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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 數(shù)字溫度計(jì)</b></p><p> 姓 名: ------- ---------------------</p><p> 學(xué) 號(hào): </p><p> 專業(yè)班級(jí): </p><p> 指導(dǎo)老
2、師: </p><p> 所在學(xué)院:工學(xué)院 </p><p><b> 2010年6月9日</b></p><p><b> 摘要</b></p><p> 本設(shè)計(jì)是對(duì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)功能的實(shí)現(xiàn),其主要功能是:1)基本范圍-5
3、0℃~110℃,2)精度誤差小于0.5℃,3)LED數(shù)碼直讀顯示,4)擴(kuò)展功能,5)可以任意設(shè)定溫度的上下限報(bào)警功能。</p><p> 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)溫準(zhǔn)確,其輸出溫度采用數(shù)字顯示,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,該設(shè)計(jì)控制器使用單片機(jī)AT89S51,測(cè)溫傳感器使用DS18B20,用4位共陰極LED數(shù)碼管,實(shí)現(xiàn)溫度顯示,能準(zhǔn)確達(dá)到以上要
4、求。</p><p> 溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)控制器采用單片機(jī)AT89S51,具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn),四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要,很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。溫度傳感器采用DS18B20,DS18B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器,與傳統(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,并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9~1
5、2位的數(shù)字值讀數(shù)方式,僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信,內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EERAM。顯示電路采用4位共陰極LED數(shù)碼管,采用LED動(dòng)態(tài)顯示方式,從P1口輸出段碼,P2.0~P2.3作為位選控制端。</p><p><b> 目錄</b></p><p> 1 概述 ……………………………………………………………………………(4
6、)</p><p> 1.1 課程設(shè)計(jì)的要求 …………………………………………………………(4)</p><p> 1.2課程設(shè)計(jì)的目的……………………………………………………………(4)</p><p> 1.3 系統(tǒng)組成及工作原理………………………………………………………(4)</p><p> 2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)…………
7、……………………………………………(5)</p><p> 2.1設(shè)計(jì)思路及描述……………………………………………………………(5) 2.2硬件構(gòu)成……………………………………………………………………(5)</p><p> 〈1〉主控模塊AT89C51單片機(jī)………………………………………………(5)</p><p> 〈2〉DS18B20介紹 ………………
8、……………………………………………(5)</p><p> 2.3顯示模塊……………………………………………………………………(9)</p><p> 2.4開(kāi)關(guān)控制電路模塊 ………………………………………………………(10)</p><p> 3 軟件設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………(11)</p><p>
9、; 3.1主程序 ……………………………………………………………………(11)</p><p> 3.2讀取溫度子程序 …………………………………………………………(11)</p><p> 3.3溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 ……………………………………………………(12)</p><p> 3.4計(jì)算溫度子程序……………………………………………………………(12)
10、</p><p> 3.5溫度比較子程序……………………………………………………………(13)</p><p> 4 Proteus軟件仿真……………………………………………………………(14)</p><p> 5 課程設(shè)計(jì)體會(huì) ………………………………………………………………(17)</p><p> 參考文獻(xiàn)……………………
11、……………………………………………………(17)</p><p> 附1:源程序代碼………………………………………………………………(18)</p><p> 附2:系統(tǒng)原理圖………………………………………………………………(33)</p><p><b> 1 概述</b></p><p> 1.1課程設(shè)計(jì)的要
12、求</p><p> 1)基本范圍-50℃~110℃</p><p> 2)精度誤差小于0.5℃</p><p> 3)LED數(shù)碼直讀顯示</p><p><b> 4)擴(kuò)展功能</b></p><p> 5)可以任意設(shè)定溫度的上下限報(bào)警功能</p><p>&l
13、t;b> 1.2課程設(shè)計(jì)的目</b></p><p> ?。?) 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)加深對(duì)單片機(jī)課程的全面認(rèn)識(shí)復(fù)習(xí)和掌握,對(duì)單片機(jī)課程的應(yīng)用進(jìn)一步的了解。 (2)掌握按鍵消抖的方法,LED的動(dòng)態(tài)顯示,DS18B20的使用和編程原理。 (3)通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)能夠?qū)纹瑱C(jī)軟硬件結(jié)合起來(lái),對(duì)程序進(jìn)行編輯,校驗(yàn)。</p><p> (4)掌握WAVE及p
