發(fā)動機排溫采集系統(tǒng)課程設計

1、<p><b>　　交通與汽車工程學院</b></p><p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　課 程 名 稱: 微機原理及應用課程設計 </p><p>　　課 程 代 碼: 8234570 </p><p>　　題

2、 目: 發(fā)動機排溫采集系統(tǒng) </p><p>　　年級/專業(yè)/班: 2009級車輛工程汽電三班 </p><p>　　學 生 姓 名: 何 橋 </p><p>　　學　　 號: 362009080609127 </p><p>　

3、　開 始 時 間: 2012 年 07 月 02 日</p><p>　　完 成 時 間: 2012 年 07 月 06 日</p><p><b>　　課程設計成績：</b></p><p>　　指導教師簽名： 年 月 日</p><p>&l

4、t;b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著微機測量和控制技術的迅速發(fā)展與廣泛應用，以單片機為核心的溫度采集與控制系統(tǒng)的研發(fā)與應用在很大程度上提高了生產生活中對溫度的控制水平，同樣廣泛應用于汽車上溫度控制。本設計論述了一種以STC89C52單片機為主控制單元，以DS18B20為溫度傳感器的汽車發(fā)動機排溫溫度控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可以實時溫度數(shù)據(jù)采集和顯示功能。系統(tǒng)設計了相關的硬件電路和

5、相關應用程序。硬件電路主要包括STC89C52單片機最小系統(tǒng)，測溫電路、LED顯示電路以及串口通訊模塊電路等。系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，計算溫度子程序、LED顯示程序等。</p><p>　　[關鍵詞] STC89C52單片機；DS18B20溫度傳感器；LED顯示電路</p><p><b>　　1 引 言 </b></p><p

6、>　　1.1 問題的提出 </p><p>　　工業(yè)控制是計算機的一個重要應用領域，計算機控制系統(tǒng)正是為了適應這一領域的需要而發(fā)展起來的一門專業(yè)技術，它主要研究如何將計算機技術、通過信息技術和自動控制理論應用于工業(yè)生產過程，并設計出所需要的計算機控制系統(tǒng)。隨著微機測量和控制技術的迅速發(fā)展與廣泛應用，以單片機為核心的溫度采集與控制系統(tǒng)的研發(fā)與應用在很大程度上提高了生產生活中對溫度的控制水平。本設計就是基于單

7、片機STC89C52溫度控制系統(tǒng)的設計，通過本次課程實踐，我們更加的明確了單片機的廣泛用途和使用方法，以及其工作的原理。</p><p>　　隨著現(xiàn)代汽車技術的發(fā)展，電子控制技術在汽車上的應用十分廣泛了。本文采用單片機STC89C52設計了溫度實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)對汽車發(fā)動機排溫的實時數(shù)據(jù)采集，用于駕駛者隨時了解車況。單片機STC89C52 能夠根據(jù)溫度傳感器DS18B20 所采集的溫度并通過LED數(shù)碼管顯示出

8、來。</p><p>　　通過該課程的學習使我們對計算機控制系統(tǒng)有一個全面的了解、掌握常規(guī)控制算法的使用方法、掌握簡單微型計算機應用系統(tǒng)軟硬的設計方法，進一步鍛煉同學們在微型計算機應用方面的實際工作能力。</p><p><b>　　1.2任務與分析 </b></p><p>　　本次設計的系統(tǒng)的控制中心是ST89C52單片機。首先，在Prot

9、el軟件環(huán)境中進行硬件電路圖的設計。然后在8052軟件環(huán)境中進行系統(tǒng)的軟件編程，并進行程序源文件的編譯和調試，最后生成.hex文件。此.hex文件是硬件電路運行實現(xiàn)的源代碼來源。把.hex文件加載到ST89C52單片機芯片，然后在Proteus軟件環(huán)境中運行硬件電路，發(fā)動機排溫就可以正常顯示了。 </p><p>　　本設計的系統(tǒng)主要由: ST89C52為中央處理芯片，用于數(shù)據(jù)處理，初值設定。DS18B20溫度傳

