【導(dǎo)讀】了MCU應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計具有很強的現(xiàn)實意義。通過基于單片機的單總線多點溫度。到良好的工程設(shè)計實踐的訓(xùn)練。⑴每一分鐘顯示一個測量點的編號及其溫度值，自動切換。顯示；可手動切除聲光報警信號。第7周：第二次檢查設(shè)計完成情況，并作好畢業(yè)答辯準備。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)論和評價。用徒手畫，必須按國家規(guī)定的標準或工程要求繪制。它以AT89S51單片機為主控制芯片,采用數(shù)字溫度傳感。器DS18B20實現(xiàn)多路溫度的檢測,測量精度可以達到℃。數(shù)碼顯示模塊，形象直觀的顯示測出的溫度值。第二章確定設(shè)計方案。廣等特點，在實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，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，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)，不會有閃爍感，動態(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 軟件設(shè)計總體思路及主程 序流程圖 本系統(tǒng)采用 C 語言編寫，主程序主要由四部分構(gòu)成 ,上電后首先對系統(tǒng)進行初始化 ,相繼完成溫度采集、溫度處理、數(shù)據(jù)顯示、鍵盤處理等四項功能。溫度采集部分主要完 成 4個溫度 測試點的溫度數(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)定的各點上下限溫度值進行比較處理，并判斷是否超出設(shè)定的上下限值，如果超出則蜂鳴器報警；數(shù)據(jù)顯示部分主要實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的顯示，顯示方式根據(jù)設(shè)計要求支持 1 到 18個溫度測試點的輪流循環(huán)顯示和固定顯示兩種方式；鍵盤處理部分主要實現(xiàn)用戶對系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，結(jié)合顯示部分，實現(xiàn)用戶與系統(tǒng)之間的 人機接口。 系統(tǒng)軟件 主 流程如圖 所示 ： 圖 主程序 20 多點溫度的巡回測量 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 DS18B20 的 ROM代碼并在 89S51 單片機內(nèi)部的 E2PROM 中建立了測量位置點和傳感器 64 位 ROM代碼之間的關(guān)系表 ,因此對多個溫度的巡回測量的步驟如下 : (1)發(fā)跳過 ROM 命令 CCH。 (2)發(fā)啟動所有在線的 DS18B20 進行溫度轉(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)進行 CRC 校驗和數(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 測量處理完。 (9)再重復(fù)第 1 步到第 8步 ,進行下一輪的巡回測量。 如果只對某一個 DS18B20 進行溫度測量 ,只要將第 1 步跳過 ROM 命令 CCH,改為匹配 ROM 命令 55H,將撥動開關(guān)撥到和要測量的 DS18B20 的編號相對應(yīng)的數(shù)值上 ,單片機讀取撥動開關(guān)的數(shù)值 (編號 )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。測試中 ,DS18B20 選擇芯片出廠時默認的 12 位轉(zhuǎn)換精度 ,轉(zhuǎn)換的結(jié)果用 16 位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供。 21 圖 多路溫度測量電路流程圖 鍵盤掃描流程圖 按鍵處理程序通過掃描按鍵情況，讀取鍵值。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。 通過掃描鍵盤讀取鍵值，流程圖如圖 所示： 22 圖 鍵盤掃描程序流程圖 當電路開始工作時 ,鍵盤開始對其進行掃描。開關(guān)閉和 時 ,在其兩端加了一個高電平使其導(dǎo)通 ,在此過程中單片機 89C51 進行鍵盤抖動 ,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，當設(shè)置其上（下）限值時相應(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 顯示程序的處理過程是通過單片機對數(shù)碼管進行掃描，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 測試環(huán)境及工具 測試溫度： 0~100 攝氏度。（模擬多點不 同溫度值環(huán)境） 測試儀器及軟件：數(shù)字萬用表，溫度計 0~100 攝氏度，串口調(diào)試助手。 測試方法：目測。 測試方法 使 系統(tǒng)運行，觀察系統(tǒng)硬件檢測是否正常（包括單片機最小系統(tǒng)，鍵盤電路，顯示電路，溫度測試電路等）。系統(tǒng)自帶測試表格數(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，和一支溫度計同時放入溫水中，然后通電，將 DS18B20 測到的溫度顯示到 LED 上。將兩者測到的溫度進行比較，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，通過測試可知溫度檢 測部分電路工作正常。 測試結(jié)果分析 自檢正常，各點溫度顯示正常，串口傳輸數(shù)據(jù)正確。 因為芯片是塑料封裝，所以對溫度的感應(yīng)靈敏度不是相當高，需要一個很短的時間才能達到穩(wěn)定。 整機調(diào)試 將硬件及軟件結(jié)合起來進行系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)試。 調(diào)試過程中， 當某個溫度測量點的溫度值超過其上、下限值時，發(fā)出聲光報警信號，并累計報警的溫度測量點的個數(shù)；當顯示報警的溫度測量點的溫度值時，其編號閃爍顯示；可手動切除聲光報警信號。 