《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì) ---八路溫度巡回檢測(cè)系統(tǒng)

1、<p>　　八路溫度巡回檢測(cè)系統(tǒng)</p><p>　　摘要:本文介紹一種采用STC公司的STC89C52RC 單片機(jī)控制DS18B20數(shù)字溫度傳感器采集溫度，最后在共陰極的LED燈上實(shí)時(shí)顯示溫度值的溫度檢測(cè)系統(tǒng)（由于實(shí)驗(yàn)及成本原因本文只做一路傳輸系統(tǒng)）。該系統(tǒng)從實(shí)際應(yīng)用工程出發(fā), 主要對(duì)硬件電路設(shè)計(jì)、電子元件選擇、系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行具體探討和研究。系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定可靠、功耗低、成本低、測(cè)量準(zhǔn)確、

2、傳輸距離遠(yuǎn)、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)在實(shí)際工作中具有一定的借鑒意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 溫度檢測(cè)； STC89C52RC； DS18B20 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一節(jié) 引 言3</p><p>　　1.1系統(tǒng)原理及基本框圖3</p>&

3、lt;p><b>　　1.2設(shè)計(jì)任務(wù)3</b></p><p>　　第二節(jié) 硬件設(shè)計(jì)介紹4</p><p>　　2.1 STC89C52RC4</p><p>　　2.2 DS18B206</p><p>　　2.3 三極管90128</p><p>　　2.4 共陰極數(shù)碼管8&

4、lt;/p><p>　　2.5 硬件部分電路圖9</p><p>　　第三節(jié) 軟件設(shè)計(jì)介紹14</p><p>　　3.1 程序流程圖和實(shí)際圖14</p><p><b>　　3.2調(diào)試18</b></p><p>　　第四節(jié) 個(gè)人心得體會(huì)21</p><p>&l

5、t;b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b>　　附錄25</b></p><p><b>　　附1：電路圖</b></p><p><b>　　附2：元件清單</b></p><p><b>　　附3：程序</b><

6、;/p><p><b>　　引言</b></p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展， 在科研、生產(chǎn)和日?；顒?dòng)中， 人們對(duì)溫度、壓力、流量等模擬物理量的測(cè)量要求越來(lái)越高。而這些物量中溫度的應(yīng)用是最為廣泛的。如何將溫度通過(guò)傳感器變成電信號(hào)， 再經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字量， 輸入到計(jì)算機(jī)中， 由計(jì)算機(jī)將采集到的數(shù)字量進(jìn)行不同的處理， 然后在顯示器顯示出

7、來(lái)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。這已經(jīng)為當(dāng)前計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。鑒于此， 本文提出一種基于89C52和DS18B20的低成本、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臏囟葯z測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　1.1系統(tǒng)原理及基本框圖</p><p>　　如圖1.1所示，為系統(tǒng)的基本框圖。</p><p>　　該系統(tǒng)由六部分組成：STC89C52RC核心單片機(jī)，溫度采集電路，LED顯示

8、電路，報(bào)警警電路，復(fù)位電路，晶振等，其中溫度采集主要由DS18B20組成，在短時(shí)間內(nèi)把熱力學(xué)溫度信號(hào)數(shù)字,送入單片機(jī)，由單片機(jī)控制顯示電路顯示，并且判斷是否達(dá)到設(shè)定溫度，若達(dá)到設(shè)定溫度，由單片機(jī)啟動(dòng)報(bào)警電路，報(bào)警。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　利用單片機(jī)與AD轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)一個(gè)八路溫度巡回檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)某糧庫(kù)或冷凍廠八點(diǎn)（八個(gè)冷

9、凍室或八個(gè)糧倉(cāng)）進(jìn)行溫度巡回檢測(cè)。能夠測(cè)量-30~+50oC的溫度范圍，檢測(cè)精度要求不大于±1oC。采用數(shù)碼管顯示測(cè)量值；</p><p>　　單片機(jī)和AD轉(zhuǎn)換器型號(hào)自選（如單片機(jī)可選AT89S51或AT89C51等；AD轉(zhuǎn)換器可選ADC0809或ADC0804等）。（本文均基于一路溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)）。</p><p>　　第二節(jié) 硬件設(shè)計(jì)介紹</p><p&

10、gt;　　2.1 STC89C52RC</p><p>　　2.1.2 STC89C52RC介紹</p><p>　　單片機(jī)自問(wèn)世以來(lái)，以其極高的性價(jià)比受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。單片機(jī)的體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，環(huán)境要求不高，價(jià)格低，可靠性強(qiáng)，靈活性好，開發(fā)較為容易?；谝陨系膬?yōu)點(diǎn)，單片機(jī)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制，自動(dòng)檢測(cè)，智能儀器儀表，機(jī)電一體化等各個(gè)方面，所以

