【正文】 路、 LED 串行顯示及顯示驅(qū)動(dòng)。 簽名： 注：此表用于指導(dǎo)教師 在學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）初稿完成后對(duì)學(xué)生執(zhí)行任務(wù)書(shū)情況進(jìn)行中期檢查時(shí)用，由指導(dǎo)教師填寫(xiě)。 論文大部分內(nèi)容已經(jīng)完成。利用課余時(shí)間到圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)上查閱資料，并虛心向老師請(qǐng)教和同學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，保障畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成 。 D 研究方法： （ 1） 理論準(zhǔn)備階段 ， 理解題目，研究題目所涉及到的內(nèi)容，能夠較好的掌握有關(guān)題目的知識(shí) ； （ 2） 確定系統(tǒng)各個(gè)模塊，理清各個(gè)模塊之間的關(guān)系。 數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比， 也 具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確 的優(yōu)勢(shì)。荷蘭人華倫海特在 1709 年利用酒精，在 1714 年又利用水銀作為測(cè)量物質(zhì)，制造了更精確的 溫度計(jì)。 本數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)采 用美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司繼 DS1820之后推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器 DS18B20 作為檢測(cè)元件，可以直接讀出被測(cè)溫度 值 ，而且采用三線制與單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。 B 文獻(xiàn)查閱指引 ： [1] 樓然苗，李光飛 ． 51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例 ． 北京 ： 航天航空大學(xué)出版社 . [2] 梅麗鳳 ． 單片機(jī)原理及接口技術(shù) ． 北京： 清華大學(xué)出版社 . [3] 何立民 ． 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) ． 北京 ： 航空航天大學(xué)出版社 . [4] 陳杰 ． 傳感器與檢測(cè)技術(shù) ．北京： 高等教育出版社 ． [5] Transistors:fundamentals for the integratedcircuit engineer[M].New York : 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排 1． 月 1 月 收集相關(guān)資料，完成開(kāi)題報(bào)告 ； 2． 月 3 月 確定設(shè)計(jì)方案，編寫(xiě)程序并進(jìn)行調(diào)試； 3． 月 4 月 撰寫(xiě)論文 ； 4． 2020 年 5 月 定稿，準(zhǔn)備答辯。本設(shè)計(jì)包括搭建硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。而熱電偶和熱電阻測(cè)出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度 ， 需要比較多的外部硬件支持，硬件電路復(fù)雜 ， 軟件調(diào)試 也 復(fù)雜 ， 制作成本 較 高 。這種溫度計(jì)，受外界大氣壓強(qiáng)等環(huán)境因素的影響較大，所以測(cè)量誤差大。它具有技術(shù)效果好，經(jīng)濟(jì)效益高，維修方便等許多優(yōu)點(diǎn)。 主要內(nèi)容： （ 1） 功能要求 和方案設(shè)計(jì) ； （ 2） 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) ； （ 3） 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) ； （ 4） 調(diào)試及性能分析 。聯(lián)系本組設(shè)計(jì)成員及畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)導(dǎo)師，尋求有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)信息，確定設(shè)計(jì)課題方向與設(shè)計(jì)內(nèi)容；二是虛心學(xué)習(xí)。 進(jìn)行資料的整理。 參考文獻(xiàn)要按照學(xué)校的規(guī)范寫(xiě)，在正文出現(xiàn)的位置標(biāo)出。 學(xué) 生 簽 名： 200 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名： 200 年 月 日 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄（三 ) 確定 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案的，分模塊設(shè)計(jì)，建議查找資料去完成 控制核心芯片的選擇，顯示電路及電源電路的設(shè)計(jì)。 學(xué) 生 簽 名： 200 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名： 200 年 月 日 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄 (七 ) 論文初稿的修改，論文中圖表標(biāo)注的規(guī)范性，及引用的參考文獻(xiàn)在文中應(yīng)全部標(biāo)出。該系統(tǒng)可以應(yīng)用于發(fā)面、菜窖溫度控制及保健等領(lǐng)域。 英 文 摘 要 This paper developed by Digital Timing is a temperature control system based on singlebus digital temperature sensor DS18B20,microcontroller chip as the core to the system..The system has the temperature of the realtime detection,realtime calendar clock,temperature and time of setting numerical and other system can be applied to Famian,Caijiao temperature control and health and other fields. In this paper,the temperature measurement technology,the status of temperature control technology was introduced,the various control theory,the programme carried out a simple analysis and parison。 