25 心得體會 經(jīng)過幾 個 月 的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計 之 前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對大學幾年來所學知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設(shè)計不僅是對大學幾年來所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了原來自己的知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前 總 是覺得自己什么東西都會，什么東西都好像懂了一樣，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學習，努力提高自己的知識和綜合素質(zhì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計中使我 和老師的關(guān)系更進了一步 ， 在這幾 個月 的時間里 ， 我和指導(dǎo)老師經(jīng)過了很多次交流 ， 通過和老師的交流使我學會了很多設(shè)計技巧及方法 。 有不懂的地方 及遇到自己難以解決的問題 便向老師請教 ， 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到了很多額外的知識 ， 同時也學到了不少解決問題的方式方法 ， 在此我非常感謝 幫助過 我的指導(dǎo)老師粟慧龍 。 在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我和同學的關(guān)系更進一步了，同學之間互相幫助，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， 同時同學之間的友誼也進一步的增加了 ， 所以在這里 同樣 非常感謝幫助 過 我的 所有同學。 在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。 總之，不管 是 學會的還 是學不會的 開始 的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道 該 如何入手。最后 通過老師的細心指導(dǎo)及自己的不斷努力 ， 終于 把畢業(yè)設(shè)計 做完了 ， 這時發(fā)現(xiàn) 真的 有 一 種如釋重負的感覺。此外， 我 還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其 本身的 價值 ！ 有些東西 自 以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。 26 參考資料 [1] 何立民《單片機高級教程》北京航空航天大學出版社 . [2] 粟世明、劉湘濤 .《 單片機 原理與應(yīng)用 》 電子工業(yè)出版社 . [3] 何立民 《 單片機中級教程 》 北京航空航天大學出版社 . [4] 李華 《 MCU51 系列單片機實用接口技術(shù) 》 北京：北京航空航天大學出版社， 19 93. 6 [5] 陳光東 《 單片機微型計算機原理與接口技術(shù) 》 (第二版 )武漢：華中理工大學出版社， [6] 徐淑華，程退安， 《 姚萬生單片機微型機原理及應(yīng)用 》 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1999. 6. [9] 鍛九州 《 放大電路實用設(shè)計手冊 》 沈陽：遼寧科學技術(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)字溫度計在微機溫度采集系統(tǒng)中的序編制 》 南京：南京大學出版社 1998. 3 [14] [15] 周晗曉，袁慧梅 《 單片機系統(tǒng)的印制板設(shè)計與抗干擾技術(shù)電子工藝技術(shù) 》 2020 .6 [16] [17] [19] 27 致 謝 歷時 數(shù)周 ,而今論文完成打印之時，我思緒萬千，心情久久不能平靜。回憶我在 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院電氣工程系 學習的 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 位老師治學嚴謹，學識淵博，品德高尚，平易近人，在我學習期間不僅傳授了做學問的秘訣，還傳授了做人的準則。這些都將使我終生受益。無論是在理論學習階段，還是在論文的選題、資料查詢、開題、研究和撰寫的每一個環(huán)節(jié)，無不得到 老 師的悉心指導(dǎo)和幫助。借此機會我向 幾 位老 師表示衷心的 感謝！同時，我要感謝 學院 授課的各位老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學到了專業(yè)知識，并從他們身上學到了如何求知治學、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)學院 ，是她提供了 我的 學習環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的大學生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆。另外，感謝 所有 同學的幫助和勉勵。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 對我 的 悉心的指導(dǎo)，感謝 粟 老師給我的幫助。 在 搞設(shè)計的 這幾周時間里 ,我和粟老師經(jīng)過了很多次交流 ,通過和老師的交流使我學會了很多設(shè)計技巧及方法 .有不懂的 地方及遇到自己難以解決的問題便向老師請教 ,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到了很多額外的知識 ,同時也學到了不少解決問題的方式方法 ,在此我非常感謝幫助過我的指導(dǎo)老師粟慧龍！ 路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。我愿在未來的學習和 工作 過程中，以更加豐厚的成果來答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持過我的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學、和朋友。學無止境。明天，將是我終身學習另一天的開始！ 28 附 錄 元件清單 ： 標號 原件名稱 型號或數(shù)值 數(shù)量 小計數(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 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