14、roteus仿真軟件的使用方法。</p><p> 1.3 系統(tǒng)組成及工作原理</p><p> 本系統(tǒng)功能是由硬件和軟件兩大部分協(xié)調(diào)完成的,硬件部分主要完成各種新號(hào)的采集和各種信息的顯示的;軟件主要完成信號(hào)的處理及控功能等。</p><p> 基于工作原理是89C51單片機(jī)對(duì)按鈕的輸入信號(hào)的查詢和檢測(cè),然后對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理后通過(guò)LED數(shù)碼管輸出。<
15、;/p><p> 2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)</p><p> 2.1設(shè)計(jì)思路及描述</p><p> 本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)4個(gè)開(kāi)關(guān)按鍵K1,K2,K3,K4:其中K2按鍵按下去時(shí),進(jìn)入報(bào)警上下限設(shè)置,按動(dòng)K2,K3分別對(duì)報(bào)警上限和下限進(jìn)行設(shè)置,增減由K1進(jìn)行控制,當(dāng)設(shè)置完畢后,按K4保存并退出。該實(shí)驗(yàn)要求對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)量并在LED上顯示數(shù)據(jù),則可利用AT89C51芯片的
16、P0.7-P0.0管腳對(duì)應(yīng)了接數(shù)碼管的A,B,C,D,E,F,G和小數(shù)點(diǎn)位,P2.0~P2.3接顯示數(shù)據(jù)的小數(shù)位、個(gè)位、十位、百位(符號(hào)位),P3.4端口與DS18B20進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞和通信端口,P3.7端口輸出報(bào)警信號(hào)。 </p><p><b> 2.2硬件構(gòu)成</b></p><p> 〈1〉主控模塊AT89C51單片機(jī)</p><p>
17、;<b> ①功能特性描述 </b></p><p> AT89C51是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造,與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程,亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上,擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash,使得AT89S52為眾多嵌
18、入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 </p><p> ②AT89C51具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能: </p><p> 8k字節(jié)Flash,256字節(jié)RAM,32位I/O口線,看門狗定時(shí)器2個(gè)數(shù)據(jù)指針,三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu),全雙工串行口,片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外,AT89S52可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作,支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下,CPU停
19、止工作,允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下,RAM內(nèi)容被保存,振蕩器被凍結(jié),單片機(jī)一切工作停止,直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 </p><p> P0口:P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。作為輸出口,每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫“1”時(shí),引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下,P0具有內(nèi)部上拉電阻。在
20、flash編程時(shí),P0口也用來(lái)接收指令字節(jié);在程序校驗(yàn)時(shí),輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí),需要外部上拉電阻。 </p><p> P1口:P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,p1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P1端口寫“1”時(shí),內(nèi)部上拉電阻把端口拉高,此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí),被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因,將輸出電流(IIL)。 </p><p> P
21、2口:P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向 I/O口,P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P2端口寫“1”時(shí),內(nèi)部上拉電阻把端口拉高,此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí),被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因,將輸出電流(IIL)。 </p><p> 〈2〉DS18B20介紹 </p><p> DS18B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改
22、進(jìn)型智能溫度傳感器,與傳統(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,并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9~12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。</p><p> DS18B20的性能特點(diǎn)如下:</p><p> ●獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信;</p><p> ●多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上,實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能;</p>&l
23、t;p><b> ●無(wú)須外部器件;</b></p><p> ●可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電,電壓范圍為3.0~5.5V;</p><p><b> ●零待機(jī)功耗;</b></p><p> ●溫度以9或12位數(shù)字;</p><p> ●用戶可定義報(bào)警設(shè)置;</p><p&g
