單片機(jī)溫度采集顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)樣本

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱 :微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目名稱 :溫度采集顯示系統(tǒng)學(xué)生學(xué)院專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師一、 設(shè)計(jì)題目溫度采集系統(tǒng)資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求功能要求 :（ 1） 溫度測(cè)量范圍 0 - 99 。（ 2） 溫度分辨率 1。（ 3） 選擇合適的溫度傳感器。（ 4） 使用鍵盤輸入溫度的最高點(diǎn)和最低點(diǎn) , 溫度超出范圍時(shí)候報(bào)警。 ( 報(bào)警溫度不需要保存 )要求完成的內(nèi)容 :( 1) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) , 并用電子 CAD軟件繪制出原理圖 , ( 2) 給出流程圖 , 編寫并調(diào)試程序。 ( 3) 撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。三、 原理電路圖和設(shè)計(jì)程序1、 方案比較( 1)、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)總體框架圖如圖 1 示,軟件流程圖如圖示資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。該溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大部分,結(jié)合實(shí)際情況 ,該系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能 :A、 實(shí)時(shí)采集溫度 ;B、 顯示溫度 ;C、 串行傳送數(shù)據(jù) ;D、 控制外設(shè) ;資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。E、 溫度超限報(bào)警 ; 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分主要由以下幾部分組成:A、 單片機(jī)最小系統(tǒng) ;B、 溫度采集模塊 ;C、 溫度顯示模塊 ;D、 串行通信模塊 ;E、 報(bào)警電路 ;圖 2 軟件流程圖( 2)、 方案比較方案一采用 8031 作為控制核心, 以使用最為普遍的器件ADC0809作模數(shù)轉(zhuǎn)換, 控制上使用對(duì)電阻絲加電使其升溫和開動(dòng)風(fēng)扇使其降溫。 此方案簡易可行 , 器件的價(jià)格便宜 , 但 8031 內(nèi)部沒有程序存儲(chǔ)器 , 需要擴(kuò)展 , 增加了電路的復(fù)雜性 , 且 ADC0809是 8 位的模數(shù)轉(zhuǎn)換 , 不能滿足本題目的精度要求。方案二管腳完全兼容,采用比較流行的 AT89S51作為電路的控制核心而且其片內(nèi)的程序存儲(chǔ)器采用FLASH工藝 , AT89S52不但與 8051, 8052 指令 ,用戶能夠用電的方式瞬間擦除、改寫。 AT89S52 單片機(jī)還支持在線編程,用戶經(jīng)過簡單的電路連接就能夠?qū)㈦娔X里的程序下載到單片機(jī)中 ,減少調(diào)試程序時(shí)不斷拆卸和插入給芯片帶來的損壞。另外AT89S52 單片機(jī)有8 KB的程123資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。序存儲(chǔ)器和 256 B 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ,不需外部擴(kuò)展存儲(chǔ)芯片 ,能夠降低硬件電路的復(fù)雜度。此方案電路簡單而且能夠滿足題目中的各項(xiàng)要求的精度。綜上分析 , 我們采用方案二。仿真總體電路圖如圖3 示RP11J22CON3R33P34.0123+5VP35.1RP2P36.211672158+5V3149413 10S1U1512 111P1.0VCC40611 12S2239710 13P1.1P0.0/AD03388914P1.2P0.1/AD1S3437+5V15P1.3P0.2/AD25361k16GNDP1.4P0.3/AD3S4635P1.5(MOSI)P0.4/AD473416PINP1.6(MOSO)P0.5/AD5833+5VP1.7(SCK)P0.6/AD6R2932RSTP0.7/AD7P3.010314.7kU2P3.0(RXD)EA/VPPP3.11130+5VJ1P3.1(TXD)ALE/PROGP3.21229P3.2(INT0)PESN11328P3.3(INT1)P2.7/A1521427P3.4(T0)P2.6/A1431526GNDBUZZERP3.5(T1)P2.5/A131625CON3P3.6(WR)P2.4/A121724P3.7(RD)P2.3/A111823Q1XTAL1P2.2/A10R1Y11922NPNXTAL0P2.1/A9GND2021200GNDP2.0/A8CRYSTALAT89S52C230p圖 3( 3)、 單元電路設(shè)計(jì)、 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心處理器,其負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)溫度傳感器DS18B20工作、 溫度顯示、 控制資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。