11、本系統(tǒng)采用單片機(jī)做為控制器。單片機(jī)中51/52系列最具有代表性。</p><p>　　本設(shè)計(jì)核心采用了STC89C52RC單片機(jī)。STC89C51/52單片機(jī)系列是在MCS—51/52系列的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,STC89C52RC 完全兼容MCS-51 系列單片機(jī)的所有功能，并且本身帶有2K 的內(nèi)存儲(chǔ)器，可以在編程器上實(shí)現(xiàn)閃爍式的電擦寫達(dá)幾萬(wàn)次以上，比以往慣用的8031CPU 外加EPROM為核心的單片機(jī)系統(tǒng)在硬件

12、上具有更加簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)，其外形如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 STC89C52RC芯片</p><p>　　2.1.3 STC89C52引腳介紹</p><p>　　STC89C52RC的引腳圖如圖2.2所示. </p><p>　　圖2.2 STC89C52引腳圖</p><p>　　單片機(jī)的引

13、腳功能說(shuō)明：</p><p><b>　?、匐娫匆_</b></p><p>　　VCC（40 腳）：電源端，工作電壓為5V。</p><p>　　GND（20腳）： 接地端。</p><p>　　②時(shí)鐘電路引腳XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）</p><p>　?、蹚?fù)位 RST（9

14、 腳）</p><p>　?、?輸入輸出(I/O)引腳</p><p>　　P0.0-P0.7（39腳-32腳）：輸入輸出腳，稱為P0 口，是一個(gè)8 位漏極開路型雙向I/O 口，內(nèi)部不帶上拉電阻。</p><p>　　P1.0-P1.7（1腳 - 8腳）：輸入輸出腳，稱為P1 口，是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻</p><p>　　的8 位雙向I/0

15、口。</p><p>　　P2.0-P2.7（21腳—28腳）： 輸入輸出腳，稱為P2 口，是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電</p><p>　　阻的8 位雙向I/O 口，</p><p>　　P3.0-P3.7 (10腳—17腳）：輸入輸出腳，稱為P3 口，是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電</p><p>　　阻的8 位雙向I/O 口。P3 端口具有復(fù)用功能。<

16、/p><p>　　表2.1 P3口端口引腳與復(fù)用功能表</p><p>　　2.2 DS18B20 </p><p>　　2.2.1 DS18B20性能</p><p>　　DS18B20是Dallas公司推出的單線集成數(shù)字溫度采集系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字

17、值讀數(shù)方式。其實(shí)物如圖2.3所示。</p><p>　　圖2.3 DS18B20</p><p>　　DS18b20內(nèi)部主要有三個(gè)數(shù)字部件：64位激光ROM、溫度傳感器、非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL。</p><p>　　DS18B20 的性能特點(diǎn)如下：</p><p>　　●獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條

18、口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊；</p><p>　　●多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；</p><p><b>　　●無(wú)需外部器件；</b></p><p>　　●可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍：3.0～5.5V；</p><p>　　●測(cè)溫范圍－55℃～＋125℃，在-10～+

19、85℃時(shí)精度為±0.5℃</p><p><b>　　●零待機(jī)功耗</b></p><p>　　●溫度以9或12位數(shù)字量讀出；</p><p>　　●用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置；</p><p>　　●具有非易失性上、下限報(bào)警設(shè)定的功能，用戶可方便地通過(guò)編程修改上、下限的數(shù)值；</p>&l

20、t;p>　　●負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；</p><p>　　●適用于DN15～25， DN40～DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測(cè)溫。8PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線，便于與其它電器設(shè)備連接。</p><p>　　●數(shù)字量的轉(zhuǎn)換精度及轉(zhuǎn)換時(shí)間可通過(guò)簡(jiǎn)單的編程來(lái)控制：9位精度的轉(zhuǎn)換時(shí)間為93．75 ms：10位精度的轉(zhuǎn)換時(shí)間1

21、87.5ms：12位精度的轉(zhuǎn)換時(shí)間750ms。</p><p>　　2.2.2 DS18B20引腳圖</p><p>　　本文用的DS18B20的常用封裝為3腳，如圖2.4所示。：</p><p>　　圖2.4 DS18B20引腳圖</p><p>　　各腳功能描述如下: </p><p>　　DQ：數(shù)字信號(hào)輸入／輸出

22、端。</p><p><b>　　GND：電源地端。</b></p><p>　　VDD：外接供電電源輸入端(在寄生電源接線時(shí)此腳應(yīng)接地)。</p><p>　　2.3 三極管9012</p><p>　　三極管的工作原理 三極管是一種控制元件，主要用來(lái)控制電流的大小，以共發(fā)射極接法為例（信號(hào)從基極輸入，從集電

