【導(dǎo)讀】經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù),本文將介紹一種基于單片機(jī)控制的溫度檢測(cè)儀。可以實(shí)現(xiàn)溫度采集，溫度報(bào)警，重設(shè)上下限溫度值等功能。在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，需要對(duì)周?chē)h(huán)境的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制。題展開(kāi)思考，設(shè)計(jì)一個(gè)能根據(jù)需求設(shè)置低溫到高溫進(jìn)行報(bào)警并通過(guò)數(shù)碼管顯示的系統(tǒng)。統(tǒng)使用STC89C51單片機(jī)，同時(shí)運(yùn)用單線(xiàn)數(shù)字溫度傳感器DS18B20，四位共陰數(shù)碼管顯示，課題經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證達(dá)到設(shè)計(jì)要求，具有一定的使。用價(jià)值和推廣價(jià)值。本作品使用四位共陰數(shù)碼管顯示，可以清晰地顯示當(dāng)前的報(bào)警溫度，一。定程度避免使用者使用時(shí)出錯(cuò)，安全可靠，可使用于各種食品儲(chǔ)存室，植物養(yǎng)殖所等地方，解決工程實(shí)際問(wèn)題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)課程設(shè)計(jì)也是讓我們熟練掌握了課本上的一些理論

　　

【正文】 返回k2 是否按下是調(diào)用 K2 函數(shù)功能數(shù)碼管相應(yīng)顯示返回否k3 是否按下執(zhí)行相應(yīng)功能返回否k4 是否按下執(zhí)行相應(yīng)功能返回 圖 20 按鍵控制程序流程 因本設(shè)計(jì)中所使用的四腳輕觸臥式開(kāi)關(guān)，所以在按鍵過(guò)程中，必然產(chǎn)生一些抖動(dòng)干擾，因此在程序中必須對(duì)按鍵控制程序進(jìn)行消抖處理，具體操作一般采用控制其發(fā)生，一般這種按鍵抖動(dòng)在按下時(shí)會(huì)有 20ms 左右時(shí)間，在釋放時(shí)也會(huì)存在 20ms 左右時(shí)間，因此，當(dāng)檢測(cè)到按鍵按下時(shí)，讓其延時(shí) 10ms后再次檢測(cè)是否按下，如果按下則進(jìn)入下一段程序。通過(guò)這種方法可以達(dá)到去抖的作用。而且這也是比較通用的簡(jiǎn)便去抖方法。 3) DS18B20傳感器模塊程序 此模塊的程序主要功能是讀取采集的溫度，其流程圖如下所示： 開(kāi)始初始化DS18B20輸入指令讀取溫度處理數(shù)據(jù)返回 圖 21 讀取溫度流程 15 3) 顯示模塊程序 因本設(shè)計(jì)是一個(gè)溫度檢測(cè)儀，即要顯示的是溫度值，而且溫度數(shù)值有正有負(fù)，因此本設(shè)計(jì)中對(duì)這些情況都有所考慮，具體流程如下圖所示： 開(kāi)始判斷溫度是否大于 0是否正溫度顯示送數(shù)碼管返回負(fù)溫度顯示送數(shù)碼管 圖 22 顯示模塊流程 因顯示模塊使用的是四位共陰數(shù)碼實(shí)現(xiàn)的，并且段選都是接一個(gè) I/O口上，所以，要讓其顯示不同的數(shù)字時(shí)，必須采用動(dòng)態(tài)掃描的方式方能實(shí)現(xiàn)。在采用動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，要非常注意動(dòng)態(tài)掃描的時(shí)間長(zhǎng)度，一般來(lái)講延時(shí)不要超過(guò) 20ms，因?yàn)槌^(guò) 20ms 可能看上去會(huì)導(dǎo)致數(shù)碼管閃爍造成顯示效果不好。但延時(shí)也不能太短，太短會(huì)造成顯示亮度太低甚致無(wú)顯示等結(jié)果。所以，延時(shí)時(shí)間上要掌握好，一般來(lái)講延時(shí) 10ms左右就可以。 4) 蜂鳴器模塊程序 此模塊程序功能是執(zhí)行報(bào)警提示。即當(dāng)溫度不在設(shè)定的上下限范圍之內(nèi)時(shí)，蜂鳴器便會(huì)發(fā)出 “嘟嘟嘟 ”的響聲。其具體流程如下圖所示： 開(kāi)始溫度是否在范圍之內(nèi)是否蜂鳴器發(fā)響執(zhí)行其他相關(guān)操作返回 圖 23 蜂鳴器模塊程序流程 此處所 用蜂鳴器為無(wú)源蜂鳴器，因此在程序編寫(xiě)中應(yīng)注意，要將控制該 I/O口的電平設(shè)成方波形式才能使蜂鳴器發(fā)響。 16 五、仿真與實(shí)現(xiàn) PROTEUS仿真軟件 1） PROTEUS軟件是英國(guó) Labcenter electronics公司出版的 EDA工具軟件。它不僅具有其它 EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真 單片機(jī) 及外圍器件。它是目前最好的仿真 單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到 單片機(jī) 愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師 、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到 單片機(jī) 與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。