5 能力水平40% 查閱文獻(xiàn) 資料能力 能獨(dú)立查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，歸納總結(jié)本論文所涉及的有關(guān)研究狀況及成果。 10 外文應(yīng)用 能力 能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外文參考書(shū)目（特殊專業(yè)除外）體現(xiàn)一定的外語(yǔ)水平。用語(yǔ)、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量 和單位、各種資料引用規(guī)范化、符合標(biāo)準(zhǔn)。 10 理論意義或 實(shí)際價(jià)值 符合本學(xué)科的理論發(fā)展，有一定的學(xué)術(shù)意義；對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用性研究中的某個(gè)理論或方法問(wèn)題進(jìn)行研究，具有一定的實(shí)際價(jià)值。 10 研究方案的 設(shè)計(jì)能力 整體思路清晰；研究方案合理可行。 5 寫(xiě)作水平 論點(diǎn)鮮明；論據(jù)充分；條理清晰；語(yǔ) 言流暢。 5 實(shí)評(píng)總分 成績(jī)等級(jí) 評(píng)閱教師評(píng)審意見(jiàn)： 評(píng)閱 教師簽名： 說(shuō)明：評(píng)定成績(jī)分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個(gè)等級(jí)，實(shí)評(píng)總分 90— 100 分記為優(yōu)秀， 80— 89 分記為良好， 70— 79 分記為中等， 60— 69 分記為及格， 60 分以下記為不及格。 本文首先對(duì)測(cè)溫技術(shù)、溫度控制技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，對(duì)各種控制理論、方案進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析與比較 ； 其次根據(jù)用戶提出的總體要求和技術(shù)指標(biāo)，從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，以發(fā)面器為主要應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行了硬件部分的設(shè)計(jì)和選型、軟件的設(shè)計(jì)與分析，且在實(shí)現(xiàn)中遵循了簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的原則：然后詳細(xì)介紹了本系統(tǒng)所用各芯片的特點(diǎn)、工作原理、應(yīng)用及其與 單片機(jī)間的通信協(xié)議。系統(tǒng)能夠隨時(shí)測(cè)量環(huán)境溫度并且顯示當(dāng)前的溫度值，因此，研究和開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的定時(shí)溫度測(cè)控系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)意義，也有著廣泛的應(yīng)器上當(dāng)前室溫的顯示等等。而在要求精度很高的溫度控制中，顯然普通的溫度采集和顯示系統(tǒng)已不能滿足設(shè)計(jì)的需要。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相 比，它能夠直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn) 9~12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式，可在 55— +125℃的范圍內(nèi)測(cè)量溫度。此系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、易于操作及系統(tǒng)擴(kuò)展、性價(jià)比高等特點(diǎn)。硬件方面日趨多樣化， 4 位、 8 位、 16 位、 32 位等型號(hào)共同并存，在不同的領(lǐng)域存在，如家電、玩具、工業(yè)設(shè)備、儀器、通訊等。自單片機(jī)誕生至今，已發(fā)展為上百種系列的近千個(gè)機(jī)種。通用型單片機(jī)有總線型和非總線型或者 8 位和 16 位之分， 總線型設(shè)有并行地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線的引腳，便于擴(kuò)展外圍器件。一些單片機(jī)控制系統(tǒng)要求在確定的時(shí)刻進(jìn)行某種檢測(cè)與操作，有的控制系統(tǒng)要求在進(jìn)行某種操作時(shí)記下進(jìn)行操作的具體時(shí)間，例如現(xiàn)在各公司廣泛用的員工考勤打卡機(jī)，有些網(wǎng)頁(yè)的登陸同時(shí)記下用戶的登陸時(shí)間等。它的定時(shí)時(shí)間固定不編，一旦定時(shí)時(shí)間到，就會(huì)產(chǎn)生中斷或產(chǎn)生溢出脈沖，使系統(tǒng)復(fù)位，為了不然系統(tǒng)復(fù)位，我們可以在運(yùn)行的程序中，插入對(duì)看門(mén)狗定時(shí)器的清零指令，不時(shí)對(duì)它清零刷新。如果單片機(jī)內(nèi)部沒(méi)有看門(mén)狗電路，可以用片內(nèi)多余的定時(shí)器通過(guò)軟件自行構(gòu)成。這不僅大大提高了單片機(jī)的功能，而且使系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)也大大簡(jiǎn)化了。按結(jié)構(gòu)形式分，單片機(jī) 有兩種基本的結(jié)構(gòu)形式：普林斯頓結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)。而哈佛結(jié)構(gòu)是一種將程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開(kāi)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。