【正文】 ......................................13 溫度采集設(shè)計 .......................................................14 溫度顯示設(shè)計 .......................................................16 按鍵開關(guān)設(shè)計 .......................................................17 溫度處理及蜂鳴器報警設(shè)計 ............................................195 溫度檢測系統(tǒng)調(diào)試仿真 ...................................................19致 謝 ...................................................................23附 錄 ...................................................................25 11 緒 論 課題背景隨著新技術(shù)的不斷開發(fā)與應(yīng)用,近年來單片機發(fā)展十分迅速,一個以微機應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起,單片機的應(yīng)用已經(jīng)滲透到電力、冶金、化工、建材、食品、石油等各個行業(yè)。因此對數(shù)據(jù)采集的精度忽然采用的控制方法也不相同。溫度是一個永恒的話題和人們生活環(huán)境有著密切關(guān)系的物理量， 、科研、生活中需要測量和控制的重要物理量，是國際單位制七個基本量之一。盡管現(xiàn)在以微機為核心的可編程數(shù)據(jù)采集與處理采集技術(shù)的發(fā)展方向得到了迅速的發(fā)展，而且組成一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡，把它插在微機的擴展槽內(nèi)并輔以應(yīng)用軟件，就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，但這并不會對基于單片機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響。DS18B20 可以滿足從55 攝氏度到+125 攝氏度測量范圍,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八位的 RAM 中,單片機直接從中讀出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進制就是溫度,使用方便。它具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小和使用方便等優(yōu)點,得到廣泛應(yīng)用。 3AT89C51單片機最小系統(tǒng)按鍵設(shè)置溫度LCD 顯示報警電路DS18B20 傳感器圖 溫度檢測與報警總體設(shè)計框圖3 硬件電路設(shè)計本課程設(shè)計的多點測溫系統(tǒng)是以單片機和單總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20為核心，充分利用單片機優(yōu)越的內(nèi)部和外部資源及智能溫度傳感器 DS18B20 的優(yōu)越性能構(gòu)成一個完備的測溫系統(tǒng)，實現(xiàn)對溫度的多點測量。 本課題的整個系統(tǒng)是由單片機、顯示電路、鍵盤電路、聲光報警電路等構(gòu)成。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 同 時 ， AT89C51可 降 至 0Hz 的 靜 態(tài) 邏 輯 操 作 ， 并 支 持 兩 種 軟 件 可 選 的 節(jié) 電 工 作 模 式 。通常在引腳XTALl 和 XTAL2 跨接石英晶體和兩個補償電容構(gòu)成自激振蕩器，系統(tǒng)時鐘電路結(jié)構(gòu)如圖 所示，可以根據(jù)情況選擇 6MHz、8MHz 或 12MHz 等頻率的石英晶體，補償電容通常選擇 2030pF 左右的瓷片電容。復(fù)位電路結(jié)構(gòu)如圖 所示。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。C 范圍內(nèi)，精度為177。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等?？梢苑謩e存 和 750ms 內(nèi)完成 9 位和 12 位的數(shù)字量，并且從 DSl8B20 讀出的信息或?qū)懭?DSl8B20 的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接 DSl8B20 供電，而無需額外電源。 DS18B20 的測溫流程如下圖 DS18B20 測溫流程。 （4）DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 （7），12位分辨率時最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器 2 的脈沖輸入。 DS18B20在正常使用時的測溫分辨率為 ℃，如果要更高的精度，則在對 DS18B20 測溫原理進行詳細分析的基礎(chǔ)上，采取直接讀取 DS18B20 內(nèi)部暫存寄存器的方法，將 DS18B20 的測溫分辨率提高到 ～℃。 液晶顯示屏輸出如下圖 LCD 液晶顯示,液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。用 LCD 顯示一個字符時比較復(fù)雜，因為一個字符由 68或 88 點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8 字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1” ，其它的為“0” ，為“1”的點亮，為“0”的不亮。下面以長沙太陽人電子有限公司的 1602 字符型液晶顯示器介紹其 11用法。 