23、極輸出，發(fā)射極接地），當(dāng)基極電壓UB有一個(gè)微小的變化時(shí)，基極電流IB也會(huì)隨之有一小的變化，受基極電流IB的控制，集電極電流IC會(huì)有一個(gè)很大的變化，基極電流IB越大，集電極電流IC也越大，反之，基極電流越小，集電極電流也越小，即基極電流控制集電極電流的變化。但是集電極電流的變化比基極電流的變化大得多，這就是三極管的放大作用。IC 的變化量與IB變化量之比叫做三極管的放大倍數(shù)β（β=ΔIC/ΔIB, Δ表示變化量。），三極管的放大倍數(shù)β一般

24、在幾十到幾百倍。 三極管在放大信號(hào)時(shí)，首先要進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，即要先建立合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，也叫建立偏置，否則會(huì)放大失真。</p><p>　　9012是一種最常用的普通三極管。它是一種低電壓,大電流,小信號(hào)的PNP型硅三極管:</p><p>　　集電極電流Ic：Max -500mA </p><p>　　集電極-基極電壓Vcbo： -40V </p>

25、<p>　　工作溫度：-55℃ to +150℃ </p><p>　　和9013（NPN）相對(duì) </p><p><b>　　主要用途： </b></p><p><b>　　開關(guān)應(yīng)用 </b></p><p><b>　　射頻放大</b></p>&

26、lt;p>　　2.4 共陰極數(shù)碼管</p><p>　　數(shù)碼管由8個(gè)發(fā)光二極管（以下簡(jiǎn)稱字段）構(gòu)成，通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示數(shù)字0 9、字符A F、H、L、P、R、 U、Y、符號(hào)“”及小數(shù)點(diǎn)“”。數(shù)碼管的外形結(jié)構(gòu)如下圖2.5所示。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖2.5 共陰極四位一體數(shù)碼管</p><p>　　共陰極數(shù)碼管的8

27、個(gè)發(fā)光二極管的陰極（二極管負(fù)端）連接在一起。通常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為高電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來(lái)確定相應(yīng)的限流電阻。</p><p>　　使用時(shí)，既可以用半導(dǎo)體三極管驅(qū)動(dòng)，也可以直接用TTL與非門驅(qū)動(dòng)。需要加限流電阻

28、。數(shù)碼管的工作電壓一般為1.5至3伏，工作電流只需幾到十幾毫安。且壽命長(zhǎng)，響應(yīng)速度快。</p><p>　　2.5 硬件部分電路圖</p><p><b>　　2.5.1復(fù)位電路</b></p><p>　　在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24 個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，52 芯片便循環(huán)復(fù)位。

29、復(fù)位后P0－P3 口均置1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器SFR 全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為ROM 的0000H 處開始運(yùn)行程序。該芯片的復(fù)位腳為9腳，所以復(fù)位電路接STC89C52RC的9腳，具體電路如下圖2.6所示。當(dāng)采用的晶體頻率是6 MHZ時(shí)，可取C=22UF，R=1K；當(dāng)采用的晶體頻率為12MHZ時(shí)，可取C=10UF，R=8.2K。不過(guò)這都是最佳的組合，也可以有其它大小的電容電阻，只要符合電路

30、要求就可以，如本文就采用22UF的電容和10K的電阻，經(jīng)試驗(yàn)也滿足要求。</p><p><b>　　圖2.6 復(fù)位電路</b></p><p><b>　　2.5.2 晶振</b></p><p>　　為了產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，在8052 內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)反相放大器，XTAL1 是片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸入端，XTAL2 是片內(nèi)振

31、蕩器反相放大器的輸出端，也是內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。當(dāng)使用自激振蕩方式時(shí)，XTAL1 和XTAL2 外接石英晶振，使內(nèi)部振蕩器按照石英晶振的頻率振蕩，就產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。晶振一般使用石英晶體，其頻率由系統(tǒng)需要和器件決定，在頻率穩(wěn)定度要求不高時(shí)也可以使用陶瓷濾波器。使用石英晶體時(shí)C1、C2為C1=C2=30（±10）pF，使用陶瓷濾波器時(shí)，C1=C2=40（±10）pF。本系統(tǒng)用12MHZ的石英晶振，接STC89C52RC