三核是：數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器核，控制器和 DSP 核和外圍用戶專用電路 ASIC。就單片機(jī)本身來(lái)說(shuō)，除了 4 位機(jī)和 8 位機(jī)仍保持巨大的領(lǐng)域之外， 各種新型高性能的機(jī)型也在迅速發(fā)展。 51 系列的優(yōu)點(diǎn)諸多，它有完整的按位操作系統(tǒng)，除能進(jìn)行傳送，置位，清零，測(cè)試等操作，還能進(jìn)行位邏輯操作。在 51 單片機(jī)系列中，隨著制造工藝的飛速發(fā)展，越來(lái)越多新型單片機(jī)出現(xiàn)。未定型的程序還可以邊生產(chǎn)邊完善，加快了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度，減少了新產(chǎn)品因軟件缺陷帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。而單周期既可執(zhí)行本指令功能，同時(shí)完成下一條指令的讀取。在 51 系列中，所有的邏輯運(yùn)算都必須在 A 中進(jìn)行；而 AVR 卻可以在任兩個(gè)寄存器之間進(jìn)行，省去了不少麻煩，這些比 51 系列強(qiáng)。此外，它還具有低工作電壓、低功耗、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 I/O 腳增加了用于設(shè)置輸入或輸出狀態(tài)的方向寄存器，從而解決了 51 系列 I/O 腳 4 為高電平時(shí)同為輸入和輸出的狀態(tài)。最初的單片機(jī)，片內(nèi)只有并行輸入 /輸出接口、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，它們的功能較弱，實(shí)際應(yīng)用中往往需要通過(guò)特殊的接口擴(kuò)展功能，從而也增加了應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性 ?？傮w框圖見(jiàn)圖 1 所示。 圖 2 DS18B20 外部形狀及管腳圖 DS18B20 的性能特點(diǎn) （ 1）獨(dú)特的單線接口，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)需變換其它電路，直接輸出被 測(cè)溫度值。 （ 5）不需備份電源。 （ 8）用戶可定義非易失性的溫度告警設(shè)置。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入。 圖 3 DS18B20 測(cè)溫原理 單片機(jī)控制模塊的設(shè)計(jì) 單片機(jī)型號(hào)的選擇 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)因具有集成度高、體積小、速度快、價(jià)格低等特點(diǎn)而在許多領(lǐng)域，如過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集、機(jī)電一體化、智能化儀表、家用電器以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面得到廣泛應(yīng)用，從而使這些領(lǐng)域的技術(shù)水平、自動(dòng)化程度大大提高。 MCS51(8 位機(jī) )系列單片機(jī)的型號(hào)有 8031， 8051， 8751， 8032， 8052， 80C31， 80C32， 80C52 等。根據(jù)上述及本課題的實(shí)際情況，發(fā)酵溫度系統(tǒng)是一個(gè)時(shí)滯性較大的系統(tǒng)，對(duì)控制時(shí)間精度要求不需要很高，所以單片機(jī)不需采用高速的輸出、輸入口， 51 系列單片機(jī)在時(shí)間精度方面可以滿足要求。芯片內(nèi)部帶有 8K 快速擦寫(xiě)程序存儲(chǔ)器 (可擦寫(xiě)次數(shù)可達(dá) 1000 次 )；運(yùn)算速度快頻率可達(dá) 33 兆赫茲； 32 位 110 口總線：三個(gè) 16 位的定時(shí) 1 計(jì)數(shù)器。而且，從經(jīng)濟(jì)性的角度來(lái)看， AT89S52 不但硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且價(jià)格低、功能強(qiáng)、性價(jià)比高，符合我國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)制造的要求 [2]。電容通常在 20pF6OpF 之間選擇，通常為 30pF 左右，本電路選 30pF，電容器 C1 和 C2 的大小對(duì)振蕩頻率有微小影響，可起頻率微調(diào)作用。采用串行顯示方式則只需占用 2 至 3 根口線，節(jié)約單片機(jī)大量的 1/O 線，且使用效果很好。具體電路如圖 5 所示。 MAX7219 應(yīng)連接共陰極數(shù)碼管。為了減少外界的干擾，應(yīng)在 MAX7219V 十管腳和 GND 管腳 之間加上一個(gè) 11 的滌綸電容和一個(gè) 470UF 的電解電容。 LED 動(dòng)態(tài)顯示原理：本文將位選碼和段選碼通過(guò) MAX7219 傳送，位選碼和段選碼通過(guò)串行口送到 MAX7219，再利用MAX7219 的串入并出特性送到數(shù)碼管進(jìn)行顯示。即在某一時(shí)刻只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)而其它各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài) .同時(shí)段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字符的代碼這樣同一時(shí)刻 8 位 LED 中只有選通的那一位顯示出字符，而其它位則是熄滅的。系統(tǒng)運(yùn)行首先向MAX7219 芯片的控制寄存器傳輸控制字，并對(duì) 16 位數(shù)字寄存器進(jìn)行初始化。值得一提的是，當(dāng)工作于關(guān)閉 (SHUTDOWN)方式時(shí)，不僅單片機(jī)仍可對(duì)其傳送數(shù)據(jù)和修改控制方式，而且芯片耗電僅 為 150UA。 MAX7219 的 DIN 為串行數(shù)據(jù)輸入端。 MAX7219 內(nèi)部寄存器和工作模式 對(duì) MAX7219 的控制操作很方便 ，其片內(nèi)具有 8 個(gè)數(shù)據(jù)寄存器和 6 個(gè)控制寄存器，數(shù)據(jù)寄存器存放預(yù)顯示的數(shù)碼值，控制寄存器決定 LED 的工作方式。任選，本課題選 0。 (2)亮度調(diào)節(jié)寄存器：地址 =XAH；共有 16 級(jí)選擇，用于 LED 顯示亮度的 強(qiáng)弱設(shè)置。 (4)顯示測(cè)試寄存器：地址 =XFH；有兩種選擇用于設(shè)置是測(cè)試狀態(tài)還是正常操作狀態(tài)：當(dāng)在