单片机课程设计报告.docx
《单片机课程设计报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机课程设计报告.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
单片机课程设计报告
电气与电子信息工程学院
单片机课程设计
设计题目：
数字式温度计设计与制作
专业班级：
电子信息工程2010
（1）班
学 号：
201040210123
姓名：
XXX
指导教师：
XXXXXXXXX
设计时间：
2013/06/03～2013/06/16
设计地点：
K2—406
单片机课程设计成绩评定表
姓名
学号
201040210123
专业班级
电子信息工程2010
（1）班
课程设计题目：
数字温度计设计与制作
课程设计答辩或质疑记录：
1、单片机时钟电路的作用？
解：
单片机访问一次存储器的时间，称之为一个机器周期，这是一个时间基准。
机器周期不仅对于指令执行有着重要的意义，而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。
单片机选择了12MHz晶振，那么当定时器的数值加1时，实际经过的时间就是1us，这也是单片机的定时原理。
2、温度传感器接上后，为啥开始总显示85℃？
解：
温度传感器一旦接反就会立刻发热，有可能烧毁！
接反是导致该传感器总是显示85℃的原因。
面对着扁平的那一面，左负右正。
成绩评定依据：
实物制作（40％）：
课程设计考勤情况（10％）：
课程设计答辩情况（20％）：
完成设计任务及报告规范性（30％）：
最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）
指导教师签字：
2013年6月20日
目录
第一部分课程设计任务书4
一、课程设计题目4
二、课程设计内容4
三、进度安排4
四、基本要求5
五、课程设计考核办法与成绩评定5
第二部分课程设计7
1系统方案选择与论证7
1.1测温电路选取7
1.2显示电路选取7
2系统硬件电路设计7
2.1总体功能介绍7
2.2各功能模块硬件介绍8
3系统软件设计11
3.1系统总程序流图11
3.2系统子程序11
3.3keil调试13
3.4仿真结果14
4实物的组装与调试14
4.1调试结果14
4.2调试问题15
5心得体会15
附录16
附录1：
电路原理图16
附录2：
程序16
附录3：
使用元器件一览表21
参考文献21
第一部分课程设计任务书
2012～2013学年第2学期
学生姓名：
陈庚专业班级：
电子信息工程2010级
（1）班
指导教师：
李玉平王海华工作部门：
电气学院电信教研室
一、课程设计题目：
单片机课程设计
1.简易心率检测仪
6.遥控开关
2.电子时钟的设计与制作
7.水温控制系统
3.电子密码锁的设计与制作
8.音乐播放器的设计与制作
4.数字式温度计的设计与制作
9.多路数据采集系统
5.数字式电压表的设计与制作
10自选
二、课程设计内容
1.根据具体设计课题的技术指标和给定条件，以单片机为核心器件，能独立而正确地进行方案论证和电路设计与制作，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整；
2.熟悉、掌握各种外围接口电路芯片的工作原理和控制方法；
3.熟练使用单片机C/汇编语言进行软件设计；
4.熟练使用Proteus、Keil软件进行仿真电路测试；
5.熟练使用Protel软件设计印刷电路板；
6.学会查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数；
7.撰写设计报告，参考毕业设计论文格式。
注：
详细要求和技术指标见附录。
三、进度安排
1．时间安排
序号
内容
学时安排（天）
1
方案论证和总体设计
2
2
硬件设计
2
3
软件设计
2
4
硬件测试
1
5
撰写和打印设计报告
1
合计
10
设计指导答辩地点：
K2—406
2．执行要求
单片机应用系统设计与制作多个选题，每组不超过3人，为避免雷同，在设计中每个同学所采用的方案不能一样。
四、基本要求
（1）根据要求确定系统设计方案；
（2）绘制系统框图、系统原理总图，印刷电路板图，列出元器件明细表；
（3）计算电路参数和选择元器件，画出软件框图，列出程序清单；
（4）仿真，测试与修改调整；
（5）对设计进行全面总结，写出课程设计报告。
五、课程设计考核办法与成绩评定
根据过程、报告、答辩等确定设计成绩，成绩分优、良、中、及格、不及格五等。
评定项目
基本内涵
分值
设计过程
考勤
10分
答辩
回答问题情况
20分
实物测试
正常无故障运行
40分
设计报告
完成设计任务、报告规范性等情况
30分
90～100分：
优；80～89分：
良；70～79分：
中；60～69分，及格；60分以下：
不及格
第二部分课程设计
1系统方案选择与论证
1.1测温电路选取
