(完整版)基于AT89C51单片机控制的数字温度计毕业设计论文

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基于AT89C51单片机控制的数字温度计设计

王珍珍

(吉首大学张家界学院,湖南张家界 427000)

摘要

数字温度计操作简单,灵活,方便,已经广泛的应用于生活的各个领域。本课题研究了基于AT89C51单片机控制的数字温度计设计技术。DS1620芯片是测量温度的器件,能够输出9位二进制的温度值;从DS1620传送温度数据到AT89C51,温度超过设定数值就会报警;AT89C51采集温度数据发送到七段数码管;然后数码管上就有温度显示,可以直接读取温度值。从键盘输入数据,设定报警温度。用单片机汇编语言编辑程序,用Protel画出系统的原理图,并对系统的各个模块进行详细的设计与分析。系统的设计特点是引入了单片机的控制,使其在功能上具有一定智能化,实现一目了然的观察被测物的温度。

关键词:单片机AT89C51;数字温度计;DS1620;控制

Design of Digital Thermograph Based on AT89C51 Control

Wang Zhenzhen

(College ofZhangJiaJie,Jishou University, Zhangjiajie,Hunan 427000)

Abstract

Digital thermograph is simple, flexible, convenient and widely used in all areas of life. The research based on the digital thermograph design technology of the AT89C51 control. DS1620 chip is the components that can measurement the temperature, which can output the binary 9 temperature; The transmission of the temperature date from DS1620 to the AT89C51, If the temperature exceeds a set value it will be alarm; AT89C51 collecting temperature data and then sent to the digital control of paragraph 7; Then there will be a digital temperature show, which can directly read the temperature. Input the data from the key and set the temperature of the alarm. Use MCU assembly language to editor the procedures, and use the software of the Protel to pain the diagram of the system, and then do the desigh and analysis to the each module of the system. The feature of the System design is introduction of the MCU control, which make it of a certain intelligence and achieved that it is very clear to observe the temperature of the observation.

Key word:MCU AT89C51; Digital thermograph; DS1620; Control

目录

第一章综述 (1)

1.1 引言 (1)

1.2 温度计的分类 (1)

1.3 课题研究的实际意义 (2)

第二章设计方案选择 (3)

第三章系统硬件设计 (4)

3.1 硬件结构框图 (4)

3.2 主要器件简介 (4)

3.2.1 AT89C51简介 (4)

3.2.2 DS1620简介 (6)

3.3系统硬件详细设计 (8)

3.3.1 系统时钟模块 (8)

3.3.2 温度采集模块 (9)

3.3.3 报警模块 (10)

3.3.4.键盘输入 (10)

3.3.5 显示模块 (11)

第四章系统软件设计 (14)

4.1 程序流程图 (14)

4.2 程序详细设计 (14)

4.2.1 写读DS1620模块 (15)

4.2.2 配置DS1620模块 (15)

4.2.3 开始转换模块 (16)

4.2.4 读取温度模块 (16)

4.2.5 键盘输入程序 (16)

4.2.6 显示子程序和温度测量程序 (17)

4.3 程序调试运行 (19)

第五章结束语 (20)

参考文献 (21)

致谢 (22)

附录:总体电路图 (23)

第一章综述

1.1 引言

温度测量涉及各行各业,而传统的温度测量仪器有酒精温度计、煤油温度计、水银温度计等,都需人工手动测量。传统的玻璃柱形温度计结构虽简单, 但读数不方便, 且容易破碎。很多场合(有毒、高温、无人等)用传统的温度测量技术就显得比较麻烦。集成电路的发展, 为温度计的更新换代提供了条件,电子技术的飞速发展, 单片机的出现, 使温度计的自动化、数字化就变得容易实现。

温度是实验室与许多生产一线经常需要测量的参数之一。传统温度测量记录方式是逐点放置合适的温度传感器, 并按时逐点记录后, 再送入微机中进行处理。随着专用集成电路技术的飞速发展,数显测量以其观测直观方便、测量精确等优势在现代测量技术及日常工作和生活中得到了广泛的应用。

1.2温度计的分类

温度计是测温仪器的总称。根据所用测温物质的不同和测温范围的不同,有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计等。随着科学技术的发展和现代工业技术的需要,测温技术也不断地改进和提高。由于测温范围越来越广,根据不同的要求,又制造出不同需要的测温仪器。

气体温度计多用氢气或氦气作测温物质,因为氢气和氦气的液化温度很低,接近于绝对零度,故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高,多用于精密测量。

电阻温度计分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计,都是根据电阻值随温度的变化制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的温度计及铑铁、磷青铜合金的温度计;半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠,在生活中广泛应用,它的测量范围为-260℃至600℃左右。

温差电偶温度计是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成,两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端,另两端与测量仪表连接,形成电路。把工作端放在被测温度处,工作端与自由端温度不同时,就会出现电动势,因而有电流通过回路。通过电学量的测量,利用已知处的温度,就可以测定另一处的温度。它适用于温差较大的两种物质之间,多用于高温和低浊测量。有的温差电偶能测量高

达3000℃的高温,有的能测接近绝对零度的低温。

高温温度计是指专门用来测量500℃以上温度的温度计,有光测温度计、比色温度计和辐射温度计。高温温度计的原理和构造都比较复杂,这里不再讨论。其测量范围为500℃至3000℃以上,不适用于测量低温。

1.3课题研究的实际意义

传统的玻璃柱形温度计, 结构虽简单, 但读数不方便, 且容易破碎。很多场合(有毒、高温、无人等)用传统的温度测量技术就显得比较麻烦,集成电路的发展, 为温度计的更新换代提供了条件。单片机的出现,电子技术的飞速发展,使温度计的自动化、数字化就变得容易实现。本课题着重研究用单片机控制的数字温度计, 采用LED七段数码管显示温度值, 实现一目了然的观察被测物的温度。

第二章设计方案选择

数字温度计的设计有很多方法,温度传感器一般有数字式温度传感器和模拟式温度传感器。本课题可以采用下列方案进行设计。

方案一:

采用数字温度传感器DS1620对环境温度数据进行采集、处理后,把模拟信号转换成数字信号送给CPU。DS1620是美国DALLAS公司推出的最新型测量温度和调节温度的数字温度传感器, 是一片8引脚的片内建有温度测量并转换为数字值的集成电路,它集温度传感、温度数据转换与传输、温度控制等功能于一体。它本身就是一个数字温度计,能输出9位二进制的温度值。主要特点:测温范围为:-55~+125℃;测量精度高,可达+-0.5℃;转换时间短,只需200ms;使用灵活方便,内部有两个永久性可读写存储器;TH,TL可设温度,断电后寄存器中数据不会丢失。该芯片非常容易与单片机连接,实现温度的测控应用,单独做温度控制器使用时,可不用外加其他辅助元件,而且DS1620的工作状态都是由外部输入的指令来控制的。

方案二:

采用热敏电阻作为测温元件,然后把测得的温度模拟量送给AD转换器,最后把转换得到的数字量送CPU。用热敏电阻进行温度测量,因为使用模拟式的温度传感器,还需增加AD转换器。并且由于采用的模拟式的传感器,受环境的影响比较大,在一定的温度范围内其阻值会随温度呈线性变化,但是超过可以承受的温度范围,其变化就会成为非线性的。虽然热敏电阻相对数字式的传感器而言其价格较便宜,对温度要求也不是很高,但是在对温度测量精度要求较高的应用场合显得不和适宜。

综上所述,基于以上的详细分析,从性能和设计实际需要考虑,本系统采取了数字式的设计方法。用DS1620作为本系统的测温元件,这里用AT89C2051来控制DS1620,设计数字温度计。

第三章系统硬件设计

3.1硬件结构框图

系统采用数字式温度传感器DS1620,实现温度的传感,控制等。利用单片机芯片AT89C51的串口来发送和接收数据。系统主要以芯片AT89C51为核心实现,由以下几个模块组成:AT89C51及其外围电路;系统时钟;数据采集模块;显示模块;报警模块;键盘输入,其系统结构框图如图3.1所示:

图3.1 系统结构框图

3.2 主要器件简介

3.2.1AT89C51简介

1.性能特点

AT89C51是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)。该器件采用ATMEL高密度,非易失存储技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

AT89C51内部有40个引脚,32个外部双向输入输出(IO)端口;同时内含2个外中断口,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口。AT89C51可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。采用单片AT89C51 模块组成的控制电路,它具有可编程,功能强,控制简单,集成度高等诸多优点,对原来的电路存在的不足进行改进。

AT89C51具有PDIP、PQFPTQFP及PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。主要功能特性如下:

(1)兼容MCS—51指令系统;全静态操作0-24MHz;4k可反复擦写(>1000次)Flash ROM;可编程串行通道;128 8bit内部RAM;1个串行中断;3级加密位。

(2)32个双向IO口;2个外中断口;2个16位可编程定时计数器;2个全双工串行通信口。

(3)可直接驱动LED;低功耗空闲和掉电模式;软件设置睡眠和唤醒功能。

2.引脚功能

AT89C51有40个引脚,其引脚分布如图3.2 所示。

图3.2 AT89C51管脚图

引脚功能如下:VCC:接+5V。 GND:接地。

P0口:P0口为8位漏极开路双向IO口,每引脚可吸收8个TTL门电流。

P1口:P1口是从内部提供上拉电阻器的8位双向IO口,P1口缓冲器能接收和输出4个TTL门电流。

P2口:P2口为内部上拉电阻器的8位双向IO口,P2口缓冲器可接收和输出4个TTL门电流。

P3口:P3口是8个带内部上拉电阻器的双向IO口,可接收和输出4个TTL门电流,P3口也可作为AT89C51的特殊功能口。

RST:复位输入。当振荡器复位时,要保持RST引脚2个机器周期的高电平时间。

ALEPROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的16,它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。要注意的是,每当访问外部数据存储器时,将跳过1个ALE脉冲。

PSEN:外部程序存储器的选通信号。由外部程序存储器取指期间,每个机器周期2次PSEN有效,但在访问外部数据存储器时,这2次有效的PSEN信号将不出现。

EAVPP:当EA保持低电平时,外部程序存储器地址为(0000H-FFFFH)不管是

否有内部程序存储器。FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。

XTAL1:反向振荡器放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2:来自反向振荡器的输出。

3.工作原理

AT89C51 P0口为三态双向IO口。对于内部有程序存储器的单片机基本系统,P0口可以为输入输出口使用,直接连外部的输入输出设备;P0口也可以作为系统扩展的地址数据总线口。P0口的输出驱动器中有两个场效应管T1和T2,上管导通下管截止时输出高电平,下管导通上管截止时输出低电平,上下管都截止时输出引脚浮空。P0口的输出驱动器中也有一个多路电子开关。输出驱动器转接至口锁存器的Q端时,P0口作为双响向IO口使用,P0口的锁存器为“1”时,输出驱动器中的两个场效应管均截止,引脚浮空;而写入“0”时,下管道导通输出低电平。一般情况下,P0作为输入输出口时应外接拉高电阻。当输出驱动器转换至地址数据时,P0口作为地址数据总线口使用,分时输出外部存储器的低8位地址A0~A7和传送数据D0~D7。低8位地址由地址允许锁存信号ALE锁存到外部的地址锁存器中,接着P0口便输入输出数据信息。

3.2.2 DS1620简介

1.性能特点

DS1620是一片8引脚的片内建有温度测量并转换为数字值的集成电路,他集温度传感、温度数据转换与传输、温度控制等功能于一体。测温范围:-55~+125℃,精度为0.5℃,在0~+70℃精确度为0.5℃,-40~0℃和+70℃~+85℃精确度为1℃,-55℃~-40℃和+85℃~+125℃精确度为2℃。TH和TL寄存器中的温度报警限设定值存放在非易失性存储器中,掉电后不会丢失。通过三线串行接口,完成温度值的读取和TH,TL的设定。

2.引脚介绍

DS1620有8个引脚,引脚分布如图3.3所示。

图3.3 DS1620的引脚图

DS1620是8脚DIP封装式芯片,其引脚功能如下:

DQ:数据输入、输出端;

CLK:移位脉冲信号输入端;

RST:三线串行接口复位端;

GND:接地;

T:高低温临界组合触发输出;

T:低温临界出发输出;

T:高温临界触发输出;

VDD:接+5V电源。

其中: RST , CLK 及DQ 为三线串行通信线。DQ为数据输入输出端,当RST 保持高电平, 对应CLK 时钟脉冲的上升沿处, DQ 可按位输入各种控制指令及数据, 在CLK 时钟脉冲的下降沿处开始按位输出9B温度值。分2个字节输出, 最低位在最先输出, 先输出的1个字节(8B) 除以2 就是摄氏温度值, 后输出的1 个字节(仅1 B) 为温度的符号位, 是0为正, 是1为负。RST 为低电平时界束通信。CLK 保持低电平, DQ呈现高阻态, 但芯片内部在进行温度的测量与数字转换(即温度值的更新) , 这需要大约1 s 的时间。引脚T为高温临界触发输出端, 当所测温度高于高温临界寄存器中设定的温TH时, 该引脚由低电平变为高电平, 而温度低TH时又回到低电平; T为低温临界触发输出端, 其电平变化与T类似; TCOM 为高低温临界组合触发输出端; 他们都可作为温度调节器的输出端, 直接控制加热或冷却设备。

