實(shí) 習(xí) 日 記 第一天單片機(jī)的基本知識單片機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)是將計(jì)算機(jī)主機(jī)CPU、內(nèi)存和I/O接口集成在一小塊硅片上的微型機(jī)。 一片MCS51單片機(jī)芯片內(nèi)包含一個(gè)8位CPU、振蕩器和時(shí)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(gè)特殊功能寄存器，4個(gè)并行I/O接口，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，至少5個(gè)中斷源提供兩級中斷優(yōu)先級，可實(shí)現(xiàn)兩級中斷服務(wù)程序嵌套。本電路采用直流5V電源供電?；趩纹瑱C(jī)設(shè)計(jì)頻率計(jì)，把待測信號經(jīng)過放大整形，然后送入單片機(jī)，利用定時(shí)器0實(shí)現(xiàn)1S定時(shí)，定時(shí)器1進(jìn)行計(jì)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(jìn)行顯示。這是對我所學(xué)知識一個(gè)十分重要綜合的考核，掌握了單片機(jī)對我今后的發(fā)展也是十分重要的。 要使得單片機(jī)能夠正常工作，那么就需要時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。而對于動(dòng)態(tài)顯示方式，雖可以避免靜態(tài)顯示的問題，但設(shè)計(jì)上如果處理不當(dāng)，易造成亮度低，有閃爍等問題。方案一：設(shè)計(jì)12個(gè)獨(dú)立鍵盤，按鍵一端接單片機(jī)I/O口，另一端接地。優(yōu)點(diǎn)：占用單片機(jī)I/O口少，缺點(diǎn)：按鍵識別較復(fù)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(gè)按鍵加以連接。方案一：方案完全用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘。而且由于每次執(zhí)行程序時(shí)，定時(shí)器都要重新賦初值，所以該時(shí)鐘精度不高。當(dāng)電網(wǎng)電壓不足或突然掉電時(shí)，可使系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換為能量的變化，進(jìn)而制成溫度計(jì)?；贒S18B20的以上優(yōu)點(diǎn)，我們決定選取DS18B20來測量溫度。在單片機(jī)系統(tǒng)以及現(xiàn)代單片機(jī)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(shí)成本低，且可以利用電話網(wǎng)等現(xiàn)成設(shè)備，但數(shù)據(jù)的傳送控制比并行通信復(fù)雜。這個(gè)通信口既可以用于網(wǎng)絡(luò)通信，亦可以實(shí)現(xiàn)串行異步通信，還可以構(gòu)成同步移位寄存器使用。 實(shí)習(xí)的第二天，我首先查找了關(guān)于我們單片機(jī)設(shè)計(jì)要求的一些資料，確定了他的各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)方式，在網(wǎng)上找到了不少能夠?qū)崿F(xiàn)我們系統(tǒng)的方案，然后對這些方案進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)他們各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是總體思路都是一致的。但是其測溫傳感器比較復(fù)雜，而且不易通過編程來控制測溫精度，增大系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度。從機(jī)部分由單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示電路組成。時(shí)鐘電路是電子表硬件電路的核心，沒有時(shí)鐘電路，電子表將無法正常工作計(jì)時(shí)。鍵盤可對電子表進(jìn)行開啟、停止，還能實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的顯示及設(shè)定等操作。當(dāng)定時(shí)器0的定時(shí)時(shí)間滿50ms后，定時(shí)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(shí)加1，滿24時(shí)后，電子表重新從00：00：00開始計(jì)時(shí)。 DS18B20溫度傳感器是美國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)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)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(fù)極，DQ為信號輸入輸出，VDD為電源正極。