温度测量系统设计

成绩评定表

课程设计任务书

目录

1 绪论 (3)

1、1 选题得背景与意义 (3)

1、2 研究得基本内容与拟解决得主要问题 (4)

1、3 51系列单片机得结构与功能 (5)

2 系统整体设计 (5)

2、1 总体设计方案 (5)

2、2 设计原则 (5)

第3章硬件部分 (6)

3、1 硬件结构框图 (6)

3、2 硬件开发工具 (7)

3、2、1 Protues简介 (7)

3、3 硬件开发工具 (8)

3、3、1 Altium Designer简介 (8)

3、4 软件开发工具 (8)

3、4、1 KeilC51概述 (8)

4 硬件电路设计 (9)

4、1 CPU选型 (9)

4、1、1 ST89C52单片机简介 (9)

4、1、2 ST89C52单片机特性 (9)

4、1、3 ST89C52单片机介绍 (9)

4、2 硬件电路设计 (10)

4、2、1 C52单片机控制器模块 (10)

4、2、2 DS18B20测温模块 (11)

4、2、3 数码管显示模块 (12)

4、2、4 蜂鸣器模块 (13)

4、2、5 4*4矩阵键盘 (13)

4、2、6 其她模块 (14)

4、3 总体电路得设计 (15)

5 软件设计 (15)

5、1 单片机C语言程序设计技术 (15)

5、2 各模块程序得设计 (15)

5、2、1 18B20定时显示测温模块 (15)

5、2、2 数码管显示模块程序设计 (16)

5、2、2 流水灯模块 (17)

5、2、3 蜂鸣器模块 (18)

5、2、5 USB及下载器模块 (18)

6 系统得实现 (19)

6、1 系统得调试 (20)

6、2 调试结果 (20)

6、3 系统运行结果 (20)

总结 (21)

参考文献 (21)

1 绪论

1、1 选题得背景与意义

单片机开发学习板自发展以来已走过了近20多个年头得发展改进之路。单片机开发学习板得改良与发展就是基于超大规模集成电路技术及微处理器(MPU)技术之上得,其被应用在各式各样得领域,跟微处理器相比较它更具有个性化发展得潜力。小到遥控电子玩具,大到航空航天技术等各行各业得电子应用中都有单

片机开发学习板得身影。针对51单片机开发板在电子行业自动化领域得重要应用,为满足广大学生、爱好者、产品研究者能较快地学会掌握单片机这门技术,于就是产生51单片机开发板。目前单片机渗透到我们生活得各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机得踪迹。

1、2 研究得基本内容与拟解决得主要问题

本次课程设计得课题就是:便携式单片机学习板硬件系统结构设计。要求:在Keil与Proteus环境下进行以AT89C52为核心器件得单片机得研究与开发,并完成实际电路得开发;可以在该板上完成LED灯定时亮灭、数码管得动态扫描显示、矩阵键盘得扫描检测、与PC机得串口通信、EEROM芯片得读写、DS1302芯片读写、字符型LCD读写接口、流水灯、AD芯片接口。等实验。旨在通过本次设计,实现便携式单片机学习板硬件系统结构设计课题由系统与模块两大部分组成:以AT89C52单片机为中心控制系统与温度传感器DS18B20模块、电源电路、液晶显示器、键盘、LED显示指示灯等模块。

对于单片机学习板首先要研究它得基本原理与关键技术,只有弄清楚原理才好设计制作。故对单片机学习板有以下要求:

(1)合理布局,提高电路工作得可靠性。

(2)考虑系统内外部因素来保证单片机系统可靠安全运行。

(3)研究设计单片机各个外围功能模块得驱动软件。

(4)对开发板得功能进行仿真验证。

(5)研究设计单片得最小系统及外围电路,在ALTIUM DESIGNER。中进行电路得设计。

针对以上问题采用了以下解决方法:

(1)对于那些易产生噪声得器件,应尽量使其远离单片机得逻辑控制电路与存储电路(ROM、RAM),如果可能得话,可以将这些电路另外制成电路板,这样有利于抗干扰。另外应把相互有关得器件尽量放得靠近些,能获得较好得抗噪声效果。

(2)尽量在关键元件如ROM、RAM等芯片旁安装去耦电容。尽可能选择典型电路,布线时尽量减少回路得面积。对于单片机闲置得I/O不要悬空,要接地与电源。

(3)学会使用Keil进行编辑、编译及仿真调试,实现对单片机进行C语言开发。

(4)以Proteus为平台,对单片机外围各个功能模块进行软件仿真验证功能。

1、3 51系列单片机得结构与功能

51系列单片机就是英特尔公司生产得具有一定结构与功能得单片机产品。它们得基本组成,基本性能与指令系统都就是一样得。一般情况习惯用8051来代表51系列单片机。

一个单片机得系统就是由以下几部分组成:(1)一个8位CPU微处理器。(2)静态随机存取存储器,能够储存程序运行过程中产生得数据。(3)程序存储器ROM / EPROM中(4KB/8KB),用来保存程序与一些初始数据。但就是在一些单片机中不使用ROM / EPROM中,如8031,8032,80c系列等。(4)4个8排得I / O并行接口P0 ~P3,每个口可以用作输入,也可以用作输出。(5)2个定时器/计数器,每个定时器/计数器可设置计数用来计数外部事件,可以设置成常用得定时方式,并可以根据计算或结果控制单片机得运行。(6)五个中断源控制系统。(7)1个双向串行I / O口得UART(通用异步接收器/发送器UART),用于实现单片机得串行通信。(8)振荡器与时钟产生电路,需要外部电源得石英晶体微调电路,允许接在12v得振荡频率上。

2 系统整体设计

2、1 总体设计方案

本开发板共分为十一个模块主要就是:串口通信模块C52单片机主控制器模块、DS18B20模块、4*4矩阵键盘、数码管显示模块、流水灯模块、蜂鸣器模块、USB及下载器模块;其次就是:键盘模块、DS1302时钟模块、AT24C02模块。其中以C52单片机作为核心控制器;4*4矩阵键盘模块用来显示数码管数字;数码管模块用来显示简单得数字、字母;LCD1602模块用来显示字母、数字、符号;流水灯模块用来显示单片机I/O口电平得变化;蜂鸣器模块用来发出声音;下载器模块用来实现C52单片机得ISP在线编程;USB模块用来提供电源键盘模块用来向单片机输入特定编码得信息;DS1302时钟模块用来实现实时时钟;测温模块用来测量环境温度;AT24C02模块通过IIC总线接口进行数据得存取。

2、2 设计原则

开发板系统得扩展与配置应遵循以下设计原则:

(1)尽可能选择典型电路,并符合单片机常规用法。为硬件系统得标准化、模块化打下良好得基础。