24、t; ●報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度(溫度報(bào)警條件)的器件;</p><p> ●負(fù)電壓特性,電源極性接反時(shí),溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀,但不能正常工作;</p><p> 64位ROM的結(jié)構(gòu)開(kāi)始8位是產(chǎn)品類型的編號(hào),接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào),共有48位,最后8位是前面56位的CRC檢驗(yàn)碼,這也是多個(gè)DS18B20可以采用一線進(jìn)行通信的原因。溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL,可通過(guò)軟
25、件寫入戶報(bào)警上下限。</p><p> DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為8字節(jié)的存儲(chǔ)器,結(jié)構(gòu)如圖3所示。頭2個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息,第3和第4字節(jié)TH和TL的拷貝,是易失的,每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第5個(gè)字節(jié),為配置寄存器,它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。DS18B20工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。
26、該字節(jié)各位的定義如圖1所示。低5位一直為1,TM是工作模式位,用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測(cè)試模式,DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0,用戶要去改動(dòng),R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù),來(lái)設(shè)置分辨率。</p><p> 圖1 DS18B20字節(jié)定義</p><p> 高速暫存RAM的第6、7、8字節(jié)保留未用,表現(xiàn)為全邏輯1。第9字節(jié)讀出前面所有8字節(jié)的CRC碼,可用來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)
27、,從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。</p><p> 當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后,開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第1、2字節(jié)。單片機(jī)可以通過(guò)單線接口讀出該數(shù)據(jù),讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先,高位在后,數(shù)據(jù)格式以0.0625℃/LSB形式表示。</p><p> 當(dāng)符號(hào)位S=0時(shí),表示測(cè)得的溫度值為正值,可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制;
28、當(dāng)符號(hào)位S=1時(shí),表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值,要先將補(bǔ)碼變成原碼,再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值。表1是一部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。</p><p> DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換后,就把測(cè)得的溫度值與RAM中的TH、TL字節(jié)內(nèi)容作比較。若T>TH或T<TL,則將該器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位置位,并對(duì)主機(jī)發(fā)出的報(bào)警搜索命令作出響應(yīng)。因此,可用多只DS18B20同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索。</p><p>
29、在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼(CRC)。主機(jī)ROM的前56位來(lái)計(jì)算CRC值,并和存入DS18B20的CRC值作比較,以判斷主機(jī)收到的ROM數(shù)據(jù)是否正確。</p><p> DS18B20的測(cè)溫原理是這這樣的,器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小,用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器1;高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變,所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。器件中還
30、有一個(gè)計(jì)數(shù)門,當(dāng)計(jì)數(shù)門打開(kāi)時(shí),DS18B20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)而完成溫度測(cè)量。計(jì)數(shù)門的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定,每次測(cè)量前,首先將-55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1、溫度寄存器中,計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在-55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。</p><p> 減法計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù),當(dāng)減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí),溫度寄存器的值將加1,減法