第5個(gè)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(zhuǎn)換分辨率。主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換過程是：每一次讀寫之前都要將數(shù)據(jù)線置高位，延時(shí)；再對DS18B20進(jìn)行復(fù)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(shí)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(fù)位成功；復(fù)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(jìn)行預(yù)訂的讀寫操作。測頻的原理歸結(jié)成一句話，就是“在單位時(shí)間內(nèi)對被測信號進(jìn)行計(jì)數(shù)”。輸入正弦信號先進(jìn)行放大整形變?yōu)榫匦蚊}沖信號，再經(jīng)分頻送入單片機(jī)T0引腳，作為計(jì)數(shù)器T1的外部信號。T0作為定時(shí)器，工作方式1與時(shí)鐘的定時(shí)復(fù)用 。這是我們單片機(jī)課程里學(xué)過的東西，算出結(jié)果很簡單，所以對于一些實(shí)踐課程來說，理論學(xué)習(xí)也是很重要的。首先判斷是否有鍵按下，若有鍵按下，則跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)的按鍵程序部分執(zhí)行，若沒有鍵按下，則顯示時(shí)鐘。調(diào)整時(shí)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(dāng)1s閘門脈沖到來時(shí)閘門導(dǎo)通，被測信號通過閘門并到達(dá)后面的計(jì)數(shù)電路（計(jì)數(shù)電路用以計(jì)算被測輸入信號的周期數(shù)），當(dāng)1s閘門結(jié)束時(shí)，閘門再次關(guān)閉，此時(shí)計(jì)數(shù)器記錄的周期個(gè)數(shù)為1s內(nèi)被測信號的周期個(gè)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(shí)便呈現(xiàn)出嚴(yán)重的缺點(diǎn)，例如，這時(shí)閘門脈沖仍未1s顯然是不行的，故應(yīng)加寬閘門脈沖寬度。當(dāng)判斷的頻率大于999Hz且小于15MHz時(shí)，所測得的計(jì)數(shù)值乘以1000即為實(shí)際的頻率值。這是一個(gè)相當(dāng)艱巨的任務(wù)，預(yù)計(jì)需要2天來完成。并且提供的這個(gè)時(shí)鐘還不受單片機(jī)運(yùn)行的影響。按下1次停止計(jì)時(shí)，對秒調(diào)整；按下2次，對分調(diào)整；按下3次，對時(shí)調(diào)整；按下4次，退出功能調(diào)整，繼續(xù)計(jì)時(shí)。系統(tǒng)上電后，按下Time鍵，仿真結(jié)果如圖14所示：圖14 數(shù)字時(shí)鐘仿真結(jié)果圖測試結(jié)果：系統(tǒng)上電后，按下Time鍵，開始計(jì)時(shí)，每秒加1。按下溫度仿真鍵，仿真結(jié)果如圖15所示：圖14 數(shù)字溫度計(jì)仿真結(jié)果圖 測試結(jié)果：主、從機(jī)顯示溫度一致，調(diào)節(jié)DS18B20上的+/按鍵，改變溫度，主、從機(jī)數(shù)碼管顯示值相應(yīng)的改變。實(shí) 習(xí) 日 記 第六天 實(shí)物測試及分析結(jié)果 時(shí)間調(diào)整及設(shè)置的結(jié)果如圖17所示。溫度測試結(jié)果如圖18所示。由表中結(jié)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(dá)千分之一。因?yàn)樵O(shè)計(jì)的過程在整個(gè)過程中所占時(shí)間最多，也是鍛煉我們的能力，體現(xiàn)我們的價(jià)值也是最大的部分。開始的時(shí)候非常著急，但是當(dāng)選好了方案后，就很有干勁做起來。時(shí)下大學(xué)生普遍缺陷的，就是動(dòng)手能力差，這次連接電路充分鍛煉了我的動(dòng)手能力。這次設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)不僅是對平時(shí)理論學(xué)習(xí)的一個(gè)檢驗(yàn)，更重要的是培養(yǎng)了我對學(xué)習(xí)的興趣，開拓了自己的眼界，為以后的學(xué)習(xí)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(shí)鐘時(shí)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**********************************