【正文】 溫度的變化是本設(shè)計中的難點。同時也用到了一些其他的軟件，包括串口小助手，和增加電腦串口數(shù)量的一些小型工具軟件等輔助模擬的軟件。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，并且全Windows 界面 [1]。因此在仿真和程序調(diào)試時，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器和存儲器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結(jié)果。本設(shè)計中的常規(guī)電壓是 +5V。它具有節(jié)省系統(tǒng) I/O口線資源，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，精確度高，便于總線擴展和維護等諸多優(yōu)點。 DS18B20抗干擾能力強 ,轉(zhuǎn)換精度高，使用時無需標定或調(diào)試，與微處理器的接口電路簡單，可方便地實現(xiàn)多點組網(wǎng) 測溫，給硬件設(shè)計工作帶來了極大的方便。）測量分辨率為177。每個 DS18B20有唯一的 64位序列號，這使得可以有多個 DS18B20同時在一條單總線上工作。 是專為無法提供 +12V 單電源供電的串口使用。 T1out 和 T1in是對應(yīng)的，其他同理。 STC12C5A60S2單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘 /機器周期的單片機，是高速 /低功耗 /超強抗干擾的新一代 8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快 812倍。 超聲波收發(fā)探頭和電路 超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。 超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨的制冷設(shè)備。超聲波測距模 塊如圖 36 所示。 LCD1602 引腳圖如圖 37 所示。 第 6 腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。 15 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 小結(jié) 本章對所用到的主要的硬 件做了簡單的介紹，包括 DS18B20 測量溫度，只占用單片機的一個引腳，大大的簡化了單片機的系統(tǒng)設(shè)計。 16 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 硬件設(shè)計與實現(xiàn) 電路規(guī)劃說明 整個電路分為兩個部分，超聲波的電路和 MAX232 電路。 MAX232 的電路是固定的，所以需要的是動手做。 圖 41 原理圖 17 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 圖中由于需要封裝的原因以及部分零件庫里面沒有，有代替零件。 （ 5）元件布局 （ 6）連線 （ 7）規(guī)則檢查 [9]。在打印之前要設(shè)置打印選項，因為我的圖是在底層的，所以要選擇打印底層并選擇打印孔、不需要鏡像。 （ 4）曝光 : 將打印有電路圖的菲林紙鋪在撕去了保護膜的感光板上（注意將菲林紙有墨的一面種感光板貼緊），將鋪好菲林紙的感光板放在兩塊玻璃板中間，用夾子夾好固定，將夾好的玻璃板放于日光燈下曝光（注意將有菲林一面朝上）。然后將曝光好的板子放入其中顯像，并微微晃動讓板子表面的顯影液均勻流動。最終效果 是 除有線路的地方有感光膜覆蓋銅線外，其他地方的銅均已被腐蝕掉，剩下絕緣的基板，這樣電路板就算是做好了。最終效果是板上只剩下需要的線路，且線路上沒有感光膜，均為紅色的銅線。不同用途所使用的烙鐵類型也不同，從烙鐵頭就可以分為很多種 ，一般使用的是尖錐式密集焊點的烙鐵。電烙鐵有握筆式和拳握法。 E 移開電烙鐵：當(dāng)焊點上的焊料接近飽滿，充分浸潤在焊盤和焊件之間，在焊錫最光亮，流動性最強時，及時迅速地移開電烙鐵，移開的時候往上稍稍提拉（完全焊接過程所用的時間大約 3－ 5 秒）。 不要用手直接接觸電路板的銅線電路，防 止手上的污漬沾上電路板，導(dǎo)致元件焊接不上。 部分元件，如 DIP 封裝的底座、 IDC 封裝的插針，最好是裝上元件之后，再進行焊接，防止底座因受熱變形，影響焊接過程。 圖 47 成品圖 小結(jié) 對于硬件的做法，只為這個實驗，而去準備，而不是批量化的生產(chǎn)，是比較麻煩的。在程序內(nèi)部，首先是對單片機的初始化， DS18B20 初始化，串口置位，超聲波置位。 DS18B20 溫度傳感器程序 對于本程序單片機訪問 DS18B20 需要經(jīng)過以下幾個步驟 ,DS18B20 程序流程圖如圖 51 所示。 （ 3）寫入開始轉(zhuǎn)換的功能命令， 0x44。 （ 7）讀入結(jié)果的低八位。 WriteOneChar(0xcc)。 WriteOneChar(0xcc)。i++) { temp_buff[i] = ReadOneChar()。然后得到時間差，再用這個時間差和溫度值進行計算就可以得到所需要的比較準確的距離值。其中超聲波程序讀取數(shù)據(jù)部分程序為： while(1) //檢測到高電平時定時器 0 開始計時 { if(ECHO==1) { TH0 = 0。 } if(TH0amp。 break。} } ConutDistance()。 x = (x1)*0x40。 i++。 //第幾列 29 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 LCD_write_instruction(0x80+y)。所以選擇這款使用 [11]。在 LCD 顯示部分，分上下兩部分，上邊是顯示的距離，下邊是溫度。原因是硬件的質(zhì)量還不能達到很遠的距離，而且如果要很遠成本會非常大，在現(xiàn)實中一般是選用的其他方法測量。數(shù)據(jù)流出方式如圖 54 所示。 