31、計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入,減法計(jì)數(shù)器1重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù),如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到0時(shí),停止溫度寄存器的累加,此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測(cè)溫度值。其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值,只要計(jì)數(shù)器門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程,直到溫度寄存器值大致被測(cè)溫度值。</p><p> 表1 一部分溫度對(duì)應(yīng)值表</p><p> 另外,由于DS18B20單線通信功能是分
32、時(shí)完成的,它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念,因此讀寫時(shí)序很重要。系統(tǒng)對(duì)DS18B20的各種操作按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為:初使化DS18B20(發(fā)復(fù)位脈沖)→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。</p><p><b> ROM操作命令</b></p><p><b> RAM操作命令</b></p><p> DS18B2
33、0的通信協(xié)議:</p><p> DS18B20器件要求采用嚴(yán)格的通信協(xié)議,以保證數(shù)據(jù)的完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)類型:復(fù)位脈沖,應(yīng)答脈沖時(shí)隙;寫0,寫1時(shí)隙;讀0,讀1時(shí)隙。與DS18B20的通信,是通過(guò)操作時(shí)隙完成單總線上的數(shù)據(jù)傳輸。發(fā)送所有的命令和數(shù)據(jù)時(shí),都是字節(jié)的低位在前,高位在后。</p><p> ①?gòu)?fù)位和應(yīng)答脈沖時(shí)隙</p><p> 每個(gè)通信
34、周期起始于微控制器發(fā)出的復(fù)位脈沖,其后緊跟DS18B20發(fā)出的應(yīng)答脈沖,在寫時(shí)隙期間,主機(jī)向DS18B20器件寫入數(shù)據(jù),而在讀時(shí)隙期間,主機(jī)讀入來(lái)自DS18B20的數(shù)據(jù)。在每一個(gè)時(shí)隙,總線只能傳輸一位數(shù)據(jù)。</p><p><b> ?、趯憰r(shí)隙</b></p><p> 當(dāng)主機(jī)將單總線DQ從邏輯高拉為邏輯低時(shí),即啟動(dòng)一個(gè)寫時(shí)隙,所有的寫時(shí)隙必須在60~120us完成
35、,且在每個(gè)循環(huán)之間至少需要1us的恢復(fù)時(shí)間。寫0和寫1時(shí)隙如圖所示。在寫0時(shí)隙期間,微控制器在整個(gè)時(shí)隙中將總線拉低;而寫1時(shí)隙期間,微控制器將總線拉低,然后在時(shí)隙起始后15us之釋放總線。</p><p><b> ?、圩x時(shí)隙</b></p><p> DS18B20器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)隙時(shí),才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。所以在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后,必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)隙,以便DS
36、18B20能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有的讀時(shí)隙至少需要60us,且在兩次獨(dú)立的讀時(shí)隙之間,至少需要1us的恢復(fù)時(shí)間。每個(gè)讀時(shí)隙都由主機(jī)發(fā)起,至少拉低總線1us。在主機(jī)發(fā)起讀時(shí)隙之后,DS18B20器件才開(kāi)始在總線上發(fā)送0或1,若DS18B20發(fā)送1,則保持總線為高電平。若發(fā)送為0,則拉低總線當(dāng)發(fā)送0時(shí),DS18B20在該時(shí)隙結(jié)束后,釋放總線,由上拉電阻將總線拉回至高電平狀態(tài)。DS18B20發(fā)出的數(shù)據(jù),在起始時(shí)隙之后保持有效時(shí)間為15us。因而主機(jī)
37、在讀時(shí)隙期間,必須釋放總線。并且在時(shí)隙起始后的15us之內(nèi)采樣總線的狀態(tài)。</p><p><b> 2.3顯示模塊</b></p><p> 顯示電路采用4位共陰極LED數(shù)碼管,采用LED動(dòng)態(tài)顯示方式,從P1口輸出段碼,P2.0~P2.3作為位選控制端。其中P1做輸出口時(shí)需要加上拉電阻。</p><p> 2.4開(kāi)關(guān)控制電路模塊<
38、/p><p> 本模塊有四個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警溫度的設(shè)置功能,當(dāng)K2 鍵按下時(shí),系統(tǒng)進(jìn)入 報(bào)警溫度上下限調(diào)整程序,按動(dòng)K2可以實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)警溫度上限TH增一或減一,按動(dòng)K3可以實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)警溫度下限TL增一或減一,其加減由按動(dòng)K1來(lái)控制,同時(shí)LED顯示當(dāng)前在調(diào)的報(bào)警溫度值,當(dāng)調(diào)整完畢后,按K4鍵退出調(diào)整程序。</p><p><b> 3 軟件設(shè)計(jì)</b></p>
39、<p><b> 3.1主程序</b></p><p> 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理DS18B20的測(cè)量的當(dāng)前溫度值,并與溫度報(bào)警上下限設(shè)定值進(jìn)行比較,同時(shí)查詢K2是否按下進(jìn)行報(bào)警溫度的設(shè)置,然后循環(huán)執(zhí)行。其程序流程見(jiàn)圖2所示。</p><p> 圖2主程序流程圖 圖3 讀取溫
40、度流程圖</p><p> 3.2讀取溫度子程序</p><p> 讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié),在讀出時(shí)需進(jìn)行CRC校驗(yàn),校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。其程序流程圖如圖3所示。</p><p> 3.3溫度轉(zhuǎn)換命令子程序</p><p> 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令,當(dāng)采用12位分辨率時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間約