10、感器是本例的核心模塊，由他提供溫度信息并由LED顯示，用C語言進行編程。本系統(tǒng)可以分為以下4大模塊：</p><p>　　1、ST89C52模塊：用于數(shù)據(jù)處理，和外圍的溫度數(shù)據(jù)通信，并控制溫度傳輸過程，采集時間信息并予以處理。</p><p>　　2、DS18B20溫度傳感器模塊：可以通過軟件編程來實現(xiàn)溫度信息的采集。</p><p>　　3、數(shù)碼管顯示模塊：顯示模

11、塊采用普通的共陽LED數(shù)碼管，此模塊用于實時顯示發(fā)動機排溫信息。</p><p>　　4、程序：包括單片機控制溫度傳感器的接口程序（實現(xiàn)單片機和時鐘芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸過程）、溫度傳感器數(shù)據(jù)采集程序、單片機外圍串口輸出程序和數(shù)碼管顯示程序。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)方案設計</b></p><p>　　2.1 系統(tǒng)設計方案</p

12、><p>　　通過查閱相關資料，和對多個芯片的了解，有多種方案供我選擇，但結構最簡單的采用89C52單片機，DS18B20溫度傳感器組成的系統(tǒng)。</p><p>　　此方案在硬件部分采用了89C52單片機，DS18B20溫度傳感器，74HC138芯片，LED顯示器。該系統(tǒng)的最大特點是采用DS18B20溫度傳感器。在功能上進行了擴充，并且使得硬件連線顯得較為簡單，在軟件部分，程序顯得層次分明。&

13、lt;/p><p>　　2.2 系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　當程序啟動后，程序進入初始化階段。單片機將從DS18B20溫度傳感器中讀出發(fā)動機排溫數(shù)據(jù)。并且經過顯示緩存后送入LED顯示器進行顯示。</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件電路設計</p><p>　　3.1 STC8

14、9C52單片機電路</p><p>　　3.1.1 STC89C52簡介</p><p>　　目前，51系列單片機在工業(yè)檢測領域中得到了廣泛的應用，因此我們可以在許多單片機應用領域中，配接各種類型的語音接口，構成具有合成語音輸出能力的綜合應用系統(tǒng)，以增強人機對話的功能。STC89C52單片機是深圳宏晶科技有限公司生產的一種單片機，在一小塊芯片上集成了一個微型計算機的各個組成部分。每一個單片

15、機包括：一個8位的微型處理器CPU；一個512K的片內數(shù)據(jù)存儲器RAM；4K片內程序存儲器；四個8位并行的I/O接口P0-P3，每個接口既可以輸入，也可以輸出；兩個定時器/記數(shù)器；五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個全雙工UART的串行I/O口；片內振蕩器和時鐘產生電路，但石英晶體和微調電容需要外接。最高允許振蕩頻率是12MHZ。以上各個部分通過內部總線相連接。</p><p>　　圖3-1 89C52單片機引腳圖&l

16、t;/p><p>　　3.1.2 STC89C52單片機時序</p><p>　　STC89C52單片機的一個執(zhí)器周期由6個狀態(tài)(s1—s6)組成，每個狀態(tài)又持續(xù)2個震蕩周期，分為P1和P2兩個節(jié)拍。這樣，一個機器周期由12個振蕩周期組成。若采用12MHz的晶體振蕩器，則每個機器周期為1us，每個狀態(tài)周期為1／6us；在一數(shù)情況下，算術和邏輯操作發(fā)生在N期間，而內部寄存器到寄存器的傳輸發(fā)生在P

17、2期間。對于單周期指令，當指令操作碼讀人指令寄存器時，使從S1P2開始執(zhí)行指令。如果是雙字節(jié)指令，則在同一機器周期的s4讀人第二字節(jié)。若為單字節(jié)指令，則在51期間仍進行讀，但所讀入的字節(jié)操作碼被忽略，且程序計數(shù)據(jù)也不加1。在加結束時完成指令操作。多數(shù)STC89C52指令周期為1—2個機器周期，只有乘法和除法指令需要兩個以上機器周期的指令，它們需4個機器周期。 對于雙字節(jié)單機器指令，通常是在一個機器周期內從程序存儲器中讀人兩個字節(jié)，但Mo

