【正文】 34567abcdefg8dpdpc om9c om10L D 3 abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpc om9c om10L D 4 R21 0kV C CV C CV C CV C CV C CV C CV C CV C CR61 0kV C C45A1 朱曉明王質(zhì)樸數(shù)字式溫度測(cè)控器1GND3 2+ 5V6 1 1 2 V4+ 12 V5A C / D CJP ～ 2 20 V 序號(hào)123456789101112131415名稱(chēng) 型號(hào) / 規(guī)格 數(shù)量 備注代號(hào)復(fù)位開(kāi)關(guān)接線端子繼電器二極管三極管電阻蜂鳴器三極管電阻溫度測(cè)量芯片電阻電容器電阻微調(diào)電容A C / D CS1P2A1D2Q1R4L S 1Q2R5U7R6C3R1C1 ～ C2A C 2 20 VK R B 0 1 AS P 2 5 5J S 1 1 2 VI N 4 0 079 01 22 2kS P E A K E R9 01 22 2kD S 18 B 2 01 0k1 0μ8 .2 k3 0p121111111111112外購(gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)電源晶體振蕩器單片機(jī)限流電阻移位寄存器芯片電阻數(shù)碼管161718192021Y1U1R2U1 ～ U4R7 ～ R 3 8L D 1 ～ L D 41 1. 0 59 2 M8 0C 5 11 0k7 4L S 1 642 50 kL E D1114324外購(gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)S2 22 鈕子開(kāi)關(guān) S2 T 70 1 A 1 外購(gòu) 圖 原理圖 圖 PCB印制板圖 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 30 頁(yè) 總 結(jié) 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我對(duì)單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、中斷系統(tǒng)以及系統(tǒng)擴(kuò)展等方面有了更深入的了解。但是在靜態(tài)顯示中，每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的 I/O口，該接口用于筆畫(huà)信息的傳送。在單片機(jī)系統(tǒng)中，如果并行口的 I/O 資源不夠，而串行口又沒(méi)有其他的作用，那么就可以用 74LS164 來(lái)擴(kuò)展并行 I/O 口，節(jié)約單片機(jī)資源。 靜態(tài)顯示是指數(shù)碼管顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通和恒定截至。七段數(shù)碼管由 8 個(gè)發(fā)光二極管的亮暗來(lái)構(gòu)成字型，所以對(duì)應(yīng)于 a～ dp 的字型代碼正好是一個(gè)字節(jié)，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表： 位代碼 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 顯示段 dp g f e d c b a 應(yīng)用中要將一個(gè) 8 位并行段選碼送至 LED 顯示器對(duì)應(yīng)的引腳，送入的段選碼不同，顯示的數(shù)字或字符也不同。 七段數(shù)碼管又稱(chēng)七字型數(shù)碼管，分為七段，即 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g，外加小數(shù) 點(diǎn)dp，由 8 個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，通稱(chēng)七段 LED，如圖 圖 LED 管腳圖 從內(nèi)部電路上看，數(shù)碼管又可分為共陰極接法和共陽(yáng)極接法。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 17 頁(yè) 圖 DS18B20 的讀時(shí)序 LED 顯示器 數(shù)碼管結(jié)構(gòu) LED 是當(dāng)外加電壓超過(guò)額定電壓值時(shí)發(fā)生擊穿而發(fā)出可見(jiàn)光。數(shù)據(jù)線必須保持在低邏輯電平至少 l 微秒；來(lái)自 DSl820 的輸出數(shù)據(jù)在讀時(shí)間片下降沿之后 15 微秒有效。如果線為低電平，便發(fā)生寫(xiě) 0 對(duì)于主機(jī)產(chǎn)生寫(xiě) 1 時(shí)間片的情況，數(shù)據(jù)線必須先被拉至邏輯低電平，然后就被釋放，使數(shù)據(jù)線在寫(xiě)時(shí)間片開(kāi)始之后的 15 微秒之內(nèi)拉至高電平。有兩種類(lèi)型的寫(xiě)時(shí)間片：寫(xiě) 1 時(shí)間片和寫(xiě) 0 時(shí)間片。單片機(jī)可通過(guò)單線接 口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)以 ℃ /LSB形式表示。 CRC存儲(chǔ)在 64位 ROM的最高字節(jié)中。 R1和 R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，即是用來(lái)設(shè)置分辨率的，如 下 表所示 (DS18B20出廠時(shí)被設(shè)置為12位 )。第 3， 4字節(jié)鎖存器 TH和 TL保存非易失性溫度報(bào)警數(shù)據(jù)，可通過(guò)軟件寫(xiě)入用戶報(bào)警上下限值。20%；負(fù)載容抗 =80pF. 