32、的18和19腳，具體電路如圖2.7所示。</p><p>　　圖2.7 時(shí)鐘信號(hào)電路(晶振)</p><p>　　2.5.3 一路傳輸電路</p><p>　　在傳統(tǒng)的模擬信號(hào)遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量系統(tǒng)中，需要很好的解決引線誤差補(bǔ)償問(wèn)題、多點(diǎn)測(cè)量切換誤差問(wèn)題和放大電路零點(diǎn)漂移誤差問(wèn)題等技術(shù)問(wèn)題，才能夠達(dá)到較高的測(cè)量精度。另外一般監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境都非常惡劣，各種干擾信號(hào)較

33、強(qiáng)，模擬溫度信號(hào)容易受到干擾而產(chǎn)生測(cè)量誤差，影響測(cè)量精度。因此，在溫度測(cè)量系統(tǒng)中，本文采用抗干擾能力強(qiáng)的新型數(shù)字溫度傳感器是解決這些問(wèn)題的最有效方案，新型數(shù)字溫度傳感器DS18B20具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的測(cè)溫效果。</p><p>　　DS18B20有三個(gè)引腳。VDD管腳接 5V電壓給傳感器供電。DQ管腳為數(shù)據(jù)線 ，與STC89C51RC的 P1

34、.0連接的同時(shí)，還要接一個(gè) 4．7K的上拉電阻，并接到 5V的電源上，使數(shù)據(jù)線在空閑狀態(tài)下能自動(dòng)上拉為高電平。GND管腳接地。具體電路如圖2.8所示。之所以接P1口，是因?yàn)镻1口的驅(qū)動(dòng)力最強(qiáng)，完全可以驅(qū)DS18B20的正常運(yùn)行。</p><p>　　圖2.8 一路傳輸電路</p><p>　　2.5.4 LED顯示電路</p><p>　　顯示電路采用靜態(tài)顯示，4位

35、LED數(shù)碼管。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的I/O接口用于比劃段字形代碼。這樣單片機(jī)只要把顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送心的字形碼，因此，使用這種方法，單片機(jī)中的CPU的開銷小。本文的顯示電路如圖2.9所示。其中P0口作為7斷碼和小數(shù)點(diǎn)的選擇，P2口作為位碼的選擇，在斷碼和P0口之間還需加上1K的上拉電阻，以保證LED燈的正常顯示。</p><

36、p><b>　　. </b></p><p>　　圖2.9 LED顯示電路</p><p>　　2.5.5 報(bào)警電路</p><p>　　本文中當(dāng)某一通道的溫度測(cè)量值超出預(yù)先設(shè)定的上、下限報(bào)警值或系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)， 系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警以提醒用戶注意。報(bào)警電路中光報(bào)警采用發(fā)光二極管， 聲報(bào)警采用蜂鳴器來(lái)設(shè)計(jì)，蜂鳴器電路中， 9012晶體管起

37、開關(guān)作用， P2.6輸出低電平時(shí)， 管腳輸出電壓經(jīng)過(guò)lK限流電阻分壓后， 到達(dá)9012基極的電壓為使得晶體管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏， 晶體管導(dǎo)通， 蜂鳴器上電而產(chǎn)生聲響。發(fā)光二極管電路中， 主要是限流電阻的設(shè)計(jì)，由于發(fā)光二極管工作電流是3 mA-30 mA， 導(dǎo)通壓降為1.8 V； 而單片機(jī)工作在5 V電壓時(shí)， I/O口輸出低電平的最大灌入電流是16 mA， 輸出的低電平是Vss+0.6 V 這樣在限流電阻上的壓降就是5-1.8-0.6

38、=2.6 V， 而電流要限定在8 mA左右， 所以電阻阻值為2.6 V/8 mA=325歐姆， 在實(shí)際電路中選用330歐姆的電阻即能滿足要求。具體電路如圖2.10所示。</p><p>　　圖2.10 報(bào)警電路</p><p>　　2.5.6下載程序電路</p><p>　　本文中將PC機(jī)上的程序拷貝到單片機(jī)中是通過(guò)如圖2.11所示的，連接單片機(jī)的10和11腳串行接

39、口到插件上，再和PC機(jī)之間進(jìn)行通訊。</p><p><b>　　.</b></p><p>　　圖2.11 下載程序電路</p><p>　　2.5.7 完整電路</p><p>　　圖2.12 完整電路</p><p>　　第三節(jié) 軟件設(shè)計(jì)介紹</p><p>　　3

40、.1 程序流程圖和實(shí)物圖</p><p>　　系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命了子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示刷新溫度子程序等。</p><p><b>　　3.1.1 主程序</b></p><p>　　主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理DS18B20的測(cè)量的當(dāng)前溫度值。溫度測(cè)量每1S進(jìn)行一次，這樣可以在1S 之

41、內(nèi)測(cè)量一次被測(cè)溫度，其程序流程見(jiàn)圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 系統(tǒng)主程序流程</p><p>　　3.1.2 顯示電路框圖</p><p>　　顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高位顯示為0時(shí)將符號(hào)顯示位移入下一位。程序流程圖如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 顯示電路框圖</

