【導(dǎo)讀】了MCU應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)基于單片機(jī)的單總線多點(diǎn)溫度。到良好的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐的訓(xùn)練。⑴每一分鐘顯示一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的編號(hào)及其溫度值，自動(dòng)切換。顯示；可手動(dòng)切除聲光報(bào)警信號(hào)。第7周：第二次檢查設(shè)計(jì)完成情況，并作好畢業(yè)答辯準(zhǔn)備。告等必要資料交指導(dǎo)教師審閱，由指導(dǎo)教師寫出審閱意見。成果結(jié)論和評(píng)價(jià)。用徒手畫，必須按國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)或工程要求繪制。它以AT89S51單片機(jī)為主控制芯片,采用數(shù)字溫度傳感。器DS18B20實(shí)現(xiàn)多路溫度的檢測(cè),測(cè)量精度可以達(dá)到℃。數(shù)碼顯示模塊，形象直觀的顯示測(cè)出的溫度值。第二章確定設(shè)計(jì)方案。廣等特點(diǎn)，在實(shí)際工程中得到廣泛應(yīng)用。

　　

【正文】 們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控 制打開，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低 。 18 圖 顯示部分的電路 19 第四章 程序設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)總體思路及主程 序流程圖 本系統(tǒng)采用 C 語(yǔ)言編寫，主程序主要由四部分構(gòu)成 ,上電后首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化 ,相繼完成溫度采集、溫度處理、數(shù)據(jù)顯示、鍵盤處理等四項(xiàng)功能。溫度采集部分主要完 成 4個(gè)溫度 測(cè)試點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)采集；溫度處理部分主要是將采集到的溫度數(shù)據(jù)與用戶設(shè)定的各點(diǎn)上下限溫度值進(jìn)行比較處理，并判斷是否超出設(shè)定的上下限值，如果超出則蜂鳴器報(bào)警；數(shù)據(jù)顯示部分主要實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的顯示，顯示方式根據(jù)設(shè)計(jì)要求支持 1 到 18個(gè)溫度測(cè)試點(diǎn)的輪流循環(huán)顯示和固定顯示兩種方式；鍵盤處理部分主要實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，結(jié)合顯示部分，實(shí)現(xiàn)用戶與系統(tǒng)之間的 人機(jī)接口。 系統(tǒng)軟件 主 流程如圖 所示 ： 圖 主程序 20 多點(diǎn)溫度的巡回測(cè)量 開關(guān) K1 打開 ,將 T 斷開處接上。由于已經(jīng)在上面獲取了多個(gè) DS18B20 的 ROM代碼并在 89S51 單片機(jī)內(nèi)部的 E2PROM 中建立了測(cè)量位置點(diǎn)和傳感器 64 位 ROM代碼之間的關(guān)系表 ,因此對(duì)多個(gè)溫度的巡回測(cè)量的步驟如下 : (1)發(fā)跳過(guò) ROM 命令 CCH。 (2)發(fā)啟動(dòng)所有在線的 DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換命令 44H。 (3)延遲 1s。 (4)發(fā)匹配 ROM 命令 55H。 (5)按照 E178。PROME中建立的關(guān)系表的順序取出 64 位 ROM 代碼發(fā)送到單總線。 (6)發(fā)讀溫度值命令 BEH,讀取溫度值。 (7)進(jìn)行 CRC 校驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理后送 LCD 顯示器顯示。 (8)重復(fù)第 4步到第 7 步 ,直到所有的 DS18B20 測(cè)量處理完。 (9)再重復(fù)第 1 步到第 8步 ,進(jìn)行下一輪的巡回測(cè)量。 如果只對(duì)某一個(gè) DS18B20 進(jìn)行溫度測(cè)量 ,只要將第 1 步跳過(guò) ROM 命令 CCH,改為匹配 ROM 命令 55H,將撥動(dòng)開關(guān)撥到和要測(cè)量的 DS18B20 的編號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)值上 ,單片機(jī)讀取撥動(dòng)開關(guān)的數(shù)值 (編號(hào) )n,到 E178。PROM 建立的關(guān) 系表中從 (n 1) 8開始的單元取出 ROM 代碼發(fā)送到總線 ,去掉第 8步 ,其余和上面步驟相似即可。測(cè)試中 ,DS18B20 選擇芯片出廠時(shí)默認(rèn)的 12 位轉(zhuǎn)換精度 ,轉(zhuǎn)換的結(jié)果用 16 位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供。 21 圖 多路溫度測(cè)量電路流程圖 鍵盤掃描流程圖 按鍵處理程序通過(guò)掃描按鍵情況，讀取鍵值。主要完成各點(diǎn)溫度傳感器上下限報(bào)警參數(shù)設(shè)置和顯示模式設(shè)置。 通過(guò)掃描鍵盤讀取鍵值，流程圖如圖 所示： 22 圖 鍵盤掃描程序流程圖 當(dāng)電路開始工作時(shí) ,鍵盤開始對(duì)其進(jìn)行掃描。開關(guān)閉和 時(shí) ,在其兩端加了一個(gè)高電平使其導(dǎo)通 ,在此過(guò)程中單片機(jī) 89C51 進(jìn)行鍵盤抖動(dòng) ,再找到閉合鍵的鍵值判斷其的地址。