迄今為止是世界上唯一將電路 仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持 805 HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086和 MSP430等， 2020年即將增加 Cortex和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil和 MATLAB等多種編譯 2）在 PROTEUS 繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的 目標(biāo)代碼 文件： *.HEX，可以在PROTEUS的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。 PROTEUS 是 單片機(jī) 課堂教學(xué)的 先進(jìn)助手。 PROTEUS不僅可將許多 單片機(jī)實(shí)例 功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。它的 元器件 、連接線(xiàn)路等卻和傳統(tǒng)的 單片機(jī) 實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的 單片機(jī) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例： 元器件 選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重 要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于 PROTEUS提供了實(shí)驗(yàn)室無(wú)法相比的大量的 元器件 庫(kù)，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的 虛擬儀器 、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái)。隨著科技的發(fā)展 “計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) ”已成為許多設(shè)計(jì)部門(mén)重要的前期 設(shè)計(jì)手段。它具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過(guò)程的統(tǒng)一的特點(diǎn)?？墒乖O(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。相信在單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用中 PROTEUS也能茯得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。 通過(guò) Proteus進(jìn)行仿真，如仿真結(jié)果所示： 圖 24 啟動(dòng)時(shí)整體狀態(tài) 17 圖 24顯示的是剛啟動(dòng)時(shí)的電路狀態(tài)，從電路中可以看到，每個(gè)引旁邊都有一些紅色或者綠色的小方塊，其中紅色方塊代表此處是高電平，綠色方塊代表此處是低電平，在整個(gè)電路工作時(shí)，基上就可以很清晰地看出電路中每個(gè)引腳的電平變化情況。此時(shí)數(shù)碼顯示的是一橫亮的狀態(tài)，這是開(kāi)機(jī)時(shí)的一個(gè) LOGO，在程序中有設(shè)定，并且剛開(kāi)機(jī)時(shí)，蜂鳴器也會(huì)響一到兩秒。 STCISP程序燒錄軟件 STCISP 是一款 單片機(jī) 下載編程 燒錄 軟件 ，是針對(duì) STC 系列單片機(jī)而設(shè)計(jì)的，可下載STC89 系列、 12C2052 系列和 12C5410等系列的 STC單片機(jī)， 使用非常簡(jiǎn)便，現(xiàn)在已被廣泛使用。 1) 其使用方法步驟如下： ? 打開(kāi) STCISP，在 MCU Type欄目下選中 單片機(jī) ，如 STC89C52RC； ? 根據(jù)您的 9針數(shù)據(jù)線(xiàn)連接情況選中 COM端口 ， 波特率 一般保持默認(rèn)，如果遇到下載問(wèn)題，可以適當(dāng)下調(diào)一些； 2) 按圖示選中各項(xiàng)： ? 先確認(rèn)硬件連接正確，按如圖點(diǎn)擊 “打開(kāi)文件 ”并在對(duì)話(huà)框內(nèi)找到您要下載的 HEX文 件； ? 按下圖選中兩個(gè)條件項(xiàng)，這樣 可以使您在每次編譯 KEIL時(shí) HEX代碼能自動(dòng)加載到 STCISP，點(diǎn)擊 “Download/下載 ”； ? 手動(dòng)按下電源開(kāi)關(guān)便即可把 可執(zhí)行文件 HEX寫(xiě)入到 單片機(jī) 內(nèi)，如圖 25是正在寫(xiě)入程序截圖； 如下圖 25是將溫度檢測(cè)儀程序成功燒錄到單片機(jī)中的情況 圖 25 STCISP程序燒錄 使用說(shuō)明 接上電源，按下電源鍵，即藍(lán)白自鎖開(kāi)關(guān)，此時(shí)數(shù)碼管將顯示一段數(shù)字，隨后才顯示采集的溫度，開(kāi)始顯示的一段數(shù)字為開(kāi)機(jī) LOGO。