基于51單片機電子溫度計臺歷_畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 換為數碼管的顯示數字，從而簡化了程序，節約了單片機的 IO開銷。譯碼為編碼的逆過程。它將編碼時賦予代碼的含義“翻譯”過 來。實現譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對應關系。 74LS47 是輸出低電平有效的七段字形譯碼器 。與數碼管配合使用。價格貴 單片機方案 電子溫度計臺歷論文 11 單片機 （常用英文字母的縮寫 MCU表示）是微型機的一個主要分支，它在結構上的最大特點使把 CPU、存儲器、定時器和多種輸入 /輸出接口電路集成在一塊超大規模集成電路芯片上。就其組成和功能而言，一塊單片機芯片就是一臺計算機。 單片機具有如下特點： 有優異的性能價格比； 1 集成度高、體積小、有很高的可靠性； 2 控制功能強； 3 低功耗、低電壓，便于生產便攜式產品； 4 外部總線增加了 I2C、 SPI 等串行總線方式，進一步縮小了體積，簡化了結構； 5 單片機的系統擴展、系統配置較典型、規范，容易構成各種規模的應用系統。 目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了 。因此，單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。單片機廣泛應于儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域傳統。 利用單片機的智能性，可方便地實現具有智能的電子鐘設計。單片機均具有時鐘振蕩系統，利用系統時鐘借助微處理器的定時器 /計數器可實現電子鐘功能。然而系統時鐘誤差較大，電子鐘的積累誤差也可能較大，所以可以通過誤差修正軟件加以修正，或者在設計中加入高精度時鐘日歷芯片，以精確時間。另外很多功能不同的單片機是兼容的，這就更便于實現產品的多功能性 。 單片機方案設計框圖： 圖 24 單片機方案設計框圖 電子溫度計臺歷論文 12 芯片選擇 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ～。采用三線接口與 CPU 進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或 RAM 數據。 DS1302 內部有一個 318 的用于臨時性存放數據的 RAM 寄存器。 DS1302是 DS1202 的升級產品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后 備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力 。 使用時鐘芯片 DS1302。它是 一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能 。 （ 12864）進行顯示。 MD12864C1 漢字圖形點陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內置 8192 個中文漢字（ 16X16 點陣）、 128個字符（ 8X16 點陣）及 64X256 點陣顯示 RAM（ GDRAM）。 主要技術參數和顯示特性 : 電源： VDD ~+5V(內置升壓電路，無需負壓 )； 顯示內 容： 128 列 64 行 顯示顏色：灰膜 顯示角度： 6： 00鐘直視 LCD 類型： STN 與 MCU 接口： 8位或 4位并行 /3位串行 配置 LED 背光 多種軟件功能：光標顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等 18B20 測溫 DS18B20是美國 DALLAS半導體公司繼 DS1820之后最新推出的一種數字化單總線器件。屬于新一代適配微處理器的改進型智能溫度傳感器。與傳統的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度，并且可根據實際要求通過簡單的編程實現 9～ 12位的數字值讀數方式。DS18B20 的性能特點如下： （ 1） 采用 DALLAS 公司獨特的單線接口方式： DS18B20 與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與 DS18B20 的雙向通訊； （ 2）在使用中不需要任何外圍元件； （ 3）可用數據線供電，供電電壓范圍： +～ +； 電子溫度計臺歷論文 13 （ 4）測溫范圍： 55～ +125℃。固有測溫分辨率為 ℃。當在 10℃～ +85℃范圍內，可確保測量誤差不超過 ℃，在 55～ +125℃范圍內，測量誤差也不超過 2℃； （ 5）通過編程可實現 9～ 12 位的數字讀數方式； （ 6）用戶可自設定非易失性的報警上下限值； （ 7）支持多點的 組網功能，多個 DS18B20 可以并聯在唯一的三線上，實現多點測溫 （ 8）負壓特性，即具有電源反接保護電路。當電源電壓的極性反接時，能保護 DS18B20不會因發熱而燒毀，但此時芯片無法正常工作； （ 9） DS18B20 的轉換速率比較高，進行 9位的溫度值轉換只需 ； （ 10）適配各種單片機或系統； （ 11）內含 64 位激光修正的只讀存儲 ROM，扣除 8位產品系列號和 8位循環冗余校驗碼 (CRC)之后，產品序號占 48 位。出廠前產品序號存入其 ROM 中。在構成大型溫控系統時，允許在單線總線上掛接多片 DS18B20[6]。 目前在單片機系統中，應用比較廣泛的微處理器芯片主要為 8XC5X 系列單片機。該系列單片機均采用標準 MCS51 內核，硬件資源相互兼容，品類齊全，功能完善，性能穩定，體積小，價格低廉，貨源充足，調試和編程方便，所以應用極為廣泛。 AT89S52 單片機是一款低功耗，低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 8KB（可經受 1000 次擦寫周期）的 FLASH 可編程可反復擦寫的只讀程序存儲器（ EPROM），器件采用CMOS 工藝和 ATMEI 公司的高密度、非易失性存儲器（ NURAM）技術制造，其輸出引腳 和指令系統都與 MCS51 兼容。片內的 FLASH 存儲器允許在系統內可改編程序或用常規的非易失性存儲器編程器來編程。因此， AT89S52 是一種功能強，靈活性高且價格合理的單片機，可方便的應用在各個控制領域。 AT89S52 具有以下主要性能： 1. 8KB 可改編程序 Flash 存儲器； 2. 全靜態工作： 0—— 24Hz； 3. 256 8 字節內部 RAM； 4. 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口； 5. 8 個中斷優先級； 3個 16 位可編程定時計數器； 電子溫度計臺歷論文 14 6. 可編程串行通道； 7. 片內時鐘振蕩器。 此外， AT89S52 是用靜態邏輯來設計的，其工作頻率可 下降到 0Hz，并提供兩種可用軟件來選擇的省電方式 —— 空閑方式（ Idle Mode）和掉電方式（ Power Down Mode）。