【正文】 傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣等特點(diǎn)，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。（9）XTAL1振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。如 EA 端為高電平（接 VCC 端） ，CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H—FFFFH） ，EA 端必須保持低電平（接地） 。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 PSEN 信號(hào)。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無(wú)效。 如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。（6）ALE/PROG當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。（5）RST復(fù)位輸入。P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能。對(duì) P3 口寫(xiě)入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。（4）P3 口P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVXRI 指令）時(shí)，P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。對(duì)端口 P2 寫(xiě)“1” ，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。Flash 編程和程序校驗(yàn)期間，P1 接收低 8 位地址。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。（2）P1 口P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。第三不封 硬件設(shè)計(jì) 7圖 PDIP 封裝的 AT89C52 引腳圖（1）P0 口P0 口是一組 8 位漏極開(kāi)路型雙向 I/O 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。P0～P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0 端口（32～39 腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與 N1 的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為 IR 輸入端，10 腳和 11 腳定義為 I2C 總線控制端口，分別連接 N1 的 SDAS（18 腳）和SCLS（19 腳）端口，12 腳、27 腳及 28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。RST（9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。功能包括對(duì)會(huì)聚主 IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM 及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào) IR 的接收解碼及與主板 CPU 通信等。圖 單片機(jī)小系統(tǒng)電路數(shù)字顯示溫度計(jì)的設(shè)計(jì)6 AT89S51 單片機(jī)的主要特性：（1）兼容 MCS51 指令系統(tǒng)，4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器；（2）8k 可反復(fù)擦寫(xiě)(大于 1000 次）Flash ROM；（3）壽命為 1000 次寫(xiě)/擦周期，數(shù)據(jù)保留時(shí)間可 10 年以上；（4）全靜態(tài)工作模式：0Hz33Hz；（5）三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定；（6）128*8 位內(nèi)部 RAM，32 可編程 I/O 線；（7）兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，6 個(gè)中斷源；（8）全雙工串行 UART 通道，低功耗的閑置和掉電模式；（9）低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能；(10）有 PDIP、PQFP、TQFP 及 PLCC 等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。該器件是 INTEL 公司生產(chǎn)的MCS 一 5l 系列單片機(jī)中的基礎(chǔ)產(chǎn)品，采是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元，AT89S51 單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。圖 總體設(shè)計(jì)框圖 所用主要元器件單片機(jī) AT89S51 一個(gè)，溫度傳感器 DS18B20 一個(gè)，12MHz 晶振一個(gè)，LCD12864 個(gè)，蜂鳴器一個(gè)，電源一個(gè)，排阻一個(gè)，三極管一個(gè)，USB 一個(gè)， ，電阻電容及導(dǎo)線若干。這樣,測(cè)溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡(jiǎn)單,體積也不大。在0—100攝氏度時(shí)，最大線形偏差小于1攝氏度。便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路。該電路經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)分析、繪圖、仿真調(diào)試、制板、焊接等工作后溫度計(jì)成形。 總體設(shè)計(jì)框圖本系統(tǒng)采用單片機(jī)作為微控制器，如圖 ，分為：測(cè)溫電路，顯示電路,報(bào)警電路，復(fù)位電路。單片機(jī)把采集到的溫度進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換后，顯示電路采用 LCD 液晶顯示器以動(dòng)態(tài)掃描法直讀顯示。硬件電路主要包括主控制器，測(cè)溫電路和顯示電路等?！妫?dāng)溫度高于 55℃或低 35℃于程序設(shè)定值時(shí)，報(bào)警電路就會(huì)發(fā)出報(bào)警，并且在 LCD 液晶屏第二行溫度值的后面顯示出高溫超限或低溫超限。工業(yè)生產(chǎn)控制中用數(shù)字溫度計(jì)可清晰顯示溫度來(lái)防止元?dú)饧Щ驌p壞等不必要的非人為損失，對(duì)做好車(chē)間機(jī)器維修與保養(yǎng)起很重要的作用。開(kāi)發(fā)此產(chǎn)品后也可方便應(yīng)用安裝在小至家庭大到工廠車(chē)間，小至一個(gè)芯片大到一個(gè)機(jī)械設(shè)備。本設(shè)計(jì)課題的研究可以應(yīng)用領(lǐng)域生產(chǎn)、生活等很多領(lǐng)域。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)（ATE_）的結(jié)晶。數(shù)字顯示溫度計(jì)的設(shè)計(jì)2模擬集成溫度傳感器/控制器，集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝制成的，因此亦稱(chēng)硅傳感器或單片集成溫度傳感器。因此本設(shè)計(jì)就嘗試通過(guò)編程與芯片的結(jié)合來(lái)解決傳統(tǒng)數(shù)字溫度計(jì)的弊端，設(shè)計(jì)出新型數(shù)字溫度計(jì)。本設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫精確，數(shù)字顯示，適用范圍寬等特點(diǎn)，主要用于對(duì)測(cè)溫比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所或科研實(shí)驗(yàn)室使用，可廣泛用用于工業(yè)控溫系統(tǒng)、溫度計(jì)、消費(fèi)產(chǎn)品以及其它溫度測(cè)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻為溫度敏感元件。目前溫度計(jì)的發(fā)展很快，從原始的玻璃管溫度計(jì)發(fā)展到了現(xiàn)在的熱電阻溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)、數(shù)字溫度計(jì)、電子溫度計(jì)等等，溫度計(jì)中傳感器是它的重要組成部分，它的精度、靈敏度基本決定了溫度計(jì)的精度、測(cè)量范圍、控制范圍和用途等。