基于51單片機(jī)數(shù)字溫度計(jì)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-10-03 20:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，是電容處于一個(gè)短路電路中，釋放了所有的電能，電阻兩端的電壓增加引起的。 單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 所示。 6 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì) DS18B20 是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)９～１２位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 DS18B20 的性能特點(diǎn)如下： （ 1）獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊 （ 2）簡(jiǎn)單的多點(diǎn)分布應(yīng)用 （ 3）無(wú)需外部器件 （ 4）可通過數(shù)據(jù)線供電 （ 5）零待機(jī)功耗 （ 6）測(cè)溫范圍 55~+125℃，以 ℃遞增。華氏器件 67~+2570F，以 遞增 （ 7）溫度以 9 位數(shù)字量讀出 7 （ 8）溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時(shí) 間 200ms（典型值） （ 9）用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置 （ 10）報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件。 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、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 D 電源下，也可以向器件提供電源； GND 為地信號(hào)； VDD 為可選擇的 VDD 引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，次引腳必須接地。 測(cè)溫電路：如圖 測(cè)溫電路 圖 DS18B20 測(cè)溫電路 DS18B20 的測(cè) 溫原理如圖 所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)， DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量 .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)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法計(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。 減法計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系 數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù) 8 器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入 ,減法計(jì)數(shù)器 1 重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù) ,如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫圖 中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性其輸出用，于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值，這就 是 DS18B20 的測(cè)溫原理。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。系統(tǒng)對(duì) DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖） → 發(fā) ROM 功能命令 → 發(fā)存儲(chǔ)器操作命令 → 處理數(shù)據(jù)。 在正常測(cè)溫情況下， DS1820 的測(cè)溫分辨力為 ℃。 預(yù) 置低 溫 度 系 數(shù) 振 蕩 器高 溫 度 系 數(shù) 振 蕩 器斜 率 增 加 器計(jì) 數(shù) 器 1比 較預(yù) 置= 0溫 度 寄 存 器計(jì) 數(shù) 器 2= 0Tx加 1停 止τ 1τ 2 圖 測(cè)溫原理 顯示電路 1602LCD 液晶屏為 5V 電壓驅(qū)動(dòng)，帶背光，可顯示兩行，每行 16個(gè)字符 ，不能顯示漢字。液晶 2 端為電源； 1 16 為背光電源；為防止直接加 5V 而燒壞背光燈，在 15 腳串聯(lián)一個(gè) 1K 電阻晶 3 端為液晶對(duì)比度調(diào)節(jié)端，通過一個(gè)10K的電位器來(lái)調(diào)節(jié)液晶顯示對(duì)比度。用于限流。液液晶 4 端為向液晶控制器寫 9 數(shù)據(jù) /寫命令選擇端，接單片機(jī) 端口。液晶 5 端為讀 /寫選擇端，因?yàn)槲覀儾恍枰獜囊壕е凶x取數(shù)據(jù)，只向其寫入命令和數(shù)據(jù)，因此此端始終選擇為寫狀態(tài)，即低電平接地。液晶 6端為使能信號(hào)，是操作必須的信號(hào)，接單片機(jī)的 口。 1602LCD 液晶屏顯示電路如圖 所示： 圖 顯示電路 主程序流程圖 主程序流程圖如圖 10 圖 主程序流程圖 溫度檢測(cè)數(shù)據(jù)讀取圖 溫度檢測(cè)數(shù)據(jù)讀取圖如圖 圖 溫度程序讀取圖 11 Keil 軟件 Keil C51 是美國(guó) Keil software 公司出品的 51系列兼容單片機(jī) C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有 明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行 Keil 需要 win9 NT、 win20 winXP、win7 等操作系統(tǒng)。 2020 年 2 月發(fā)布的 Keil uVision4， Keil uVision4 引入靈活的窗口管理系統(tǒng)，使開發(fā)人員能夠使用多臺(tái)監(jiān)視器，并提供了視覺上的表面對(duì)窗口位置的完全控制的任何地方，新的用戶界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個(gè)窗口，提供一個(gè) 整潔、高效的環(huán)境來(lái)開發(fā)應(yīng)用程序。 仿真軟件 Proteus Proteus 軟件是 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。
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