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正文內(nèi)容

基于ds18b20設(shè)計了一種多路溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(編輯修改稿)

2024-12-13 22:07 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 Proteus 不僅是模擬電路、數(shù)字電路、模/數(shù)混合電路的設(shè) 計與仿真平臺,更是目前世界最先進(jìn)、最完整的多種型號微控制器系統(tǒng)的設(shè)計與仿真平臺。它真正實現(xiàn)了在計算機(jī)上完成從原理圖設(shè)計、電路分析與仿真、單片機(jī)代碼級調(diào)試與仿真、系統(tǒng) 測試 與功能驗證到形成 PCB 的完整電子設(shè)計與研發(fā)過程。Proteus 產(chǎn)品系列也包含了革命性的 VSM 技術(shù),可以對基于微控制器的設(shè)計連同所有的外圍電子器件一起仿真 。 Keil Keil C51 是 美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容 單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng),與匯編相比, C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢,因而易學(xué)易用。 Keil 提供了包括 C 編譯器 、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(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 集成開發(fā)環(huán)境 ( uVision)將這些部分組合在一起。運(yùn)行 Keil 軟件需要 WIN9NT、 WIN20 WINXP 等操作系統(tǒng)。如果你使用 C 語言編程,那么 Keil 幾西華大學(xué)課程設(shè)計 9 乎就是你的不二之選,即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程,其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。 5 硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件設(shè)計包括溫度采集設(shè)計、 單片機(jī) 控制電路設(shè)計、通信接口電路設(shè)計。采用數(shù)字溫 度芯片 DS18B20 測量溫度,輸出信號全數(shù)字化。便于單片機(jī)處理及控制,省去傳統(tǒng)的測溫方法的很多外圍電路。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定,它能用做工業(yè)測溫元件,此元件線形較好。 DS18B20 的最大特點之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸,由數(shù)字溫度計 DS18B20和單片機(jī)構(gòu)成的溫度測量裝置 , 它直接輸出溫度的數(shù)字信號 , 可直接與計算機(jī)連接。這樣 , 測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡單 ,體積也不大。 采用 DS1302時鐘芯片可以方便地得到系統(tǒng)時間并且輸出方便。采用了 24C02這種應(yīng)用廣泛的芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。 采用 51單片機(jī)控制,軟件編程的自由 度大,可通過編程實現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制,而且體積小,硬件實現(xiàn)簡單,安裝方便。該系統(tǒng)利用單片機(jī) 控制溫度傳感器 DS18B20進(jìn)行實時溫度檢測并顯示,能夠?qū)崿F(xiàn)快速測量環(huán)境溫度,并可以根據(jù)需要設(shè)定上下限報警溫度。 下面分別介紹了各個硬件部分的電路連接圖。 溫度采集電路 采用 DS18B20 一線制芯片,其中 1 腳接地, 3 接電源, 2 為數(shù)據(jù)傳輸線,每個傳感器有一個獨立的光刻地址,用于區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸次序。理論上說,這個電路最多能連接 8 個 DS18B20,但是要連接更多, DQ 端需要外加驅(qū)動電源。 西華大學(xué)課程設(shè)計 10 圖 電路 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)包括 51 系列單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。如下所示: 西華大學(xué)課程設(shè)計 11 圖 按鍵輸入電路 按鍵輸入如下,其中按下“開始 /暫?!卑粹o LCD 開始顯示通道的溫度,“通道 +”用于向上切換測量通道,“通道 ”用于向下切換測量通道。 圖 電路 報警電路 如下所示, LEDH 為當(dāng)高限報警時報警, LEDL 為當(dāng)?shù)拖迗缶瘯r的報警。 西華大學(xué)課程設(shè)計 12 圖 LCD 顯示電路 本設(shè)計中, LCD 只用了四線,實現(xiàn)四線顯示。 圖 顯示電路 24C02 存儲電路 西華大學(xué)課程設(shè)計 13 圖 電路 DS1302 時鐘電路 圖 電路 西華大學(xué)課程設(shè)計 14 串行通訊電路 圖 圖中模擬了一個上位機(jī)和一個 RS232 串行接口。 6 軟件設(shè)計 功能概述 本系統(tǒng)的軟件由 C語言 編寫, 程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實時 測量、顯示、 存儲并 讀出 存儲器中 的當(dāng)前溫度值 給上位機(jī) 。 