溫度檢測計課程設(shè)計---基于單片機(jī)的溫度檢測儀設(shè)計

1、<p>　　基于單片機(jī)的溫度檢測儀設(shè)計</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué)生學(xué)號： </p><p>　　院（系）： 電氣信息工程學(xué)院 </p><p>　　年級專業(yè)： 2008級電子信息工程</p><p>　　指導(dǎo)教

2、師： </p><p><b>　　二〇一一年十二月</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言2</b></p><p><b>　　一、引言3</b></p&g

3、t;<p><b>　　二、設(shè)計方案4</b></p><p>　　三、設(shè)計框圖及流程圖4</p><p><b>　　1、主控制器4</b></p><p><b>　　2、顯示電路4</b></p><p><b>　　3、溫度傳感器4&l

4、t;/b></p><p><b>　　4、流程圖5</b></p><p>　　四、溫度檢測儀程序6</p><p>　　五、電路仿真的設(shè)計與分析10</p><p>　　1、Proteus仿真軟件介紹10</p><p><b>　　2、仿真圖11</b>

5、</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)12</b></p><p><b>　　致 謝13</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著科技的發(fā)展和“信息時代”的到來，作為獲取信息的手段——傳感器技術(shù)得到了顯著的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，

6、對其要求越來越高，需求越來越迫切。因此，了解并掌握各類傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特性是非常重要的。</p><p>　　傳感器主要用于測量和控制系統(tǒng)，它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。因此，不僅必須掌握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，還必須懂得傳感器經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕涌陔娐氛{(diào)整才能滿足信號的處理、顯示和控制的要求，而且只有通過對傳感器應(yīng)用實例的原理和智能傳感器實例的分析了解，才能將傳感器和信息通信與信息處理結(jié)合起來

7、，適應(yīng)傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)和應(yīng)用。另一方面，傳感器的被測信號來自于各個應(yīng)用領(lǐng)域，每個領(lǐng)域都為了改革生產(chǎn)力、提高工效和時效，各自都在開發(fā)研制適合應(yīng)用的傳感器，于是種類繁多的新型傳感器及傳感器系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。溫度傳感器是其中重要的一類傳感器。其發(fā)展速度之快，以及其應(yīng)用之廣，并且還有很大潛力。</p><p><b>　　一、引言</b></p><p>　　本設(shè)計所介紹

8、的數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準(zhǔn)確的場所，或科研實驗室使用，該設(shè)計控制器使用單片機(jī)AT89S51，測溫傳感器使用DS18B20，用4位共陽極LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù),實現(xiàn)溫度顯示,能準(zhǔn)確達(dá)到以上要求。</p><p><b>　　二、設(shè)計方案</b></p><p>　　用溫度傳感器，在

9、單片機(jī)電路設(shè)計中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計要求。</p><p>　　三、設(shè)計框圖及流程圖</p><p><b>　　1 主控制器</b></p><p>　　單片機(jī)AT89S51具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口

10、只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。</p><p><b>　　2 顯示電路</b></p><p>　　顯示電路采用4位共陽LED數(shù)碼管。</p><p><b>　　3溫度傳感器</b></p><p>　　DS18B20溫度傳感器是美國

11、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)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)９～１２位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點如下：</p><p>　　●獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進(jìn)行通信；</p><p>　　●多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；</p><p&

12、gt;<b>　　●無須外部器件；</b></p><p>　　●可通過數(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>　　●用戶可定義報警設(shè)置；</p><p>　　

13、●報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；</p><p>　　●負(fù)電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； </p><p>　　DS18B20采用３腳PR－35封裝或８腳SOIC封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。</p><p><b>　　4、流程圖</b></p><p&

14、gt;　　主程序流程圖： 讀溫度流程圖：</p><p>　　讀溫度子程序： 計算溫度子程序：</p><p><b>　　四、溫度檢測儀程序</b></p><p>　　# include "

15、reg51.h" </p><p>　　# include "intrins.h" </p><p>　　# define disdata P0</p><p>　　# define discan P2</p><p>　　# define uchar unsigned char </p>

16、;<p>　　# define uint unsigned int </p><p>　　sbit DQ = P3^7; //溫度輸入口</p><p>　　sbit DIN = P0^7;//led小數(shù)點控制</p><p>　　uchar DQ;</p><p><b>　　uint h;</b>&

17、lt;/p><p>　　uchar code ditab[16]= </p><p>　　{0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09}; </p><p>　　uchar code dis_7[12]= {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99

18、,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xbf};</p><p>　　uchar code scan_con[4]={0xf7,0xfB,0xFD,0xFE};//列掃描控制字 </p><p>　　uchar data temp_data[2]={0x00, 0x00,}; //讀出溫度暫存</p><p>　　uchar data

19、display[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; //顯示單元數(shù)據(jù)，共4個數(shù)據(jù)，1個運算暫存用</p><p>　　void delay(uint t) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　for(;t>0;t--); </p><p><b>　　

20、}</b></p><p>　　/******************************顯示掃描函數(shù)******************************/ </p><p><b>　　scan() </b></p><p><b>　　{ </b></p><p><

21、;b>　　char k; </b></p><p>　　for(k=0;k<4;k++) //4位LED掃描控制</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　disdata=dis_7[display[k]]; </p><p>　　if(k==1){DIN=0;} /

22、/當(dāng)K=1時，P0^7為低電平顯示小數(shù)點</p><p>　　discan=scan_con[k]; //列掃描</p><p>　　delay(30);</p><p>　　discan=0xFF; </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</