并且此期間蜂鳴器也會(huì)發(fā)響，此過(guò)程大約維持兩秒鐘左右。此過(guò)程結(jié)束后，數(shù)碼管將顯示 DS18B20溫度傳感器上的數(shù)值，如果 DS18B20溫度值增加，即輸入溫度值增加，數(shù)碼顯示的溫度也會(huì)相應(yīng)增加，這就實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)檢測(cè)。按k1鍵時(shí)，數(shù)碼 管上顯示值將增加，增加到你想設(shè)定的值后，再按下 k3確認(rèn)鍵，此時(shí)這個(gè)值將成為設(shè)定溫度的上限，再按 k4上下限切換鍵，之后按 k2鍵，數(shù)碼管上顯示的值又將減小，減小到你想設(shè)定的值后，再按下 k3 確認(rèn)鍵，此時(shí)這個(gè)值將成為設(shè)定溫度的下限。并且按下確認(rèn)鍵后，數(shù)碼管隨即顯示采集到的溫度值。設(shè)定好上下限后，若調(diào)節(jié) DS18B20的溫度，若溫度值不在設(shè)定的上下限之內(nèi)，蜂鳴器馬上會(huì)發(fā)出 “嘟嘟嘟 ”響聲。 18 六、總結(jié) 設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(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。下面我對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程做一下簡(jiǎn)單的總結(jié)。第一，接到任務(wù) 以后進(jìn)行選題。選題是設(shè)計(jì)的開(kāi)端，選擇恰當(dāng)?shù)?、感興趣的題目，這對(duì)于整個(gè)設(shè)計(jì)是否能夠順利進(jìn)行關(guān)系極大。好比走路，這開(kāi)始的第一步是具有決定意義的，第一步邁向何方，需要慎重考慮。否則，就可能走許多彎路、費(fèi)許多周折，甚至南轅北轍，難以到達(dá)目的地。因此，選；題時(shí)一定要考慮好了。第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，好的開(kāi)端就相當(dāng)于成功了一半，到圖書(shū)館、書(shū)店、資料室去雖說(shuō)是比較原始的方式，但也有可取之處的。總之，不管通過(guò)哪種方式查的資料都是有利用價(jià)值的，要一一記錄下來(lái)以備后用。第三，通過(guò)上面的過(guò)程， 已經(jīng)積累了不少資料，對(duì)所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個(gè)基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來(lái)更透徹的分析題目。第四，有了研究方向，就應(yīng)該動(dòng)手實(shí)現(xiàn)了。其實(shí)以前的三步都是為這一步作的鋪墊。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的邏輯關(guān)系等有了一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)以前學(xué)的數(shù)字電路又有了一定的新認(rèn)識(shí)，溫習(xí)了以前學(xué)的知識(shí)，就像人們常說(shuō)的溫故知新，但在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了很多的問(wèn)題，有一些知識(shí)都已經(jīng)不太清楚了，但是通過(guò)一些資料又重新的溫習(xí)了一下數(shù)字電路部分的內(nèi)容。在這次設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)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(tīng)聽(tīng)不同的看法我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師，感謝老師給我這樣的機(jī)會(huì)鍛煉。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)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)程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個(gè)項(xiàng)目還不是很完善，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 19 七、參考文獻(xiàn) [1] 李朝表 .單片機(jī)原理與接口技術(shù) . 北 京 :北京航空航天大學(xué)出版社。 2020. [2] 澎偉 .單片機(jī) C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) 100例 ——基于 8051+Proteus仿真基 . 北京 : 北京電子工業(yè)出版社 .2020. [3] 康華光、陳大欽、張林等 . 北京 :電子技術(shù)基礎(chǔ) .高等教育出版社 .2020.