41、為750ms,在本程序設(shè)計(jì)中采用1s顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如圖4所示</p><p> 圖4 溫度轉(zhuǎn)換流程圖</p><p> 3.4 計(jì)算溫度子程序</p><p> 計(jì)算溫度子程序?qū)AM中讀取值進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算,并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定,其程序流程圖如下圖所示。</p><p><b>
42、; 3.5溫度比較</b></p><p> 此程序是將實(shí)際溫度與設(shè)置的報(bào)警上下限比較,決定是否發(fā)出報(bào)警信號(hào)。由于T為實(shí)際溫度的絕對(duì)值,TH、TL也是溫度的絕對(duì)值,因此判斷大小關(guān)系時(shí)要通過(guò)其正負(fù)符號(hào)來(lái)確定。</p><p> 4 Proteus軟件仿真</p><p> ?。?)在正常工作模式下,LED顯示當(dāng)前所測(cè)的實(shí)際溫度。如果所測(cè)溫度沒(méi)有超出報(bào)
43、警溫度的上下限時(shí),報(bào)警指示燈D1和蜂鳴器不動(dòng)作;若超出所設(shè)置的報(bào)警上下限溫度,報(bào)警指示燈D1閃爍同時(shí)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲響。</p><p> ?。?)當(dāng)K2 鍵按下時(shí),系統(tǒng)進(jìn)入 報(bào)警溫度上下限調(diào)整程序,按動(dòng)K2可以實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)警溫度TH上限增一或減一,其加減由按動(dòng)K1來(lái)控制,同時(shí)LED顯示當(dāng)前的報(bào)警溫度上限值。</p><p> ?。?)當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入報(bào)警上下限設(shè)置后,按K3鍵可以實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)警溫度下限
44、TL的增一或減一,其加減同樣由按動(dòng)K1鍵來(lái)控制,同時(shí)LED顯示當(dāng)前的報(bào)警溫度下限值。</p><p><b> 5 課程設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p> 經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí),我們對(duì)單片機(jī)已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí),對(duì)于它的基本組成和結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了簡(jiǎn)單的了解,這一周的課程設(shè)計(jì)讓我體會(huì)到很多東西,不僅僅是有關(guān)單片機(jī)基本知識(shí)的,更多的是自己動(dòng)手能力和邏輯思維能力的鍛煉,同時(shí),我
45、更是知道了自己的不足,有好多東西是需要好好學(xué)習(xí)的。</p><p> 其實(shí)要做出來(lái)做好這個(gè)課程設(shè)計(jì)是不容易的,是要付出很多心思的。一開(kāi)始我根本摸不著頭腦,也沒(méi)有什么想法,對(duì)四個(gè)題目都沒(méi)感覺(jué),用匯編根本編不出大程序,后來(lái)我還是決定做相對(duì)熟悉的c語(yǔ)言來(lái)編寫。于是,我就開(kāi)始上網(wǎng),去學(xué)校圖書館查詢有關(guān)單片機(jī)的各種資料,每天一起來(lái)就是看書、查資料、編程、修改,寫程序用了幾天,還參考了好多參考書里設(shè)計(jì)實(shí)例的程序,加加減減的
46、,還找同學(xué)指點(diǎn),最后弄好了,可就是調(diào)試不出想要的結(jié)果,怎么找都找不到原因,最后還是與同學(xué)一起討論、查找,在他們的幫助和積極引導(dǎo)下,才找出問(wèn)題,做出很大的修改解決了問(wèn)題。還有就是畫圖和調(diào)試,真是一個(gè)很令人頭疼的事情,要照顧好多方面的,需要細(xì)心才行。 </p><p> 在社會(huì)工程實(shí)踐應(yīng)用中,單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的研制仍是一個(gè)熱門話題,所以我想還是有必要再好好學(xué)習(xí)以下單片機(jī)的,這對(duì)我們以后的工作應(yīng)是有好處的??傊?/p>
47、,這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)了很多,也收獲了很多,我想我是滿意的。從中我知道了任何事情都是從不懂到懂、從不熟練到熟練的過(guò)程,有問(wèn)題并不可怕,關(guān)鍵是要找到方法去解決問(wèn)題,思考、查資料、修改并勤于動(dòng)手。最后,非常感謝在設(shè)計(jì)中給予過(guò)我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)。</p><p> 參考文獻(xiàn) </p><p> [1] 余發(fā)山.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù).徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,
48、2003</p><p> [2] 譚浩強(qiáng).單片機(jī)課程設(shè)計(jì). 北京:清華大學(xué)出版社,1989</p><p> [3] 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全.北京:北京航空航天大學(xué)出版社, 1994</p><p> [4] 楊凌霄,微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用.江蘇:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2004</p><p> [5] 張毅剛. 單片機(jī)原理及接口技
49、術(shù).哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1990</p><p> [6] 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1992</p><p><b> 附1:源程序代碼</b></p><p> TEMP_ZH DATA 24H ;實(shí)時(shí)溫度值整合后存放單元</p><p> TEMPL