模塊最佳工作電壓:。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件簡單。這樣就可以通過查詢有無外部中斷來判斷有沒有按鍵按下，按鍵各接一根輸入線，一根輸入線的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù)2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù)3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù)4 RS 數(shù)據(jù)/命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù)5 R/W 讀/寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù)6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù)7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負極 12 報警電路設(shè)計本設(shè)計采用軟件處理報警，利用有源蜂鳴器進行報警輸出，采用直流供電。在這一章，主要針對每個硬件電路模塊編程，然后進行系統(tǒng)的整合，最后輸入到控制處理器中實現(xiàn)所有設(shè)計功能。模塊太長時，分析和調(diào)試比較困難，失去了模塊化程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性；模塊太短則信息交換太頻繁，也不合適。下面將對這幾個模塊具體闡述，相對應(yīng)的 C 語言程序語言詳見附錄。 主程序的設(shè)計內(nèi)容一般包括：主程序的起始地址，中斷服務(wù)程序的起始地址，有關(guān)存儲單元及相關(guān)部件的初始化和一些子程序調(diào)用等等。本系統(tǒng)用的 DS18B20 溫度傳感器要進行溫度檢測就需要對它進行初始化、寫指令操作，讀數(shù)據(jù)操作以及讀溫度前的準(zhǔn)備工作等。 （ 3） 數(shù) 據(jù) 線 拉 到 低 電 平 “0”； （ 4） 延 時 ； （ 5） 數(shù) 據(jù) 線 拉 到 高 電 平 “1”； （ 6） 延 時 等 待 （ 如 果 初 始 化 成 功 則 在 15 到 60 毫 秒 時 間 之 內(nèi) 產(chǎn) 生 一個 由 DS18B20 所 返 回 的 低 電 平 “0”。 溫度顯示設(shè)計顯示子程序主要功用是將傳感器測得的溫度值顯示出來，寫數(shù)據(jù)以及初始化的流程圖如圖 和 所示根據(jù)時序圖 LCD 液晶顯示器的寫指令。主要完成各點溫度傳感器上下限報警參數(shù)設(shè)置和顯示模式設(shè)置。PROM。主程序只要在初始化部分使用重調(diào) E178。 溫度處理及蜂鳴器報警設(shè)計蜂鳴器報警在本系統(tǒng)中由單片機的 管腳電平的高低來控制蜂鳴器報警。當(dāng) 管腳為高時，與非門輸出低電平，三極管截止，蜂鳴器不發(fā)出聲音。發(fā)光二極管它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為 LCD。聲報警電路采用蜂鳴器與單片機相連接，蜂鳴器要用三極管驅(qū)動，通過改變單片機 口的電位，就可以達到控制蜂鳴器的目的。Proteus 軟件提供多種現(xiàn)實存在的虛擬儀器儀表。提供 Schematic Drawing、SPICE 仿真與 PCB 設(shè)計功能，同時可以仿真單片機和周邊設(shè)備，可以仿真 51 系列、AVR、PIC 等常用的MCU，并提供周邊設(shè)備的仿真，例如 37led、示波器等。證明顯示電路正常。上電后，顯示當(dāng)前溫度。進而到考慮采用中斷方式解決此問題，但因為 DS18B20 正常工作有嚴(yán)格的時序限制，否則不能正常工作，而中斷則在很大可能上會影響到 DS18B20 正常工作。設(shè)計的所有功能全部得以實現(xiàn)。當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時系統(tǒng)發(fā)出低溫報警，當(dāng)溫度高于設(shè)定溫度時則發(fā)出高溫報警信號。軟件方面采用模塊化編程，提高了通用性，思路也比較清晰，使整個系統(tǒng)的程序簡潔很多，并且可移植性較強。從 DS18S20 讀出或?qū)懭?DS18S20 信息僅需要一根口線，其讀寫及溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，該總線本身也可以向所掛接的DS18S20 供電，而無需額處電源。在此非常感謝我們的指導(dǎo)老師，老師嚴(yán)謹細致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪；這次綜合設(shè)計的每個細節(jié)，都離不開老師您的細心指導(dǎo)。這次的設(shè)計是我的一次實踐，也剛剛打開科技的大門，今后我還想擁有更多的機會去實踐，讓我得到更多的鍛煉！由于本人的設(shè)計能力有限，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。uchar baojing_flag,xianzai_flag。uchar fu_flag。while(1){key_in()。i16。H39。)。write_data(0x30+8)。)。 26write_data(39。L39。)。write_data(0x30+0)。)。}if ((xianzai_flag==1)||(baojing_flag==0)){ temp=readtemperature()。led2=0。// delay_50ms(1)。 (temp85)){led1=0。 led1=0。// delay_50ms(1)。 } else { fu_flag=0。i++){write_data(table[i])。)。if (fu_flag==1){write_data(39。write_data(0x30+temp%100/10)。)。write_data(39。 39。)。write_data(39。 39。)。write_data(39。}}}