方案一：
测温电路的设计，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
方案二：
考虑使用温度传感器，结合单片机电路设计，采用一只DS18B20温度传感器，直接读取被测温度值，之后进行转换，依次完成设计要求。
比较以上两种方案，很容易看出，采用方案二，能够直接读取温度，而且电路设计比较简单，软件设计容易实现，故实际设计中拟采用方案二。
1.2显示电路选取
方案一：
采用LCD1602液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,显示多样,,显示数据清晰可观。
方案二：
采用LED数码管动态扫描,专门用来显示温度,并且采用动态扫描法与单片机连接时。
通过对比以上二种方案，本设计采用了LCD1602液晶显示屏作为数字式温度计显示模块，因为其价格适中，而且其可显示大量文字,显示多样,,显示数据清晰可观。
2系统硬件电路设计
2.1总体功能介绍
数字式温度计由四部分组成:
1、控制部分主芯片采用单片机AT89C52；2、显示部分采用LCD1602液晶显示屏实现显示环境温度，同时利用单片机定时器实现走时功能；3、温度采集部分采用DS18B20温度传感器采集温度；4、利用LED灯实现高温报警系统。
5、利用按键实现调时功能。
总体设计原理图如下：
2.2各功能模块硬件介绍
2.2.1控制模块
单片机控制模块
该方案是基于STC89C52单片机来实现系统控制。
通过编写程序控制外围电路来控制液晶显示屏，其I/O口的选取也是采取一般的选取方式。
其时钟电路采用12MHZ的时钟晶振。
2.2.2温度采集模块
DS18B20温度采集电路
该部分主要完成对温度信号的采集和转换工作，由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。
数字温度传感器DS18B20把采集到的温度通过数据引脚传到单片机的P3.4口，单片机接受温度并存储。
此部分只用到DS18B20和单片机，硬件很简单。
其测温范围为—10摄氏度到+50摄氏度。
每一片DSl8B20在其ROM中都存有其唯一的48位序列号，在出厂前已写入片内ROM中。
主机在进入操作程序前必须用读ROM（33H）命令将该DSl8B20的序列号读出。
程序可以先跳过ROM，启动所有DSl8B20进行温度变换，之后通过匹配ROM，再逐一地读回每个DSl8B20的温度数据。
其具体测温流程如下图所示。
DS18B20测温流程
2.2.3液晶显示模块
LCD1602液晶显示
通过采集ds18b20的温度，同步显示到LCD显示器上，精确到小数点后两位。
同时在液晶上显示走时功能和最高温度和最低温度。
1602采用标准的16脚接口，其引脚电路功能如下所示
第1脚：
VSS为电源地
第2脚：
VCC接5V电源正极
第3脚：
V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。
第4脚：
RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。
第5脚：
RW为读写信号线，高电平
（1）时进行读操作，低电平（0）时进行写操作。
第6脚：
E端为使能（enable）端,高电平
（1）时读取信息，负跳变时执行指令。
第7～14脚：
D0～D7为8位双向数据端。
第15～16脚：
空脚或背灯电源。
15脚背光正极，16脚背光负极。
2.2.4独立按键和高温报警模块
独立按键电路
高温报警电路
这两个模块均为单片机外围辅助模块，其按键电路主要实现对时间的调节，可实现对时分秒的加减调节；而高温报警电路主要实现对高温提示作用，当温度在正常范围时，D1灯亮，当温度达到高温37度时，D1灯灭，D2灯亮，这样也就实现了报警提示功能。
3系统软件设计
3.1系统总程序流图
系统总的流程图
3.2系统子程序
3.2.1读取温度子程序
读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。
DS18B20的各个命令对时序的要求特别严格，所以必须按照所要求的时序才能达到预期的目的，同时，要注意读进来的是高位在后低位在前，共有12位数，小数4位，整数7位，还有一位符号位。
3.2.2时钟走时子程序
该时钟主要通过AT89C52单片机的定时器T0中断实现走时功能，同时通过开关设置时间。
具体程序流程图如下：
3.3keil调试
在keil调试过程中，发现走时总是很慢，不管设置定时器初值，其走时人很慢，而且没多大变化，后来通过询问老师，和自己不停调试，发现时程序延时除了问题，最终将显示程序从主程序移到中断程序中就解决了此问题。
3.4仿真结果
4实物的组装与调试
4.1调试结果
4.2调试问题
刚开始接液晶时，液晶灯亮，但没有显示任何数值，后经过检查，发现是V0脚必须接一滑动变阻器，同时接地，通过调节滑动变阻器的阻值来调节液晶显示器对比度，这样就很好的显示出结果来。