50、 DATA 25H</p><p> TEMPH DATA 26H</p><p> TEMP_TH DATA 27H ;高溫報(bào)警值存放單元</p><p> TEMP_TL DATA 28H ;低溫報(bào)警值存放單元</p><p> TEMPHH DATA 29H ;百位數(shù)b
51、cd碼存放單元</p><p> TEMPHL DATA 2AH ;十位數(shù)bcd碼存放單元</p><p> TEMPLH DATA 2BH ;個(gè)位數(shù)bcd碼存放單元</p><p> TEMPLL DATA 2CH ;小位數(shù)bcd碼存放單元</p><p> SIGN EQU
52、 20H.3 ;1=溫度為負(fù),0=溫度為正</p><p> K1 EQU P1.4</p><p> K2 EQU P1.5</p><p> K3 EQU P1.6</p><p> K4 EQU P1.7</p><p> BEEP
53、 EQU P3.7</p><p> FLAG1 EQU 20H.0 ;DS18B20是否存在/1存在,0不存在</p><p> DQ EQU P3.4</p><p> ;=====================================================</p><p>
54、ORG 0000H</p><p><b> JMP MAIN</b></p><p> MAIN: MOV SP,#60H</p><p> MOV A,#00H</p><p> MOV R0,#20H ;將 20H-2FH 單元清零</p><p>
55、 MOV R1,#10H</p><p> CLEAR: MOV @R0,A</p><p><b> INC R0</b></p><p> DJNZ R1,CLEAR</p><p> LCALL THTL_DISP</p><p> MOV R1,#
56、250</p><p> MMM1: LCALL DELAY</p><p> DJNZ R1,MMM1</p><p> START: CALL RESET ;18B20復(fù)位子程序</p><p> JNB FLAG1,START1 ;DS1820不存在</p><
57、;p> CALL READ_E2 ;從eerom拷貝TH\TL到暫存器</p><p> JMP START2</p><p> START1: JMP $</p><p> START2: CLR BEEP</p><p> CALL RESET</p><p>
58、 JNB FLAG1,START1 ;DS1820不存在</p><p> MOV A,#0CCH ; 跳過(guò)ROM匹配</p><p> CALL WRITE</p><p> MOV A,#44H ; 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令</p><p> CALL WRITE</p>&
59、lt;p> CALL RESET</p><p> MOV A,#0CCH ; 跳過(guò)ROM匹配</p><p> CALL WRITE</p><p> MOV A,#0BEH ; 發(fā)出讀溫度命令</p><p> CALL WRITE</p><p> CA
60、LL READ</p><p> CALL CONV_TEMP</p><p> CALL LED_DISP</p><p> CALL TEMP_COMP</p><p> CALL PROC_K2</p><p> JMP START2</p><p> ;----
61、-------------------------------------------------</p><p> ;============================================</p><p><b> ;檢測(cè)是否有鍵按下</b></p><p> ;============================
62、================</p><p> PROC_K2: ; 按鍵K2處理</p><p> JB K2,PROC_END</p><p> CALL DELAY</p><p> JB K2,PROC_END</p><p>
63、JNB K2,$</p><p> CALL BZ55_127</p><p> MOV 29H,#0BH ;H的bcd碼送百位</p><p> MOV R4,TEMP_TH</p><p> LCALL THTL_BCD</p><p> LCALL THTL_DI
64、SP</p><p> CALL SET_ALARM</p><p> CALL RE_18B20 ;將設(shè)定的TH,TL值寫入DS18B20內(nèi)</p><p> CALL WRITE_E2</p><p><b> PROC_END:</b></p><p>
65、;<b> RET</b></p><p> ;-------------------------------------------------</p><p> ;變不在 -55---127 內(nèi)的 TH. TL 的為0</p><p> ;----------------------------------------------
66、--</p><p> BZ55_127: MOV R1,#TEMP_TH</p><p> MOV R2,#2</p><p> BZ1: CLR C</p><p> MOV A,@R1</p><p> SUBB A,#0B7H</p>
67、;<p> JC BZ2</p><p> MOV @R1,#00H</p><p> INC R1</p><p> DJNZ R2,BZ1</p><p> BZ2: RET</p><p> ;=======================
68、=====================</p><p> ;設(shè)定報(bào)警值 TH、TL</p><p> ;============================================</p><p> SET_ALARM: NOP</p><p><b> AS_K1:</b></p>
69、<p> JB K1,AS0_K1</p><p> CALL DELAY</p><p> JB K1,AS0_K1</p><p> JNB K1,$</p><p> CPL 20H.1 ;UP/DOWN 標(biāo)記</p><p> AS0_K
70、1: JB 20H.1,UP_TH ;20H.1=1,UP</p><p> JMP DOWN_TH ;20H.1=0,DOWN</p><p> AS_K4: LCALL THTL_DISP</p><p> JB K4,AS_K1 ;確定調(diào)整 OK</p>
71、<p> CALL DELAY</p><p> JB K4,AS_K1</p><p> JNB K4,$</p><p><b> RET</b></p><p> UP_TH: JB K2,UP_TL ;TH值調(diào)整(增加)</p>
72、;<p> CALL DELAY</p><p> JB K2,UP_TL</p><p> JNB K2,$</p><p> MOV A,TEMP_TH</p><p> ANL A,#80H</p><p> JNZ UP_TH1</p>&
73、lt;p> INC TEMP_TH</p><p> MOV A,TEMP_TH</p><p> CJNE A,#128,TH_DISP ;TH大于127轉(zhuǎn)零</p><p> MOV TEMP_TH,#0B7H</p><p> JMP TH_DISP</p><p
74、> UP_TH1: DEC TEMP_TH</p><p> MOV A,TEMP_TH</p><p> CJNE A,#128,TH_DISP ;TH大于127轉(zhuǎn)零</p><p> MOV TEMP_TH,#00H</p><p> TH_DISP: MOV 29H,#0BH
