基于c51單片機,ds18b20溫度計的設計與實現范文模板參考資料-免費閱讀

　　

【正文】 傳感器及其應用硬件正常， LED 就會顯示當前溫度。后來仔細排查發現按鍵反應遲緩是由于顯示程序占用時間過長造成的，修改顯示程序并且在主程序和按鍵子程序中增加調用顯示程序的次數，問題得以解決。 然后測試得到溫度程序，將初始化程序， DS18B20 正常工作的初始化程序、寫 DS18B20 程序、讀 DS18B20 程序 ，得到溫度子程序，溫度轉換子程序，數據轉換子程序，顯示子程序正確編排后寫入單片機中，上電，顯示不正常。 軟件調試， 第一 步是在具有匯編軟件的主機上和用戶系統連接起來，進行調試準備。而在目測的過程中，我們 發現 有一條印制線斷開，因此我們用焊錫使這條斷線連在一起。 元件的焊接。畫好原理圖后要對其進行電氣檢測，檢查原理圖是否有錯，同時還要創建網絡表為下一步的工作做好準備。 開始 溫度零下 ? 溫度值取補碼置“ ”標志 計算小數位溫度 BCD值 計算整數位溫度 BCD 值 結束 置“ +”標志 N Y 陜西教育學院 高等專科學校畢業設計（論文） 第 頁 22 第四章 實物制作與調試說明 原材料的選擇與采購 本次設計在原材料的選擇與采購上做到了設計最優化 ,即用最小的開支 ,獲得性價比較高的元 器件和材料。 圖 中的按健復位電路是上電復位加手動復位，使用比較方便，在程序跑飛時，可以手動復位，這樣就不用在重起單片機電源，就可以實現 復位。采用寄生電源供電方式時 VDD 端接地。上電瞬間， RC 電路充電， RST 引線端出現正脈沖，只要 RST端保持 10ms 以上的高電平，就能使單片機有效地復位。 （ 3）單片機的時鐘電路 圖 AT89C1 單片機內部的振蕩電路是一個高增益反向放大器，引線 XTAL1 和XTAL2 分別是放大器的輸入端和輸出端。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2 應不接。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。當 將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時 ,正常通訊距離可達 150m,當采用每米絞合次數更多的雙絞線帶屏蔽電纜時 ,正常通訊距離進一步加長。（由于采取公用的放大電路和 A/D 轉換器只能逐一轉換）。也就是說 t 2 時刻前主機必須完成讀位，并在 t o 后的60us 一 120us 內釋放總線，讀位子程序 (讀得的位到 C 中 )。如圖中虛線所示： ② 寫時間隙 Match ROM(匹配 ROM) [55H] Skip ROM(跳過 ROM] [CCH] Search ROM(搜索 ROM) [F0H] Alarm search(告警搜索 ) [ECH] 指令 代碼 Write Scratchpad(寫暫存存儲器 ) [4EH] Read Scratchpad(讀暫存存儲器 ) [BEH] Copy Scratchpad(復制暫存存儲器 ) [48H] Convert Temperature(溫度變換 ) [44H] Recall EPROM(重新調出 ) [B8H] Read Power supply(讀電源 ) [B4H] 陜西教育學院 高等專科學校畢業設計（論文） 第 頁 12 圖 寫 0時序 圖 寫 1時序 當主機總線 t o 時刻從高拉至低電平時，就產生寫時間隙見圖 和圖。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。單片機可以通過單線接口讀出該數據，讀數據時低位在先，高位在后，數據格式以℃／ LSB 式表示。該字節各位的定義如圖 所示。 * 汽車空調、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。 顯示器 顯示電路采用 3位共陽 LED 數碼管，利用動態掃描方式，從 P0 口輸出段碼，P2口的 、 、 輸出位碼。 PSEN： 外部程序存儲器的選通信號。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P1 口： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 可編程串行通道 與 MCS51 兼容 單片機 AT89C51 具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統的設計需要，很適合便攜手持式產品的設計使用系統可用二節電池供電。 （ 5）工藝要求 溫度數碼管顯示。 （ 2）操作維護方便 操作方便表現在操作簡單、直觀形象和便于掌握且不強求操作工要掌握計算機知識才能操作。其缺點如下： 1． 硬件電路復雜； 2． 軟件調試復雜； 3． 制作成本高。隨著溫度控制器應用范圍的日益廣泛和多樣性，各種適用于不同場合的智能溫度控制器應運而生。本文討論的電子溫度計溫度控制系統 AT89C2051單片機提取 DS18B20轉化成溫度變化通過單片機內部 A/D轉化電路轉化成數值并由數顯電路顯示出來。 陜西教育學院 高等專科學校畢業設計（論文） 第 頁 2 第一章 總體設計方案 系統的設計原則 一般系統的設計原則包含安全性（穩定 抗干擾性），操作的便利性（人性化），實時性，通用性和經濟性。 （ 2）系統的硬件結構幾配置，主要軟件的功能、結構幾框圖。 供電電壓：交流 5Ｖ。 圖 總體設計方框圖 主 控 制 器 LED顯示 溫 度 傳 感 器 單片機復位 時鐘振蕩 報警點按鍵調整 陜西教育學院 高等專科學校畢業設計（論文） 第 頁 5 第二章 硬件設計 主要器件說明 主控制器 單片機 AT89S51 具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統的設計需要，很適合便攜手持式產品的設計使用系統可用二節電池供電。32 可編程 I/O 線 當 P1 口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。這是由于內部上拉的緣故。 RST： 復位輸入。此時， ALE 只有在執行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 * 支持多點組網功能，多個 DS1820 可以并聯在唯一的三線上，實現多點測溫。頭 2個字節包含測得的溫度信息，第 3和第 4字節 TH 和 TL 的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。第 9 字節讀出前面所有 8字節的 CRC 碼，可用來檢驗數據，從而保證通信數據的正確性。因此，可用多只 DS18B20 同時測量溫度并進行報警搜索。初始化后，才可進行讀寫操作。連續寫 2 位間的間隙應大于 1us。 圖 中先有跳過 ROM，即是啟動所有 DS18B20 進行溫度變換，之后通過匹配 ROM 再逐一地讀回每個 DS18B20 的溫度數據。當單總線上所掛DS1820 超過 8個時 ,就需要解決微處理器的總線驅動問題 ,這一點在進行多點測溫系統設計時要加以注意。 測溫電纜線建議采用屏蔽 4 芯雙絞線 ,其中一對線接地線與信號線 ,另一組接 VCC 和地線 ,屏蔽層在源端單點接地。 （ 1） 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 的 反向放大器的輸入和輸出。在閑置模式下， CPU 停止工作。最常用的是在 XTAL1 和 XTAL2 之間接晶體振蕩器與電路構成穩定的自激振蕩器，如圖 電路所示為單片機最常用的時鐘振蕩電路的接法，其中晶振可選用振蕩頻率為 6MHz的石英晶體，電容器一般選擇 30PF左右。DS18B20 可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，如圖 所示，此時 DS18B20 的 1腳接地， 2 腳作為信號線， 3 腳接電源。如圖 所示 圖 中有四個獨立式按鍵可以分別調整溫度計的上下限報警設置，可以任意調整報警上下限。其程序流程圖如圖 所示 陜西教育學院 高等專科學校畢業設計（論文） 第 頁 20 圖 讀出溫度子程序流程 溫度轉換命令子程序 溫度轉換命令 子程序 主要是發溫度轉換開始命令，當采用 12 位分辨率時轉換時間約為 750ms，在本程序設計中采用 1s 顯示程序延時法等待轉換的完成。下面就對簡單電路板的設計及制作過程做一個簡單的介紹。 電路板的制作。 燒錄程序 陜西教育學院 高等專科學校畢業設計（論文） 第 頁 23 單片機測試 判斷單片機芯片及時鐘系統是否正常工作有一個簡單的辦法，就是用萬用表測量單片機晶振引腳（ 1 19 腳）的對地電壓，以正常工作的單片機用數字萬用表測量為例： 18腳對地約 ， 19 腳對地約 。給印制板加電時，我們檢查到的器件的電源端符合要求的電壓值 +5V，同時接地端的電壓為 0。安裝好硬件，上電，顯示正常，達到預期效果。但后來發現，按鍵要在按下 1S 后才反應，再次研讀程序發現原因在于按鍵程序采用掃描方式，程序每執行一遍才掃描按鍵一次。 RESET 為 復位 按鍵 使用方法及報警電路說明