用此方法設(shè)置其上限值與下限值，當(dāng)設(shè)置其上（下）限值時(shí)相應(yīng)的發(fā)光二極管回發(fā)出不同顏色的光，設(shè)置完成二極管會(huì)熄滅。 23 顯示流程圖 圖 數(shù)碼管的顯示流程 顯示程序的處理過(guò)程是通過(guò)單片機(jī)對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行掃描，顯示按鍵的鍵值，設(shè)置其上（下）限的值，從而判斷其所策溫度的大小。 24 第 五 章 產(chǎn)品調(diào)試 測(cè)試環(huán)境及工具 測(cè)試溫度： 0~100 攝氏度。（模擬多點(diǎn)不 同溫度值環(huán)境） 測(cè)試儀器及軟件：數(shù)字萬(wàn)用表，溫度計(jì) 0~100 攝氏度，串口調(diào)試助手。 測(cè)試方法：目測(cè)。 測(cè)試方法 使 系統(tǒng)運(yùn)行，觀察系統(tǒng)硬件檢測(cè)是否正常（包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，鍵盤電路，顯示電路，溫度測(cè)試電路等）。系統(tǒng)自帶測(cè)試表格數(shù)據(jù)，觀察顯示數(shù)據(jù)是否相符合即可。 用杯子裝一杯溫水，用玻璃膠棒將 DS18B20 封好，和一支溫度計(jì)同時(shí)放入溫水中，然后通電，將 DS18B20 測(cè)到的溫度顯示到 LED 上。將兩者測(cè)到的溫度進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)二者溫度相近，然后往杯中注入部分冷水，再次比較，發(fā)現(xiàn)二者溫度差距，通過(guò)測(cè)試可知溫度檢 測(cè)部分電路工作正常。 測(cè)試結(jié)果分析 自檢正常，各點(diǎn)溫度顯示正常，串口傳輸數(shù)據(jù)正確。 因?yàn)樾酒撬芰戏庋b，所以對(duì)溫度的感應(yīng)靈敏度不是相當(dāng)高，需要一個(gè)很短的時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定。 整機(jī)調(diào)試 將硬件及軟件結(jié)合起來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)試。 調(diào)試過(guò)程中， 當(dāng)某個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)的溫度值超過(guò)其上、下限值時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并累計(jì)報(bào)警的溫度測(cè)量點(diǎn)的個(gè)數(shù)；當(dāng)顯示報(bào)警的溫度測(cè)量點(diǎn)的溫度值時(shí)，其編號(hào)閃爍顯示；可手動(dòng)切除聲光報(bào)警信號(hào)。 25 心得體會(huì) 經(jīng)過(guò)幾 個(gè) 月 的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì) 之 前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)大學(xué)幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)大學(xué)幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了原來(lái)自己的知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前 總 是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都好像懂了一樣，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己的知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中使我 和老師的關(guān)系更進(jìn)了一步 ， 在這幾 個(gè)月 的時(shí)間里 ， 我和指導(dǎo)老師經(jīng)過(guò)了很多次交流 ， 通過(guò)和老師的交流使我學(xué)會(huì)了很多設(shè)計(jì)技巧及方法 。 有不懂的地方 及遇到自己難以解決的問(wèn)題 便向老師請(qǐng)教 ， 老師每次都是不厭其 煩的耐心指導(dǎo)我 ， 并一步一步把我引向成功 。 我在老師那里不僅學(xué)到了很多額外的知識(shí) ， 同時(shí)也學(xué)到了不少解決問(wèn)題的方式方法 ， 在此我非常感謝 幫助過(guò) 我的指導(dǎo)老師粟慧龍 。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我和同學(xué)的關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法 也 有助于 我們更好的理解知識(shí)， 同時(shí)同學(xué)之間的友誼也進(jìn)一步的增加了 ， 所以在這里 同樣 非常感謝幫助 過(guò) 我的 所有同學(xué)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 總之，不管 是 學(xué)會(huì)的還 是學(xué)不會(huì)的 開始 的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開頭難，不知道 該 如何入手。最后 通過(guò)老師的細(xì)心指導(dǎo)及自己的不斷努力 ， 終于 把畢業(yè)設(shè)計(jì) 做完了 ， 這時(shí)發(fā)現(xiàn) 真的 有 一 種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外， 我 還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其 本身的 價(jià)值 ！ 有些東西 自 以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 26 參考資料 [1] 何立民《單片機(jī)高級(jí)教程》北京航空航天大學(xué)出版社 . [2] 粟世明、劉湘濤 .