18、vx指令例外，Movx指令是訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的單字節(jié)雙機器周期指令，在執(zhí)行Movx指令期間，外部數(shù)據(jù)存儲器被訪問且被選通時跳過兩次取指操作。</p><p>　　3.1.3 STC89C52單片機引腳介紹</p><p>　　STC89C52單片機的40個引腳中有2個專用于主電源引腳，2個外接晶振的引腳，4個控制或與其它電源復用的引腳，以及32條輸入輸出I/O引腳。</p>

19、<p>　　下面按引腳功能分為4個部分敘述個引腳的功能。</p><p>　?。?）電源引腳Vcc和Vss</p><p>　　Vcc（40腳）：接+5V電源正端；</p><p>　　Vss（20腳）：接+5V電源正端。</p><p>　　（2）外接晶振引腳XTAL1和XTAL2</p><p>　　X

20、TAL1（19腳）：接外部石英晶體的一端。在單片機內部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構成采用外部時鐘時，對于HMOS單片機，該引腳接地；對于CHOMS單片機，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。</p><p>　　XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端。在單片機內部，接至片內振蕩器的反相放大器的輸出端。當采用外部時鐘時，對于HMOS單片機，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。對于CHMOS芯片，該引腳懸空不

21、接。</p><p>　?。?）控制信號或與其它電源復用引腳</p><p>　　控制信號或與其它電源復用引腳有RST/VPD、ALE/P、PSEN和EA/VPP等4種形式。</p><p>　?。ˋ）．RST/VPD（9腳）：RST即為RESET，VPD為備用電源，所以該引腳為單片機的上電復位或掉電保護端。當單片機振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機器周期的高電平

22、，就可實現(xiàn)復位操作，使單片機復位到初始狀態(tài)。</p><p>　　當VCC發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時，該引腳可接上備用電源VPD（+5V）為內部RAM供電，以保證RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。</p><p>　?。˙）．ALE/ P （30腳）：當訪問外部存儲器時，ALE（允許地址鎖存信號）以每機器周期兩次的信號輸出，用于鎖存出現(xiàn)在P0口的低</p><p>　

23、?。–）．PSEN(29腳):片外程序存儲器讀選通輸出端,低電平有效。當從外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個機器周期PESN兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線口讀回指令或常數(shù)。當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器期間，PESN信號將不出現(xiàn)。</p><p>　?。―）．EA/Vpp（31腳）：EA為訪問外部程序儲器控制信號，低電平有效。當EA端保持高電平時，單片機訪問片內程序存儲器4KB（MS—52子系列為8KB）。若超出該范圍時，自

24、動轉去執(zhí)行外部程序存儲器的程序。當EA端保持低電平時，無論片內有無程序存儲器，均只訪問外部程序存儲器。對于片內含有EPROM的單片機，在EPROM編程期間，該引腳用于接21V的編程電源Vpp。</p><p>　　（4）輸入/輸出（I/O）引腳P0口、P1口、P2口及P3口</p><p>　　(A).P0口（39腳～22腳）：P0.0～P0.7統(tǒng)稱為P0口。當不接外部存儲器與不擴展I/O

25、接口時，它可作為準雙向8位輸入/輸出接口。當接有外部程序存儲器或擴展I/O口時，P0口為地址/數(shù)據(jù)分時復用口。它分時提供8位雙向數(shù)據(jù)總線。</p><p>　　對于片內含有EPROM的單片機，當EPROM編程時，從P0口輸入指令字節(jié)，而當檢驗程序時，則輸出指令字節(jié)。</p><p>　　(B).P1口（1腳～8腳）：P1.0～P1.7統(tǒng)稱為P1口，可作為準雙向I/O接口使用。對于MCS—5

26、2子系列單片機，P1.0和P1.1還有第2功能：P1.0口用作定時器/計數(shù)器2的計數(shù)脈沖輸入端T2；P1.1用作定時器/計數(shù)器2的外部控制端T2EX。對于EPROM編程和進行程序校驗時，P0口接收輸入的低8位地址。</p><p>　　(C).P2口（21腳～28腳）：P2.0～P2.7統(tǒng)稱為P2口，一般可作為準雙向I/O接口。當接有外部程序存儲器或擴展I/O接口且尋址范圍超過256個字節(jié)時，P2口用于高8位地址