在空閑方式中， CPU 停止工作，而 RAM、定時器 /計數器、串行口和中斷系統都繼續工作。在掉電方式中，片內振蕩器停止工作，由于時鐘被“凍結”，使一切功能都暫停，只保存片內 RAM 中的內容，直到下一次硬件復位為止。 語音報時方案 語音芯片是特定的固定標準模塊，可以通過單片機最少一個 IO 口控制多達 32 段聲音任意調用和組合的語音標準芯片。通常最常用的控制方式是采用了模擬串行的控制方式（ 3個 IO）。如需要播放第幾個地址的內容就發送幾個脈沖，可以快速的控制多達 32 段地址的任意組合。 3 數字鐘的硬件設計 最小系統設計 單片機的最小系統是由電源、復位、晶振、 /EA=1 組成。 圖 31最小系統設計 中央處理器 ： 電子溫度計臺歷論文 15 中央處理器 (CPU)是整個單片機的核心部件，是 8 位數據寬度的處理器，能處理 8 位二進制數據或代碼， CPU 負責控制、指揮和調度整個單元系統協調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。 數據存儲器 (RAM) 8052 內部有 128 個 8位用戶數據存儲單元和 128 個專 用寄存器單元，它們是統一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數據，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數據，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個，可存放讀寫的數據，運算的中間結果或用戶定義的字型表 。 圖 32 單片機 8052的內部結構 程序存儲器 (ROM)： 8052 共有 4096 個 8位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數據或表格。 定時 /計數器 (ROM)： 8052 有兩個 16 位的可編程定時 /計數器，以實現 定時或計數產生中斷用于控制程序轉向。 并行輸入輸出 (I/O)口： 8052 共有 4組 8位 I/O 口 (P0、 P P2或 P3)，用于對外部數據的傳輸。 全雙工串行口： 8052 內置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數據傳送，該串行口既可電子溫度計臺歷論文 16 以用作異步通信收發器，也可以當同步移位器使用。 中斷系統： 8052 具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時 /計數器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2級的優先級別選擇。 時鐘電路： 8052 內置最高頻率 達 12MHz 的時鐘電路，用于產生整個單片機運行的脈沖時序，但8052單片機需外置振蕩電容。 單片機的結構有兩種類型，一種是程序存儲器和數據存儲器分開的形式，即哈佛(Harvard)結構，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數據存儲器合二為一 。 8052 的復位方式可以是自動復位，也可以是手動復位，見下圖 4。此外， RESET/Vpd還是一復用腳， Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內部 RAM 的數據不丟失 圖 33 上電自動和手動復位電路圖 圖 34 內部和外部 時鐘方式圖 電子溫度計臺歷論文 17 Pin30:ALE/ 當訪問外部程序器時， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節。而訪問內部程序存儲器時， ALE 端將有一個 1/6 時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可 以用于識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。更有一個特點，當訪問外部程序存儲器， ALE會跳過一個脈沖。 如果單片機是 EPROM，在編程其 間， 將用于輸入編程脈沖。 Pin29: 當訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負脈沖選通信號， PC 的 16 位地址數據將出現在 P0和 P2 口上，外部程序存儲器則把指令數據 放到 P0 口上，由 CPU 讀入并執行。 顯示器 液晶顯示模塊概述 MD12864C1漢字圖形點陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內置 8192 個中文漢字（ 16X16 點陣）、 128個字符（ 8X16 點陣）及 64X256 點陣顯示 RAM（ GDRAM）。 主要技術參數和顯示特性 : 電源： VDD ~+5V(內置升壓電路，無需負壓 )； 顯示內容： 128 列 64 行 顯示顏色：灰膜 顯示角度： 6： 00鐘直視 LCD 類型： STN 與 MCU 接口： 8位或 4位并行 /3位串行 配置 LED 背光 多種軟件功能：光 標顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等 外形尺寸 外觀尺寸： 93 70 視域尺寸： 73 39mm 模塊引腳說明 電子溫度計臺歷論文 18 表 2模塊引腳說明 時鐘芯片 1302 DS1302 時鐘芯片簡介 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ～。采用三線接口與 CPU 進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或 RAM 數據。 DS1302 內部有一個 318 的用于臨時性存放數據的 RAM 寄存器。 DS1302是 DS1202 的升級產品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。 結構 DS1302 的引腳排列 ,其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續運行。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當 Vcc2 大于Vcc1+ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。當 Vcc2 小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1 供電。 X1 和電子溫度計臺歷論文 19 X2是振蕩源，外接 晶振。 RST是復位 /片選線，通過把 RST輸入驅動置高電平來啟動所有的數據傳送。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節或多字節數據傳送的方法。當 RST為高電平時