《 單片機(jī) 原理與應(yīng)用 》 電子工業(yè)出版社 . [3] 何立民 《 單片機(jī)中級(jí)教程 》 北京航空航天大學(xué)出版社 . [4] 李華 《 MCU51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù) 》 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 19 93. 6 [5] 陳光東 《 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) 》 (第二版 )武漢：華中理工大學(xué)出版社， [6] 徐淑華，程退安， 《 姚萬(wàn)生單片機(jī)微型機(jī)原理及應(yīng)用 》 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1999. 6. [9] 鍛九州 《 放大電路實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè) 》 沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， [10] [11] 馬田華等 《 可編程單總線數(shù)字式溫度傳感器 DS18B2 的原理與應(yīng)用電子質(zhì)量 》 [12] 于永學(xué)等 《 1Wire 總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 及應(yīng)用 電子產(chǎn)品世界 》 [13] 張勝全 《 D18B20 數(shù)字溫度計(jì)在微機(jī)溫度采集系統(tǒng)中的序編制 》 南京：南京大學(xué)出版社 1998. 3 [14] [15] 周晗曉，袁慧梅 《 單片機(jī)系統(tǒng)的印制板設(shè)計(jì)與抗干擾技術(shù)電子工藝技術(shù) 》 2020 .6 [16] [17] [19] 27 致 謝 歷時(shí) 數(shù)周 ,而今論文完成打印之時(shí)，我思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。回憶我在 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系 學(xué)習(xí)的 三 年中，最令我難忘的恩師是 肖遼亮 、 粟慧龍 、周紅兵、宴清蓮 、張敏三 等幾 位老師， 幾 位老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，品德高尚，平易近人，在我學(xué)習(xí)期間不僅傳授了做學(xué)問(wèn)的秘訣，還傳授了做人的準(zhǔn)則。這些都將使我終生受益。無(wú)論是在理論學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題、資料查詢、開題、研究和撰寫的每一個(gè)環(huán)節(jié)，無(wú)不得到 老 師的悉心指導(dǎo)和幫助。借此機(jī)會(huì)我向 幾 位老 師表示衷心的 感謝！同時(shí)，我要感謝 學(xué)院 授課的各位老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學(xué)到了專業(yè)知識(shí)，并從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。我也要感謝我的母校 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ，是她提供了 我的 學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的大學(xué)生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆。另外，感謝 所有 同學(xué)的幫助和勉勵(lì)。同窗之誼和手足之情，我將終生難忘！ 在此 我 要 再一次 感謝我的指導(dǎo)老師 粟慧龍 對(duì)我 的 悉心的指導(dǎo)，感謝 粟 老師給我的幫助。 在 搞設(shè)計(jì)的 這幾周時(shí)間里 ,我和粟老師經(jīng)過(guò)了很多次交流 ,通過(guò)和老師的交流使我學(xué)會(huì)了很多設(shè)計(jì)技巧及方法 .有不懂的 地方及遇到自己難以解決的問(wèn)題便向老師請(qǐng)教 ,老師每次都是不厭其煩的耐心指導(dǎo)我 ,并一步一步把我引向成功 .我在老師那里不僅學(xué)到了很多額外的知識(shí) ,同時(shí)也學(xué)到了不少解決問(wèn)題的方式方法 ,在此我非常感謝幫助過(guò)我的指導(dǎo)老師粟慧龍！ 路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。我愿在未來(lái)的學(xué)習(xí)和 工作 過(guò)程中，以更加豐厚的成果來(lái)答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持過(guò)我的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)、和朋友。學(xué)無(wú)止境。明天，將是我終身學(xué)習(xí)另一天的開始！ 28 附 錄 元件清單 ： 標(biāo)號(hào) 原件名稱 型號(hào)或數(shù)值 數(shù)量 小計(jì)數(shù)量 C1~2 瓷片電容 33pF 2 7 C4 瓷片電容 10uF 1 C5~7 瓷片電容 3 C3 電解電容 100 uF 1 LED1~2 二極管 1N4001 2 2 R1~2 電阻 2 10 R3 電阻 200 1 R4 電阻 10k 1 R5 電阻 1 R7 電阻 10 1 R8 電阻 1 R9~11 電阻 3 Q1 PNP 三極管 8550 1 1 U1 AT89S51 單片機(jī) 1 1 J1~4 DS18B20 溫度傳感器 4 4 J7 LED 數(shù)碼顯示 1 1 X1 晶振 1 1 J6 矩陣鍵盤 4*4 行列鍵盤 16 16 LS1 蜂鳴器 SPK 1 1