3.寄存器分配及工作原理

DS1620 内部有一个工作方式寄存器, 如表1所示。

表1 工作方式寄存器工分配

其中: DONE为温度数据转换位,为0时表示正,在转换过程中,为1表示已转换完毕; THF: 高温标志位,当温度高于或等于高温临界寄存器中的设定值TH时, 硬件对该位置位, 但硬件不能对该位清零; TLF:低温标志位, 当温度低于或等于设定值TL 时, 硬件对该位置位, 同样, 硬件不能对该位清零; CPU使用位, 通过软件对该位清零时, 若RST 为低电平, 则可由CLK 控制温度数据的转换, 通过软件对该位置1时,则DS1620 可与外部进行三线通信1SHOT: 特定温度转换位, 若通过软件对该位置1,则DS1620 进行该时刻的温度转换, 并等待读取, 若该位被置0, 则DS1620 将不停地进行温度转换。

DS1620的工作原理:DS1620输出的是9位二进制数码,数据的级差0.5,负数用

补码表示,如表2给出了部分温度值对应的数据输出。

表2 温度与数据输出的关系

DS1620有三线串行通信接口,DS1620通信时,RST脚必须输入高电平,而DS1620通过DQ脚输入数据时,每一位数据必须在CLK脉冲的上升沿保持有效;当DS1620输出时,在CLK脉冲的下降沿开始输出,一直保持到脉冲的上升沿。然后DQ脚呈高阻态直至下降沿。3脚RST输入低电平时,结束通信,DQ脚成高阻态。通信时,数据输入输出的程序是先低位后高位。

3.3系统硬件详细设计

3.3.1系统时钟模块

1.复位电路

AT89C52单片机复位是使CPU(Central Processing Unit,中央处理器)和系统中其它功能部件都处在一个确定的初始状态,无论在单片机刚开始接上电源时,还是断电后或者发生故障后都要复位。单片机的复位条件是RST引脚加上持续两个机器周期(即24个振荡周期)的高电平,复位电路如图3.4所示。

2 .时钟电路

在AT89C51单片机内部有一个反向振荡器放大器。输入端为引脚XTAL2,输出端

为引脚XTAL1。在单片机外部的XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容,构成一个稳定的自激振荡器,如图所示。这里电容C1和C2取22pF左右,晶体的振荡频率范围是1.2-12 MHz,这里取12MHZ。晶体振荡频率越高,则系统的时钟频率越高,单片机运行速度也越快。一般情况下,AT89C51单片机使用的振荡频率为

12MHz。时钟电路工作原理:电源经过二极管和电感进入分频器后,分频器开始工作,和晶体一起产生振荡,在晶体的两脚均可以看到波形。系统的时钟电路如图3.5所示。

图3.4 复位电路图3.5 系统时钟电路

3.3.2温度采集模块

数据采集模块的功能是采集数据。接口电路如图3.6所示。

图3.6 数据采集模块

本设计用AT89C51单片机作CPU来操作DS1620的。单片机的P3口连接DS1620的三线通信接口:P3.0接DQ,P3.1接CLKCONY,P3.2接RST,VDD接+5V电压。

DS1620的温度值为9位数字量,数据用补码表示,最低位表示0.5℃。通过三线传送数据时,低位在前,高位在后。DS1620读出或写入的温度数据值可以是9位的字(在第9位后将置为低电平),也可以作为两个8位字节的16位字。这时高7位为无关位。DS1620 内部有一个工作方式寄存器,工作方式如下:DONE:温度转换完标志。“1”转换完成,“0”转换进行中。

THF:温度过高标志。温度高于或等于TH寄存器中的设定值时变为“1”。当THF为“1”后,即使温度降到TH以下,THF值也仍为“1”。可以通过写入“0”或断开电源来清除这个标志。

TLF:温度过低标志。温度低于或等于TL寄存器中的设定值时变为“1”。当TLF为“1”后,即使温度升高到TL以上,TLF值也仍为“1”。可以通过写入“0”

或断开电源来清除这个标志。

CPU:使用标志。“1”表示使用CPU,DS1620和CPU通过三线制进行数据传输;“0”表示不使用CPU,当不使用CPU时,接低电平,CLK作为转换控制使用。这一位存放在非易失存储器中,允许至少50 000次写操作。

1SHOT:一次突发模式。“1”时按转换协议进行一次转换;“0”时连续转换。这一位存放在非易失性存储器中,允许至少50000次写操作。

三线制由三个信号线组成:RESET(复位)、CLK(时钟)和DQ(数据)。数据传输在由低电平变为高电平后开始。在数据传输过程中,使变为低电平会终止数据传输。时钟由一序列上升沿和下降沿组成。DS1620输入、输出数据时,都必须是上升沿数据有效。读写数据时低位在前,高位在后。DS1620的三线制操作时序。从时序图可知,三线制的操作大部分是命令字在前,数据在后(部分命令后不需数据)。

3.3.3报警模块

报警模块的功能是当温度超过设定限度时,发出报警信号。报警电路如图 3.7所示。

图3.7 报警电路

该电路由NPN三极管和报警器组成。这里R6取10千欧,输出接P3.7。如果被测温度超过设定的温度,则P3.7被置为高,通过NPN后集电极为低,于是由运算放大器构成的单稳多谐振荡器工作,能自动发出超温报警,通知工作人员采取措施。这里取初始温度为0度,用户开机后可自行设定报警温度。如果温度没有超过设定的温度,则P3.7为低,传送数据到显示电路,报警器不响。三级管在电路中起放大与开关的作用。

3.3.

4.键盘输入

键盘输入的功能主要包括设定温度、在LED显示中进行显示实际温度和显示工作时间这两者循环显示的时候进行选择。系统有4个按键,其功能如表3所示。

表3 按键功能

1.键盘的工作原理

当键盘上没有键闭合时所有的开关都断开,电路都呈高电平。当键盘上某一个键闭合时,则该键所对应的电路被短路。把所有开关接到单片机的输入口,则在单片机的控制下,先使一根开关为低电平,其余3根行线为高电平。如果行线都为高电平,则这一列上没有键闭合。由此也可以判别是哪个键被按下。

2.按键的消抖

为确保CPU对一次按键动作只确认一次按键有效,必须消除按键抖动的影响。消除按键抖动的过程是:在第一次检测到有键按下时,执行一段延时程序后,再次确认是否低有键按下;当检测到按键松开时,运行一段延时程序之后再次检测按键是否松开。

键盘的实质上是一组按键开关的集合。通常,键盘的开关利用了机械触点的合、断作用。键的闭合与否反映在行线输出电压上就是呈现高电平或低电平,如果高电平表示键断开,低电平表示键闭合,通过对电平高低状态物检测,便可确认按键按下与否。图中键盘的按键S1~S4通过电阻接+5V,电阻的取值为10千欧,S1~S4又

分别接P1.0 ~P1.4端口。其键盘输入电路如图3.8所示。

图3.8 键盘输入电路

3.3.5显示模块

1.共阴极数码管结构

发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极显示器,阴极连在一起的称为共阴极显示器。1位显示器有八个发光二极管组成,其中七个发光二极管a~g控制七个笔画的亮或暗,另外一个控制小数点的亮或暗。我们把共阴极的LED的发光二极管接在一起,当某个发光二极管显示器的阳极为高电平时发光二极管被点亮,相应的段被显示。常用的七段数码管显示器的引脚和共阴极接法如图3.9所示。