27、總線送出高8位地址。對于EPROM編程和進行程序校驗時，P2口接收輸入的8位地址。</p><p>　　(D).P3口（10腳～17腳）：P3.0～P3.7統(tǒng)稱為P3口。它為雙功能口，可以作為一般的準雙向I/O接口，也可以將每1位用于第2功能，而且P3口的每一條引腳均可獨立定義為第1功能的輸入輸出或第2功能。P3口的第2功能見下表</p><p>　　表3-1 單片機P3.0管腳含義<

28、;/p><p>　　綜上所述，MCS—51系列單片機的引腳作用可歸納為以下兩點：</p><p>　　1).單片機功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳具有第2功能；</p><p>　　2).單片機對外呈3總線形式，由P2、P0口組成16位地址總線；由P0口分時復用作為數(shù)據(jù)總線。</p><p>　　3.2 DS18B20溫度傳感器電路</p&g

29、t;<p>　　采用一線制數(shù)字溫度傳感器DS18B20來作為本課題的溫度傳感器。傳感器輸出信號進4.7K的上拉電阻直接接到單片機的P1.0引腳上。</p><p>　　DS18B20溫度傳感器是美國達拉斯(DALLAS)半導體公司推出的應用單總線技術的數(shù)字溫度傳感器。該器件將半導體溫敏器件、A/D轉換器、存儲器等做在一個很小的集成電路芯片上。本設計中溫度傳感器之所以選擇單線數(shù)字器件DS18B20，是

30、在經過多方面比較和考慮后決定的，主要有以下幾方面的原因：</p><p>　　（1）系統(tǒng)的特性：測溫范圍為-55℃～+125℃ ，測溫精度為士0.5℃；溫度轉換精度9～12位可變，能夠直接將溫度轉換值以16位二進制數(shù)碼的方式串行輸出；12位精度轉換的最大時間為750ms；可以通過數(shù)據(jù)線供電，具有超低功耗工作方式。</p><p>　?。?）系統(tǒng)成本：由于計算機技術和微電子技術的發(fā)展，新型大

31、規(guī)模集成電路功能越來越強大，體積越來越小，而價格也越來越低。一支DS18B20的體積與普通三極管相差無幾，價格只有十元人民幣左右。</p><p>　?。?）系統(tǒng)復雜度：由于DS18B20是單總線器件，微處理器與其接口時僅需占用1個I/O端口且一條總線上可以掛接幾十個DS18B20，測溫時無需任何外部元件，因此，與模擬傳感器相比，可以大大減少接線的數(shù)量，降低系統(tǒng)的復雜度，減少工程的施工量。</p>

32、<p>　?。?）系統(tǒng)的調試和維護：由于引線的減少，使得系統(tǒng)接口大為簡化，給系統(tǒng)的調試帶來方便。同時因為DS18B20是全數(shù)字元器件，故障率很低，抗干擾性強，因此，減少了系統(tǒng)的日常維護工作。</p><p>　　DS18B20溫度傳感器只有三根外引線：單線數(shù)據(jù)傳輸總線端口DQ ，外供電源線VDD，共用地線GND。DS18B20有兩種供電方式：一種為數(shù)據(jù)線供電方式，此時VDD接地，它是通過內部電容在空閑時

33、從數(shù)據(jù)線獲取能量，來完成溫度轉換，相應的完成溫度轉換的時間較長。這種情況下，用單片機的一個I/O口來完成對DS18B20總線的上拉。另一種是外部供電方式(VDD接+5V)，相應的完成溫度測量的時間較短。</p><p>　　在本設計中采用外部供電方式實現(xiàn)DS18B20傳感器與單片機的連接，其接口電路如圖所示。</p><p>　　圖3-2 溫度傳感器接口</p><p&

34、gt;　　3.3 系統(tǒng)電源電路</p><p>　　在該溫度控制系統(tǒng)中，其電源電路設計如下圖所示。</p><p>　　圖3-3 系統(tǒng)電源模塊</p><p>　　3.4 LED顯示電路</p><p>　　本課題設計的溫度控制系統(tǒng)是采用8個數(shù)碼管作為顯示模塊，其接口原理圖如下圖所示：</p><p>　　圖3-4數(shù)碼

