畢業(yè)設(shè)計----單片機的溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計

1、<p>　基于STC8952單片機的溫度采集系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　STC8952-based MCU design of the temperature acquisition system</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　單片機已在各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，為適應(yīng)更多的應(yīng)用領(lǐng)域，廠家采取了在一塊單片機芯

2、片上集成多種功能部件和大容量存儲器的方法。因而，整個應(yīng)用系統(tǒng)不需要擴展，而體積變小、可靠性增高，使單片機成為真正意義上的單片機系統(tǒng)。</p><p>　　本設(shè)計是基于STC89C52單片機和DS185B20實現(xiàn)溫度的測量系統(tǒng)，單片機在本系統(tǒng)中作為溫度輸入和顯示控制器件，DS18B20被用作溫度數(shù)據(jù)的采集和溫度輸出器件。本系統(tǒng)采用單總線操作，線路簡單，測量值精確，可實現(xiàn)多點測量，并對溫度超過限制值，產(chǎn)生報警和數(shù)據(jù)采

3、集。本系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于溫度控制、溫度檢測、溫度采、消防等系統(tǒng)中。</p><p>　　關(guān)鍵詞 單片機；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；溫度顯示；</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 本系統(tǒng)功能1</p>&l

4、t;p>　　1.1.1 溫度測量功能1</p><p>　　1.1.2 溫度采集功能1</p><p>　　1.1.3 系統(tǒng)工作流程1</p><p>　　1.2 本系統(tǒng)優(yōu)點2</p><p>　　1.2.1 線路簡單2</p><p>　　1.2.2溫度精確2</p><p>

5、;　　2 系統(tǒng)硬件介紹2</p><p>　　2.1本系統(tǒng)硬件和軟件組成2</p><p>　　2.1.1 硬件組成2</p><p>　　2.1.2軟件組成2</p><p>　　2.2 STC單片機介紹3</p><p>　　2.2.1 STC單片機功能介紹3</p><p>　

6、　2.3 DS18B20數(shù)字溫度傳感器介紹6</p><p>　　2.3.1 功能介紹6</p><p>　　2.3.2 DS18B20溫度傳感器是存儲器8</p><p>　　2.3.3 DS18B20內(nèi)部邏輯圖10</p><p>　　2.3.4 DS18B20溫度傳感器讀寫時序10</p><p>　　

7、2.3.5 DS18B20存儲器操作命令12</p><p>　　2.4 74HC573鎖存器說明13</p><p>　　2.4.1 74HC573管腳功能圖13</p><p>　　2.4.2 74HC573管腳功能13</p><p>　　2.5顯示模塊說明14</p><p>　　2.5.1 71LE

8、D數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)14</p><p>　　2.5.2共陽數(shù)碼管數(shù)字編碼15</p><p>　　3 程序的編寫與調(diào)試15</p><p>　　3.1 程序的編寫15</p><p>　　3.1.1 新建工程16</p><p>　　3.1.2編寫程序16</p><p>　　3.2

9、程序的調(diào)試17</p><p>　　4 系統(tǒng)原理圖的繪制18</p><p>　　4.1 繪制原理圖庫18</p><p>　　4.1.1軟件啟動18</p><p>　　4.1.2繪制原理圖元件19</p><p>　　4.2 繪制PCB庫19</p><p>　　4.2.1 繪制

10、PCB元件20</p><p>　　4.3 系統(tǒng)完整原理圖20</p><p>　　5 系統(tǒng)PCB圖21</p><p>　　5.1 為覆銅PCB圖21</p><p>　　5.2覆銅PCB圖21</p><p>　　6 系統(tǒng)工作過程22</p><p>　　6.1 溫度的測量22

11、</p><p>　　6.2 溫度的采集23</p><p>　　7 程序框圖及C語言程序24</p><p>　　7.1溫度采集系統(tǒng)原理框圖24</p><p>　　7.1.1溫度顯示模塊24</p><p>　　7.1.2讀溫度子程序25</p><p>　　7.1.3溫度轉(zhuǎn)換子程

12、序25</p><p>　　7.1.4計算溫度子程序26</p><p>　　7.2溫度采集系統(tǒng)C語言程序26</p><p><b>　　結(jié)論35</b></p><p><b>　　致謝36</b></p><p><b>　　參考文獻37</

13、b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 系統(tǒng)功能</b></p><p>　　1.1.1 溫度測量功能</p><p>　　利用DS18B20數(shù)字溫度傳感器實現(xiàn)對溫度進行準確的測量，使溫度值顯示到數(shù)碼管上。</p><p>