图3.9 七段数码管显示器的引脚和共阴极接法

为了使LED显示不同的符号和数字,就要把不同段的发光二极管点亮为LED显示器提供不同的代码。这些代码可使LED相应的段发光,从而显示不同字形,因此该显示代码称为段码。8段LED段码如表4所示:

表4 8段LED段码

2.显示电路

本设计的显示电路由三个数码管组成,采用三位的LED数字显示,提高了精度和准确性,用AT89C51单片机进行控制。a,b,c,d,e,f,g,dp分别接AT89C51上的P0.0—P0.7引脚。三极管在这里起放大作用,驱动数码管。本显示电路为共阴极显示,高点平为亮。显示模块的功能是显示数字信号。显示接口电路如图 3.10所示:

图3.10 显示接口电路

显示器有静态和动态两种显示方式。本电路中采用动态显示,即一位一位地轮流点亮各个显示器,对于每一位显示器来说,每隔一段时间点亮一次。其接口电路是把所有显示器的8个笔划段a~

ORG 30H

MAIN: MOV A,P1

ANL P1,#0FH

MOV A,P1

JNB P1.0,REAL

JNB P1.1,REAL

JNB P1.2,REAL

JNB P1.3,REAL

REAL: LCALL DELAY

MOV A,P1

JNB P1.0,KEY1

JNB P1.1,KEY2

JNB P1.2,KEY3

JNB P1.3,KEY4

SJMP MAIN

KEY1: MOV R1,#1

ADDC A,R1

MOV 20H,A

JC KEY1_1

MOV P1.0,20H

KEY1: MOV 20H,#00H

MOV 21H,#00H

ADDC A,#1

MOV 21H,A

MOV P1.0,21H

SJMP $

KEY2: MOV R1,#1

SUBB A,R1

MOV P1.1,A

SJMP $

KEY3: MOV P1,#00H

LCALL DELAY

MOV A,P1

ANL A,#0FH

JNB P1.2,RKEY3

MOV P1.2,(0度) RKEY3:MOV P1.2,20H

SJMP $

KEY4: SETB P1.3.

....... ;点亮数码管DELAY:...... ;

DL25MS: MOV R1,#0FFH

LOOP: LCALL KEY WORK

DJNZ R1,LOOP

RET

END ;程序结束

4.2.6显示子程序和温度测量程序

RST DATA RST

L1 BIT P3.3

L2 BIT P3.4

L3 BIT P3.5

MOV DATA P1

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0030H

MAIN:CLRRST

MOV SP,#60H

LCALL LEAR

MOV 20H,#00H

MOV 21H,#00H

MOV 22H,#00H

MOV SCON,#00H

CLR ES

MOV R0,#09H

SETB RST

WD1:CLR A

MOVC A, @A+DPTR

LCALL SONG

LCALL DSS10ms

LCALL DSS10ms

INC DPTR

DJNZ R0,WD1

WD2:…

WD3:…

RUFFER:MOV A ,41H

DJNZ BUF1

MOV A,40H

CJNE A,#200,WD4

WD4:JC WD6

WD5

WD6:…

WD7:MOV 22H,5

WD8:…

RUF1:MOV A,40H

CPL A

ADD A,#1

CJNE A,#20,BUF2

BUF2: JNC WD5

MOV 20H,#10

CLR C

RRC A

JC BUF3

MOV 22H,#0

SJMP BUF4

BUF3: MOV 20H ,#5

BUF4: MOV 21H ,A

RET

SONG:MOV SBUF,A

JNB T1,$

CLR T1

TABLE:DB 0CH 02H 01H 50H 00H 02H 14H 00H 0EEH

END

4.3程序调试运行

程序编写完成后,在仿真软件中对各个模块进行调试运行,对于出现错误的地方进行修改,继续调试直至没有错误,然后进行系统的仿真。从寄存器内数据的变化可以了解到整个程序运行的流程。

第五章结束语

用AT89C2051和DS1620设计一个简单的数字温度计, DS1620的外围接线简单,使用灵活,在系统中作测温元件。整个系统包括以下几个模块:系统时钟;数据采集模块;显示模块;报警模块;键盘输入模块。此设计电路中的复位电路比较简单,可改进为用专门的单片机监控芯片,并用抗干扰设计。

通过本次毕业设计,巩固了我所学的专业知识,也使我把理论与实践从真正意义上相结合起来;锻炼了我们借助互联网搜集、查阅相关文献资料,组织材料的能力;从中可以自我测验,认识到自己哪方面有欠缺、不足,以便于在日后的学习和工作中得以改进、提高;通过使用电路CAD 软件Protel99se , 也让我了解到计算机辅助设计(CAD)的智能化,有利于提高工作效率。

在本次设计的过程中,我发现很多的问题,给我的感觉就是很难,很不顺手,看似很简单的电路,要动手把它给设计出来,是很难的一件事,主要原因是我们没有经常动手设计过电路,还有资料的查找也是一大难题,这就要求我们在以后的学习中,应该注意到这一点,更重要的是我们要学会把从书本中学到的知识和实际的电路联系起来,这不论是对我以后的就业还是学习,都会起到很大的促进和帮助作用。

简易数字频率计设计

简易数字频率计设计报告 设计内容: 1、测量信号:方波、正弦波、三角波; 2、测量频率范围: 1Hz~9999Hz; 3、显示方式:4位十进制数显示; 4、时基电路由由555构成的多谐振荡器产生(当标准时间的精度要求较高时,应通过晶体振荡器分频获得); 5、当被测信号的频率超出测量范围时,报警。 设计报告书写格式: 1、选题介绍和设计系统实现的功能; 2、系统设计结构框图及原理; 3、采用芯片简介; 4、设计的完整电路以及仿真结果; 5、Protel绘制的电路原理图; 6、制作的PCB; 7、课程设计过程心得体会(负责了哪些内容、学到了什么、遇到的难题及解决方法等)。 电子课程设计过程: 系统设计→在Multisim2001下仿真→应用Protel 99SE绘制电路原理图→制作PCB →撰写设计报告

简易数字频率计课程设计报告 第一章技术指标 1.1整体功能要求 1.2系统结构要求 1.3电气指标 1.4扩展指标 1.5设计条件 第二章整体方案设计 2.1 算法设计 2.2 整体方框图及原理 第三章单元电路设计 3.1 时基电路设计 3.2闸门电路设计 3.3控制电路设计 3.4 小数点显示电路设计 3.5整体电路图 3.6整机原件清单 第四章测试与调整 4.1 时基电路的调测 4.2 显示电路的调测 4-3 计数电路的调测 4.4 控制电路的调测 4.5 整体指标测试 第五章设计小结 5.1 设计任务完成情况 5.2 问题及改进

