基于单片机的数字温度计设计.docx

1、基于单片机的数字温度计设计1设计题目： 单片机数字温度计设计2设计目的：熟悉MCS-51单片机的功能，掌握其设计流程。3 系统硬件设计方案及原理框图 1：系统结构原理图： 2单片机： 图1 系统原理结构框图 温度传感器DS18B20引脚如图3所示。 8引脚封装 TO92封装图3 温度传感器4设计步骤： 1 温度传感器与单片机的连接温度传感器的单总线(1-Wire)与单片机的P20连接，P20是单片机的高位地址线A8。P2端口是一个带内部上拉电阻的8位双向IO，其输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对该端口写“1”，可通过内部上拉电阻将其端口拉至高电平，此时可作为输入口使用，

2、这是因为内部存在上拉电阻，某一引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时。如执行MOVX DPTR指令，则表示P2端口送出高8位的地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器时，可执行MOVX RI指令，P2端口内容即为特殊功能寄存器(SFR)区中R2寄存器内容，整个访问期间不改变。在Flash编程和程序校验时，P2端口也接收高位地址和其他控制信号。图4为DSl8820内部结构。图5为DSl8820与单片机的接口电路。图4 DS18B20内部结构图 图5 DS18B20和单片机的接口连接42 复位信号及外部复位电路 单片机的P1.6端口是MAX813看门

3、狗电路中喂狗信号的输入端，即单片机每执行一次程序就设置一次喂狗信号，清零看门狗器件。若程序出现异常，单片机引脚RST将出现两个机器周期以上的高电平，使其复位。该复位信号高电平有效，其有效时间应持续24个振荡脉冲周期即两个机器周期以上。若使用频率为12 MHz的晶体振荡器，则复位信号持续时间应超过2s才完成复位操作。4.3 单片机与报警电路 系统中的报警电路是由发光二极管和限流电阻组成，并与单片机的P1.2端口连接。P1端口的作用和接法与P2端口相同，不同的是在Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址数据。4.4 电源电路由于该系统需要稳定的5 V电源，因此设计时必须采用能满足电压、电流

4、和稳定性要求的电源。该电源采用三端集成稳压器LM7805。它仅有输入端、输出端及公共端3个引脚，其内部设有过流保护、过热保护及调整管安全保护电路由于所需外接元件少，使用方便、可靠，因此可作为稳压电源。图6为电源电路连接图。图6 电源电路连接图4.5 显示电路采用技术成熟的74HCl64实现串并转换。LED显示分为静态显示和动态显示。这里采用静态显示，系统通过单片机的串行口来实现静态显示。串行口为方式零状态，即工作在移位寄存器方式，波特率为振荡频率的1/12。当器件执行任何一条将SBUF作为目的寄存器的命令时，数据便开始从RXD端发送。在写信号有效时，相隔一个机器周期后发送控制端SEND有效，即

5、允许RXD发送数据，同时允许从TXD端输出移位脉冲。图7为显示电路的连接图。图7 显示电路的连接图4.6 看门狗电路系统中把P1.6作为看门狗的“喂狗”信号；将MAX813的RESET与单片机的复位信号RST连接。由于单片机每执行一次程序，就会给看门狗器件一个复位信号，这样也可以用手工方式实现复位。当按键按下时，SWSPST就会在MAX813引脚产生一个超过200 ms的低电平，其实看门狗器件在1.6 s时间内没有复位，使7引脚输出一个复位信号的作用是相同的，其连接图如图8所示。图8 看门狗器件的MAX813的连接图5设计流程图：图9 读取数据的流程图读出温度数据后，LOW的低四位为温度的小数

6、部分，可以精确到0.0625，LOW的高四位和HIGH的低四位为温度的整数部分，HIGH的高四位全部为1表示负数，全为0表示正数。所以先将数据提取出来，分为三个部分：小数部分、整数部分和符号部分。小数部分进行四舍五入处理：大于0.5的话，向个位进1；小于0.5的时候，舍去不要。当数据是个负数的时候，显示之前要进行数据转换，将其整数部分取反加一。还因为DS18B20最低温度只能为-55，所以可以将整数部分的最高位换成一个“-”，表负数。图10 温度数据处理流程图6 程序源代码DATA_BUS BIT P3.3 FLAG BIT 00H ;标志位 TEMP_L EQU 30H ;温度值低字节 TE

7、MP_H EQU 31H ;温度值高字节 TEMP_DP EQU 32H ;温度小数 TEMP_INT EQU 33H ;温度值整数 TEMP_BAI EQU 34H ;温度百位数 TEMP_SHI EQU 35H ;温度十位数 TEMP_GE EQU 36H ;温度个位数 DIS_BAI EQU 37H ;显示百位数 DIS_SHI EQU 38H ;显示十位数 DIS_GE EQU 39H ;显示个位数 DIS_DP EQU 3AH ;显示小数位 DIS_ADD EQU 3BH ;显示地址 ORG 0000H AJMP START ORG 0050H ;初始化 START: MOV SP,