14、;　　1.1.2 溫度采集功能</p><p>　　利用DS18B20數(shù)字溫度傳感器進行溫度的采集，單片機作為控制器件，數(shù)據(jù)通過串口（RS232）傳至計算機，進行溫度的采集。</p><p>　　1.1.3系統(tǒng)工作流程，見圖1-1</p><p>　　圖1-1系統(tǒng)工作流程</p><p><b>　　1.2 本系統(tǒng)優(yōu)點</b&

15、gt;</p><p>　　1.2.1 線路簡單</p><p>　　DS18B20與單片機之間一根導(dǎo)線進行數(shù)據(jù)傳輸，不需要對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，接線簡單。</p><p>　　1.2.2 溫度測量準確</p><p>　　DS18B20的溫度分辨率為0.0625，所以對溫度值可以進行準確的溫度轉(zhuǎn)換。</p><p><

16、;b>　　2系統(tǒng)硬件介紹</b></p><p>　　2.1系統(tǒng)硬件及軟件組成</p><p><b>　　2.1．1硬件組成</b></p><p>　　本系統(tǒng)所用的硬件有：見表2-1。</p><p>　　表2-1系統(tǒng)硬件清單</p><p><b>　　2.1.2

17、軟件組成</b></p><p>　　軟件有：keil軟件、windows操作系統(tǒng)和串口調(diào)試助手等軟件組成。</p><p>　　2.2 STC單片機介紹</p><p>　　單片機作為微型計算機的一個重要分支，其應(yīng)用范圍很廣，發(fā)展也很快。1971年Intel公司首次宣布4004的4位微處理器，1974年12月Fairchild(仙童)公司即推出了8位

18、單片機F8，開創(chuàng)了單片機的門戶。</p><p>　　單片機在我國的應(yīng)用始于20世紀70年代末，那時我國的科研工作者開始對單片機的應(yīng)用進行了初期探索，20世紀80年代，單片機在我國得以廣泛的應(yīng)用，各理工科院校陸續(xù)開設(shè)了有關(guān)應(yīng)用課程。在教學(xué)及應(yīng)用上，Zilog公司生產(chǎn)的Z80CPU成為我國工業(yè)控制的主流，以Z80為CPU組成的TP801單板機在教學(xué)上及應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮過巨大作用。20世紀80年代末至90年代初，我國在工

19、業(yè)控制領(lǐng)域開始轉(zhuǎn)向使用Intel公司生產(chǎn)的MCS-51。</p><p>　　單片機從1976年公布8位機至今不到30年的時間，它沒有像微處理器那樣從8位、16位，一直發(fā)展到32位、64位，8位機目前依然是單片機的主流機型。但是，它突破了原有的集成結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部繼承了越來越多的外圍電路和外設(shè)接口，從而發(fā)展成為控制器(MicroController)的體系結(jié)構(gòu)，其發(fā)展歷程大致分為以下幾步：</p>&l

20、t;p>　　第一階段：單片機的控索階段</p><p>　　第二階段：單片機的完善階段</p><p>　　第三階段：8位單片機的鞏固發(fā)展及16位單片機的推出階段</p><p>　　第四階段：微控制器的全面發(fā)展階段</p><p>　　單片機已在各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，為適應(yīng)更多的應(yīng)用領(lǐng)域，廠家采取了在一塊單片機芯片上集成多種功能部件和大

21、容量存儲器的方法。因而，整個應(yīng)用系統(tǒng)不需要擴展，而體積變小、可靠性增高，使單片機成為真正意義上的單片機系統(tǒng)</p><p>　　2.2.1 STC單片機功能介紹</p><p>　　單片機是隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)極其發(fā)展，將計算機的CPU，RAM，ROM，定時/計數(shù)器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成了芯片級的計算機，因此單片機早期的含義稱為單片微型計算機(single chipmi

22、crocomputer).它擁有優(yōu)異的性價比、集成度高、體積小、可靠性高、控制功能強、低電壓、低功耗的顯著優(yōu)點.主要應(yīng)用于智能儀器儀表、工業(yè)檢測控制、機電一體化等方面,并且取得了顯著的成果.單片機應(yīng)用系統(tǒng)可以分為:（1）最小應(yīng)用系統(tǒng)是指能維持單片機運行的最簡單配置的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)成本低廉,結(jié)構(gòu)簡單，常構(gòu)成一些簡單的控制系統(tǒng)，如開關(guān)狀態(tài)的輸入/輸出控制等。片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機，其最小應(yīng)用系統(tǒng)即為配有晶振，復(fù)位電路，電源的單個單