5.3心得体会附录 参考文献

第一章技术指标 1.整体功能要求 频率计主要用于测量正弦波、矩形波、三角波和尖脉冲等周期信号的频率值。其扩展功能可以测量信号的周期和脉冲宽度。 2.系统结构要求 数字频率计的整体结构要求如图所示。图中被测信号为外部信号,送入测量电路进行处理、测量,档位转换用于选择测试的项目------频率、周期或脉宽,若测量频率则进一步选择档位。 数字频率计整体方案结构方框图 3.电气指标 3.1被测信号波形:正弦波、三角波和矩形波。 3.2 测量频率范围:分三档: 1Hz~999Hz 0.01kHz~9.99kHz 0.1kHz~99.9kHz 3.3 测量周期范围:1ms~1s。 3.4 测量脉宽范围:1ms~1s。 3.5测量精度:显示3位有效数字(要求分析1Hz、1kHz和999kHz的测量误 差)。 3.6当被测信号的频率超出测量范围时,报警. 4.扩展指标 要求测量频率值时,1Hz~99.9kHz的精度均为+1。

基于51单片机的DS18B20数字温度计的实训报告

电子信息职业技术学院 暨国家示性软件职业技术学院 单片机实训 题目:用MCS-51单片机和 18B20实现数字温度计 姓名: 系别:网络系 专业:计算机控制技术 班级:计控 指导教师: * 伟 时间安排:2013年1月7日至 2013年1月11日

摘要 随着国民经济的发展,人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便,简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大的提高产品的质量和数量。 在日常生活及工业生产过程中,经常要用到温度的检测及控制,温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。在生产过程中,为了高效地进行生产,必须对它的主要参数,如温度、压力、流量等进行有效的控制。温度控制在生产过程中占有相当大的比例。温度测量是温度控制的基础,技术已经比较成熟。传统的测温元件有热电偶和二电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压,再转换成对应的温度,这些方法相对比较复杂,需要比较多的外部硬件支持。我们用一种相对比较简单的方式来测量。 我们采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,温度围为-55~125 oC,最高分辨率可达0.0625 oC。DS18B20可以直接读出北侧温度值,而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。 本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件,测量围0℃-~+100℃,使用LED模块显示,能设置温度报警上下限。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路,介绍了集成温度传感器DS18B20的原理,AT89C51单片机功能和应用。该电路设计新颖、功能强大、结构简单。 关键词:单片机,数字控制,温度计, DS18B20,AT89S51

数字温度计的设计

数字温度计的设计 【摘要】 本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计,就是用单片机实现温度测量,传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器,但热敏电阻的可靠性差,测量温度准确率低,而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于AT89S52单片机的数字温度计的设计用LCD数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求,可以用于温度等非电信号的测量,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。 【关键词】关键词1温度计;关键词2单片机;关键词3数字控制;关键词4DS1620 目录 第一章绪论 (2) 1.1 前言 (3) 1.2 数字温度计设计方案 (3) 1.3 总体设计框图 (3) 第二章硬件电路设计............................ 错误!未定义书签。 2.1 主要芯片介绍 (5) 2.1.1 AT89C51的介绍 (5) 2.1.2 AT89C51各引脚功能介绍 (5) 2.2 温度传感器 (7) 2.2.1 DS1620介绍 (7) 第三章软件设计................................ 错误!未定义书签。

3.1 主程序流程图 (11) 3.4 计算温度子程序流程图 (13) 3.5 显示数据刷新子程序流程图 (13) 第四章 Proteus仿真调试......................... 错误!未定义书签。 4.1 Proteus软件介绍 (15) 4.2 Proteus界面介绍 (16) 4.2.1 原理图编辑窗口 (18) 4.2.2 预览窗口 (23) 4.2.3 模型选择工具栏 (31) 4.2.4 元件列表 (35) 4.2.5 方向工具栏 (37) 4.2.6 仿真工具栏 (38) 4.3 本次设计仿真过程 (39) 4.3.1 创建原理图 (40) 设计总结 (50) 结论 (57) 参考文献 (59) 致谢 (62) 附录 (72)

基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计程序(详细注释)

基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计程序(详细注释)

电路实物图如下图所示: C 语言程序如下所示: /******************************************************************** zicreate ----------------------------- Copyright (C) https://www.360docs.net/doc/c28400029.html, -------------------------- * 程序名; 基于DS18B20的测温系统 * 功 能: 实时测量温度,超过上下限报警,报警温度可手动调整。K1是用来 * 进入上下限调节模式的,当按一下K1进入上限调节模式,再按一下进入下限 * 调节模式。在正常模式下,按一下K2进入查看上限温度模式,显示1s 左右自动 * 退出;按一下K3进入查看下限温度模式,显示1s 左右自动退出;按一下K4消除 * 按键音,再按一下启动按键音。在调节上下限温度模式下,K2是实现加1功能, * K1是实现减1功能,K3是用来设定上下限温度正负的。 * 编程者:Jason * 编程时间:2009/10/2 *********************************************************************/ #include //将AT89X52.h 头文件包含到主程序 #include //将intrins.h 头文件包含到主程序(调用其中的_nop_()空操作函数延时) #define uint unsigned int //变量类型宏定义,用uint 表示无符号整形(16位) #define uchar unsigned char //变量类型宏定义,用uchar 表示无符号字符型(8位) uchar max=0x00,min=0x00; //max 是上限报警温度,min 是下限报警温度 bit s=0; //s 是调整上下限温度时温度闪烁的标志位,s=0不显示200ms ,s=1显示1s 左右 bit s1=0; //s1标志位用于上下限查看时的显示 void display1(uint z); //声明display1()函数 #include"ds18b20.h" //将ds18b20.h 头文件包含到主程序 #include"keyscan.h" //将keyscan.h 头文件包含到主程序 #include"display.h" //将display.h 头文件包含到主程序

LM35数字温度计(最新)