35、管顯示接口電路</p><p>　　3.5 串口通訊電路</p><p>　　本課題設計的通訊采用的是常見的串口通訊，協(xié)議轉換芯片是采用MAX232A，其接口原理圖如下圖所示：</p><p>　　圖3-5串口通訊接口電路</p><p><b>　　4 系統(tǒng)軟件設計</b></p><p>　　

36、4.1 Proteus軟件環(huán)境介紹</p><p>　　本系統(tǒng)的硬件設計首先是在Proteus軟件環(huán)境中仿真實現(xiàn)的。Proteus軟件是來自英國Labcenter electronics公司的EDA工具軟件，Proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了具有和其它EDA工具一樣的原理布圖、PCB自動或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，它的電路仿真是互動的。針對微處理器的應用，還可以直接在基于原

37、理圖的虛擬原型上編程，并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調試。如果有顯示及輸出，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，還能看到運行后輸入輸出的效果。Proteus建立了完備的電子設計開發(fā)環(huán)境，尤其重要的是Proteus Lite可以完全免費，也可以花微不足道的費用注冊達到更好的效果[2]。</p><p>　　Proteus是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具?？梢苑抡?1系列、AVR、PIC等常用的MCU及其外圍電

38、路（如LCD，RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件...）。其實Proteus 與 multisim比較類似，只不過它可以仿真MCU，當然，軟件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相應的仿真模型，用開發(fā)板和仿真器當然是最好選擇，可是初學者擁有它們的可能性比較小。當然，硬件實踐還是必不可少的。在沒有硬件的情況下，Proteus能像pspice 仿真模擬/數(shù)字電路那樣仿真MCU及外圍電路。另外

39、，即使有硬件，在程序編寫早期用軟件仿真一下也是很有必要的。Proteus軟件主要具有以下幾個方面的特點：</p><p>　　1、設計和仿真軟件Proteus 是一個很有用的工具，它可以幫助學生和專業(yè)人士提高他們的模擬和數(shù)字電路的設計能力。</p><p>　　2、它允許對電路設計采用圖形環(huán)境，在這種環(huán)境中，可以使用一個特定符號來代替元器件，并完成不會對真實電路造成任何損害的電路仿真操作。

40、</p><p>　　3、它可以仿真儀表以及可描述在仿真過程中所獲得的信號的圖表。</p><p>　　4、它可以仿真目前流行的單片機，如PICS, ATMEL-AVR, MOTOROLA, 8051 等。</p><p>　　5、在設計綜合性方案中,還可以利用ARES開發(fā)印制電路板。</p><p>　　4.2 Protel軟件環(huán)境介紹&l

41、t;/p><p>　　Protel印制板設計軟件包是澳大利亞protel technology公司與1990年推出的電子CAD產品，具有方便、易學、實用、快速以及高速度、高步通率的特點。它采用了分層次下拉窗口菜單結構形式，用戶基本上不需要記背太多的鍵盤命令，用鼠標點擊菜單命令就能操作，protel有著很高的自動布線布通率。布通率是電子產CAD產品的一項重要指標，它反映電子元件在電路圖中連接關系有多少能在印刷版圖中實現(xiàn)

42、。在設計常用的單、雙面印制板時只要選擇適當?shù)脑季趾筒季€策略方法，protel就可以輕易的達到98%-100%的布通率。對于極少數(shù)不能布通的定方，protel可以用飛線指示出來，引導用戶用手工方法連通。另外，protel有強大的宏命令設置功能，利用宏命令功能多定義的熱鍵可以大大提高操作速度[1]。</p><p>　　Protel對微機的軟硬件配置要求很低：cpu在8088以上，dos2.0以上版本，內存640

43、kb以上，雙軟件（或一個軟件一個硬盤），單色顯示器（多層板設計時最好用彩色），各種兼容打印機。也能在Windows9X平臺的模擬DOS下運行。</p><p>　　Protel已成為印制板設計加工方面的工業(yè)標準。據(jù)初步統(tǒng)計protel在CAD的市場占有率達 95%，成為電子產品制造業(yè)界的首選CAD軟件。</p><p><b>　　4.3系統(tǒng)軟件分析</b></