西華大學(xué)課程設(shè)計 15 系統(tǒng)軟件流程圖 圖 7 實驗結(jié)果: 溫度顯示仿真 圖中可以看出, LCD 第一行顯示“ 0 ”表示 0 通道的溫度為 度,第二行顯示“ 22:04:19”表示測量溫度時的時間。 開始 執(zhí)行初始化 程 序 系統(tǒng)時間為 2MS 獲取溫度值 掃描按鍵 顯示、發(fā)送、存儲溫度,并判斷報警 N Y 系統(tǒng)時間為 2MS 系統(tǒng)時間為 2MS 系統(tǒng)時間為 2MS T0, T1 計數(shù)器 西華大學(xué)課程設(shè)計 16 圖 溫度存儲 與 串行通訊 如圖所示,左邊對話框為 24C02 內(nèi)存空間,其中“ 00 00 1B 00”意義是 “ 00”為 0 通道,“ 00”為正溫度,“ 1B”為十六進(jìn)制溫度( 27), “ 00”為小數(shù)部分為 0。右邊對話框中模擬的是上位機(jī)顯示,也是十六進(jìn)制表示。 圖 17. 溫度存儲與串行通訊 西華大學(xué)課程設(shè)計 17 總 結(jié) 經(jīng)過 兩 周多的 設(shè)計以及調(diào)試,實現(xiàn) 實驗 的部分設(shè)計要求,能讀出并顯示DS18B20 采集的溫度,并且能夠?qū)崿F(xiàn)高低溫報警 ,能夠?qū)崿F(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的存儲和串行通訊,能通過對按鍵的處理來切換需要顯示的通道溫度 ,使得 1 條總線上可以讀取到 8 個溫度傳感器的溫度值并將其 依次 顯示在液晶屏幕上, 同時 液晶屏幕可以清楚 顯示 溫度傳感器溫度值 的具體時間 。 我在這為期 兩 周多的設(shè)計性實驗 中,我們在老師的指導(dǎo)下,有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。我希望自己能在今后的深入學(xué)習(xí)中設(shè)計出更好的,力求創(chuàng)新,努力地提升自己,尋求更大的進(jìn)步!最后用一句話來結(jié)束吧。 “實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。 西華大學(xué)課程設(shè)計 18 參 考 文 獻(xiàn) [1]DS18B lcd LM1602 說明書、 DS1302 說明書、 24C02 說明書; [2] 黃惟公等 單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù) 西安電子科大出版社 2020; [3]周潤景等 基于 PROTEUS 的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與仿真 北航出版社 [4]常敏等 單片機(jī)應(yīng)用程序開發(fā)與實踐 電子工業(yè)出版社 2020; [5]馬建國、孟憲元 .電子設(shè)計自動化 技術(shù)基礎(chǔ) .清華大學(xué)出版 ,2020 [6]姜威 .實用電子系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) ,2020 [7]姜威 .單片機(jī)系統(tǒng)的 PROTEUS 設(shè)計與仿真 ,2020 [8]陳小忠 等 單片機(jī)接口技術(shù)實用子程序 .北京:人民郵電出版社 [9]徐愛鈞,彭秀華編著 Keil Cx51 單片機(jī)高級語言編程與 μ Vision2應(yīng)用實踐 北京 : 電子工業(yè)出 版 西華大學(xué)課程設(shè)計 19 致 謝 為期 兩 周的課程設(shè)計也接近了尾聲。此次課程設(shè)計的完成,凝聚著許多人的關(guān)懷和幫助。 首先要感謝我敬愛的指導(dǎo)教師 鄧成中、劉克福 。他 們 在學(xué)術(shù)上的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求,在系統(tǒng)研究和調(diào)試過程中給予的及時幫助。 在完成 設(shè)計 期間給我許多幫助和建議,他們兢兢業(yè)業(yè)、對工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度為我們做出了好的表率,時刻鞭策著我們向他們學(xué)習(xí)。 這些使我的課程設(shè)計得以順利完成,并激勵著我們在今后的人生道路上不斷開拓進(jìn)取,勇往直前。在此,我再一次對老師的培養(yǎng)和關(guān)懷表示誠摯的謝意! 同時,非常感謝我的同學(xué)們,在與他們共同的學(xué)習(xí)、工作、生活過程中,他們給予了我及時的幫助和建議,開拓了我的思路。我對他們致以真誠的謝意和衷心的祝福。 最后,向所有幫助過我的人 致以最誠摯的謝意 ! 西華大學(xué)課程設(shè)計 I 附錄 A 電路原理圖 自帶顯示電子巡檢器的設(shè)計 II 附錄 B 主要程序 IIC 驅(qū)動電路: include uchar slaw=0xa0。 uchar slar=0xa1。 void delay(uchar n) { uchar i。 for(i=0。in。i++) { nop。 } } /*********************************** 功能:毫秒延時函數(shù) 參數(shù):當(dāng)晶振為 時 x 為毫秒數(shù) ********************************/ void delayms(unsigned int x) { uchar j。 while(x) { for(j=0。j113。j++){。} } } /*********************************** 功能:起始信號函數(shù) 說明: ***********************************/ void sta(vo
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