5心得体会
此次课程设计使用单片机实现，在选题中，我们到图书馆，网上查询资料，最终我们小组决定做数字式温度计。
因为这学期刚好开设了单片机课程，所以方案上手还是比较顺利。
在设计过程中，我们发现理论学习是一回事，真正做实物却又感觉确实很难，如调试程序过程就是一个考验人耐心的过程，有时一个很小的问题就要调试好久。
仿真时，出现时钟走时很慢的现象，当时以为是定时器设置初值时出了问题，但不管怎么调，最终还是一样，最终在请教老师后，才知道是程序延时除了问题，把显示程序移到中断程序中就可以了。
在制作实物的时候，我们也遇到不少问题，开始液晶不显示数值，后来通过在液晶14号引脚接滑动变阻器调节才解决这一问题。
但在大家的耐心讨论下，这些问题我们都一一解决了。
最终，我们的数字式温度计也成功制作出来了。
这次课程设计，让我懂得要想真正学好单片机，不光要学好课本知识，还要不断增强自己的实践动手能力，通过做实物，不断积累经验。
同时，我们也学到了团结合作的精神。
附录
附录1：
电路原理图
附录2：
程序
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include"LCD1602.h"
sbitkey1=P1^0;
sbitkey2=P1^1;
sbits1=P3^0;
sbits2=P3^1;
sbits3=P3^2;
unsignedcharwarn[10]={0x20,0x57,0x41,0x52,0x4e,0x49,0x4e,0x47,'\0'};
unsignedchart[2],*pt,s1num;
unsignedcharcount=0,num=0,num1=0,num2=0;
unsigned
charTempBuffer1[17]={0x2b,0x31,0x32,0x37,0x2e,0x30,0x30,0xdf,0x43,
0x20,0x4C,0x3A,0x2D,0x20,0x35,0x35,'\0'};
unsignedcharTempBuffer0[17]={0x30,0x30,0x3a,0x30,0x30,0x3a,0x30,0x30,
0x20,0x20,0x48,0x3A,0x2B,0x31,0x32,0x35,'\0'};
unsignedcharcodedotcode[4]={0,25,50,75};
voidcovert1（void）
{
unsignedcharx=0x00,y=0x00;
t[0]=*pt;
pt++;
t[1]=*pt;
if（t[1]>0x07）
{
TempBuffer1[0]=0x2d;
t[1]=~t[1];
t[0]=~t[0];
x=t[0]+1;
t[0]=x;
if（x>255）
t[1]++;
}
elseTempBuffer1[0]=0x2b;
t[1]<<=4;
t[1]=t[1]&0x70;
x=t[0];
x>>=4;
x=x&0x0f;
t[1]=t[1]|x;
TempBuffer1[1]=t[1]/100+0x30;
if（TempBuffer1[1]==0x30）TempBuffer1[1]=0xfe;
TempBuffer1[2]=（t[1]%100）/10+0x30;
if（（TempBuffer1[0]==0x2d）&&（TempBuffer1[2]>2+0x30））
key1=0;
elsekey1=1;
if（TempBuffer1[2]>8+0x30）key2=0;elsekey2=1;
TempBuffer1[3]=（t[1]%100）%10+0x30;
t[0]=t[0]&0x0c;
t[0]>>=2;
x=t[0];
y=dotcode[x];
TempBuffer1[5]=y/10+0x30;
TempBuffer1[6]=y%10+0x30;
}
voiddelay2（unsignedchari）
{
while（i--）;
}
voidinit（）
{
TMOD=0x01;
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
voidtime（）
{
if（count==2）
{
count=0;
num++;
TempBuffer0[7]=num%10+0x30;
TempBuffer0[6]=num/10+0x30;
if（num==60）
{
num1++;
num=0;
TempBuffer0[4]=num1%10+0x30;
TempBuffer0[3]=num1/10+0x30;
if（num1==60）
{
num1=0;
num2++;
TempBuffer0[1]=num2%10+0x30;
TempBuffer0[0]=num2/10+0x30;
if（num2==24）
num2=0;
}
}
}
}
voidkeyscan（）
{
if（s1==0）
{
delay2（5）;
if（s1==0）
{
s1num++;
while（!