44、p><p>　　任何一個應用系統(tǒng)，它們都有著自己的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，少了任何一個部分都不可能稱之為一個完整的應用系統(tǒng)，它們之間是相互依存的一個整體，硬件系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)的一個基礎和前提，為軟件系統(tǒng)提供了一個操作平臺；而軟件系統(tǒng)是硬件系統(tǒng)的靈魂，它對硬件系統(tǒng)起到擴充和完善的作用?？上攵浖到y(tǒng)與硬件系統(tǒng)同等重要。</p><p>　　本系統(tǒng)的軟件主要是采用C語言，對單片機進行編程實現(xiàn)各項功能。

45、主程序對模塊進行初始化，而后調用讀溫度、處理溫度、顯示等模塊。用的是循環(huán)查詢方式，來顯示和控制溫度，主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值并負責調用各子程序,其程序流程如下圖所示：</p><p>　　圖4-1系統(tǒng)程序主流程圖</p><p>　　4.3.1溫度采集程序設計過程</p><p>　　因為使用了DS18B20溫

46、度傳感器，溫度采集程序只需要從DS18B20溫度傳感器各寄存器中讀出溫度數(shù)據(jù)，再處理即可。在首次對DS18B20溫度傳感器進行操作之前，必須對它進行初始化，然后從DS18B20溫度傳感器中讀出數(shù)據(jù)，在經過處理后，送給顯示緩沖單元。</p><p>　　4.3.1.1讀溫度子程序</p><p>　　讀出溫度子程序的主要功能包括初始化,判斷DS18B20是否存在,若存在則進行一系列的讀操,作

47、若不存在則返回。其程序流程圖如下圖所示。</p><p>　　圖4-2讀溫度流程圖</p><p>　　4.3.1.2計算溫度子程序</p><p>　　計算溫度子程序將RAM中讀取值進行BCD碼的轉換運算，并進行溫度值正負的判定，其程序流程圖如下圖所示。</p><p>　　圖4-3 計算溫度子程序流程圖</p><p&

48、gt;　　4.3.2 LED顯示方式的設計</p><p>　　1、將要顯示的數(shù)據(jù)地址送至P2口，讓LED接收信號。</p><p>　　2、通過單片機P1.5－P1.5控制74HC138譯碼器A、B、C輸入端，進行相應的LED位選。</p><p>　　表4-1 74HC138譯碼器功能表</p><p>　　圖4-4 LED顯示程序流程

49、圖</p><p><b>　　5 系統(tǒng)調試過程</b></p><p>　　通過上面的硬件設計和軟件設計過程，設計的工作已經基本完成，接下來的工作就是對所設計好的應用系統(tǒng)進行調試。通過調試可以檢查出系統(tǒng)出現(xiàn)的一些錯誤，從而進行下一步的修改。</p><p>　　5.1 Protel 99 SE 調試</p><p>　

50、　圖 5-1 Protel原理圖</p><p>　　圖5-2 ERC電氣規(guī)則檢查結果</p><p>　　5.2 keil程序調試</p><p>　　程序經過調試顯示“0錯誤，0警告”。表示程序調試通過。</p><p>　　圖5-3程序調試通過示意圖</p><p>　　5.3 Protues仿真調試<

51、/p><p>　　圖5-4 Protues仿真圖</p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　本次設計實現(xiàn)了對發(fā)動機排溫的實時數(shù)據(jù)采集和顯示功能。首次采用了DS18B20溫度傳感器芯片，此芯片穩(wěn)定性好，并且功能強大。而主要單片機89C52單片機，在系統(tǒng)中的作用是實時讀取溫度傳感器采集的溫度信息，并及時的通過LED顯示出來。本系

52、統(tǒng)采用軟件和硬件組合的方法，其最大特點是：硬件電路簡單，安裝方便易于實現(xiàn)，軟件設計獨特、可靠。 </p><p>　　本次設計只涉及了一部分的功能，可以將之使用在汽車儀表盤的顯示中。在進一步的研究中還可以考慮加入溫度的檢測等功能，相信會使之更加完善。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在陳飛老師的指導下，我完成了