42、p><p>　　3.1.3 讀出溫度子程序</p><p>　　溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令，當(dāng)采用12位分辨率時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為750ms，在本程序設(shè)計(jì)中采用1S顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 溫度轉(zhuǎn)換流程圖</p><p>　　3.1.4 計(jì)算溫度子程序</

43、p><p>　　計(jì)算溫度子程序?qū)AM中讀取值進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定，其程序流程圖如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 計(jì)算溫度流程圖</p><p><b>　　3.2 調(diào)試</b></p><p>　　3.2.1 硬件調(diào)試</p><p>　　硬件調(diào)試是利用開發(fā)系

44、統(tǒng)、基本測(cè)試儀器（萬(wàn)用表、顯示器）等，檢查系統(tǒng)硬件中存在的故障。</p><p>　　靜態(tài)調(diào)試 靜態(tài)調(diào)試是在系統(tǒng)未工作時(shí)的一種調(diào)試。步驟如下：</p><p>　　第一步：目測(cè)。檢查外部的各種原器件或者是電路是否有斷點(diǎn)。</p><p>　　第二步：用萬(wàn)用表檢測(cè)。先用萬(wàn)用表復(fù)核目測(cè)中有疑問(wèn)的連接點(diǎn)，在檢測(cè)各種電源線與接地線之間是否有短路現(xiàn)象。</p>

45、<p>　　第三步：加電檢測(cè)。給電路板加電，檢測(cè)所有的插座或者是硬件的電源是否符合要求的值。</p><p>　　第四步：聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥袉纹瑱C(jī)開發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶系統(tǒng)的調(diào)試。</p><p>　　動(dòng)態(tài)調(diào)試 動(dòng)態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查，動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。</p>

46、<p>　　由近及遠(yuǎn) 是將信號(hào)流經(jīng)的各器件按照距離單片機(jī)的邏輯距離進(jìn)行由近及遠(yuǎn)的分層，然后分層調(diào)試。調(diào)試時(shí)，仞采用去掉無(wú)關(guān)元件的方法，逐層調(diào)試下去，就會(huì)定位故障元件了。</p><p>　　由分到合 是指首先按照邏輯功能將系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時(shí)，與該元件無(wú)關(guān)的器件全部從系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個(gè)局部的電路上。當(dāng)各塊電路無(wú)故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，再對(duì)各塊電路功能及各電

47、路之間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試，</p><p>　　3.2.2 軟件調(diào)試</p><p>　　軟件調(diào)試是通過(guò)對(duì)程序的匯編（或者C語(yǔ)言）、連接、執(zhí)行來(lái)發(fā)現(xiàn)程序中存在的語(yǔ)法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過(guò)程，查看程序是否有邏輯的錯(cuò)誤。</p><p>　　在對(duì)硬件調(diào)試后再對(duì)軟件進(jìn)行，因?yàn)橄葘?duì)硬件檢查沒(méi)問(wèn)題的情況下再對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試，編譯軟件可以通過(guò)編譯去檢查程序上的語(yǔ)

48、法錯(cuò)誤，然后可以在它的基礎(chǔ)上在對(duì)它進(jìn)行一些修改達(dá)到?jīng)]有錯(cuò)誤為止，然后將軟件拿到硬件上去運(yùn)行。</p><p>　　通過(guò)仿真后，如無(wú)誤，方可將程序灌輸如單片機(jī)中。</p><p><b>　　3.2.3 實(shí)物</b></p><p>　　圖3.5 調(diào)試前電路板</p><p>　　圖3.6 調(diào)試時(shí)電路板</p>

49、<p>　　圖3.7 調(diào)試后溫度顯示</p><p>　　第五節(jié) 個(gè)人心得體會(huì)</p><p>　　做本課程設(shè)計(jì)，讓我清楚的了解了電子設(shè)計(jì)大體分三個(gè)階段：設(shè)計(jì)與計(jì)算階段（預(yù)設(shè)計(jì)階段）、安裝與調(diào)試階段、撰寫總結(jié)報(bào)告階段。</p><p>　　在拿到一個(gè)課題時(shí)首先要做的事就是對(duì)課題的任務(wù)，要求和條件進(jìn)行仔細(xì)的分析和研究，找出關(guān)鍵問(wèn)題，根據(jù)關(guān)鍵問(wèn)題提出實(shí)現(xiàn)

