基于stc12c5410ad的溫度測量設(shè)計-展示頁
2025-01-25 14:08本頁面
【正文】 電源本設(shè)計使用自制穩(wěn)壓電源，由于STC12C5410AD單片機(jī)、DS18B20以及MAX232等元件的工作電壓均為5V，故使用5V穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓芯片選用LM7805。 報警模塊本設(shè)計可以實現(xiàn)溫度上下限報警，使用一個蜂鳴器發(fā)出警報。有：獨立式按鍵結(jié)構(gòu)、矩陣式按鍵結(jié)構(gòu)。 編碼鍵盤：由硬件邏輯電路完成必要的鍵識別工作與可靠性措施。鍵盤分兩大類：編碼鍵盤和非編碼鍵盤。 顯示模塊在本設(shè)計中使用4位共陰數(shù)碼管作為顯示模塊，其特點是使用簡單，功耗小，所需的電路及顯示程序也比較簡單，缺點是顯示的位數(shù)有限，并且引腳比較多，接線比較復(fù)雜。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。當(dāng)DS18B20處于寫存儲器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時間最大為10us。DS18B20的性能特點如下：獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進(jìn)行通信；多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能無須外部器件；可通過數(shù)據(jù)線供電，~；零待機(jī)功耗；溫度以9或12位數(shù)字；用戶可定義報警設(shè)置；報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；負(fù)電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；DS18B20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時DS18B20的1腳接地，2腳作為信號線，3腳接電源。我們的設(shè)計是測量室溫，其信號是個緩變信號，18B20完全可以勝任。C，℃內(nèi)，體積小巧，單線制連接，通過串行方式發(fā)送數(shù)據(jù)，節(jié)省單片機(jī)I/O資源，而且功耗極低，可以單線制供電。溫度傳感器PT100，測量精度高，但是同樣需要外圍電路支持，然后進(jìn)行AD轉(zhuǎn)化，考慮到簡化電路，提高系統(tǒng)運行可靠性，以及經(jīng)濟(jì)性(一片ADC0809大約需要1520元)，我們采用以下數(shù)字式溫度傳感器DS18B20。STC12C5410系列單片機(jī)是由宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期（1T）的兼容8051內(nèi)核單片機(jī)，是高速/低功耗的新一代8051單片機(jī)，全新的流水線/精簡指令集結(jié)構(gòu)，內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。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，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。圖2 Keil uVision3 Protues簡介Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。這種方法必將成為以后FPGA開發(fā)的主流方法。一旦設(shè)計被綜合并下載到NanaBoard，設(shè)計者就可利用JTAG通信技術(shù)對任何核進(jìn)行通信和控制。4．豐富的虛擬儀器。2．豐富的原理圖庫，有大量的預(yù)綜合元件，包括處理器。并集成了現(xiàn)代設(shè)計數(shù)據(jù)管理功能,使得Altium Designer成為電子產(chǎn)品開發(fā)的完整解決方案－一個既滿足當(dāng)前，也滿足未來開發(fā)需求的解決方案。 摘 要 3關(guān)鍵詞 3Abstract 3Keywords 3引言 3設(shè)計軟件簡介 4 Altium designer簡介 4 Keil簡介 4 Protues簡介 5數(shù)字溫度計設(shè)計方案論證 6 微處理器部分 6 溫度傳感器 6 顯示模塊 7 鍵盤模塊 7 報警模塊 7 穩(wěn)壓電源 8硬件系統(tǒng)設(shè)計 8軟件設(shè)計 11 主程序框圖 11 溫度測量子程序框圖 12系統(tǒng)調(diào)試 13 硬件調(diào)試 13 系統(tǒng)仿真 14小結(jié) 14附件： 15A、程序代碼 15B、謝辭 24C、參考資料 25 設(shè)計軟件簡介 Altium designer簡介Altium designer是澳大利亞Altium公司發(fā)布的一款電路設(shè)計軟件，它提供了唯一一款統(tǒng)一的應(yīng)用方案，其綜合電子產(chǎn)品一體化開發(fā)所需的所有必須技術(shù)和功能。Altium Designer 在單一設(shè)計環(huán)境中集成板級和FPGA系統(tǒng)設(shè)計、基于FPGA和分立處理器的嵌入式軟件開發(fā)以及PCB版圖設(shè)計、編輯和制造。它的主要特點有：1．支持不依賴于FPGA廠商即各個廠商通用的數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)。3．在工程的設(shè)計和調(diào)試階段都支持原理圖導(dǎo)向設(shè)計方法。5．為了方便在FPGA上設(shè)計嵌入式系統(tǒng)，Altium Designer完全綜合了Altium獨特的基于FPGA的現(xiàn)場設(shè)計開發(fā)板——NanaBoard（Nanolevel Breadoard）和一系列的混合到原理圖層的FPGA物理設(shè)備。6．支持軟硬件并行開發(fā)，克服以往嵌入式系統(tǒng)軟硬件開發(fā)的串行開發(fā)形式中的缺點。本設(shè)計過程中使用的版本是Altium Designer Summer 圖1 Altium Designer Summer Keil簡介Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。掌握這一軟件的使用對于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。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。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、ARM、8086和MSP430等，2010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。 sp3數(shù)字溫度計設(shè)計方案論證 微處理器部分 受課程設(shè)計要求的限制，微處理器部分使用STC12C5410AD單片機(jī)。其主要性能特點如下：1．增強(qiáng)型1T流水線/精簡指令集結(jié)構(gòu)8051CPU2．工作頻率范圍：0‐35MHz，相當(dāng)于普通8051的0‐420MHz3．通過I/O口（27/23個），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開漏4．ISP（在系統(tǒng)可編程）/ASP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器5．可通過串口（）直接下載用戶程序6．內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（外部晶振20M以下時，可省外部復(fù)位電路）7．時鐘源：外部高精度晶體
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