移位寄存器時(shí)序波形 如圖 圖 移位寄存器時(shí)序波形 圖 DS18B20 的工作原理 DS18B20的內(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、非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL、配置寄存器。啟動(dòng)計(jì)數(shù)前需預(yù)置計(jì)數(shù)初值。共有 4種工作方式。 中斷方式發(fā)送程序：發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù) —— 等待中斷，在中斷中再發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。 (3)串行通信可采用兩種方式，查詢(xún)方式和中斷方式。方式 0也可應(yīng)用于短距離的單片機(jī)之間的通信。 (3)波特率固定：波特率 =fosc/12(fosc為單片機(jī)外接的晶振頻率 ) (4)發(fā)送過(guò)程以寫(xiě) SBUF寄存器開(kāi)始，當(dāng) 8位數(shù)據(jù)傳送完， TI被置為 1，方可再發(fā)送下 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 12 頁(yè) 一幀數(shù)據(jù)。 AT89C51 的極限工作參數(shù) ： 工作溫度 …………………………………… 55℃ to +125℃ 儲(chǔ)藏溫度 …………………………………… 65℃ to+150℃ 任一腳對(duì)地電壓 …………………………… to + 最高工作電壓 ………………………… …… 直流輸出電流 ……………………………… mA 外部程序存儲(chǔ)器讀周期如圖 所示 圖 外部程序存儲(chǔ)器讀周期時(shí)序 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀周期如圖 所示 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 11 頁(yè) 圖 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀周期時(shí)序 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)周期如圖 所示 圖 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)周期時(shí)序 ： 根據(jù)串行通信數(shù)據(jù)格式和波特率的不同， MCS51系列單片機(jī)的串行通信有 4種工作方式 ，可以通過(guò)編程進(jìn)行選擇。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） 0INT （外中斷 0） 1INT （外中斷 1） T0（定時(shí)／計(jì)數(shù)器 0 外部輸入） T1（定時(shí)／計(jì)數(shù)器 1 外部輸入） WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 10 頁(yè) 接。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H—FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接 地）。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。對(duì) P3 口寫(xiě)入 “1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVXRI 指令）時(shí)， P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。 FIash 編程和程序校驗(yàn)期間， P1 接收低 8 位地址。在 FIash 編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 GND：地 。數(shù)碼管只能顯示數(shù)字信息，而點(diǎn)陣可以顯示更為復(fù)雜的文字和圖像信息。使用74LS164 做靜態(tài)顯示，可以使用串口方式 0 來(lái)傳遞數(shù)據(jù)，即 RXD 接 74LS164 的 A 和 B，TXD 接 74LS164 的 CP， MR 接 Vcc， 74LS164 的輸出端接共陰的數(shù)碼管。 串行數(shù)據(jù)輸入端（ A， B）可控制數(shù)據(jù)。 硬件的特點(diǎn)與性能： AT89C51 的 特點(diǎn)： AT89C51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（ PEROM）和 128bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 AT89C51單片機(jī)可為您提供許多高性?xún)r(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。采用 AC220V 電源供電， AC/DC 變換。 設(shè)計(jì)方案的選擇 ： 采用 AT89C51 單片機(jī)作為控制器件。 本次設(shè)計(jì)的數(shù)字式溫度測(cè)控器選用 DS18b20 溫度傳感器，其特點(diǎn)與性能將在后面部分介紹。 模擬集成溫度傳感器 /控制器。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 3 頁(yè) 1 緒論 溫度是工業(yè)對(duì)象中主要的被控參數(shù)之一，像冶金、機(jī)械、食品、化工各類(lèi)工業(yè)中，廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等，對(duì)工件的處理溫度要求嚴(yán)格控制。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 1 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 黃河科技學(xué)院畢