畢業(yè)設(shè)計(jì)論文_基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2024-09-11 19:44本頁(yè)面
【正文】 所示 ： 圖 DS18B20 的測(cè)溫電路 按鍵模塊設(shè)計(jì) 利用單片機(jī)的 IO 口實(shí)現(xiàn)按鍵的中斷輸入。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。開漏單總線接口引腳。 DS18B20 管腳排列如表 31所示。本系統(tǒng)的晶振電路如圖 所示： R11 0 kC31 0 u F圖 復(fù)位電路圖 C43 0 p fC53 0 p fX2CR Y S T A L畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 _基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 圖 晶振電路圖 DS18B20 芯片簡(jiǎn)介 DS18B20 主要由 4部分組成： 64 位 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。電容 C1 和 C2 的主要作用是幫助振蕩器起振，且振蕩器大小對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用，在 80C51 系列中電容的大小 30 皮法。 在單片機(jī)的 TXAL TXAL1之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，可以和單片機(jī)內(nèi)部的振蕩器構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，這就是單片機(jī)的晶振電路。本系統(tǒng)的復(fù)位電路采用上電復(fù)位方式。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。以 4 位數(shù)碼管為顯示器件，利用單片機(jī)的 P0 口和電阻排來(lái)驅(qū)動(dòng)4 位數(shù)碼管的顯示；利用單片機(jī)的 來(lái)驅(qū)動(dòng)溫度傳感器 DS18B20 測(cè)溫；報(bào)警電路利用三極管放大作用驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警；按鍵是利用單片機(jī)的 P1 口和上拉 電阻來(lái)驅(qū)動(dòng)工作 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 復(fù)位電路有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案框圖如圖 所示 圖 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案框圖 本設(shè)計(jì)采用的是 AT89C52 單片機(jī)為核心的數(shù)字溫度計(jì)，包含了利用溫度傳感器 DS18B20的測(cè)溫電路、外接鍵盤、顯示電路、報(bào)警電路、復(fù)位電路和晶振電路。 本設(shè)計(jì)將利用 DS18B20 智能溫度傳感器和單片機(jī)小系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度采集系統(tǒng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 _基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 1．設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 本課題的研究方法是利用單片機(jī)和數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 設(shè)計(jì)一臺(tái) 數(shù)字溫度計(jì)。單片機(jī)作為主控制器，數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 作為測(cè)溫元件，傳感器 DS18B20 可以讀取被測(cè)量溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而用 4 位共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管來(lái)顯示轉(zhuǎn)換后的溫度值，可以設(shè)定溫度的上下限報(bào)警功能， 實(shí)現(xiàn)報(bào)警提示。并設(shè)計(jì)一個(gè)人機(jī)接口電路：鍵盤采用獨(dú)立按鍵（功能自定義），顯示器采用共陰極 4位 LED顯示。以 DS18B20 為主要測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 復(fù)位電路 晶振電路 測(cè)溫電路 顯示電路 報(bào)警電路 按鍵電路 測(cè)溫模塊 顯示模塊 報(bào)警模塊 按鍵模塊 系統(tǒng)調(diào)試 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 _基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 溫元件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度值。上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，只要電源 VCC 的上升時(shí)間不超過(guò) 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。其中，按鍵電平復(fù)位是通過(guò)使復(fù)位端經(jīng)電阻與 VCC 電源接通而實(shí)現(xiàn)的，而按鍵脈沖復(fù)位則是利用 RC 微分電路產(chǎn)生的正脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 復(fù)位 電路圖如圖 所示： 晶 振電路設(shè)計(jì) 對(duì)于每個(gè)系統(tǒng)工程的晶振電路，都是用于單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)只有在時(shí)鐘信號(hào)的控制下，其各部件之間才能協(xié)調(diào)一致工作，時(shí)鐘信號(hào)控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。這種方式稱之為內(nèi)部的時(shí)鐘源方式。另外，振蕩器的頻率只要由石英晶振的頻 率來(lái)決定本次設(shè)計(jì)選用 12MHz。 DS18B20 外形及管腳排列如圖 33所示 [5]。 表 31 DS18B20 引腳定義： 序號(hào) 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號(hào) 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提 供電源。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。另外需要一個(gè)與門實(shí)現(xiàn)與中斷端口的連接。當(dāng)按下K1 鍵一次時(shí)，進(jìn)入溫度報(bào)警上線調(diào)節(jié)，此時(shí)顯示軟件設(shè)置的溫度報(bào)警上線，按 K2 或 K3 分別對(duì)報(bào)警溫度進(jìn)行加一或減一。當(dāng)?shù)谌伟聪?K1 鍵時(shí)，2 7 . 0DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 0畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 _基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 退出溫度報(bào)警線設(shè)置。按鍵模塊電路如圖 圖 按鍵模塊電路圖 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 三極管 8550 驅(qū)動(dòng)蜂鳴器：報(bào)警電路如圖 所示三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器 BUZ1。四位數(shù)碼管的顯 示電路如圖 所示，從左到右依次是百位，十位，個(gè)位，十分位。 主程序流程圖 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(cè)量的當(dāng)前溫度值，溫度測(cè)量每 1s 進(jìn)行一次。 234567891R P 1RE S P A C K 8R62 5 0 R72 5 0 R82 5 0 R92 5 0調(diào)用顯示子程序 調(diào)用報(bào)警子程序 初始化 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 讀出溫度值溫度計(jì)算出來(lái)顯示數(shù)據(jù)tgtgtgtgrbbbb 刷新刷新 讀取溫度 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 _基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 圖 主程序流程圖 讀出溫度子程序 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)需進(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)換命令子程序流程圖如圖 所示： 圖 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖 計(jì)算溫度子程序 計(jì)算溫度子程序?qū)?RAM 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，其程序流程圖如圖 所示。程序流程圖如圖 所示。當(dāng)按下 K1 鍵一次時(shí)，進(jìn)入溫度報(bào)警上線調(diào)節(jié)，此時(shí)顯示軟件設(shè)置的溫度報(bào)警上線，按 K2 或 K3 分別對(duì)報(bào)警溫度進(jìn)行加一或減一。當(dāng)?shù)谌伟聪?K1 鍵時(shí)，退出溫度報(bào)警線設(shè) 置。如下圖 所示。 采用 protues 軟件對(duì)電路仿真，可以得到預(yù)期效果。溫度傳感器的仿真效果圖如圖 所示，此圖驗(yàn)證了傳感器的溫度與數(shù)碼管顯示的數(shù)字一致。 圖 上限溫度報(bào)警值設(shè)置仿真 圖 下限溫度報(bào)警值設(shè)置仿真 初始置零仿真 K3K2K1C13 0 p fC23 0 p fX1CR Y S T A LR11 0 kC31 0 u FR24 .7 kR34 .7 kR44 .7 kX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 7
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