【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文。究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于萬字。有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標準規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用。錄動態(tài)溫度的變化過程。

　　

【正文】 和轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)而使用集成芯片 MAX6675 實現(xiàn)測量溫度所需要的功能。具體連接方式由圖 362 展現(xiàn)出來。 圖 362 熱電偶和 MAX6675 連接電路 圖中可以看出，熱電偶與集成芯片 MAX6675 的連接非常簡單，具體的連接方式在介紹芯片時已經(jīng)說過了，這里就省略不寫了。接下來我就講一下芯片與單片機的連接，從圖上也可以看到它與單片機之間只有三根線連在一起，這樣就可以實現(xiàn)本設(shè)計對溫度的測量，接在單片機 端口的第 7 引腳 SO 是串行數(shù)據(jù)輸出引腳，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能。三條傳輸線上 全都增加一個電容值為 1nF 的陶瓷電容，這樣做的目的就是為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，同時還可以防止周圍的電磁對其產(chǎn)生一定的干擾 【 4】 。而電源和地之間接了一個值為 的陶瓷電容，這樣就可以減小電源噪聲對芯片測量準確度產(chǎn)生影響 【 4】 。 時鐘與復(fù)位電路設(shè)計 本次關(guān)于單片機的時鐘與復(fù)位電路設(shè)計，用的是使用最廣泛的經(jīng)典電路。 其中時鐘電路用的是單片機內(nèi)部時鐘連接方式，復(fù)位電路用的是按鍵復(fù)位電路 【 9】 。具體連接方式由圖 363 展現(xiàn)出來。 基于熱電偶溫度傳感器的動態(tài)溫度實時測量記錄系統(tǒng)設(shè)計 22 圖 363 單片機時鐘與復(fù)位電路 圖中可以看出，本設(shè)計是由振 蕩頻率為 的晶振 【 9】 和 2 個一模一樣的容值為 30PF 的陶瓷電容相互配合共同完成了時鐘電路的設(shè)計。相同的，按鍵復(fù)位電路中也是用到了電容值為經(jīng)典的 10uF 電解電容通過復(fù)位引腳端 RST 與 +5V 電源連接、和一個值為 2K 歐姆的電阻以及一個最為重要的、不可缺少的按鍵來共同構(gòu)成，實現(xiàn)復(fù)位操作的。 實時電路設(shè)計 本次時間的出現(xiàn)用的是使用最廣泛的也是非常非常經(jīng)典一種電路連接方式。具體的連接方式如圖 364。 圖 364 時間顯示連接電路 圖中可以看出，時間的顯示靠的是非常經(jīng)典的一種芯片 DS1302 來完成的。它是一種多重優(yōu)勢于一身的集成芯片，使用廣泛、性能高、功耗低、自帶存儲器、工作電壓范基于熱電偶溫度傳感器的動態(tài)溫度實時測量記錄系統(tǒng)設(shè)計 23 圍廣、掉電保護 它可以準確及時的計算出當前的時間，并且通過編程可以實現(xiàn)對年、月、日、星期、時、分、秒的調(diào)整， 已完全達到本次設(shè)計所要的目的 。該芯片可以計算閏年，實現(xiàn)年份準確顯示。 除此之外，該芯片還可以（在突發(fā)方式下）一次傳送多個的 Random Access Memory(RAM)數(shù)據(jù)或字節(jié)的時鐘信號 【 6】 。 接在 DS1302 的 X1 和 X2 引腳之間的晶振是 的晶振， DS1302 的第五引腳接在單片機的 引腳上、第六引腳接在單片機的 引腳上、第七引腳接在單片機的 引腳上， VCC2 接上直流 +5V 的電源電壓， VCC1 接兩節(jié)干電池。 