53、本次設計。本設計從選題到完成，每一步都是在他的指導下完成的，傾注了老師大量的心血。另外，本設計的完成也離不開其他老師和各位同學給我的建議和幫助，是他們讓我明白了團隊合作的精神。在此，我謹向陳飛老師和幫助過我的老師和同學們，表示崇高的敬意和衷心的感謝！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1]《Protel99SE EDA 技術及應用》徐崢

54、穎編著，北京：機械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[2]《單片機系統(tǒng)的protues設計與仿真》張靖武編著，北京：電子工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[3]《單片機原理及接口技術》李朝青編著，北京：北京航空航天大學出版社，2005</p><p>　　[4]《MCS-51單片機應用開發(fā)實用子程序》邊春遠編著，北京：人民郵電出版社，2005<

55、/p><p>　　[5] 譚浩強. 《C程序設計》 清華大學出版社，2005</p><p><b>　　附件1：系統(tǒng)原理圖</b></p><p>　　附件2：系統(tǒng)PCB圖</p><p>　　附件3：系統(tǒng)相關程序</p><p><b>　　定義變量程序</b></p&

56、gt;<p>　　#ifndef __include_h</p><p>　　#define __include_h</p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned i

57、nt</p><p>　　#define DataPort P2 //定義數(shù)據(jù)端口 程序中遇到DataPort 則用P0 替換</p><p>　　#define weixuan P1//通過138譯碼器控制選擇數(shù)碼管</p><p>　　#define FOSC 11059200 </p><p>　　#define BAUD 9600

58、</p><p>　　sbit DQ=P3^5;//ds18b20與單片機連接口</p><p><b>　　//溫度值</b></p><p>　　void ds1820disp(uint temp);</p><p>　　void Timer0_isr(void);</p><p>　　voi

59、d Init_Timer0(void);</p><p>　　void DelayUs2x(unsigned char t);</p><p>　　void DelayMs(unsigned char t);</p><p>　　void SendByte(uchar dat);</p><p>　　void SendStr(uchar *s

60、);</p><p>　　void uartInit(void);</p><p>　　void Sendsz(uint dat);</p><p>　　void delay_18B20(unsigned int i);</p><p>　　void ds1820rst();</p><p>　　uchar ds182

61、0rd(); </p><p>　　void ds1820wr(uchar wdata);</p><p>　　uint read_temp();</p><p><b>　　#endif</b></p><p><b>　　主程序</b></p><p>　　/******

62、**************主程序***********************************/</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　uchar qian, bai,shi,ge;</p><p>　　uint temp;</p>

63、<p>　　uartInit(); </p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　temp=read_temp();//18b20讀溫度</p><p>　　// temp=273;</p>

64、<p>　　qian=temp/1000;</p><p>　　bai=temp%1000/100;</p><p>　　shi=temp%1000%100/10;</p><p>　　ge=temp%1000%100%10;</p><p>　　SendByte(qian+0x30); </p><p>

65、;　　SendByte(bai+0x30);</p><p>　　SendByte(shi+0x30);SendByte('.');SendByte(ge+0x30);SendByte('\r');</p><p>　　SendByte('\n');</p><p>　　ds1820disp(temp);/

66、/調用數(shù)碼管顯示</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　DS18B20溫度采集程序</p><p>　　#include "include.h"</p><p>　　extern tflag

67、;</p><p>　　/*******************ds18b20程序*********************/</p><p>　　void delay_18B20(unsigned int i)//延時1微秒</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(i--);</p

68、><p><b>　　}</b></p><p>　　void ds1820rst()/*ds1820復位*/</p><p>　　{ unsigned char x=0;</p><p>　　DQ = 1; //DQ復位</p><p>　　delay_18B20(4); //

69、延時</p><p>　　DQ = 0; //DQ拉低</p><p>　　delay_18B20(91); //改1精確延時大于480us</p><p>　　DQ = 1; //拉高</p><p>　　delay_18B20(37);//改2 </p><p><b&g