目錄 i單片機(jī)AT89S52數(shù)字顯示溫度計(jì)畢業(yè)論文目 錄一. 緒論 .............................................................1 研究背景 ........................................................1 研究現(xiàn)狀 ........................................................1二. 總體設(shè)計(jì)方案 .....................................................3 設(shè)計(jì)思路 ........................................................3 總體設(shè)計(jì)框圖 ....................................................3 所用材料 ........................................................4三. 硬件設(shè)計(jì) .........................................................5 單片機(jī)的選擇 ....................................................5 溫度傳感器的選擇 ................................................9 溫度檢測(cè)電路 ...................................................16 溫度報(bào)警電路 ...................................................17 復(fù)位電路 .......................................................18 時(shí)鐘電路 .......................................................19 顯示電路 .......................................................20 主電路原理圖 ...................................................21四. 軟件設(shè)計(jì) ........................................................23 概述 ...........................................................23 主程序模塊 .....................................................23 各模塊流程設(shè)計(jì) .................................................24 報(bào)警模塊流程 ...................................................27五. 仿真 ............................................................29 PROTEUS 介紹 ...................................................29 ALTIUM DESIGNE 介紹 ............................................30目錄ii .........................................................33 焊接 ...........................................................33 調(diào)試 ...........................................................33七. 總結(jié)與體會(huì) ......................................................35致謝 ................................................................37參考文獻(xiàn) ............................................................39附錄 ................................................................41第一部分 緒論 1第一部分 緒論 研究背景隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實(shí)現(xiàn)，人們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中會(huì)越來(lái)越關(guān)注精密而實(shí)用的儀器，能夠獨(dú)立工作的溫度檢測(cè)和顯示系統(tǒng)應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。其中數(shù)字溫度計(jì)就是一個(gè)典型的例子，但人們對(duì)它的要求越來(lái)越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活等提供更好更方便快捷的設(shè)施就需要從單片機(jī)技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。傳感器應(yīng)用極其廣泛，目前已經(jīng)研制出多種新型傳感器。熱敏電阻的成本低，但需后續(xù)信號(hào)處理電路，而且可靠性相對(duì)較差，測(cè)溫準(zhǔn)確度低，檢測(cè)系統(tǒng)也有一定的誤差。目前，該產(chǎn)品已在溫控系統(tǒng)中得到了廣泛使用。 研究現(xiàn)狀溫度傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀：溫度傳感器使用范圍廣，數(shù)量多，居各種傳感器之首，其發(fā)展大致經(jīng)歷了以下 3 個(gè)階段： 傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器（含敏感元件）——熱電偶傳感器,主要是能夠進(jìn)行非電量和電量之間轉(zhuǎn)換。智能溫度傳感器。智能溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、A/D 傳感器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和接口電路。對(duì)于家用電器從洗衣機(jī)、微波爐到音響等等到處都可以用到溫度控制器來(lái)方便大家的日常生活。例如在家庭客廳臥室等必要地方顯示室溫，可防止家里食物是否變質(zhì)及早采取措施。第二章 總體設(shè)計(jì)方案 3第二部分 總體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)是一個(gè)基于單片機(jī) AT89S51 的數(shù)字溫度計(jì)和溫度傳感器 DS18B20 的設(shè)計(jì)，用來(lái)測(cè)量環(huán)境溫度，測(cè)量范圍為 0～120℃，顯示分辨率為 ℃，誤差≤177。整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要包括硬件電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。主控制器采用單片機(jī) AT89C51，溫度傳感器采用美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 DS18B20 來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度的采集和 A/D 轉(zhuǎn)換，同時(shí)因其輸出為數(shù)字形式，且為串行輸出，這就方便了單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，但同時(shí)也對(duì)編程提出了更高的要求。系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，寫(xiě)入溫度子程序，報(bào)警子程序等。單片機(jī)用 AT89C5溫度傳感器用 DS18B20，采用 12MHZ晶振，電源采用 5V。采用數(shù)字溫度芯片DS18B20測(cè)量溫度，輸出信號(hào)全數(shù)字化。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測(cè)溫元件，此元件線形較好。DS18B20的最大特點(diǎn)之一采用了