鍵盤電路設(shè)計 一、鍵盤的兩大分類： 二、跟據(jù)網(wǎng)上和所學(xué)課本查的資料資料我了解到非編碼鍵盤可以分為： 。 因為本次設(shè)計需要的按鍵是 16 個，獨立式鍵盤被否定的主要原因 I/O 口占線問題，取而代之的是矩陣式鍵盤。 本次設(shè)計用到的就是最為經(jīng)典的一種即矩陣式鍵盤。 44 矩陣鍵盤與單片機相連只需 8 條線（行連 接線數(shù)和列連接線數(shù)數(shù)目和）。這種方式最突出的優(yōu)點就是占 I/O 口線少，所以被廣泛應(yīng)用于需要按鍵較多的場合。 基于熱電偶溫度傳感器的動態(tài)溫度實時測量記錄系統(tǒng)設(shè)計 24 圖 365 鍵盤電路 圖中可以很清晰的看到此次設(shè)計的并不僅僅只有鍵盤，還包括 2 個常見的芯片74LS04 和 74LS30。 在這里，我先說明一下 74LS04 芯片，它是 14 引腳的非門（ NOT）專用芯片，其中有兩個引腳是第 14 引腳接電源和第 7 引腳接地，其余十二個構(gòu)成了 6 個非門。圖片中 1引腳代表的是非門的輸入端，二為輸出端與單片機的外部中斷 0 引腳連接。 芯片 74LS30 是 14 引腳的 8 輸入與非門，和 74LS04 芯片一樣其中的兩個引腳第 14引腳接電源和第 7 引腳接地， 1~ 11 和 12 引腳是 8 個輸入端分別連接在控制器的 P2口和鍵盤行列線之間。 這十六個鍵分別代表數(shù)字零到九，有兩個鍵用來做停止和恢復(fù)數(shù)據(jù)采樣，還有三個鍵用來調(diào)節(jié)時間，最后一個鍵用來做調(diào)用溫度。當按下最后一個鍵時，就進入調(diào)用子程序，光標放在時間的時的位置上，計數(shù)器開始計數(shù)，每按下一個鍵，光標下移計數(shù)器的值就加一，當記到有六個鍵被按下時，就找到記錄數(shù)據(jù)的地址然后和記錄的數(shù)據(jù)依次進行比較，如果相同，就把這一部分數(shù)據(jù)顯示出來，即為所要的值。 鍵盤最最常用的兩種 工作原理其中之一就是掃描法。還有一種在我看來并不是很受歡迎的方法那就是線反轉(zhuǎn)法。 在這里主要介紹本次設(shè)計用到的掃描法識別鍵盤的過程。 。所有列線先被置為 0，讀行線狀態(tài)是否都為高電平（ 1）。如果不全基于熱電偶溫度傳感器的動態(tài)溫度實時測量記錄系統(tǒng)設(shè)計 25 為 1，則有鍵閉合，否則無鍵按下。 。先讓某一列被置為低電平（ 0），其余列均為高電平（ 1）。假設(shè)此時是鍵 3 被按下，當把第一列置為低，其余列均為高，此時第一列行線均為高；當把第二列置低，其余列均為高，發(fā)現(xiàn)第一行的行線仍未高；一直到把第四列置為低，其余列均為高時，會發(fā)現(xiàn)此時的行線變?yōu)榈停纱司涂?以知道是鍵 3 按下。 括而言之，我認為掃描法所用的工作方式就是： （ 1）某一列先被置為低電平（ 0），其余列均被置為高電平（ 1）。 （ 2）依次對各行線電平進行檢查，然后觀察電平是否由 1 變?yōu)?0，若是某一行線電平由 1 變?yōu)?0，這時我們就可以確定被按下的鍵就在這一行和這一列相互連接的地方。知道是哪個鍵閉合后 , 就可以讀入相應(yīng)的鍵值 , 然后再調(diào)轉(zhuǎn)到對應(yīng)鍵的處理子程序，實現(xiàn)設(shè)定的功能。 鍵盤工作方式可以是 在這里主要結(jié)合上圖來介紹本次設(shè)計用到的中斷掃描方式。當沒有任何一 個鍵按下時，芯片 74LS30 輸出電平為 0，然后經(jīng)過芯片 74LS04 的一個非門后，輸出為 1，控制器這時是不會響應(yīng)該中斷請求的。然而，只要有一個鍵按下啦， 8 輸入與非門芯片 74LS30的一個輸入端就會變成低電平，這時，芯片輸出的就是高電平，然后經(jīng)過芯片 74LS04的一個非門后，輸出為 0，就會向外部中斷 0 發(fā)出中斷請求，單片機響應(yīng)該請求，然后掃描并識別出被按下的鍵盤，繼而跳轉(zhuǎn)到與該按鍵相對應(yīng)的鍵盤子程序地址，執(zhí)行相應(yīng)程序。 