【文章內(nèi)容簡介】 P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 S 5 1C12 2 P FC22 2 P FC31 0 u FX11 2 MR11 0 kD714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L234567891R P 1RE S P A C K 8R24 .7 k6 3 .0DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 0D1L E D R E DD2L E D G RE E NL S 1S O UN D E RR3 2 2 0R4 2 2 0d0 d0d1 d1d2 d2d3 d3d4 d4d5 d5d6 d6d7 d7d0d1d2d3d4d5d6d7ERSRSRWERWX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 S 5 1C12 2 P FC22 2 P FC31 0 u FX11 2 MR11 0 kD714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L234567891R P 1RE S P A C K 8R24 .7 k9 3 .0DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 0D1L E D R E DD2L E D G RE E NL S 1S O UN D E RR3 2 2 0R4 2 2 0 基于 AT89S51 單片機的數(shù)字溫度計的設計 作者：王露 第 10 頁 共 28 頁 主控制器 單片機 AT89S51 具有低電壓供電和小體積等特點，兩個端口剛好滿足電路系統(tǒng)的設計需要，很合適攜手特式產(chǎn)品的使用。主機控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：初始化、 ROM 操作指令、存儲器操作指令。必須先啟動DS18B20 開始轉(zhuǎn)換，再讀出溫度轉(zhuǎn)換值。 顯示電路 LCD 顯示電路：采用 三 位數(shù)碼管顯示溫度值 , 最高位的數(shù)碼管當溫度 是 負值時 顯示 為 。數(shù)碼管八段段碼利用單片機 P0 口控制 , 3 個數(shù)碼管位碼利用 P2. 0P2. 2 控制 ,顯示溫度值用動態(tài)掃描方式 [18]。 溫度檢測電路 DS18B20 最大的特點是單總線數(shù)據(jù)傳輸方式， DS18B20 的數(shù)據(jù) I/O 均由同一條線來完成。 DS18B20 的電源供電方式分為寄生電源和外部供電方式兩種。當處于寄生電源方式時 VDD 和 GND 都接地 ,很適合空間受限及需要遠程溫度探測的場合 , 原理是信號線 DQ 為高電平時 , DS18B20 由竊取信號能量供電；當DQ 為低電平時 DS18B20 由釋放能量供電。但是寄生電源方式供電需強上拉電路 , 軟件控制變得很復雜 (特別是在溫度轉(zhuǎn)換完成及 數(shù)據(jù)拷貝到 E178。PROM 完成時 ) , 同時芯片性能也會降低 [19]。因此 , 在條件允許的情況下 ,應盡量選擇外供電方式。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電， I/O 口線要接 5KΩ左右的上拉電。在這里采用前者方式供電。 DS18B20 與芯片連接電路如圖 322 所示： 圖 322 DS18B20與單片機的連接 溫度報警電路 本設計采軟件處理報警，利用有源蜂鳴器進行報警輸出。當所測溫度超過獲低于所預設的溫度時，數(shù)據(jù)口相應拉高電平，報警輸出 [20]。 基于 AT89S51 單片機的數(shù)字溫度計的設計 作者：王露 第 11 頁 共 28 頁 軟件設計 概述 整個系統(tǒng)功能的實 現(xiàn)是由硬件電路配合軟件來完成的，軟件功能依據(jù)硬件大致確定了。可按軟件的不同功能分為兩大類：一類是監(jiān)控軟件（主程序），用來協(xié)調(diào)執(zhí)行模塊與操作者之間的關系。另一類是執(zhí)行軟件（子程序），用來完成實質(zhì)性的功能比如測量、顯示等。把每個執(zhí)行模塊分別列出并進行功能和接口定義。規(guī)劃好各個執(zhí)行模塊繼而對監(jiān)控程序進行規(guī)劃。選擇合適的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)然后依據(jù)實時性對監(jiān)控軟件與執(zhí)行模塊之間的調(diào)度關系進行安排。運行程序見附錄。 主程序模塊 主程序需要調(diào)用 4 個子程序，分別為數(shù)碼管顯示程序，溫度測試及處理子程序，報警子程序，中斷 設定子程序。各模塊程序功能如下 [21]主程序流程見圖 331： ●數(shù)碼管顯示程序：向數(shù)碼的顯示送數(shù)，控制系統(tǒng)的顯示部分。 ●溫度測試及處理程序：對溫度芯片送過來的數(shù)據(jù)進行處理判斷和顯示。 ●報警子程序：進行溫度上下限判斷及報警輸出。 ●中斷設定程序：實現(xiàn)設定上下限報警功能。 各模塊流程設計 下面對主要子程序的流程圖做介紹 溫度檢測流程 DS18B20 在單片機控制下分三個階段 ： ● DS18B20 初始化：初始化流程圖見 332： ●讀 DS18B20 時序：讀 DS18B20 流程見圖 333： ●寫 DS18B20 時序：寫 DS18B20 流程見圖 334： 報警模塊流程 流程見圖 335： 中斷設定流程 當設計需要實現(xiàn)上限報警時，利用 INT0 口進行中斷，設定上限報警溫度，當溫度值達到上限會有蜂鳴器及時報警提示 基于 AT89S51 單片機的數(shù)字溫度計的設計 作者：王露 第 12 頁 共 28 頁 圖 331主程序流程圖 圖 333 讀 DS18B20流程圖 圖 332 DS18B20 初始化 流程圖 圖 334 寫 DS18B20 流程圖圖 基于 AT89S51 單片機的數(shù)字溫度計的設計 作者：王露 第 13 頁 共 28 頁 335 報警模塊子程序流程圖 基于 AT89S51 單片機的數(shù)字溫度計的設計 作者：王露 第 14 頁 共 28 頁 第 4 章 基于單片機的數(shù)字溫度計設計的研究總結(jié) 本設計利用 AT89S51 芯片和控制溫度傳感器 DS18B20，再輔之以部分外圍電路實現(xiàn)對環(huán)境溫度的測控，性能穩(wěn)定，精度較高，而且擴展性能很強大。由于DS18B20 支持單總線協(xié)議，我們可以將多個 DS18B20 可以并聯(lián)到 3 根或 2 根線上， CPU 只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 通信，占用較少的微處理器的端口就可以實現(xiàn)多點測溫監(jiān)控系統(tǒng)。由于 DS18B20 的測量精度只有177。 度，往往很多場合需要更加精確的溫度，在所測溫度精度不變的基礎上必須對數(shù)據(jù)進行校正。 DS18B20 的測溫精度較高 ,但存在著一定的誤差。不過 ,其誤差在時間和外部環(huán)境變化的條件下 ,保持相當高的穩(wěn)定性。 本次設計真的讓我進步很多，單片機課程設計關鍵在于軟件算法的設計，需要有巧妙的程序算法，雖然以前寫過程序，但我覺得寫好一個程序并不是一件簡單的事，例如，以前寫的那幾次，數(shù)據(jù)加減時，我用的都是 BCD 碼，這一次，我全部用的都是 16 進制的數(shù)直接加減，有好多的東西 ，只有我們真的做了，才能真正的掌握，只學習理論有些東西是無法理解的，更談不上掌握。 從這次的課程設計中，我真正的意識到，在以后的學習中，要 加強實踐 ，把我們所學的理論知識用到實際當中，學習單機片機更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫 和 讀的過程中才能提高，這就是我在 本 次課程設計中的最大收獲。 基于 AT89S51 單片機的數(shù)字溫度計的設計 作者：王露 第 15 頁