基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-資料下載頁
2025-06-18 18:20本頁面
【正文】 （3）DS18B20的寫時(shí)序 對于DS18B20的寫時(shí)序仍然分為寫0時(shí)序和寫1時(shí)序兩個(gè)過程。 對于DS18B20寫0時(shí)序和寫1時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫0時(shí)序時(shí)，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(dāng)要寫1時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在15us之內(nèi)就得釋放單總線，如圖319所示。圖319 DS18B20的寫時(shí)序圖 復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后PC＝0000H，使單片機(jī)從第—個(gè)單元取指令。無論是在單片機(jī)剛開始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位，所以我們必須弄清楚MCS51型單片機(jī)復(fù)位的條件、復(fù)位電路和復(fù)位后狀態(tài)。單片機(jī)復(fù)位的條件是：必須使RST/Vpd或RST引腳(9)加上持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期(即24個(gè)振蕩周期)的高電平。例如，若時(shí)鐘頻率為12MHz，每機(jī)器周期為1us，則只需2us以上時(shí)間的高電平，在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個(gè)機(jī)器周期執(zhí)行復(fù)位。復(fù)位電路分為上電自動(dòng)復(fù)位電路和按鍵復(fù)位電路。本次設(shè)計(jì)采用的是上電自動(dòng)復(fù)位電路，它是利用電容充電來實(shí)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(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期，便能正常復(fù)位。單片機(jī)復(fù)位期間不產(chǎn)生ALE信號，即ALE＝1，表明單片機(jī)復(fù)位期間不會有任何取指操作。數(shù)字溫度計(jì)復(fù)位電路如圖320所示。圖320 復(fù)位電路4 軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計(jì)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(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)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(shí)須進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令。當(dāng)采用12位分辨率時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為750ms。在本程序設(shè)計(jì)中，采用1s顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。計(jì)算溫度子程序?qū)AM中讀取值進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)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(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高數(shù)據(jù)顯示位為零時(shí)，將符號顯示位移入下一位。5 調(diào)試 軟件調(diào)試本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)的調(diào)試以程序的調(diào)試為主。先編寫顯示程序并進(jìn)行硬件的正確性檢驗(yàn)，然后分別進(jìn)行主程序、讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計(jì)算溫度子程序和顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等的編程及調(diào)試。由于DS18B20與單片機(jī)采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，對DS18B20進(jìn)行讀/寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀/寫時(shí)序，否則將無法讀取測量結(jié)果。本程序采用單片機(jī)C語言編寫，用Keil C編譯器編程調(diào)試。軟件調(diào)試到數(shù)碼管能顯示溫度值，而且在有溫度變化時(shí)（例如改變傳感器的溫度值）顯示溫度能改變。 系統(tǒng)調(diào)試軟硬件分別調(diào)試完成以后，將程序下載入單片機(jī)中，電路板接上電源，電源指示燈亮，按下開關(guān)按鈕，數(shù)碼管顯示當(dāng)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(dāng)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(guān)是否接錯(cuò)，數(shù)碼管或者單片機(jī)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(jī)的連接有誤，或是買錯(cuò)數(shù)碼管的型號。由于我們在用軟件仿真的時(shí)候，都是假設(shè)所有的元件為理想狀態(tài)，但是在現(xiàn)實(shí)中，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)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(jié)果有一些差距。但是只要能夠?qū)崿F(xiàn)正常顯示溫度值，那么本次設(shè)計(jì)基本成功。 數(shù)據(jù)檢測設(shè)計(jì)完成以后，我們要對該數(shù)字溫度計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測，看其是否能夠達(dá)到預(yù)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(jì)的量程為55℃～125℃，℃，實(shí)際使用一般在0℃～100℃。采用水銀溫度計(jì)作檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對設(shè)計(jì)的溫度計(jì)進(jìn)行測試，其結(jié)果表明能達(dá)到該精度要求?？偨Y(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是針對MCS51系列的單片機(jī)芯片STC89C51來設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì),該設(shè)計(jì)充分利用了溫度傳感器DS18B20功能強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)，如DS18B20可以直接讀出被測溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換；而且采用三線制與單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)，大大簡化了硬件電路，也使得該數(shù)字溫度計(jì)不僅具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、精確度較高、反應(yīng)速度較快、數(shù)字化顯示和不易損壞等特點(diǎn)，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(zhǔn)確的場所。在這次設(shè)計(jì)中，熟悉了制作一個(gè)產(chǎn)品的總體流程，能熟練使用一些必要的設(shè)計(jì)工具和仿真工具。通過選認(rèn)元件，連線，調(diào)試檢測等過程，鍛煉自己的理論聯(lián)系實(shí)際的能力和實(shí)際操作能力，從而綜合性地鞏固所學(xué)的知識，為將來的工作做準(zhǔn)備。由于時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)的不足，本次設(shè)計(jì)成果并不盡如人意，還有一些需要改進(jìn)的地方，在今后的學(xué)習(xí)和工作中再進(jìn)行完善。參考文獻(xiàn)1 余澤輝．基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的研究與設(shè)計(jì)．儀器儀表用戶，20042 張紅潤 張亞凡．單片機(jī)原理及應(yīng)用．北京：清華大學(xué)出版社，20053 王元慶．新型傳感器原理與應(yīng)用．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20064 王之芳．傳感器應(yīng)用技術(shù)．西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，20045 徐光翔．單片機(jī)原理接口及應(yīng)用學(xué)習(xí)參考．南京：南京大學(xué)出版社，2003 6 阮忠等．基于STC89C51 單片機(jī)的單總線數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)．廣西輕工業(yè)，20087 耿長清. 編著,單片機(jī)應(yīng)用技術(shù),化學(xué)工業(yè)出版社，2002
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