课程设计任务书 课程设计内容与要求: 以所学EDA课程内容为核心,结合LM35温度传感器,及A/D转换器等内容,设计所需的测温系统。 所设计的温度计的额定温度范围为-55℃—155℃,程序设计部分可利用所学二十四进制计数器进行改编。对于其他辅助设备,A/D转换器等内容等需查阅资料,对符合要求的型号进行筛选,选出符合条件且最经济适用的部分。确定其精度大小,适用范围及在整个系统中的连接设置。 将EDA技术应用于芯片设计和系统设计,可极大提高电路设计的效率和可靠性,且节约设计成本。在实验过程中锻炼了我们的动手能力。 目录 1.LM35温度传感器测温系统摘要………………………… 2.绪论——整个课程设计的思路…………………………… 3.Protel99绘图过程………………………………………… 4.LM35温度传感器介绍…………………………………… 5.主要芯片及程序…………………………………………… 6.技术总结…………………………………………………… 7.参考文献…………………………………………………… 8.致谢………………………………………………………… 摘要 现在EDA技术是电子设计的重要工具,其核心是利用计算机完成电路设计的全程自动化,将EDA技术应用于芯片设计和系统设计,可极大提高电路设计的效率和可靠性,节约设计成本,减少设计人员的劳动强度。 本次课程设计以EDA技术为主体,辅助学习传感器原理,A/D转换器原理,设计LM35温度传感器测温系统,运用LM35为温度传感器收集信号,因为用计算机来构建数据采集系统时看,利用温度传感器的敏感特性,去检测周围的温度,所经采集的温度信号时连续的信号,而计算机能处理不连续变化的信号,因此必须用A/D转换器将模拟信号转换为电信号后进行处理,所以再利用A/D转换器将收集到的模拟信号转换为电信号送入计算机进行处理,再利用显示电路把转换后的数字信号显示出来。 本次设计将介绍EP2C5Q208C8芯片,温度传感器LM35及AD521芯片的基本原理和特点,及利用protel99画图的简要过程。 绪论 本次课程设计主要对常规数字温度计设计。LM35温度传感器测温系统的主要功能是测量周围环境的温度,在各类民用控制,工业控制以及航空航天技术方面,温度测量得到了广泛的使用。小型、低功耗、可靠性高、低成本的LM35温度传感器便得以备受关注,利用LM35为温度传感器,去收集周围环境的温度信号即可。因为所采集的温度信号是连续变化的模拟量,而只要功能芯片EP2C5Q208C8能处理不连续的信号,因此,必须用A/D转换器将模拟信号转换成数字信号,再放大相应的倍数,才能送给主芯片进行处理,再利用显示电路把转换后的数字信号显示出来。 对于显示电路的连接必须注意只能与能满足其需要的特定I/O口连接看,否则可能会导致显示的数值出现异常。 一.Protel 99 SE 绘图过程 设置原理图设计环境,设计环境对画原理图人影响很大,在画原理图之前,应该把设计环境设置好,工作环境是使用DESIGN/OPTIONS和TOOL/PREFERENCE菜单进行的,画原理图环境的设置主要包括图纸大小,捕捉栅格,电气栅格,模板设置等。 A.放置元件。将电气和电子元件放置到图纸上,一般情况下元件的原理图符号在元件库中都可以找到,只需要将元件从元件 库中取出,放置在图上,但由于本次设计中有一些新元件,故还要自己画元件。 B.画元件图。1、首先选择菜单FILE/NEW,然后在出现的窗口选择SCHEMA TIC LIBRARY DOCUMEN T图标建立一个元件 库,该库的缺省名为SCHLIBL.LIB;在设计管理器窗口中双击该元件库,这就进入了画元件图窗口,在元件管理器窗口,可以看到已经给元件取了个缺省名COMPONENT_ 。2、进入编辑窗口后使用page up键将窗口放大,放大到能清楚地看到可视栅格。3、然后使用绘图工具箱中的工具依次绘出所需使用的元件,如LM35、芯片ADC0809、芯片EP2C5Q208C8、

基于51单片机的数字频率计_毕业设计

毕业论文声明 本人郑重声明: 1.此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外,本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2.本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定,同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版,允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3.若在大学学院毕业论文审查小组复审中,发现本文有抄袭,一切后果均由本人承担,与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文,是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体,均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者(签名): 年月

关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料(包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等),知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存,使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版,允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果,一定征得指导教师同意,且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据 库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名:日期: 指导教师签名:日期:

基于AT89C5单片机的数字温度计设计

基于AT89C5单片机的数字温度计设计

CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 科研实践 题目:基于单片机的数字温度计的设计

目录 目录 (2) 1.绪论 (3) 1.1课题研究背景及意义 (3) 1.2课题研究的内容 (3) 2.数字温度计的系统概论 (5) 2.1系统的功能 (5) 2.2温度计的分析 (5) 3.设计方案和要求 (6) 3.1设计任务和要求 (6) 3.2元器件的选取 (6) 3.3系统最终设计方案 (7) 4.硬件设计 (8) 4.1总体设计结构图 (8) 4.2硬件电路概述 (8) 4.2.1最小系统 (8) 4.2.2输入电路设计 (11) 4.2.3输出电路设计 (12) 5.硬件仿真 (15)

6.实物制作 (18) 6.1电路板焊接 (18) 6.2电路板调试 (19) 7.小结 (20) 附录 (21) 1.参考文献 (21) 2.原理图 (22) 3.元器件清单 (23) 4.软件程序 (24) 5.实物图 (30) 1.绪论 1.1课题研究背景及意义 单片机技术作为计算机技术的一个分支,广泛地应用于工业控制,智能仪器仪表,机电一体化产品,家用电器等各个领域。“单片机原理与应用”在工科院校各专业中已作为一门重要的技术基础课而普遍开设。学生在课程设计,毕业设计,科研项目中会广泛应用到单片机知识,而且,进入社会后也会广泛接触到单片机的工程项目。鉴于此,提高“单片机原理及应用”课的教学效果,让学生参与课程设计

实习甚为重要。单片机应用技术涉及的内容十分广泛,如何使学生在有限的时间内掌握单片机应用的基本原理及方法,是一个很有价值的教学项目。为此,我们进行了“单片机的学习与应用”方面的课程设计,锻炼学生的动脑动手以及协作能力。 单片机课程设计是针对模拟电子技术,数字逻辑电路,电路,单片机的原理及应用课程的要求,对我们进行综合性实践训练的实践学习环节,它包括选择课设任务、软件设计,硬件设计,调试和编写课设报告等实践内容。通过此次课程设计实现以下三个目标:第一,让学生初步掌握单片机课程的试验、设计方法,即学生根据设计要求和性能约束,查阅文献资料,收集、分析类似的相关题目,并通过元器件的组装调试等实践环节,使最终硬件电路达到题目要求的性能指标;第二,课程设计为后续的毕业设计打好基础,毕业设计是系统的工程设计实践,而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用,从已学过的定性分析、定量计算的方法,逐步掌握工程设计的步骤和方法,了解科学实验的程序和实施方法。第三,培养学生勤于思考乐于动手的习惯,同时通过设计并制作单片机类产品,使学生能够自己不断地学习接受新知识(如在本课设题目中存在智能测温器件DS18B20,就是课堂环节中不曾提及的“新器件”),通过多人的合作解决现实中存在的问题,从而不断地增强学生在该方面的自信心及兴趣,也提高了学生的动手能力,对学生以后步入社会参加工作打下一定良好的实践基础。 1.2课题研究的内容 本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统,详细描述了利用数 字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程,重点对传感器在单片机喜爱的硬 件连接,软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析,对各部分的电路也进 行一一介绍,该系统可以方便的是实现温度采集和显示,并可以根据需要任意 设定上下限报警温度,它使用起来方便,具有精度高、量程宽、灵敏度高、体 积小、功耗低等优点,适合我们日常生活和工农业生产中的温度测量,也可以 当做温度处理模块嵌入其他系统中,作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20和AT89C51结合实现最简温度检测系统,该系统结构简单,抗干扰能力强,适合 与恶劣环境下进行现场温度测量,有广泛的应用前景。 本设计首先是确定目标,气候是各个功能模块的设计,再在Proteus软件上 进行仿真,修改,仿真。 本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范 围内时,可以报警。