50、的原理和方法，并畫出原理框圖。</p><p>　　提出原理方案是一個(gè)關(guān)系到設(shè)計(jì)全局的問(wèn)題，應(yīng)廣泛收集與查閱有關(guān)資料，廣開思路，利用已有的各種理論知識(shí)，提出盡可能多的方案，以便作出更合理的選擇。所提出的方案中，對(duì)關(guān)鍵部分的可行性，一般應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)加以確認(rèn)。根據(jù)整個(gè)課題的技術(shù)要求，明確該功能框?qū)卧娐返募夹g(shù)要求，必要時(shí)應(yīng)詳細(xì)擬定單元電路的性能指標(biāo)，然后進(jìn)行單元電路結(jié)構(gòu)形式的選擇或設(shè)計(jì)，但滿足功能框圖要求的單元電路可

51、能不止一個(gè)，因此必須進(jìn)行分析比較，擇優(yōu)選擇。就如我們這個(gè)課題當(dāng)初我就提出了三種方案，最后基于簡(jiǎn)單，可實(shí)行選擇了如今這種方案。</p><p>　　然后是元器件的選擇，元器件的品種規(guī)格繁多，性能、價(jià)格和體積各異，選擇器件需進(jìn)行分析比較。首先考慮滿足單元電路對(duì)元器件性能指標(biāo)的要求，其次考慮價(jià)格、貨源和元器件體積等，最好是使用實(shí)驗(yàn)室已有的元器件。</p><p>　　元器件選好了就是參數(shù)的計(jì)算了

52、，值得指出的是，滿足性能指標(biāo)要求的參數(shù)值通常不是唯一的，這就要求對(duì)各組參數(shù)進(jìn)行綜合性的分析，仔細(xì)考慮元器件之間的參數(shù)配合、元器件價(jià)格、體積和貨源等因素，恰當(dāng)?shù)剡x取一組適合的參數(shù)。</p><p>　　在各單元電路確定后，還要認(rèn)真考慮它們之間的級(jí)聯(lián)問(wèn)題，如：電氣特性的相互匹配、信號(hào)耦合方式、時(shí)序配合，以及相互干擾等問(wèn)題，保證整個(gè)電路能正常工作。</p><p>　　這些都做好后，總體實(shí)驗(yàn)電路

53、就出來(lái)了，接下來(lái)的事情就是焊接工作，實(shí)施焊接的主要工具是電烙鐵，其次還有松香、焊錫、吸水棉、連接線等，焊接的主要步驟為準(zhǔn)備施焊——加熱被焊件——加焊錫絲——移開焊錫絲——移開電烙鐵。在焊接電路時(shí)一定做到認(rèn)真仔細(xì)、一絲不茍。注意連線正確，焊接規(guī)范，盡量做到整齊美觀并保證接觸良好；集成塊插牢并注意方向；電源和地線不要短路，以避免人為故障。</p><p>　　最后就是對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試。一個(gè)組裝好的電子電路不可能不經(jīng)調(diào)試

54、即可滿足設(shè)計(jì)要求。調(diào)試中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象和問(wèn)題，需要我們提出解決的辦法。只有這樣，才能順利做好調(diào)試工作，才能通過(guò)此次設(shè)計(jì)得到實(shí)際訓(xùn)練。在調(diào)試當(dāng)中一般常見(jiàn)故障源為：接觸不良（特別是當(dāng)電源線接觸不良時(shí)可能工作不穩(wěn)定）、焊接錯(cuò)誤（錯(cuò)焊、漏焊或虛焊）、接線錯(cuò)誤（錯(cuò)接、漏接或短路）、器件本身?yè)p壞（需單獨(dú)測(cè)試其功能方能確定確實(shí)損壞）、集成塊插錯(cuò)位置或方向插反、多余控制輸入端未正確處理（一般若懸空會(huì)有較大干擾，應(yīng)接固定電平）、設(shè)計(jì)上有缺陷（出現(xiàn)預(yù)先估計(jì)

55、不到的現(xiàn)象，這就需要改變某些元件的參數(shù)或更換元器件，甚至需要修改方案）。在此次設(shè)計(jì)當(dāng)中，由于電路設(shè)計(jì)和焊接工作都非常仔細(xì)認(rèn)真的完成，所以在調(diào)試當(dāng)中幾乎很少出現(xiàn)電路的問(wèn)題，因此本設(shè)計(jì)才順利的完成了。</p><p>　　我通過(guò)實(shí)踐課的綜合練習(xí)，課程設(shè)計(jì)的實(shí)際操作，將課堂理論學(xué)習(xí)貫穿其中，全面系統(tǒng)的把單片機(jī)課程的知識(shí)聯(lián)系在一起，做到融會(huì)貫通，使我真正感受到理論應(yīng)用于實(shí)踐的樂(lè)趣。這次設(shè)計(jì)是一次鍛煉的好機(jī)會(huì)，使我在學(xué)習(xí)和