Temperature = receivedata2 45。 } } 圖 54 數(shù)據(jù)顯示和流出方式 if(receivebit1) { receivebit1 = 0。 SendData1(39。 //發(fā)送距離數(shù)據(jù)的高位 SendData1(tempDistance)。 SendData1(Temperature)。 SendData1(39。 STC12C5A60S2 是本設(shè)計的頭腦位置。 32 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 程序調(diào)試與誤差分 析 使用 Keil 和 Protues 調(diào)試程序說明 Keil 主要是對程序是否出錯進行調(diào)試，但是程序正確不代表可以在單片機里運行，所以需要用到 Protues 進行模擬。 （ 3）調(diào)試，通過 keil擁有的工具進行單步或者其他查看值的方式調(diào)試。通過串口助手查看結(jié)果。 （ 3）導(dǎo)入 HEX 文件，并且編譯。而實際上對于超聲波的程序是比較好估計的。 E2 是超聲波的數(shù)據(jù)。接地線，電源線可以控制，這四點做好即可。 程序下載完畢即可以進行實驗，可用直尺或者其他可以看得見的工具和試驗品測試的距離進行比較，查看誤差，并且進行修改。 圖中從發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)發(fā)送了命令“ F”，數(shù)據(jù)接受區(qū)接收到數(shù)據(jù)，由于在拍攝過程中的抖動，所以數(shù)據(jù)有一點誤差。在第二張圖中十六進制的 00 DF 對應(yīng)十進制的 223。 圖 66 最終電路實物圖（一） 圖 67 最終電路實物圖（二） 37 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 性能和誤差分析 對于本設(shè)計超聲波的測距，起初對超聲波的性能不太了解，把理想測量距離設(shè)的太高，最后導(dǎo)致的結(jié)果是無法實現(xiàn)。 小結(jié) 本章從軟件和硬件兩個方面說明了對本設(shè)計的調(diào)試過程，軟件主要是修改程序，通過 Protues 模擬程序是否正確。 這個畢業(yè)設(shè)計讓我從新認識了這一點，你在解決一個問題的時候需要大量的資料，看很多文章，但是其中大部分都是無關(guān)緊要的。論文的結(jié)構(gòu)就是 對理論清楚，然后對做的過程進行簡單的介紹，通過圖更直 觀。 在這半年里，胡老師和嚴青老師嚴格的要求，認真，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度給我留下了深刻的印象。 同時，我還要感謝老師介紹的師兄們，以及和我一起做畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)們。 40 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻 [1] 陳海宴 .51 單片機原理及應(yīng)用 基于 Keil C 與 Proteus[M].北京 ： 北京航空航天大學(xué)出版社 ， ~30 [2] 老虎工作室 .電路設(shè)計與制板 Protel 99SE 入門與提高 [M].人民郵電出版社 ，~163 [3] 盧艷軍 .單片機基本原理及應(yīng)用系統(tǒng) [M].北京：機械工業(yè)出版社 ， ~12 [4] 張鑫 .單片機原理及應(yīng)用 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信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 } //溫度需要處理 void ReadDs18b20(void) { unsigned char zhengshu,xiaoshu。0x0f。 xiaoshutemp = xiaoshutemp/100。 } else { 。 // 1：讀； 0：寫 LCD_1602_DATA = 0xff。 } // 函數(shù)名稱 : void LCD_cls(void) // 功能描述 : LCD 清屏 void LCD_cls(void) { LCD_check_busy()。 LCD_1602_EN = 1。 LCD_1602_DATA = LCD_instruction。 LCD_1602_RW = 0。 } // 函數(shù)名稱 : void LCD1602_write_string(unsigned x,unsigned char y,unsigned char *s) //功能描述 : 寫入字符串到第 x（ 1， 2）行 y（ 0， 15）列 // 輸 入 : unsigned x 第 x（ 1， 2）行； unsigned char y（ 0， 15）列； unsigned char *s 要寫 ude 字符串。 //第幾列 LCD_write_instruction(0x80+y)。 x = (x1)*0x40。 //寫入字符串值 } // 函數(shù)名稱 : void LCD_initial(void) // 功能描述 : 初始化液晶 void LCD_initial(void) //初始化 LCD 48 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 { LCD_write_instruction(LCD_AC_AUTO_INCREMENT|LCD_MOVE_DISENABLE)。 } 超聲波程序 //啟動超聲波 void EnableUltrasonic(void) { unsigned char i。 begin = 0。i) { _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 EnableUltrasonic()。 break。 } } while(1) { if(ECHO==0) {TR0 = 0。 break。 time = TH0*25