23、b></p><p>　　/*******************************DS復(fù)位函數(shù)******************************/ </p><p>　　ow_reset(void) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　char presence=1;

24、</p><p>　　while(presence) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　while(presence) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　DQ=1;_nop_();_nop_(); </p>

25、;<p><b>　　DQ=0; </b></p><p>　　delay(50); //延時550毫秒</p><p><b>　　DQ=1; </b></p><p>　　delay(6); </p><p>　　presence=DQ; </p><p>

26、;<b>　　} </b></p><p>　　delay(45); </p><p>　　presence=~DQ; </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　DQ=1; </b></p><p><b>　　}

27、 </b></p><p>　　/*****************************DS寫命令函數(shù)*********************************/ </p><p>　　void write_byte(uchar val) //向1-WIRE總線上寫一字節(jié)</p><p><b>　　{ </b>&l

28、t;/p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　for(i=8;i>0;i--) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　DQ=1;_nop_();_nop_(); </p><p>　　DQ=0;_nop_();_nop

29、_();_nop_();_nop_();_nop_(); </p><p>　　DQ=val&0x01; //最低位移出</p><p>　　delay(6); </p><p>　　val=val/2; //右移1位</p><p><b>　　} </b></p><p><

30、b>　　DQ=1; </b></p><p>　　delay(1); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************************DS讀一字節(jié)函數(shù)****************************************************/ <

31、;/p><p>　　uchar read_byte(void) </p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　uchar i; </b></p><p>　　uchar value=0;</p><p>　　for(i=8;i>0;i--) <

32、;/p><p><b>　　{ </b></p><p>　　DQ=1;_nop_();_nop_(); </p><p>　　value>>=1;</p><p><b>　　DQ=0; </b></p><p>　　_nop_();_nop_();_nop_();

33、_nop_();</p><p>　　DQ=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); </p><p>　　if(DQ) value|=0x80; </p><p>　　delay(6); </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　

34、　DQ=1; </b></p><p>　　return(value); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　/******************************讀出溫度函數(shù)*************************************************/ </p>

35、<p>　　read_temp() </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　ow_reset(); </p><p>　　write_byte(0xcc); </p><p>　　write_byte(0xbe);</p><p>　　temp_data[0]=

36、read_byte(); </p><p>　　temp_data[1]=read_byte(); </p><p>　　ow_reset(); </p><p>　　write_byte(0xcc); </p><p>　　write_byte(0x44); </p><p><b>　　}</b&g

37、t;</p><p>　　/********************************計算溫度子函數(shù)**********************************************/ </p><p>　　work_temp() </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　uchar

38、 n=0; </p><p>　　if(temp_data[1]>127) </p><p>　　{temp_data[1]=(255-temp_data[1]);temp_data[0]=(255-temp_data[0]);n=1;} //負(fù)溫度求補(bǔ)碼</p><p>　　display[4]=temp_data[0]&0x0f;display[0

39、]=ditab[display[4]]; </p><p>　　display[4]=((temp_data[0]&0xf0)>>4)|((temp_data[1]&0x0f)<<4) ; </p><p>　　display[3]=display[4]/100; </p><p>　　display[1]=display[4

40、]%100; </p><p>　　display[2]=display[1]/10; </p><p>　　display[1]=display[1]%10; </p><p>　　if(!display[3]){display[3]=0x0a; </p><p>　　if(!display[2]){display[2]=0x0a;}} /

41、/最高位為0時不顯示</p><p>　　if(n){display[3]=0x0b;} //負(fù)溫度是最高為顯示“-”</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************************主函數(shù)********************************************

42、**************/ </p><p><b>　　main () </b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　disdata=0xff;// 初始化端口</p><p>　　discan=0xff;</p><p>　　for(h=0;

43、h<4;h++) //開機(jī)顯示“8888”scan();</p><p>　　{display[h]=8;}</p><p>　　ow_reset(); //開機(jī)先轉(zhuǎn)換一次</p><p>　　write_byte(0xcc);//skip ROM </p><p>　　write_byte(0x44);//發(fā)轉(zhuǎn)換命令<

44、/p><p>　　for(h=0;h<500;h++)//開機(jī)顯示“8888”兩秒 </p><p>　　{scan();} </p><p><b>　　while(1) </b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　read_temp();

45、//讀出溫度數(shù)據(jù)</p><p>　　work_temp(); //處理溫度數(shù)據(jù)</p><p>　　for(h=0;h<500;h++) //顯示溫度兩秒</p><p>　　{scan();} </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}<

46、/b></p><p>　　五、電路仿真的設(shè)計與分析</p><p>　　1、Proteus仿真軟件介紹</p><p>　　Proteus ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是：①實現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模

47、擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：6800系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。③提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功

48、能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2等軟件。④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。</p><p><b>　　2、仿真圖</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)&

49、lt;/b></p><p>　　[1]　李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（簡明修訂版）.杭州：北京航空航天大學(xué)出版社，1998</p><p>　　[2]　李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)［Ｍ］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1994</p><p>　　[3]　閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）. 北京：高等教育出版社，1989</p><p>　　[

50、4] 單片機(jī)C語言程序設(shè)計（完全自學(xué)手冊）北京：電子工業(yè)出版社，2008</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在本次課程設(shè)計中，我得到了指導(dǎo)老師以及同學(xué)的熱心指導(dǎo)。幫助解決課程設(shè)計中遇到的許多問題。還不斷向我們傳授分析問題和解決問題的辦法，并指出了正確的努力方向，使我在課程設(shè)計中學(xué)習(xí)到許多新的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我深刻地認(rèn)識到學(xué)好專