70、t;　　} </b></p><p>　　uchar ds1820rd()/*讀數(shù)據(jù)*/</p><p>　　{ unsigned char i=0;</p><p>　　unsigned char dat = 0;</p><p>　　for (i=8;i>0;i--)</p><p>　　{

71、 DQ = 0; //給脈沖信號</p><p><b>　　dat>>=1;</b></p><p>　　DQ = 1; //給脈沖信號</p><p><b>　　if(DQ)</b></p><p>　　dat|=0x80;</p><p>　　delay_

72、18B20(9);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　return(dat);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void ds1820wr(uchar wdata)/*寫數(shù)據(jù)*/</p><p>　　{unsigned c

73、har i=0;</p><p>　　for (i=8; i>0; i--)</p><p><b>　　{ DQ = 0;</b></p><p>　　DQ = wdata&0x01;</p><p>　　delay_18B20(9);</p><p><b>　　DQ

74、= 1;</b></p><p>　　wdata>>=1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　uint read_temp()/*讀取溫度值并轉換*/</p><p><b>

75、　　{</b></p><p>　　uchar a=0,b=0;</p><p>　　uint tvalue=0;</p><p>　　ds1820rst(); </p><p>　　ds1820wr(0xcc);//*跳過讀序列號*/</p><p>　　ds1820wr(0x44);//*啟動溫度

76、轉換*/</p><p>　　ds1820rst(); </p><p>　　ds1820wr(0xcc);//*跳過讀序列號*/ </p><p>　　ds1820wr(0xbe);//*讀取溫度*/ </p><p>　　a=ds1820rd();</p><p>　　b=ds1820rd();</p&

77、gt;<p><b>　　tvalue=b;</b></p><p>　　tvalue<<=8;</p><p>　　tvalue=tvalue|a;</p><p>　　if(tvalue<0x0fff)</p><p><b>　　tflag=0;</b><

78、/p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　tvalue=~tvalue+1;</p><p><b>　　tflag=1;</b></p><p><b>　　}</b>&l

79、t;/p><p>　　tvalue=tvalue*(0.625);//溫度值擴大10倍，精確到1位小數(shù)</p><p>　　return(tvalue);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　LED顯示程序</b></p><p>　　#inclu

80、de "include.h"</p><p>　　uchar data disdata[8]; //定義一個數(shù)組</p><p>　　uint temp;</p><p>　　uchar tflag;//溫度正負標志</p><p>　　unsigned char code dofly_WeiMa[]={0x1F,

81、0x3F,0x5F,0x7F,0x9F,0xBF,0xDF,0xFF};//分別對應相應的數(shù)碼管點亮,即位碼</p><p>　　unsigned char code dofly_DuanMa[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};// 顯示段碼值0~F</p><

82、p>　　/*************溫度值顯示******************************/</p><p>　　void ds1820disp(uint temp)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　unsigned char i=0;</p><p><b>

83、;　　int a,b;</b></p><p><b>　　if(tflag)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　disdata[0]=0x40;//負號標志</p><p><b>　　}</b></p><p

84、><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　disdata[0]=dofly_DuanMa[0];</p><p>　　//s[0]=0+0x30;</p><p><b>　　}</b></p><

85、;p>　　a=temp/1000;</p><p>　　b=temp%1000;</p><p>　　//s[1]=a+0x30;</p><p>　　disdata[1]=dofly_DuanMa[a]; //百位溫度</p><p><b>　　a=b/100;</b></p><p&g

86、t;<b>　　b=b%100;</b></p><p>　　disdata[2]=dofly_DuanMa[a];//十位溫度</p><p><b>　　a=b/10;</b></p><p><b>　　b=b%10;</b></p><p>　　disdata[3]=d

87、ofly_DuanMa[a]&(~(0x80)); //個位溫度,帶小數(shù)點</p><p>　　disdata[4]=dofly_DuanMa[b];</p><p>　　disdata[5]=0xc6; //</p><p>　　disdata[6]=0xff;</p><p>　　disdata[7]=0xff;</p

88、><p>　　//Sendsz(temp);</p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//清空數(shù)據(jù)，防止有交替重影</p><p>　　weixuan=dofly_WeiMa[i]; //取位碼 </p>