【正文】 指導(dǎo)教師： 張 * * 2020年 06月 20日中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院課程設(shè)計(jì) I 目錄 1 前言 ........................................................................................................................................ 1 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 ...................................................................................................................... 2 設(shè)計(jì)任務(wù) ..................................................................................................................... 2 設(shè)計(jì)要求 ..................................................................................................................... 2 3 課程設(shè)計(jì)方案及器材選用分析 ............................................................................................ 3 設(shè)計(jì)總體方案 ............................................................................................................. 3 方案論證 ........................................................................................................... 3 方案二的總體 設(shè)計(jì)框圖 ................................................................................... 4 器材選用分析 ................................................................................................................ 4 DS18B20 溫度傳感器 ...................................................................................... 4 AT89S52 單片機(jī)介紹 .................................................................................... 12 軟件流程圖 ............................................................................................................... 15 主程序 ............................................................................................................. 15 讀溫度子程序 ................................................................................................. 15 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 ..................................................................................... 16 計(jì)算溫度子程序 ............................................................................................. 16 4 硬件電路的設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 17 Protel99 SE 軟件介紹 ............................................................................................... 17 Protel99 SE 軟件 ............................................................................................. 17 主控制電路圖 ..................................................................................................18 Proteus 進(jìn)行仿真 ..................................................................................................... 20 Proteus[6]簡(jiǎn)介 .................................................................................................. 20 proteus 仿真圖 ................................................................................................ 20 5 調(diào)試性能及分析 .................................................................................................................. 22 課程設(shè)計(jì)心得 ............................................................................................................................ 24 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 25 附錄： DS18B20 顯示程序 ....................................................................................................... 25 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 1 1 前言 目前， 單片機(jī)已經(jīng)在測(cè)控領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用，它除了可以測(cè)量電信以外，還可以用于溫度、濕度等非電信號(hào)的測(cè)量，能獨(dú)立工作的單片機(jī)溫度檢測(cè)、溫度控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用很多領(lǐng)域。 單片機(jī)是一種特殊的計(jì)算機(jī) ,它是在一塊半導(dǎo)體的芯片上集成了 CPU,存儲(chǔ)器， RAM，ROM，及輸入與輸出接口電路，這種芯片稱為 :單片機(jī)。單片機(jī)已不僅僅局限于小系統(tǒng)的概念，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于家用電器，機(jī)電產(chǎn)品，辦公自動(dòng)化用品，機(jī)器人，兒童玩具，航天器等領(lǐng)域。本次采用 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)基于51 單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)。 該數(shù)字溫度計(jì)利用 AD590 集成溫度傳感器及其接口電路完成溫度的測(cè)量并轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)，經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0804 轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能夠處理的數(shù)字信號(hào)，然后送到單片機(jī) AT89C51 中進(jìn)行處理變換，最后將溫度值顯示在 D D D D1 共 4 位七段碼 LED顯示器上。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 2 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 設(shè)計(jì)任務(wù) 現(xiàn)代社會(huì)生活中，多功能的數(shù)字溫度計(jì)可以給我們的生活帶來(lái)很大的方便； 支持 “ 一線總線 ” 接口的溫度傳感器 簡(jiǎn)化了數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，降低了成本；以美國(guó)MAXIM/DALLAS 半導(dǎo)體公司的單總線溫度傳感器 DS18B20 為核心，以 ATMEL 公司的AT89S52 為控制器設(shè)計(jì)的 DS18B20 溫度控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)溫準(zhǔn)確、具有一定控制功 能的智能溫度控制器。本次采用 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)基于 51 單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)以 AT89C51 單片機(jī)為控制核心，加上 AD590 測(cè)溫電路、 ADC 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、 4 位溫度數(shù)據(jù)顯示電路以及外圍電源、時(shí)鐘電路等組成。課程設(shè)計(jì)要求： ? 5V 供電； ? 溫度采集采用 DS18B20； ? 4 位 LED 顯示； ? 2 個(gè)按鍵； ? 設(shè)計(jì)溫度控制器原理圖，學(xué)習(xí)用 PROTEL 畫出該原理圖，并用 proteus 進(jìn)行仿真； 設(shè)計(jì)和繪制軟件流程圖，用 C 語(yǔ)言進(jìn)行程序編寫；焊接硬件電路，進(jìn)行調(diào)試。 因此，本數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)采用智能溫度傳感器 DS18B20 作為檢測(cè)元件，測(cè)溫范圍為55176。 C，最大分辨率可達(dá) 176。 DS18B20 可以直接讀出被測(cè)量的溫度值，而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)?？傮w電路框圖如下： 圖 系統(tǒng)總體框圖 方案論證 方案一：由于本設(shè)計(jì)是測(cè)溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過(guò)來(lái)，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測(cè)溫度顯示出來(lái)，這種設(shè)計(jì)需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。 方案二：進(jìn)而 考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器 DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求 。 主控制器 STC89C51 驅(qū)動(dòng)顯示電路 DS18B20 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 4 方案二的總體設(shè)計(jì)框圖 溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖 1 所示，控制器采用單片機(jī) AT89S51，溫度傳感器采用 DS18B20，用 3 位 LED 數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。 圖 總體設(shè)計(jì)方框圖 主控制器：?jiǎn)纹瑱C(jī) AT89S51 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口