單片機溫度采集顯示系統(tǒng)設(shè)計樣本

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1、資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。 課 程 設(shè) 計 課程名稱 : 微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計 題目名稱 : 溫度采集顯示系統(tǒng) 學生學院 專業(yè)班級 學 號 學生姓名 指導教師 一、 設(shè)計題目

2、 溫度采集系統(tǒng) 資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。 二、設(shè)計任務(wù)和要求 功能要求 : （ 1） 溫度測量范圍 0 - 99 ℃。 （ 2） 溫度分辨率 1℃。 （ 3） 選擇合適的溫度傳感器。 （ 4） 使用鍵盤輸入溫度的最高點和最低點 , 溫度超出范圍時候報警。 ( 報警溫度不需要保存 ) 要求完成的內(nèi)容 : ( 1) 系統(tǒng)硬件設(shè)計 , 并用電子 CAD軟件繪制出原理圖 , ( 2) 給出流程圖 , 編寫并調(diào)試程序。 ( 3) 撰寫設(shè)計報告。 三、 原理電路

3、圖和設(shè)計程序 1、 方案比較 ( 1) 、 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 總體框架圖如圖 1 示, 軟件流程圖如圖示 資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。 ① 該溫度控制系統(tǒng)

4、的設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩大部分 , 結(jié)合實際情況 , 該系統(tǒng)應具 備如下功能 : A、 實時采集溫度 ; B、 顯示溫度 ; C、 串行傳送數(shù)據(jù) ; D、 控制外設(shè) ; 資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。 E、 溫度超限報警 ; ② 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)的硬件設(shè)計部分主要由以下幾部分組成 : A、 單片機最小系統(tǒng) ; B、 溫度采集模塊 ; C、 溫度顯示模塊 ; D、 串行通信模塊 ; E、 報警電路 ;

5、 圖 2 軟件流程圖 ( 2) 、 方案比較 方案一 采用 8031 作為控制核心  , 以使用最為普遍的器件  ADC0809作模數(shù)轉(zhuǎn)換  , 控制上使用 對電阻絲加電使其升溫和開動風扇使其降溫。 此方案簡易可行 , 器件的價格便宜 , 但 8031 內(nèi)部沒有程序存儲器 , 需要擴展 , 增加了電路的復雜性 , 且 ADC080

6、9是 8 位的模數(shù)轉(zhuǎn)換 , 不能滿足本題目的精度要求。 方案二管腳完全兼容  ,  采用比較流行的 AT89S51作為電路的控制核心 而且其片內(nèi)的程序存儲器采用 FLASH工藝 ,  , AT89S52不但與 8051, 8052 指令 , 用戶能夠用電的方式瞬間擦除、 改 寫。 AT89S52 單片機還支持在線編程  ,  用戶經(jīng)過簡單的電路連接就能夠?qū)㈦娔X里的程序下載到單 片機中 ,  減少調(diào)試程序時不斷拆卸和插入給芯片帶來的損壞。另外  AT8

7、9S52 單片機有  8 KB  的程 1 2 3 資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。 序存儲器和 256 B 的數(shù)據(jù)存儲器 , 不需外部擴展存儲芯片 , 能夠降低硬件電路的復雜度。此方案 電路簡單而且能夠滿足題目中的各項要求的精度。 綜上分析 , 我們采用方案二。 仿真總體電路圖如圖 3 示 RP1 1 J2 2 CON3

8、 R3 3 P34.0 1 2 3 +5V P35.1 RP2 P36.2 1 16 7 2 15 8 +5V 3 14 9 4 13 10 S1 U1 5 12 11 1 P1.0 VCC 40 6 11 12

9、 S2 2 39 7 10 13 P1.1 P0.0/AD0 3 38 8 9 14 P1.2 P0.1/AD1 S3 4 37 +5V 15 P1.3 P0.2/AD2 5 36 1k 16GND P1.4 P0.3/AD3 S4 6 35 P1.5(MOSI) P0.4/AD4 7 34 16PIN P1.6(MOSO) P0.5/AD5 8 33 +5V

10、 P1.7(SCK) P0.6/AD6 R2 9 32 RST P0.7/AD7 P3.010 31 4.7k U2 P3.0(RXD) EA/VPP P3.111 30 +5V J1 P3.1(TXD) ALE/PROG P3.212 29 P3.2(INT0) PESN 1 13 28 P3.3(INT1) P2.7/A15 2 14

11、27 P3.4(T0) P2.6/A14 3 15 26 GND BUZZER P3.5(T1) P2.5/A13 16 25 CON3 P3.6(WR) P2.4/A12 17 24 P3.7(RD) P2.3/A11 18 23 Q1 XTAL1 P2.2/A10 R1 Y1 19 22 NPN XTAL0 P2.1/A9