75、 ;H的bcd碼送百位</p><p> MOV R4,TEMP_TH</p><p> LCALL THTL_BCD</p><p> LCALL THTL_DISP</p><p> JMP UP_TH</p><p> UP_TL : JB K3,AS_K4
76、 ;TL值調(diào)整(增加)</p><p> CALL DELAY</p><p> JB K3,AS_K4</p><p> JNB K3,$</p><p> MOV A,TEMP_TL</p><p> ANL A,#80H</p><p>
77、JNZ UP_TL01</p><p> INC TEMP_TL</p><p> MOV A,TEMP_TL</p><p> CJNE A,#128,TL_DISP ;TL大于127轉(zhuǎn)零</p><p> MOV TEMP_TL,#0B7H</p><p> JMP T
78、L_DISP</p><p> UP_TL01: DEC TEMP_TL</p><p> MOV A,TEMP_TL</p><p> CJNE A,#128,TL_DISP</p><p> MOV TEMP_TL,#00H</p><p> TL_DISP: MOV 29H
79、,#0CH ;L的bcd碼送百位</p><p> MOV R4,TEMP_TL</p><p> LCALL THTL_BCD</p><p> LCALL THTL_DISP</p><p> JMP UP_TL</p><p><b> DOWN_TH:</
80、b></p><p> JB K2,ASJ02 ;TH值調(diào)整 (減少)</p><p> CALL DELAY</p><p> JB K2,ASJ02</p><p> JNB K2,$</p><p> MOV A,TEMP_TH ;TH為0
81、,應(yīng)變?yōu)?1</p><p> ANL A,#80H</p><p> JNZ DOWN_TH01</p><p> DEC TEMP_TH</p><p> MOV A,TEMP_TH</p><p> CJNE A,#0FFH,ASJ011</p><p>
82、 MOV A,#81H</p><p> MOV TEMP_TH,A</p><p> JMP ASJ011</p><p> DOWN_TH01: INC TEMP_TH</p><p> MOV A,TEMP_TH</p><p> CJNE A,#0B8H,ASJ0
83、11</p><p> MOV TEMP_TH,#127</p><p> ASJ011: MOV 29H,#0BH ;H的bcd碼送百位</p><p> MOV R4,TEMP_TH</p><p> LCALL THTL_BCD</p><p> LCALL THTL_
84、DISP</p><p> JMP DOWN_TH</p><p> ASJ02: JB K3,ASJ03 ;TL值調(diào)整(減少)</p><p> CALL DELAY</p><p> JB K3,ASJ03</p><p> JNB K3,$&l
85、t;/p><p> MOV A,TEMP_TL</p><p> ANL A,#80H</p><p> JNZ ASJ022</p><p> DEC TEMP_TL</p><p> MOV A,TEMP_TL</p><p> CJNE A,#0
86、FFH,ASJ021</p><p> MOV TEMP_TL,#81H</p><p> JMP ASJ021</p><p> ASJ022: INC TEMP_TL</p><p> MOV A,TEMP_TL</p><p> CJNE A,#0B8H,ASJ021
87、</p><p> MOV TEMP_TL,#127</p><p> ASJ021: MOV 29H,#0CH ;L的bcd碼送百位</p><p> MOV R4,TEMP_TL</p><p> LCALL THTL_BCD</p><p> LCALL THTL_D
88、ISP</p><p> JMP ASJ02</p><p> ASJ03: JMP AS_K4</p><p><b> RET</b></p><p> ;============================================</p><p> ;
89、TH/TL分離bcd碼</p><p> ;============================================</p><p> THTL_BCD: CLR 20H.2</p><p> MOV A,R4 ;十六進(jìn)制-> BCD</p><p> ANL A,#80H
90、</p><p> JZ THTL_01</p><p> SETB 20H.2</p><p> MOV 2AH,#0AH ;負(fù)號(hào)的bcd碼</p><p> MOV A,R4</p><p> ANL A,#7FH</p><p> M
91、OV B,#10</p><p> JMP THTL_02</p><p> THTL_01: MOV A,R4</p><p> MOV B,#100</p><p> DIV AB</p><p> MOV 2AH,A ;百位數(shù)的bcd
92、碼</p><p> MOV A,#10</p><p> XCH A,B</p><p> THTL_02: DIV AB</p><p> MOV 2BH,A ;TEMPLH = 十位數(shù) BCD</p><p> MOV 2CH,B
93、;TEMPLL = 個(gè)位數(shù) BCD</p><p><b> RET</b></p><p> ;=======================================================</p><p> ;將設(shè)定的TH,TL值寫入DS18B20內(nèi)</p><p> ;===========
94、============================================</p><p><b> RE_18B20:</b></p><p> JB FLAG1,RE_18B20A</p><p><b> RET</b></p><p> RE_18B20A:&
95、lt;/p><p> CALL RESET</p><p> MOV A,#0CCH ;跳過(guò)ROM匹配</p><p> LCALL WRITE</p><p> MOV A,#4EH ;寫暫存寄存器</p><p> LCALL WRITE</p>&
96、lt;p> MOV A,TEMP_TH ;TH(報(bào)警上限)</p><p> LCALL WRITE</p><p> MOV A,TEMP_TL ;TL(報(bào)警下限)</p><p> LCALL WRITE</p><p> MOV A,#7FH ;12位精確度</p
97、><p> LCALL WRITE</p><p><b> RET</b></p><p> ;------------------------------------------------------------</p><p><b> WRITE_E2:</b></p>
98、<p> CALL RESET</p><p> MOV A,#0CCH ;跳過(guò)ROM匹配</p><p> LCALL WRITE</p><p> MOV A,#48H ;把暫存器里的溫度報(bào)警值拷貝到EEROM</p><p> LCALL WRITE</p&g
99、t;<p><b> RET</b></p><p> ;--------------------------------------------------------------</p><p><b> READ_E2:</b></p><p> CALL RESET</p>&
