课程设计报告苏州大学大三下.docx

课程设计报告苏州大学大三下.docx

《课程设计报告苏州大学大三下.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计报告苏州大学大三下.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

课程设计报告苏州大学大三下

课程设计报告

学号：

姓名：

班级：

指导老师：

苏州大学电子信息学院

2016年5月

摘要

随着时代的发展，单片机在生活中的应用越来越广泛，本次课程设计围绕四个实验展开，分别是基于DS18B20的数字温度计设计，基于AT24C02的电子密码锁设计，基于DS1302的电子日历的设计以及

基于NRF24L01的无线通信系统的设计。

四个实验均以STC89C52单片机为核心，以KeiluVision4为编程平台，通过C语言实现功能设计。

关键词：

STC89C52DS18B20AT24C02DS1302NRF24L01

摘要..............................................................1

目录..............................................................2

第1章基于DS18B20的数字温度计设计...............................3

1.1设计要求...................................................3

1.2系统组成...................................................3

1.3系统设计...................................................4

1.3.1硬件设计..............................................4

1.3.2软件设计..............................................4

1.4设计结果...................................................7

第2章基于AT24C02的电子密码锁设计...............................8

2.1设计要求...................................................9

2.2系统组成...................................................9

2.3系统设计...................................................10

2.3.1硬件设计..............................................11

2.3.2软件设计..............................................11

2.4设计结果...................................................12

第3章基于DS1302的电子日历的设计................................13

3.1设计要求...................................................14

3.2系统组成...................................................14

3.3系统设计...................................................15

3.3.1硬件设计..............................................15

3.3.2软件设计..............................................16

3.4设计结果...................................................16

第4章基于NRF24L01的无线通信系统的设计..........................17

4.1设计要求...................................................17

4.2系统组成...................................................17

4.3系统设计...................................................18

4.3.1硬件设计..............................................18

4.3.2软件设计..............................................19

4.4设计结果...................................................19

总结..............................................................20

第1章基于DS18b20的数字温度计设计

1.1设计要求

1）读取DS18b20的序列码。

2）利用DS18b20实现实时的温度的读取（不断刷新），并用LCD1602显示。

1.2系统组成

1）DS18b20系统

2）STC89C52单片机

3）LCD1602显示系统

4）独立键盘

1.3系统设计

1.3.1硬件设计

图1-1数字温度计硬件原理图

STC89C52单片机为主控器

1）完成DS18B20与LCD1602的初始化

2）实现对DS18B20温度读取，LCD1602的驱动。

DS18B20：

DS18B20数字温度计提供9-12位摄氏温度测量而且有一个由高低电平触发的可编程的不因电源消失而改变的报警功能。

DS18B20通过一个单线接口发送或接受信息，因此在MCU和DS18B20之间仅需一条连接线（加上地线）。

它的测温范围为-55～＋125℃，并在-10～＋85℃精度为±5℃。

除此之外DS18B20能直接从单线通讯线上汲取能量，除去了对外部电源的需求。

每个DS18B20都有一个独特的64位序列号，从而允许多只DS18B20同时连在一根单线总线上；因此，很简单就可以用一个微控制器去控制很多覆盖在一大片区域的DS18B20。

这一特性在探测建筑物、仪器或机器的温度以及过程监测和控制等方面非常有用。

LCD1602：

1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。

它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形。

1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。

本实验通过LCD1602显示DS18B20的序列码以及实时温度。

仿真图

图1-2

1.3.2软件设计

主程序：

图1-3主程序流程图

1）初始化（DS18b20的初始化和液晶屏的初始化）。

DS18b20的初始化是为器件应答准备，作为从器件的DS18B20在一上电后就一直在检测总线上是否有480－960微秒的低电平出现，如果有，在总线转为高电平后等待15－60微秒后将总线电平拉低60－240微秒做出响应存在脉冲，告诉主机本器件已做好准备；液晶屏的初始化是为显示做准备。

2）调用显示子程序刷新显示当前检测到的温度值；

3）利用循环不断刷新温度数据进行实时显示。

图1-4DS18B20初始化时序图

初始化流程：

将总线拉低480us~960us

1）拉高总线，若DS18B20做出反应会将在15us~60us后将总线拉低

2）等待DS18B20拉低总线

图1-5DS18B20初始化流程图

DS18B20读字节和写字节：

图1-6写字节/读字节子程序流程图

写字节：

写周期最少为60微秒，最长不超过120微秒。

写周期一开始主机先把总线拉低1微秒表示写周期开始。

随后若主机想写0，则将总线置为低电平，若主机想写1，则将总线置为高电平，持续时间最少60微秒直至写周期结束，然后释放总线为高电平至少1微秒给总线恢复。

而DS18B20则在检测到总线被拉底后等待15微秒然后从15us到45us开始对总线采样，在采样期内总线为高电平则为1，若采样期内总线为低电平则为0。

读字节：

读周期是从主机把单总线拉低1微秒之后开始，先释放单总线为高电平，以让DS18B20把数据传输到单总线上。

作为从机DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后，便开始送出数据，若是要送出0就把总线拉为低电平直到读周期结束。

若要送出1则释放总线为高电平。

主机在一开始拉低总线1微秒后释放总线，然后在包括前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒时间内完成对总线进行采样检测，采样期内总线为低电平则确认为0。

采样期内总线为高电平则确认为1。

完成一个读时序过程，至少需要60微秒才能完成。

读取温度子程序：

图1-7读取温度子程序流程图

读取温度流程：

1）跳过ROM操作（0CCH）（本次实验只挂置一只DS18B20，所以无须确认序列码）

2）温度转换命令（044H）

3）跳过ROM操作（0CCH）

4）读取温度命令（033H）

5）读取温度值（0BEH）

6）温度格式转换

1.4设计结果

图1-8未按键时（初始化）

图1-9按下K1键时（不断刷新，实时温度的读取）

图1-10按下K2键时（序列码的读取）

第2章基于AT24C02的数字密码锁设计

2.1设计要求

1）掉电记忆

2）按键S14，输入密码，若正确则进入密码锁

3）按键S13，输入密码若正确则进入修改密码模式

4）按键S15，密码锁上锁（数字键失效）

2.2系统组成

1）STC89C52单片机芯片

2）2K位串行CMOS的EEPROMAT24C02

3）LCD1602显示模块

AT24C02：

（1）模块原理图

图2-1AT24C02模块原理图

（2）发送器件地址的格式

图2-2发送器件地址的格式图

高四位1010是24Cxx系列的固定器件地址，接下来是A2、A1、A0是根据器件连接来决定，原理图都接地所以是000。

R/W为是选择读或写模式，1为读，0为写。

（3）芯片工作时序

●初始化（scl=H，sda=H）

●写入过程

1）发送器件地址（0XA0）：

SendByte（0xa0）;

2）发送要写入24C02的内存地址：

SendByte（addr）;

3）发送要写入的数据：

SendByte（dat）;

●读出过程

1）发送写入的器件地址（0XA0）

2）发送要读的24C02的内存地址

3）发送读出的器件地址（0XA1）

4）读取数据

（4）AT24C02的数据发送时序

1）总线起始信号

SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号

图2-3总线起始信号时序图

2）总线应答信号

每一个字节必须保证是8位长度。

数据传送时，先传送最高位，每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有9位）。

如果主机一段时间内没有收到从机的应答信号，则自动认为从机已正确接收到数据。

图2-4总线应答时序图

3）总线结束信号

SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。