12、 GND20 21 200 GND P2.0/A8 CRYSTAL AT89S52 C2 30p 圖 3 ( 3) 、 單元電路設(shè)計 ①、 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 單片機是整個系統(tǒng)的核心處理器 , 其負責驅(qū)動溫度傳感器 DS18B20工作、 溫度顯示、 控制 資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)

13、，請聯(lián)系改正或者刪除。 外圍設(shè)備的工作以及與上位機進行通信等工作。單片機最小系統(tǒng)主要由兩塊組成 , 其一為晶振起 振電路 , 其二為復位電路 , 在此 , 采用按鍵手動復位 , 相對來講 , 這種復位方式更加方便 , 更加 人性化 , 不必要切斷電源即可對系統(tǒng)進行復位。 AT89S51簡介 : AT89S52 是 89  系列單片機的一種  ,  它不但與 8051, 8052 指令 ,  管腳完全兼容  ,  而且其片內(nèi) 的程序存儲器采用 FLASH

14、工藝 , 用戶能夠用電的方式瞬間擦除、 改寫。 AT89S52 單片機還支持在線編程 , 用戶經(jīng)過簡單的電路連接就能夠?qū)㈦娔X里的程序下載到單片機中 , 減少調(diào)試程序時不斷拆卸和插入給芯片帶來的損壞。另外 AT89S52 單片機有 8 KB 的程序存儲器和 256 B 的數(shù)據(jù)存 儲器 ,  不需外部擴展存儲芯片  ,  能夠降低硬件電路的復雜度。 ②、 溫度采集模塊設(shè)計 溫度傳感器是該系統(tǒng)的關(guān)鍵器件 , 本系統(tǒng)選用的是美國 Dallas 半導體公司生產(chǎn)的數(shù)字化溫度傳感器 DS18B20。本系統(tǒng)中 DS18B20的 DQ 口與

15、單片機的 P1.0 口連接 , GND 接地 , VDD 接電源 , 信號和 5V 電源之間的接上一個上拉電阻 R。 DS18B20簡介 : DS18B20有三個主要數(shù)字部件組成 : 64 位激光 ROM、 溫度傳感器、 非易失性的溫度報警觸 發(fā)器 TH 和 TL 。DS18B20 支持”一線總線” 接口 , 測量溫度范圍為 -55 C~+125C, 被測溫度用符號擴展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出 , 在-10~+85C 范圍內(nèi) , 精度為 0.5 C。DS18B20采集到的現(xiàn)場溫度直接以先進的單總線數(shù)據(jù)通信方式傳輸 , 大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性 , 適合于惡劣環(huán)境的

16、現(xiàn)場溫度測量 , 如: 環(huán)境控制、 設(shè)備或過程控制、 測溫類消費電子產(chǎn)品等。 DS18B20可程序設(shè)定 9~12 位的分辨率 , 精度可達 0.5 C。DS18B20具有內(nèi)置的 EEPROM,用戶設(shè)定的分辨率和報警溫度都可存儲在其中 , 且掉電后依然存在。 CPU 只需一根端口線就能與 DS18B20 進行通信 , 占用微處理器的端口較少 , 可節(jié)省大量的 引線和邏輯電路。與前一代產(chǎn)品 ( DS1820 溫度傳感器 ) 不同 , DS18B20 支 持 3.0V ~5.5V 的電壓范圍 , 使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、 方便 , 而且 DS18B20價格更便宜 , 體積更小

17、。 如圖 J1 所示 , DS18B20有三個管腳 : 3 腳 GND 為電源地 , 2 腳 DQ 為數(shù)字信號輸入 / 輸出端 , 1 腳 VDD為外接供電電源接入端 ( 用寄生電源方式時接地 ) 。在外部電 資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。 源供電方式下 , DS18B20 工作電源由 VDD引腳接入 , 此時 I/O 線不需要強上拉 , 不存在電源電流不足的問題 , 能夠保證轉(zhuǎn)換精度 , 同時理論上總線能夠掛接任意多個 DS18B20 傳感器 , 組成多點測溫系統(tǒng)。 在外部供電的方式下 , DS18B20 的 GND引腳不能懸空 , 否則不能轉(zhuǎn)換溫度 , 讀取的溫度總是 85℃。 ③ 溫度顯示模塊設(shè)計 根據(jù)實際應用情況 , 該溫度顯示模塊采用七段數(shù)碼管顯示電路 , 數(shù)碼管選用共陽極數(shù)碼管 , 如圖 U3示 , 以動態(tài)方式顯示 , 顯示數(shù)據(jù)由 P1 口送出 , 位控信號由 P2 口送出 , 經(jīng) 74LS244進行信號放大 , 以產(chǎn)生足夠大的電流驅(qū)動數(shù)碼管顯示。流程圖如圖示 :