基于單片機的數(shù)字溫度計畢業(yè)設計論文-資料下載頁
2025-06-18 18:20本頁面
【正文】 （3）DS18B20的寫時序 對于DS18B20的寫時序仍然分為寫0時序和寫1時序兩個過程。 對于DS18B20寫0時序和寫1時序的要求不同，當要寫0時序時，單總線要被拉低至少60us，保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確地采樣I/O總線上的“0”電平，當要寫1時序時，單總線被拉低之后，在15us之內就得釋放單總線，如圖319所示。圖319 DS18B20的寫時序圖 復位電路單片機復位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，例如復位后PC＝0000H，使單片機從第—個單元取指令。無論是在單片機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復位，所以我們必須弄清楚MCS51型單片機復位的條件、復位電路和復位后狀態(tài)。單片機復位的條件是：必須使RST/Vpd或RST引腳(9)加上持續(xù)兩個機器周期(即24個振蕩周期)的高電平。例如，若時鐘頻率為12MHz，每機器周期為1us，則只需2us以上時間的高電平，在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個機器周期執(zhí)行復位。復位電路分為上電自動復位電路和按鍵復位電路。本次設計采用的是上電自動復位電路，它是利用電容充電來實現(xiàn)的。在接電瞬間，RESET端的電位與VCC相同，隨著充電電流的減少，RESET的電位逐漸下降。只要保證RESET為高電平的時間大于兩個機器周期，便能正常復位。單片機復位期間不產生ALE信號，即ALE＝1，表明單片機復位期間不會有任何取指操作。數(shù)字溫度計復位電路如圖320所示。圖320 復位電路4 軟件設計系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀出溫度子程序、溫度轉換命令子程序、計算溫度子程序、顯示數(shù)據(jù)刷新子程序。主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量溫度值。溫度測量每1s一次。讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)。在讀出時須進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。溫度轉換命令子程序主要是發(fā)溫度轉換開始命令。當采用12位分辨率時，轉換時間約為750ms。在本程序設計中，采用1s顯示程序延時法等待轉換的完成。計算溫度子程序將RAM中讀取值進行BCD碼的轉換運算，并進行溫度值正負的判定。顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進行刷新操作，當最高數(shù)據(jù)顯示位為零時，將符號顯示位移入下一位。5 調試 軟件調試本次設計系統(tǒng)的調試以程序的調試為主。先編寫顯示程序并進行硬件的正確性檢驗，然后分別進行主程序、讀出溫度子程序、溫度轉換命令子程序、計算溫度子程序和顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等的編程及調試。由于DS18B20與單片機采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，對DS18B20進行讀/寫編程時，必須嚴格的保證讀/寫時序，否則將無法讀取測量結果。本程序采用單片機C語言編寫，用Keil C編譯器編程調試。軟件調試到數(shù)碼管能顯示溫度值，而且在有溫度變化時（例如改變傳感器的溫度值）顯示溫度能改變。 系統(tǒng)調試軟硬件分別調試完成以后，將程序下載入單片機中，電路板接上電源，電源指示燈亮，按下開關按鈕，數(shù)碼管顯示當前溫度。用手去碰觸溫度傳感器，溫度顯示值出現(xiàn)變化，顯示當前手的溫度值。假如數(shù)碼管不工作，那么檢查溫度傳感器是否牢固的插入底座或者傳感器已損壞，如果不是傳感器的問題，那么需要檢查電源開關是否接錯，數(shù)碼管或者單片機是否已損壞。假如數(shù)碼管可以工作但是不能正常顯示，則要檢查數(shù)碼管的位選端和段選端是否與單片機的連接有誤，或是買錯數(shù)碼管的型號。由于我們在用軟件仿真的時候，都是假設所有的元件為理想狀態(tài)，但是在現(xiàn)實中，遠遠達不到理想狀態(tài)，元器件總是或多或少的存在一些問題，所以我們的成品有可能與仿真出的結果有一些差距。但是只要能夠實現(xiàn)正常顯示溫度值，那么本次設計基本成功。 數(shù)據(jù)檢測設計完成以后，我們要對該數(shù)字溫度計進行數(shù)據(jù)檢測，看其是否能夠達到預期的要求。將溫度傳感器與冰水混合物接觸，等待顯示穩(wěn)定以后讀出溫度值，并且記錄，看是否能夠顯示零度以下溫度。再把溫度傳感器放入沸水中，待顯示讀數(shù)穩(wěn)定后，記下所測溫度，該溫度計的量程為55℃～125℃，℃，實際使用一般在0℃～100℃。采用水銀溫度計作檢驗標準，對設計的溫度計進行測試，其結果表明能達到該精度要求。總結本次畢業(yè)設計是針對MCS51系列的單片機芯片STC89C51來設計一個數(shù)字溫度計,該設計充分利用了溫度傳感器DS18B20功能強大的優(yōu)點，如DS18B20可以直接讀出被測溫度值，進行轉換；而且采用三線制與單片機相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點，大大簡化了硬件電路，也使得該數(shù)字溫度計不僅具有結構簡單、成本低廉、精確度較高、反應速度較快、數(shù)字化顯示和不易損壞等特點，而且性能穩(wěn)定，適用范圍廣，因此特別適用于對測溫要求比較準確的場所。在這次設計中，熟悉了制作一個產品的總體流程，能熟練使用一些必要的設計工具和仿真工具。通過選認元件，連線，調試檢測等過程，鍛煉自己的理論聯(lián)系實際的能力和實際操作能力，從而綜合性地鞏固所學的知識，為將來的工作做準備。由于時間和經驗的不足，本次設計成果并不盡如人意，還有一些需要改進的地方，在今后的學習和工作中再進行完善。參考文獻1 余澤輝．基于單片機的數(shù)字溫度計的研究與設計．儀器儀表用戶，20042 張紅潤 張亞凡．單片機原理及應用．北京：清華大學出版社，20053 王元慶．新型傳感器原理與應用．北京：機械工業(yè)出版社，20064 王之芳．傳感器應用技術．西安：西北工業(yè)大學出版社，20045 徐光翔．單片機原理接口及應用學習參考．南京：南京大學出版社，2003 6 阮忠等．基于STC89C51 單片機的單總線數(shù)字溫度計設計．廣西輕工業(yè)，20087 耿長清. 編著,單片機應用技術,化學工業(yè)出版社，2002
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