56、鞏固新、老知識(shí)的同時(shí)，訓(xùn)練了自己綜合運(yùn)用知識(shí)的能力、分析解決新問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高了自己工程實(shí)踐能力；在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我與同學(xué)一同學(xué)習(xí)、一同討論，大家集思廣益，發(fā)揚(yáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)了自己的不足，今后應(yīng)加強(qiáng)學(xué)習(xí),并且加強(qiáng)理論與實(shí)踐的相結(jié)合，把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李

57、朝青.《單片機(jī)原理及接口技術(shù)（第3版）》[M].北京：航空航天大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[2] 陳世和.《電工電子實(shí)習(xí)教程》［M］. 北京：航空航天大學(xué)出版社，2007</p><p>　　[3] 孫進(jìn)生等.《電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例教程》［M］. 北京：冶金工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[4] 張偉等.《Protel 99SE實(shí)用教程 》[M]

58、.北京：人民電郵出版社，2008</p><p>　　[5] 白瑞青，金功偉.《單片機(jī)溫度巡回監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》[J].測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào)，98年第12卷第3期</p><p>　　[6] 李紅剛，方佳，王強(qiáng)，錢雙艷.《基于At89C51的八路溫度巡回檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》[J].熱帶農(nóng)業(yè)工程，2010年第34卷第1期</p><p><b>　　附錄</b><

59、;/p><p><b>　　附1</b></p><p><b>　　表1 元件清單</b></p><p>　　注：封裝都為標(biāo)準(zhǔn)封裝</p><p><b>　　附2</b></p><p>　　圖1 一路傳輸溫度測(cè)量系統(tǒng)完整電路圖</p>

60、<p><b>　　附3</b></p><p><b>　　源程序</b></p><p>　　#include "reg52.h"</p><p>　　#include "intrins.h" //_nop_();延

61、時(shí)函數(shù)用</p><p>　　#define Disdata P0 //段碼輸出口</p><p>　　#define discan P2 //掃描口</p><p>　　#define uchar unsigned char</p>

62、<p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit DQ=P1^0; //溫度輸入口</p><p>　　sbit DIN=P0^7; //LED小數(shù)點(diǎn)控制</p><p>　

63、　uint h; </p><p>　　uint temp;</p><p>　　//**************溫度小數(shù)部分用查表法***********//</p><p>　　uchar code ditab[16]=</p><p>　　{0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,

64、0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09};</p><p><b>　　//</b></p><p>　　uchar code dis_7[12]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xbf};</p><p>　　uchar

65、code scan_con[4]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7}; //列掃描控制字</p><p>　　uchar data temp_data[2]={0x00,0x00}; //讀出溫度暫放</p><p>　　uchar data display[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; //顯示單元數(shù)據(jù)，共4個(gè)

66、數(shù)據(jù)和一個(gè)運(yùn)算暫用</p><p>　　/*****************11us延時(shí)函數(shù)*************************/</p><p>　　void delay(uint t)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for (;t>0;t--);</p>

67、<p><b>　　}</b></p><p>　　/****************顯示掃描函數(shù)***************************/</p><p><b>　　scan()</b></p><p><b>　　{</b></p><p>&l

68、t;b>　　char k;</b></p><p>　　for(k=0;k<4;k++) //4位LED掃描控制</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Disdata=0XFF-dis_7[display[k]]; //數(shù)據(jù)顯示</p&

69、gt;<p>　　if (k==1){DIN=1;} //小數(shù)點(diǎn)顯示</p><p>　　discan=scan_con[k]; //位選</p><p>　　delay(300);</p><p><b>　　}</b></p><p>

70、<b>　　}</b></p><p>　　/****************DS18B20復(fù)位函數(shù)************************/</p><p>　　ow_reset(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　char presence=1;<

71、;/p><p>　　while(presence)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(presence)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DQ=1;_nop_();_nop_();//從高拉倒低</p>

72、<p>　　DQ=0; </p><p>　　delay(50); //550 us</p><p>　　DQ=1; </p><p>　　delay(6);

73、 //66 us</p><p>　　presence=DQ; //presence=0 復(fù)位成功,繼續(xù)下一步</p><p><b>　　} </b></p><p>　　delay(45); //延時(shí)500 us</p><p>　　presence=~DQ; &

74、lt;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　DQ=1; //拉高電平</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/****************DS18B20寫命令函數(shù)************************/</

75、p><p>　　//向1-WIRE 總線上寫1個(gè)字節(jié)</p><p>　　void write_byte(uchar val)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　for(i=8;i>0;i--