綜合上面所講的，可以總結(jié)出實現(xiàn)這種方式的 3 個步驟： （ 1）中斷時進行掃描 （ 2）掃描法確定按鍵 （ 3）進入按鍵對應(yīng)的地址去執(zhí)行 顯示電路設(shè)計 關(guān)于顯示電路的設(shè)計，目前出現(xiàn)的有數(shù)碼管顯示和液晶屏顯示。在這里主要介紹的是本次設(shè)計用到的液晶屏顯示。因為要達到實時顯示記錄溫度值的效果，然而，數(shù)碼管基于熱電偶溫度傳感器的動態(tài)溫度實時測量記錄系統(tǒng)設(shè)計 26 的顯示方式顯然很難做到這一點，即使可以達到這樣的效果，用到的數(shù)碼管數(shù)量就非常的可觀了，即使這樣，出來的東西也是遠遠比不得顯示屏的，相對于數(shù)碼管來說，使用顯示屏顯示更加的直觀，這樣做還省卻了不少繁雜的步驟，所以采用的是液晶屏作為本次設(shè)計所需要的顯示電路。 圖 366 顯示電路 圖中可以很清晰的看到此 次設(shè)計的電路具體連接方式。 LCD 顯示屏的 8 個數(shù)據(jù)管腳與控制器的 P0 口連在一起，進行數(shù)據(jù)傳輸。本次設(shè)計因為既要出來時間又要出來溫度，而數(shù)據(jù)又只能從 P0 口傳數(shù)，所以采用了分時復(fù)用的設(shè)計思想，巧妙地達到想要的效果。 4 系統(tǒng)軟件流程設(shè)計 本系統(tǒng)的軟件工作流程首先要對所用芯片進行初始化處理，處理之后開始進行溫度數(shù)據(jù)的采集，采集之后再使用 MAX6675 芯片對采集到的溫度數(shù)據(jù)在內(nèi)部進行 AD 轉(zhuǎn)換、冷端補償、內(nèi)部校正工作；然后將轉(zhuǎn)換后得到的 16 位數(shù)據(jù)經(jīng)過處理可提取出 12 位有效溫度數(shù)字量，最后把轉(zhuǎn)換后的串行數(shù)據(jù)送給單片機 ，單片機把數(shù)據(jù)送給 LCD1602，這樣就可以在上面呈現(xiàn)出來測量的溫度；定時器 1S 中斷一次記錄數(shù)據(jù)。與此同時，芯 DS1302用來顯示實時動態(tài)溫度的數(shù)據(jù)的實時時間，接下來，本設(shè)計系統(tǒng)會利用分時復(fù)用的方法基于熱電偶溫度傳感器的動態(tài)溫度實時測量記錄系統(tǒng)設(shè)計 27 把時間 LCD1602 顯示屏上顯示出來。除此之外，用戶還可以通過按鍵對時間進行調(diào)整以確保達到時間的準確性，還可以通過矩陣鍵盤調(diào)用出已經(jīng)記錄的數(shù)據(jù)進行觀察。 主程序流程圖 基于熱電偶溫度傳感器的動態(tài)溫度實時測量記錄系統(tǒng)設(shè)計 28 中斷子程序流程圖 基于熱電偶溫度傳感器的動態(tài)溫度實時測量記錄系統(tǒng)設(shè)計 29 按鍵子程序流程圖 基于熱電偶溫度傳感器的動態(tài)溫度實時測量記錄系統(tǒng)設(shè)計 30 5 Proteus 仿真 仿真原理圖： 基于熱電偶溫度傳感器的動態(tài)溫度實時測量記錄系統(tǒng)設(shè)計 31 結(jié)束語 對我來言，這次的畢業(yè)設(shè)計可以說是有著非常非常重要的意義的，為了設(shè)計，我?guī)缀蹩梢哉f是把以前已經(jīng)學(xué)過的知識從頭到尾都又看了一遍。這次設(shè)計的題目涉及到的知識點既有硬件又有軟件；既有單片機又有傳感器。 首先是溫度采集部分，本來我的打算是用模擬電路設(shè)計的，但是在設(shè)計過程中才發(fā)現(xiàn)熱電偶是需要冷端補償?shù)模鷵?jù)路立平老師提供的資料和我在網(wǎng)上查到的相關(guān)的東西來看，我發(fā)現(xiàn)溫度補償電路的設(shè)計實在是太過復(fù)雜了，而且設(shè)計后還不能夠有效的保證可以實現(xiàn)這一功能，后來，在書上找到了芯片 MAX6675，我感覺我的所有煩 惱全被它解決了，我的整個狀態(tài)都很好，甚至開始有些沾沾自喜。 