基于单片机控制的数字温度计毕业设计

单片机课程设计报告 数字温度计

1 设计要求 ■基本范围-50℃-110℃ ■精度误差小于0.5℃ ■LED数码直读显示 2 扩展功能 ■实现语音报数 ■可以任意设定温度的上下限报警功能

数字温度计 摘要:随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计,本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警。 关键词:单片机,数字控制,温度计,DS18B20,A T89S51 1 引言 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。 本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,该设计控制器使用单片机A T89S51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。 2 总体设计方案 2.1数字温度计设计方案论证 2.1.1方案一 由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。 2.1.2 方案二 进而考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到的,所以可以采用一只温度传感器DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行转换,就可以满足设计要求。 从以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计也比较简单,故采用了方案二。 2.2方案二的总体设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示,控制器采用单片机AT89S51,温度传感器采用DS18B20,用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 图1总体设计方框图 2.2.1 主控制器

毕业设计数字频率计的设计论文

数字频率计的设计 摘要:本论文是一种直接用十进制数字来显示被测信号频率的测量装置。它不仅可以测量正弦波、方波、三角波的频率,而且还可以测量其它各种单位时间内变化的物理量的频率。该频率计是首先将被测信号变成脉冲信号,其重复频率等于被测频率。时钟电路提供标准的时间脉冲信号。闸门电路由标准秒信号进行控制,当闸门信号为高电平时,闸门开通,被测信号的脉冲通过闸门送入计数显示电路进行显示;当闸门信号为低电平时,闸门关断,计数器没有时钟脉冲输出,计数器停止计数。 关键词:频率显示闸门秒信号 引言 随着无线电技术的发展与普及,“频率”已成为广大群众所熟悉的物理量。调节收音机上的频率刻度盘可以使我们选听到自己所喜欢的电台节目;调节电视机上的微调旋钮可使电视机对准电视台的广播频率,获得图像清晰的收看效果,这些已成为人们的生活常识。 人们在日常生活、工作中更离不开计时。学校何时上、下课?工厂几时上、下班等这些都涉及到计时。频率、时间的应用,在当代高科技中显得尤为重要。例如,邮电通讯,大地测量,地震预报等等,都与频率、时间密切相关,只是其精密度和准确度比人们日常生活中的要求高得多罢了。 本次设计主要采用计数法制成一个测量范围在0~9999Hz的频率计。该频率计闸门信号的采样时间为1s,并采用4位数码管显示。它不仅可以测量正弦波、方波、三角波的频率,而且还可以测量其它各种单位时间内变化的物理量的频率。 一、数字频率计的组成 数字频率计电路主要由串联型稳压电源、整形电路、10分频电路、时钟电路、闸门形成及控制电路、计数显示电路等组成。

电路组成框图1-1如下: 待测信号整形电路10分频电路闸门形成及控制电路 串联型稳压电源时钟电路计数显示电路 电路组成框图1-1 二、设计所用集成电路简介 1.集成电路NE555概述 NE555是一种集模拟、数字于一体的中规模集成电路,它常应用于信号的产生与变化、电路的检测与控制。芯片采用双列直插式封装,有八个管脚。NE555引脚图2-1和功能如下 图2-1 引出端功能符号: TR: 置位控置制端,也称电平触发端 RD: 复位端,低电平有效 Q: 电路的输出端 CO: 电压控制端 TH: 复位控制端 DIS: 放电端 Vcc: 电源端 GND: 接地脚 2.集成电路CD4518概述 集成电路CD4518是一个双BCD码加法计数器。它有两个时钟输

(完整版)数字温度计论文毕业设计论文

数字温度计的设计 摘要 温度是一种最基本的环境参数,人们生活与环境温度息息相关,在工业生产过程中需要实时测量温度,在工业生产中也离不开温度的测量,因此研究温度的测量方法和控制具有重要的意义。 本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件,以DS18B20为温度传感器的新型数字温度计。主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。硬件电路主要包括主控制器,测温控制电路和显示电路等,主控制器采用单片机AT89C52,温度传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的DS18B20,显示电路采用8

位共阴极LED数码管,ULN2803A为驱动的动态扫描直读显示。测温控制电路由温度传感器和预置温度值比较报警电路组成,当实际测量温度值大于预置温度值时,发出报警信号,即发光二极管亮。系统程序主要包括主程序,测温子程序和显示子程序等。DS18B20新型单总线数字温度传感器是DALLAS 公司生产的单线数字温度传感器, 集温度测量和 A D转换于一体,直接输出数字量,具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。 由于采用了改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,与传统的温度计相比,本数字温度计减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。DS18B20温度计还可以在高温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用开发,具有很好的发展前景。此外,还介绍了系统的调试和性能分析。 关键词:显示电路,单片机,AT89C52,温度传感器,DS18B2 0 ,单总线

The Design of DS18B20 Digit Thermometer ABSTRACT Temperature is a basic parameters of the environment, people's lives and the environment are closely related to temperature. in the course of industrial production immediate need for temperature measurement in industrial production of the of the system program .The , the master controller used Micro Controller Unit AT89C52, the temperature sensor used DS18B20 which the American DALLAS semiconductor company produces, the display circuit used 8 altogether

基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计设计

基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计设计

摘要 本设计采用的主控芯片是ATMEL公司的AT89S52单片机,数字温度传感器是DALLAS 公司的DS18B20。本设计用数字传感器DS18B20测量温度,测量精度高,传感器体积小,使用方便。所以本次设计的数字温度计在工业、农业、日常生活中都有广泛的应用。 单片机技术已经广泛应用社会生活的各个领域,已经成为一种非常实用的技术。51单片机是最常用的一种单片机,而且在高校中都以51单片机教材为蓝本,这使得51单片机成为初学单片机技术人员的首选。本次设计采用的AT89S52是一种flash型单片机,可以直接在线编程,向单片机中写程序变得更加容易。本次设计的数字温度计采用的是DS18B20数字温度传感器,DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器,由于其具有单总线的独特优点,可以使用户轻松地组建起传感器网络,并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。 本设计根据设计要求,首先设计了硬件电路,然后绘制软件流程图及编写程序。本设计属于一种多功能温度计,温度测量范围是-55℃到125℃。温度值的分辨率可以被用户设定为9-12位,可以设置上下限报警温度,当温度不在设定的范围内时,就会启动报警程序报警。本设计的显示模块是用四位一体的数码管动态扫描显示实现的。在显示实时测量温度的模式下还可以通过查询按键查看设定的上下限报警温度。 关键词:单片机、数字温度计、DS18B20、AT89S52