76、)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DQ=1;_nop_();_nop_(); //從高拉倒低</p><p>　　DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); //5 us</p><p>　　DQ=val&0x01;

77、 //最低位移出</p><p>　　delay(6); //66 us</p><p>　　val=val/2; //右移1位</p><p><b>　　}</b></p

78、><p><b>　　DQ=1;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/****************DS18B20讀1字節(jié)函數(shù)************************/</p&

79、gt;<p>　　//從總線上取1個(gè)字節(jié)</p><p>　　uchar read_byte(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　uchar value=0;</p><p&g

80、t;　　for(i=8;i>0;i--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DQ=1;_nop_();_nop_();</p><p>　　value>>=1;</p><p>　　DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); //

81、4 us</p><p>　　DQ=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); //4 us</p><p>　　if(DQ)value|=0x80;</p><p>　　delay(6); //66 us</p><p><

82、;b>　　}</b></p><p><b>　　DQ=1;</b></p><p>　　return(value);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//</b></p><p>　　/******

83、**********讀出溫度函數(shù)************************/</p><p><b>　　//</b></p><p>　　read_temp()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ow_reset(); //總線復(fù)位

84、</p><p>　　delay(200);</p><p>　　write_byte(0xcc); //發(fā)命令</p><p>　　write_byte(0x44); //發(fā)轉(zhuǎn)換命令</p><p>　　ow_reset(); </p><p><b>　　del

85、ay(1);</b></p><p>　　write_byte(0xcc); //發(fā)命令</p><p>　　write_byte(0xbe);</p><p>　　temp_data[0]=read_byte(); //讀溫度值的低字節(jié)</p><p>　　temp_data[1]=read_byte

86、(); //讀溫度值的高字節(jié)</p><p>　　temp=temp_data[1];</p><p>　　temp<<=8; </p><p>　　temp=temp|temp_data[0]; // 兩字節(jié)合成一個(gè)整型變量。</p>

87、<p>　　return temp; //返回溫度值</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//</b></p><p>　　/****************溫度數(shù)據(jù)處理函數(shù)************************/</p>

88、<p>　　//二進(jìn)制高字節(jié)的低半字節(jié)和低字節(jié)的高半字節(jié)組成一字節(jié),這個(gè)</p><p>　　//字節(jié)的二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制后,就是溫度值的百、十、個(gè)位值,而剩</p><p>　　//下的低字節(jié)的低半字節(jié)轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制后,就是溫度值的小數(shù)部分</p><p>　　/**********************************************

89、**********/</p><p>　　work_temp(uint tem)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar n=0;</p><p>　　if(tem>6348) // 溫度值正負(fù)判斷</p><p&g

90、t;　　{tem=65536-tem;n=1;} // 負(fù)溫度求補(bǔ)碼,標(biāo)志位置1</p><p>　　display[4]=tem&0x0f; // 取小數(shù)部分的值</p><p>　　display[0]=ditab[display[4]]; // 存入小數(shù)部分顯示值</p><p>　　display[4]=t

91、em>>4; // 取中間八位,即整數(shù)部分的值</p><p>　　display[3]=display[4]/100; // 取百位數(shù)據(jù)暫存</p><p>　　display[1]=display[4]%100; // 取后兩位數(shù)據(jù)暫存</p><p>　　display[2]=display[1]/10;

92、 // 取十位數(shù)據(jù)暫存</p><p>　　display[1]=display[1]%10; </p><p>　　/******************符號(hào)位顯示判斷**************************/</p><p>　　if(!display[3]) </p><p><b>　　{</b&g

93、t;</p><p>　　display[3]=0x0a; //最高位為0時(shí)不顯示</p><p>　　if(!display[2])</p><p><b>　　{</b></p><p>　　display[2]=0x0a; //次高位為0時(shí)不顯示</p><p&

94、gt;<b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(n){display[3]=0x0b;} //負(fù)溫度時(shí)最高位顯示"-"</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*********

95、*******主函數(shù)************************/</p><p><b>　　main()</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　Disdata=0xff; //初始化端口</p><p>　　discan=0xff

96、;</p><p>　　for(h=0;h<4;h++) //開機(jī)顯示"0000"</p><p>　　{display[h]=0;} </p><p>　　ow_reset(); //開機(jī)先轉(zhuǎn)換一次</p><p>　　write_byte(0xcc);

97、 //Skip ROM</p><p>　　write_byte(0x44); //發(fā)轉(zhuǎn)換命令</p><p>　　for(h=0;h<100;h++) //開機(jī)顯示"0000"</p><p><b>　　{scan();}</b></p&g

98、t;<p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　work_temp(read_temp()); //處理溫度數(shù)據(jù)</p><p>　　scan(); //顯示溫度值</p><p&