8、 #40HMAIN: LCALL READ_TEMP ;调读温度程序 LCALL PROCESS ;调数据处理程序 AJMP MAIN;读温度程序READ_TEMP: LCALL RESET_PULSE ;调用复位脉冲程序 MOV A, #0CCH ;跳过ROM命令 LCALL WRITE MOV A, #44H ;读温度 LCALL WRITE LCALL DISPLAY ;显示温度 LCALL RESET_PULSE ;调用复位脉冲程序 MOV A, #0CCH ;跳过ROM命令 LCALL WRITE MOV A, #0BEH ;读缓存命令 LCALL WRITE LCALL READ

9、RET;复位脉冲程序RESET_PULSE:RESET: SETB DATA_BUS NOP NOP CLR DATA_BUS MOV R7, #255 DJNZ R7, $ SETB DATA_BUS MOV R7, #30 DJNZ R7,$ JNB DATA_BUS, SETB_FLAG CLR FLAG AJMP NEXTSETB_FLAG: SETB FLAGNEXT: MOV R7, #120 DJNZ R7, $ SETB DATA_BUS JNB FLAG, RESET RET;写命令WRITE: SETB DATA_BUS MOV R6, #8 CLR CWRITING: C

10、LR DATA_BUS MOV R7, #5 DJNZ R7, $ RRC A MOV DATA_BUS, C MOV R7, #30H DJNZ R7, $ SETB DATA_BUS NOP DJNZ R6, WRITING RET;循环显示段位DISPLAY: MOV R4, #200DIS_LOOP: MOV A, DIS_DP MOV P2, #0FFH MOV P0, A CLR P2.7LCALL DELAY2MS MOV A, DIS_GE MOV P2, #0FFH MOV P0, A SETB P0.7 CLR P2.6 LCALL DELAY2MS MOV A, DIS_

11、SHI MOV P2, #0FFH MOV P0, A CLR P2.5 LCALL DELAY2MS MOV A, DIS_BAI MOV P2, #0FFH MOV P0, A MOV A, TEMP_BAI CJNE A, #0,SKIP AJMP NEXTT SKIP: CLR P2.4 LCALL DELAY2MS NEXTT: NOP DJNZ R4, DIS_LOOP RET;读命令READ: SETB DATA_BUS MOV R0, #TEMP_L MOV R6, #8 MOV R5, #2 CLR CREADING: CLR DATA_BUS NOP NOP SETB DA

12、TA_BUS NOP NOP NOP NOP MOV C, DATA_BUS RRC A MOV R7, #30H DJNZ R7, $ SETB DATA_BUS DJNZ R6, READING MOV R0, A INC R0 MOV R6, #8 SETB DATA_BUS DJNZ R5, READING RET;数据处理PROCESS: MOV R7, TEMP_L MOV A, #0FH ANL A, R7 MOV TEMP_DP,A MOV R7, TEMP_L MOV A, #0F0H ANL A, R7 SWAP A MOV TEMP_L, A MOV R7, TEMP_H

13、 MOV A, #0FH ANL A, R7 SWAP A ORL A, TEMP_L MOV B, #64H DIV AB MOV TEMP_BAI,A MOV A, #0AH XCH A, B DIV AB MOV TEMP_SHI,A MOV TEMP_GE,B MOV A, TEMP_DP MOV DPTR, #TABLE_DP MOVC A, A+DPTR MOV DPTR, #TABLE_INTER MOVC A, A+DPTR MOV DIS_DP, A MOV A, TEMP_GE MOV DPTR, #TABLE_INTER MOVC A, A+DPTR MOV DIS_GE

14、, A MOV A, TEMP_SHI MOV DPTR, #TABLE_INTER MOVC A, A+DPTR MOV DIS_SHI, A MOV A, TEMP_BAI MOV DPTR, #TABLE_INTER MOVC A, A+DPTR MOV DIS_BAI ,A RETDELAY2MS: MOV R6, #3LOOP3: MOV R5, #250 DJNZ R5, $ DJNZ R6, LOOP3 RETTABLE_DP: DB 00H,01H,01H,02H,03H,03H,04H,04H,05H,06H DB 06H,07H,08H,08H,09H,09HTABLE_I

15、NTER: DB 03FH,006H,05BH,04FH,066H DB 06DH,07DH,07H,07FH,06FH END。7 总结与体会心得作为一名电子信息工程的大三学生，我觉得做单片机课程设计是很有意义的，而且也是必要的。在做这次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的实际资料是十分必要的，也是必不可少的。其次，在这次课程设计中，我们运用了以前学过的专业课知识，如：proteus仿真、汇编语言、模拟和数字电路知识等。虽然过去我从未独立应用过他们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的又一收获。最后，要做

16、好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，这样为资料的保留和交流提供了方便；在设计中遇到的问题要记录，以免下次遇到同样的问题。在这次的课程设计中，我真正的意识到，在以后的学习中，要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习单片机更是如此，程序只有在经常写与读的过程中才能提高，这就是这次课程设计的最大收获。八、参考资料： 1求是科技. 单片机典型模块设计实例导航. 北京：人民邮电出版社. 2005.82徐淑华, 程退安等.单片微型机原理及应用. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社. 2005.13孙余凯. 精选实用电子电路260例. 北京：电子工业出版社. 2007.64殷春浩, 崔亦飞. 电磁测量原理及应用. 徐州：中国矿业大学出版社. 2003.75LCD1602A数据手册6DS1302数据手册7DS18B20数据手册8AT24C02数据手册