目录 1 概述 ................................................................................................................................................................. - 1 - 1.1系统概述 ................................................................................................................................................. - 1 - 2 系统总体方案及硬件设计 ............................................................................................................................... - 2 - 2.1 系统总体方案 ........................................................................................................................................ - 2 - 2.1.1系统总体设计框图 ...................................................................................................................... - 2 - 2.1.2各模块简介 .................................................................................................................................. - 2 - 2.2 系统硬件设计 ........................................................................................................................................ - 5 - 2.2.1 单片机电路设计 ......................................................................................................................... - 5 - 2.2.2 DS18B20温度传感器电路设计.................................................................................................. - 6 - 2.2.3 显示电路设计 ............................................................................................................................. - 6 - 2.2.4 按键电路设计 ............................................................................................................................. - 7 - 2.2.5 报警电路设计 ............................................................................................................................. - 8 - 3 软件设计 ........................................................................................................................................................... - 9 - 3.1 DS18B20程序设计................................................................................................................................. - 9 - 3.1.1 DS18B20传感器操作流程.......................................................................................................... - 9 - 3.1.2 DS18B20传感器的指令表.......................................................................................................... - 9 - 3.1.3 DS18B20传感器的初始化时序................................................................................................ - 10 - 3.1.4 DS18B20传感器的读写时序.................................................................................................... - 10 - 3.1.5 DS18B20获取温度程序流程图................................................................................................ - 11 - 3.2 显示程序设计 ...................................................................................................................................... - 13 - 3.3 按键程序设计 ...................................................................................................................................... - 13 -4实物制作及调试 .............................................................................................................................................. - 14 -5电子综合设计体会 .......................................................................................................................................... - 15 -参考文献 ............................................................................................................................................................. - 16 -附1 源程序代码 .............................................................................................................................................. - 17 -附2 系统原理图 .............................................................................................................................................. - 32 -

数字式温度计的设计毕业设计

摘要 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。 本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温X围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,该高精度数字式温度计采用了由DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20,它具有独特的单线总线接口方式。本毕业论文详细的介绍了单线数字温度传感器DS18B20的测量原理、特性以及在温度测量中的硬件和软件设计,该温度计具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。 二、总体方案设计 1、数字温度计设计方案论证 2.1.1方案一 由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D 转换电路,感温电路比较麻烦。 2.1.2 方案二 进而考虑到用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到的,所以可以采用一只温度传感器DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行转换,就可以满足设计要求。

从以上两种方案,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计也比较简单,故采用了方案二。 2.2方案二的总体设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示,控制器采用单片机AT89S51,温度传感器采用DS18B20,用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 2、硬件设计 1.1 工作原理及硬件框图 基于DS18B20的温度测量装置电路图如图1所示,包括单片机最小系统、温度传感器、和显示电路。温度传感器DS18B20将被测环境温度转化成带符号的数字信号(以十六位补码形式,占两个字节),单片机对接收到的数字信号进行标度变换,转换成实际的温度值并送数码管显示。DS18B20传感器可置于离装置150米以内的任何地方。STC89C51是整个电路装置的控制核心,STC89C51内带4K字节的FlashROM,用户程序存放在此。 图2 系统硬件框图 3、系统分析: 本设计主要的任务是单片机软件的设计,而软件中的核心在于单片机与集成温度传感器DS18B20接口程序的设计,另外一点便是对数码管扫描显示的理解与运用。由于DS18B20集成了温度数据采集、模数转换

基于热敏电阻的数字温度计设计

目录 1 课程设计的目的 (1) 2 课程设计的任务和要求 (1) 3 设计方案与论证 (1) 4 电路设计 (2) 4.1 温度测量电路 (3) 4.2 单片机最小系统 (6) 4.3 LED数码显示电路 (8) 5 系统软件设计 (9) 6 系统调试 (9) 7 总结 (11) 参考文献 (13) 附录1:总体电路原理图 (14) 附录2:元器件清单 (15) 附录3:实物图 (16) 附录4:源程序 (17)

1 课程设计的目的 (1)掌握单片机原理及应用课程所学的理论知识; (2)了解使用单片机设计的基本思想和方法,学会科学分析和解决问题; (3)学习单片机仿真、调试、测试、故障查找和排除的方法、技巧; (4)培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度; (5)锻炼自己的动手动脑能力,以提高理论联系实际的能力。 2 课程设计的任务和要求 (1)采用LED 数码管显示温度; (2)测量温度范围为-10℃~110℃; (3)测量精度误差小于0.5℃。 3 设计方案与论证 方案一:本方案主要是在温度检测部分利用了一款新型的温度检测芯片DS18B20,这个芯片大大简化了温度检测模块的设计,它无需A/D 转换,可直接将测得的温度值以二进制形式输出。该方案的原理框图如图3-1所示。 DS18B20是美国达拉斯半导体公司生产的新型温度检测器件,它是单片结构,无需外加A/D 即可输出数字量,通讯采用单线制,同时该通讯线还可兼作电源线,即具有寄生电源模式。它具有体积小、精度易保证、无需标定等特点,特别适合与单片机合用构成智能温度检测及控 制系统。 图3-1 方案一系统框图 单片机 最小系统 数码 显示 温度传感器 DS18B20

电子数字频率计测量方法毕业论文

电子数字频率计测量方法毕业论文 1绪论 1.1研究背景及主要研究意义 频率是电子技术领域永恒的话题,电子技术领域离不开频率,一旦离开频率,电子技术的发展是不可想象的,为了得到性能更好的电子系统,科研人员在不断的研究频率,CPU就是用频率的高低来评价性能的好坏,可见,频率在电子系统中的重要性。 频率计又称为频率计数器,是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器,其最基本的工作原理为:当被测信号在特定的时间段T的周期个数N时,则被测信号的频率f=N/T.电子计数器是一种基础测量仪器,到目前为止已有三十多年的发展历史。早期,设计师们追求的目标主要是扩展测量围,再加上提高测量精度、稳定度等,这些也是人们衡量电子计算机的技术水平,决定电子技术器价格高低的主要依据。目前这些技术日臻完善,成熟。应用现代技术可以轻松地将电子计数器的频率扩展到微波频段。 1.2数字频率计的发展现状 随着科学技术的发展,用户对电子计数器也提出了新的要求。对于低档产品要求使用操作方便,量程(足够)宽,可靠性高,价格低。而对中高档产品,则要求有较高的分辨率,高精度,高稳定度,高测量速率;除通常通用计数器所具有的功能外,还要有数据处理功能,统计分析功能等等,或者包含电压测量等其他功能。这些要求有的已经实现或者部分实现,但要真正地实现这些目标,对于生产厂家来说,还有许多工作要做,而不是表面看来似乎发展到头了。 由于微电子技术和计算机技术的发展,频率计都在不断地进步着,灵敏度不断提高,频率围不断扩大,功能不断增加。在测试通讯、微波器件或产品时,通常都市较复杂的信号,如含有复杂频率成分、调制的含有未知频率分量的、频率固定的变化的、纯净的或叠加有干扰的等等。为了能正确的测量不同类型的信号,必须了解待测信号特性和各种频率测量仪器的性能。微波技术器一般使用类型频谱分析仪的分频或混频电路,另外还包含多个时间基准、合成器、中频放大器等。虽然所有的微波计数器都是用来完成技术任务的,但各自厂家都有各自的一套复

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