【正文】 20溫度傳感器與單片機(jī)的接口電路 10 顯示部分設(shè)計(jì) 10 74LS164引腳功能及特征 10 溫度顯示電路 11 報(bào)警系統(tǒng)電路 12第4章 數(shù)字溫度計(jì)的軟件設(shè)計(jì) 13 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖 13 數(shù)字溫度計(jì)部分程序清單 15第5章 結(jié)束語(yǔ) 20參考文獻(xiàn) 摘 要隨著人們生活水平的不斷提高，單片機(jī)控制無(wú)疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來(lái)的方便也是不可否定的，其中數(shù)字溫度計(jì)就是一個(gè)典型的例子。此外本文還介紹了數(shù)字溫度計(jì)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)主要包括主控制器、單片機(jī)的主板電路、溫度采集部分電路、顯示電路以及報(bào)警系統(tǒng)電路。Key words: AT89C51 microcontroller, digital control, temperature sensor, multifunction thermometer第1章 前言隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)，本文將介紹一種基于單片機(jī)控制的數(shù)字溫度計(jì)，本溫度計(jì)屬于多功能溫度計(jì)，可以設(shè)置上下報(bào)警溫度，當(dāng)溫度不在設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，可以報(bào)警。熱敏電阻的成本低，但需后續(xù)信號(hào)處理電路，而且可靠性相對(duì)較差，測(cè)溫準(zhǔn)確度低，檢測(cè)系統(tǒng)也有一定的誤差，所以傳統(tǒng)的溫度計(jì)有反應(yīng)速度慢、讀數(shù)麻煩、測(cè)量精度不高、誤差大等缺點(diǎn)。數(shù)字溫度計(jì)在以后將應(yīng)用于我們生產(chǎn)和生活的各個(gè)方面，數(shù)字式溫度計(jì)的眾多優(yōu)點(diǎn)告訴我們：數(shù)字溫度計(jì)將在我們的未來(lái)生活中應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，它將會(huì)是傳統(tǒng)溫度計(jì)的理想的替代產(chǎn)品。分析上述兩種方案可以看出方案一是使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，利用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上被測(cè)溫度顯示出來(lái)，這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。主 控 制 器LED顯示溫度傳感器單片機(jī)復(fù)位時(shí)鐘振蕩報(bào)警點(diǎn)按鍵調(diào)整圖21　總體設(shè)計(jì)方框圖 第3章 數(shù)字溫度計(jì)硬件設(shè)計(jì) 主控制器AT89C51 AT89C51的特點(diǎn)及特性：40個(gè)引腳，4K Bytes FLASH片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 Bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。（2）GND：接地。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。（5）P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。（8）ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。（10）/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。（12）XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。單片機(jī)AT89C51具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。 TO－92封裝的DS18B20的引腳排列見圖34，其引腳功能描述見表31。3VDD可選擇的VDD引腳。溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL，可通過(guò)軟件寫入戶報(bào)警上下限。第8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。溫度 LSB溫度 MSBTH用戶字節(jié)1TL用戶字節(jié)2配置寄存器保留保留保留CRC圖36　DS18B20字節(jié)定義由表32可見，DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間比較長(zhǎng)，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間越長(zhǎng)。當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。表33是一部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼（CRC）。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器溫度寄存器中，計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。系統(tǒng)對(duì)DS18B20的各種操作按協(xié)議進(jìn)行。采用寄生電源供電方式時(shí)VDD端接地。 顯示部分電路設(shè)計(jì) 74LS164引腳功能及特性74LS164是一個(gè)串入并出的8位移位寄存器，他常用于單片機(jī)系統(tǒng)中，下面總結(jié)一下這個(gè)元件的基本知識(shí)．如圖310為74LS164引腳圖， 。 異步清除 C — 70176。 高電平：. ，串行口發(fā)送緩沖器的數(shù)據(jù)一位一位地移入74LS164中。圖中的按健復(fù)位電路是上電復(fù)位加手動(dòng)復(fù)位，使用比較方便，在程序跑飛時(shí)，可以手動(dòng)復(fù)位，這樣就不用在重起單片機(jī)電源，就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位。初始化調(diào)用顯示子程序1S到？初次上電讀出溫度值溫度計(jì)算處理顯示數(shù)據(jù)刷新發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令NYNY 圖41 主程序流程圖溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令，當(dāng)采用12位分辨率時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為750ms，在本程序設(shè)計(jì)中采用1s顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。程序流程圖如圖44。 置標(biāo)志位,表示DS1820存在LJMP TSR5TSR4:CLR 。 若DS18B20不存在則返回TSS2:MOV A,0CCH 。 發(fā)出讀溫度命令LCALL WRITE_1820LCALL READ_18200MOV 37H,A 。 四舍五入去溫度值INC 37HTEMPER_COV1:MOV A,35HANL A,07HSWAP AADD A,37HMOV 37H,A 。目前的溫度計(jì)中傳感器是它的重要組成部分，它的精度靈敏度基本決定了溫度計(jì)的精度、測(cè)量范圍、控制范圍和用途等。傳感器應(yīng)用極其廣泛，目前已經(jīng)研制出多種新型傳感器。參考文獻(xiàn)[1]李勛，劉源，李新民 單片機(jī)實(shí)用教程[M] 北京航空航天大學(xué)出版社，2000 [2]李朝青 單片機(jī)原理及接口技術(shù)（簡(jiǎn)明修訂版）[M] 杭州：北京航空航天大學(xué)出版社，1998 [3]李廣弟 單片機(jī)基礎(chǔ)［M］ 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1994 [4]閻石 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）[M] 北京：高等教育出版社，1989 [5]廖常初 現(xiàn)場(chǎng)總線概述[J] 電工技術(shù)，1999 [6]王津 單片機(jī)原理與應(yīng)用[M] 重慶大學(xué)出版社，2000