接下來是溫度顯示部分，剛開始我因為并不是十分理解這次課題要實現(xiàn)的功能，以為只要實現(xiàn)溫度的顯示就可以了，所以我選擇的是用數(shù)碼管顯示。在與老師的交流中才發(fā)現(xiàn)自己設(shè)計的數(shù)碼管顯示模塊根本就忘了設(shè)計驅(qū)動電路，整個系統(tǒng)完全就沒法顯示。老師說不僅僅是數(shù)碼管驅(qū)動問題，而是數(shù)碼管只能顯示出溫度，無法實現(xiàn)實時檢測記錄溫度，可以考慮用顯示屏。最后，在老師的建議下，我開始查看有關(guān)液晶顯示的模塊問題，然后經(jīng)過和同伴們的探討，決定使用6021LCD作為顯示模塊的電路。 然后是鍵盤設(shè)計部分，按照我的想法，我本來是想和網(wǎng)絡(luò)上的很多設(shè)計一樣用 3 個獨立的按鍵：一個用來做停止采樣轉(zhuǎn)而去調(diào)用記錄的溫度第二個用來做倍乘鍵，分別是 （ 1）如果不按第二個鍵，而是直接按第三個鍵，當這時候如果每按一下第三個鍵，那么顯示出來的就是在當前時間的基礎(chǔ)上，每次都倒退 1 秒所記錄的溫度； （ 2）按一下是 X5 擋，即這時候如果沒次按一下第三個鍵，那么顯示出來的就是在當前時間的基礎(chǔ)上，每次都倒退 5 秒所記錄的溫度； （ 3）按兩下時是 X5 擋，即這時候如 果按一下第三個鍵，那么顯示出來的就是倒退5 秒時所記錄的溫度；按一下是 X10 擋，即倒退 5 秒顯示記錄溫度； 以此類推，就可以實現(xiàn)對記錄的溫度進行調(diào)用和查看。這時，路老師提出了一個問題，把我問的瞬間說不出話來，路老師說，本次設(shè)計要求的是動態(tài)實時記錄的，你這樣的設(shè)計是無法體現(xiàn)出這一點的，可以考慮用別的方法來實現(xiàn)。當在鍵盤上按出時間時，就調(diào)出這個時間記錄的溫度，我經(jīng)過和同伴們的商議，最后決定用 4 乘 4 的矩陣式鍵盤作為本次設(shè)計的鍵盤部分。 最后就來說說流程圖部分，老師在看過初稿后也給出了比較有用的建議。當把鍵盤基于熱電偶溫度傳感器的動態(tài)溫度實時測量記錄系統(tǒng)設(shè)計 32 設(shè)計好后， 對它的使用就有很多不同思想，原本我是想著用不斷掃描的方法判斷按鍵到底有沒有被按下，老師看到后說這樣 CPU 太累了，可以考慮看看使用中斷掃描。在查找好資料后，我也是非常贊同，同樣也很感謝老師給出的這個設(shè)計思路，最后在設(shè)計時就用了中斷掃描。 基于熱電偶溫度傳感器的動態(tài)溫度實時測量記錄系統(tǒng)設(shè)計 33 致 謝 在設(shè)計時，我也遇到許多令人不忍直視問題。這才發(fā)現(xiàn)原來自己已經(jīng)把以前學(xué)過的知識忘得差不多了，對自己很是無語。比如電路圖的畫法，我用的是以前學(xué)過的 Altiun Design ,真是到要用的時候才會發(fā)現(xiàn)自己知道的是多么粗 淺，沒辦法只好把那本書拿過來從頭到尾又看了一遍，最后終于像模像樣的設(shè)計好了。比如電路原理圖接法，真是幾乎不記得該怎么接了，沒辦法只得翻看單片機原理這本書。 在老師的指導(dǎo)下，我最后完成了本次設(shè)計?？偟膩碚f，這次的設(shè)計離不開老師的精心指導(dǎo)，認真負責(zé)的講解。同樣的，本次設(shè)計也和我的兩個同伴有著不可缺少的關(guān)系。在最后，我要對我的指導(dǎo)老師路立平老師表示感謝，謝謝您的指導(dǎo)和建議，它對我來說有著非常重要的作用，也正因為有了您的幫助，我才能順利完成本次論文的設(shè)計。 雖然設(shè)計出來的東西沒能達到自己心目中的效果，但我認為無論做什 么事情，重要的不是結(jié)果，而是完成事情的過程。真的非常感謝室友們的諒解和同伴的幫助。還有最重要的，在這里我要對我的指導(dǎo)老師說一聲：“路 老師，您辛苦了！ ”。因為路老師并不是像別的老師一樣每次指導(dǎo)都只挑自己上課時間前后幾分鐘講解