s1）;
if（s1num==1）
{
TR0=0;
LCD_Write（LCD_COMMAND,0x80+7）;
LCD_Write（LCD_COMMAND,0x09）;
}
if（s1num==2）
{
LCD_Write1（4）;
}
if（s1num==3）
{
LCD_Write1
（1）;
}
if（s1num==4）
{
s1num=0;
TR0=1;
LCD_Write（LCD_COMMAND,0x0c）;
}
}
}
if（s1num!
=0）
{
if（s2==0）
{
delay2（50）;
if（s2==0）
{
while（!
s2）;
if（s1num==1）
{
num++;
if（num==60）
num=0;
TempBuffer0[7]=num%10+0x30;
TempBuffer0[6]=num/10+0x30;
}
if（s1num==2）
{
num1++;
if（num1==60）
num1=0;
TempBuffer0[4]=num1%10+0x30;
TempBuffer0[3]=num1/10+0x30;
}
if（s1num==3）
{
num2++;
if（num2==24）
num2=0;
TempBuffer0[1]=num2%10+0x30;
TempBuffer0[0]=num2/10+0x30;
}
}
}
}
if（s1num!
=0）
{
if（s3==0）
{
delay2（50）;
if（s3==0）
{
while（!
s3）;
if（s1num==1）
{
num--;
if（num==0）
num=59;
TempBuffer0[7]=num%10+0x30;
TempBuffer0[6]=num/10+0x30;
}
if（s1num==2）
{
num1--;
if（num1==0）
num1=59;
TempBuffer0[4]=num1%10+0x30;
TempBuffer0[3]=num1/10+0x30;
}
if（s1num==3）
{
num2--;
if（num2==0）
num2=23;
TempBuffer0[1]=num2%10+0x30;
TempBuffer0[0]=num2/10+0x30;
}
}
}
}
}
voidmain（）
{
unsignedcharTH=125,TL=-55;
init（）;
while
（1）
{
pt=ReadTemperature（TH,TL,0x7f）;
delay2（100）;
keyscan（）;
time（）;
covert1（）;
LCD_Initial（）;
LCD_Print（0,0,TempBuffer0）;
if（TempBuffer1[2]<8+0x30）
LCD_Print（0,1,TempBuffer1）;
else
LCD_Print（0,1,warn）;
}
}
voidT0_time（）interrupt1
{
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
count++;
}
附录3：
使用元器件一览表
组件
数量
组件
数量
STC89C52
一片
30pf瓷片电容
两个
12M晶振
一个
10K排阻
一个
按键
三个
330电阻
一个
LED灯
二个
10k排阻
两个
5v电源
一个
芯片底座
一个
LCD1602液晶
一个
10uf极性电容
一个
参考文献
[1]李朝青,单片机原理及接口技术（简明修订版）［M］.北京:
北京航空航天大学出版社，1998
[2]李广弟.单片机基础[M].北京:
北京航空航天大学出版社，1994
[3]金伟正.单线数字温度传感器的原理与应用[J].电子技术与应用，2000
[4]李钢.1-Wire总线数字温度传感器DS18B20原理及应用.现代电子技术[J],2005
[5]苏麟祥.DS1820数字温度传感器的功能特性及其应用.世界采矿快报，
2000（9）
[6]沙占友等.智能化集成温度传感器原理与应用.北京：
机械工业出版社，2002
[7]郭天祥.51单片机C语言教程.北京：
电子工业出版社.
[8]胡汉才.单片机原理及接口技术[M].北京：
清华大学出版社，1996
升级会员 