100、lt;p> MOV A,#0CCH ;跳過(guò)ROM匹配</p><p> LCALL WRITE</p><p> MOV A,#0B8H ;把EEROM里的溫度報(bào)警值拷貝回暫存器</p><p> CALL WRITE</p><p><b> RET</b>&l
101、t;/p><p> ;====================================================</p><p> ;實(shí)際溫度值與報(bào)警溫度比較</p><p> ;====================================================</p><p> TEMP_COMP:&
102、lt;/p><p> JB SIGN,ARM2</p><p> MOV A,TEMP_TH</p><p> ANL A,#80H</p><p> JNZ CHULI</p><p><b> CLR C</b></p><p>
103、MOV A,TEMP_ZH</p><p> SUBB A,TEMP_TH</p><p> JNC CHULI</p><p> MOV A,TEMP_TL</p><p> ANL A,#80H</p><p> JNZ ARM1</p><p
104、> MOV A,TEMP_ZH</p><p><b> CLR C</b></p><p> SUBB A,TEMP_TL</p><p> JC CHULI</p><p> CLR BEEP</p><p> ARM1: RET&l
105、t;/p><p> ARM2: MOV A,TEMP_TH</p><p> ANL A,#80H</p><p> JZ ARM21</p><p><b> CLR C</b></p><p> MOV A,TEMP_TH</p>
106、;<p> ANL A,#7FH</p><p> MOV R5,TEMP_ZH</p><p> XCH A,R5</p><p> SUBB A,TEMP_TH</p><p> JC CHULI ;溫度大于TH,則跳轉(zhuǎn)閃爍</p>&l
107、t;p> ARM21: MOV A,TEMP_TL</p><p> ANL A,#80H</p><p> JNZ CHULI</p><p> MOV A,TEMP_TL</p><p> ANL A,#7FH</p><p><b> CLR C
108、</b></p><p> MOV R5,TEMP_ZH</p><p> XCH A,R5</p><p> SUBB A,R5</p><p> JNC CHULI ;溫度小于TL,則跳轉(zhuǎn)閃爍</p><p> CLR BEEP</p>
109、<p><b> RET</b></p><p> CHULI: LCALL BEEP_BL</p><p> CLR BEEP</p><p><b> RET</b></p><p> ;===================================
110、=================</p><p> ;DS18B20復(fù)位初始化程序 (已修改)</p><p> ;====================================================</p><p><b> RESET:</b></p><p><b>
111、 SETB DQ</b></p><p><b> NOP</b></p><p><b> CLR DQ</b></p><p> MOV R1,#03</p><p> TSR1: MOV R0,#80</p><p> DJNZ R0,
112、$ ;延時(shí)</p><p> DJNZ R1,TSR1</p><p> SETB DQ ;然后拉高數(shù)據(jù)線</p><p><b> NOP</b></p><p> MOV R0,#15 ;96微秒</p><p> TSR2: JNB DQ,TSR3</
113、p><p> DJNZ R0,TSR2</p><p> JMP TSR4 ;延時(shí)</p><p> TSR3: SETB FLAG1 ;置標(biāo)志位,表示DS18B20存在</p><p> LJMP TSR5</p><p> TSR4: CLR FLAG1 ;清標(biāo)志位,表示DS18B2
114、0不存在</p><p><b> JMP TSR7</b></p><p> TSR5: MOV R0,#115 ;200微秒</p><p> DJNZ R0,$ ;延時(shí)</p><p> TSR7: SETB DQ</p><p><b> RET<
115、/b></p><p> ;==============================================================</p><p> ;WRITE程序,從P3.3端口寫一個(gè)字節(jié) (已修改)</p><p> ;=================================================
116、=============</p><p> WRITE: MOV R2,#8 ;一共8位數(shù)據(jù)</p><p><b> CLR C</b></p><p><b> WR1:</b></p><p> CLR DQ ;開(kāi)始寫入DS18
117、B20總線要處于復(fù)位(低)狀態(tài)</p><p> MOV R3,#07</p><p> DJNZ R3,$ ;總線復(fù)位保持16微妙以上</p><p> RRC A ;把一個(gè)字節(jié)DATA 分成8個(gè)BIT環(huán)移給C</p><p> MOV DQ,C ;寫入
118、一個(gè)BIT</p><p> MOV R3,#3CH</p><p> DJNZ R3,$ ;等待100微妙</p><p> SETB DQ ;重新釋放總線</p><p><b> NOP</b></p><p> DJNZ R2
119、,WR1 ;寫入下一個(gè)BIT</p><p><b> SETB DQ</b></p><p><b> RET</b></p><p> ;==============================================================</p><p
120、> ;READ程序,從18B20中讀出溫度低位、高位、TH、TL (已修改)</p><p> ;==============================================================</p><p> READ: MOV R4,#4 ;將溫度低位、高位、TH、TL從DS18B20中讀出</p><
121、;p> MOV R1,#TEMPL ;存入25H、26H、27H、28H</p><p> RE00: MOV R2,#8</p><p> RE01: CLR CY</p><p><b> SETB DQ</b></p><p><b> NOP</b&
122、gt;</p><p><b> NOP</b></p><p> CLR DQ ;讀前總線保持為低</p><p><b> NOP</b></p><p><b> NOP</b></p><p><b>
123、NOP</b></p><p> SETB DQ ;開(kāi)始讀總線釋放</p><p> MOV R3,#09 ;延時(shí)18微妙</p><p> DJNZ R3,$</p><p> MOV C,DQ ;從DS18B20總線讀得一個(gè)BIT</p>
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