外圍設(shè)備的工作以及與上位機(jī)進(jìn)行通信等工作。單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由兩塊組成,其一為晶振起振電路 ,其二為復(fù)位電路 ,在此 ,采用按鍵手動(dòng)復(fù)位 ,相對(duì)來講 ,這種復(fù)位方式更加方便,更加人性化 ,不必要切斷電源即可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。AT89S51簡介 :AT89S52 是 89系列單片機(jī)的一種,它不但與 8051, 8052 指令 ,管腳完全兼容,而且其片內(nèi)的程序存儲(chǔ)器采用 FLASH工藝 , 用戶能夠用電的方式瞬間擦除、 改寫。 AT89S52 單片機(jī)還支持在線編程 , 用戶經(jīng)過簡單的電路連接就能夠?qū)㈦娔X里的程序下載到單片機(jī)中 , 減少調(diào)試程序時(shí)不斷拆卸和插入給芯片帶來的損壞。另外 AT89S52 單片機(jī)有 8 KB 的程序存儲(chǔ)器和 256 B 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ,不需外部擴(kuò)展存儲(chǔ)芯片,能夠降低硬件電路的復(fù)雜度。、溫度采集模塊設(shè)計(jì)溫度傳感器是該系統(tǒng)的關(guān)鍵器件 , 本系統(tǒng)選用的是美國 Dallas 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的數(shù)字化溫度傳感器 DS18B20。本系統(tǒng)中 DS18B20的 DQ 口與單片機(jī)的 P1.0 口連接 , GND 接地 , VDD 接電源 , 信號(hào)和 5V 電源之間的接上一個(gè)上拉電阻 R。DS18B20簡介 :DS18B20有三個(gè)主要數(shù)字部件組成: 64 位激光 ROM、 溫度傳感器、非易失性的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL 。DS18B20 支持”一線總線” 接口 , 測(cè)量溫度范圍為 -55 C+125C, 被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出 , 在-10+85C 范圍內(nèi) , 精度為 0.5 C。DS18B20采集到的現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信方式傳輸 , 大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性 , 適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量 , 如: 環(huán)境控制、 設(shè)備或過程控制、 測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。 DS18B20可程序設(shè)定 912 位的分辨率 , 精度可達(dá) 0.5 C。DS18B20具有內(nèi)置的 EEPROM,用戶設(shè)定的分辨率和報(bào)警溫度都可存儲(chǔ)在其中 , 且掉電后依然存在。CPU 只需一根端口線就能與DS18B20 進(jìn)行通信 ,占用微處理器的端口較少,可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。與前一代產(chǎn)品( DS1820 溫度傳感器 ) 不同 , DS18B20 支持 3.0V 5.5V 的電壓范圍 , 使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、 方便 , 而且 DS18B20價(jià)格更便宜 , 體積更小。如圖 J1 所示 ,DS18B20有三個(gè)管腳 : 3腳 GND 為電源地 , 2腳 DQ為數(shù)字信號(hào)輸入 / 輸出端 , 1 腳 VDD為外接供電電源接入端 (用寄生電源方式時(shí)接地 ) 。在外部電資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。源供電方式下 , DS18B20 工作電源由 VDD引腳接入 ,此時(shí) I/O 線不需要強(qiáng)上拉 , 不存在電源電流不足的問題 , 能夠保證轉(zhuǎn)換精度 , 同時(shí)理論上總線能夠掛接任意多個(gè) DS18B20 傳感器 , 組成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。在外部供電的方式下 , DS18B20 的 GND引腳不能懸空 , 否則不能轉(zhuǎn)換溫度 , 讀取的溫度總是 85。 溫度顯示模塊設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況 ,該溫度顯示模塊采用七段數(shù)碼管顯示電路,數(shù)碼管選用共陽極數(shù)碼管 , 如圖 U3示 , 以動(dòng)態(tài)方式顯示 , 顯示數(shù)據(jù)由 P1 口送出 , 位控信號(hào)由 P2 口送出 , 經(jīng) 74LS244進(jìn)行信號(hào)放大 , 以產(chǎn)生足夠大的電流驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。流程圖如圖示 :