23、片機.片內(nèi)無ROM/EPROM的單片機，其最小應(yīng)用系統(tǒng)除了外部配置晶振，復(fù)位電路，電源外，還應(yīng)外接EPROM或EEPROM作為程序存儲器用.（2）最小功耗應(yīng)用系統(tǒng)是指為了保證正常運行，系統(tǒng)的功耗最小.（3）典型應(yīng)用系統(tǒng)是指單片機要完成工業(yè)測控功能所必須的硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。</p><p>　　STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有</p><p>　　8K 在系統(tǒng)

24、可編程 Flash 存儲器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。STC89C52 具有以下標準功能： 8k 字節(jié) Flash，256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，

25、看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器/計數(shù)器一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許 RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。</p><p>　　2．2

26、．1．1引腳結(jié)構(gòu),見圖2-1</p><p>　　圖2-1單片機封裝及引腳結(jié)構(gòu)</p><p>　　2．2．1．2內(nèi)部邏輯圖，見圖2-2</p><p><b>　　圖2-2內(nèi)部邏輯圖</b></p><p>　　2．2．1．3 引腳功能描述</p><p><b>　　VCC ：電源&

27、lt;/b></p><p><b>　　GND：地</b></p><p>　　P0 口：P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏</p><p>　　輯電平。對 P0 端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0 口也被作為低 8 位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模

28、式下，P0 具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash 編程時，P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。</p><p>　　P1 口：P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個TTL 邏輯電平。對 P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（

29、IIL）。此外，P1.0 和 P1.2 分別作定時器/計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和時器/計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下表所示。在 flash 編程和校驗時，P1 口接收低 8 位地址字。</p><p>　　P2 口：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此

30、時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時， P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用8 位地址（如 MOVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗時，P2 口也接收高

31、8 位地址字節(jié)和一些控制信號。</p><p>　　P3 口：P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3 口亦作為 STC89C52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 flash 編程和校驗時

32、，P3 口也接收一些控制信號。</p><p>　　RST:復(fù)位輸入。晶振工作時，RST 腳持續(xù) 2 個機器周期高電平將使單片機復(fù)位。看門狗計時完成后，RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無效。DISRTO 默認狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。</p><p>　　ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程

33、序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在 flash 編程時，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE 脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置“1”，ALE 操作將無效。這一位置“1”，ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 指令時有效。否則，ALE 將被微弱拉

34、高。這個 ALE 使能標志位地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。</p><p>　　PSEN:外部程序存儲器選通信號PSEN是外部程序存儲器選通信號。當(dāng) STC89C52 從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN 將不被激活。 </p><p>　　XTAL1:

35、振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。</p><p>　　XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　2.3 DS18B20數(shù)字溫度傳感器介紹</p><p>　　2.3.1 功能介紹</p><p>　　DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20的“一線器件”體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟 Dallas 半導(dǎo)

36、體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。DS18B20、 DS1822 “一線總線”字化溫度傳感器 同DS1820一樣，DS18B20也 支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 -55°C~+125°C，-10~+85°C范圍內(nèi),精度為±0.5°C。DS18

37、22的精度較差為± 2°C ?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V~5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。 DS18B20、 DS1822 的特性 DS18B20可以程序設(shè)定9~12位的分辨率，精度為±0.5°C?？?/p>

38、選更小的方式，更寬的電壓適用范圍。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電依然保</p><p>　　表2-1DS18B20內(nèi)部溫度表示形式</p><p>　　這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲在18B20的兩個8比特的RAM中，二進制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于0，這5位為0，只要將測到的數(shù)值乘于0.0625即可得到實際溫度；如果溫度小于0，這5位為1

39、，測到的數(shù)值需要取反加1再乘于0.0625即可得到實際溫度。</p><p>　　例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+25.0625℃的數(shù)字輸出為0191H，-25.0625℃的數(shù)字輸出為FF6FH，-55℃的數(shù)字輸出為FC90H。見表2-2</p><p>　　表2-2DS18B20轉(zhuǎn)化溫度形式</p><p>　　2.3.2 DS18B20溫度傳感器的存儲器

40、</p><p>　　DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的E2PPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、T和結(jié)構(gòu)寄存器。暫存存儲器包含了8個連續(xù)字節(jié)，前兩個字節(jié)是測得的溫度信息，第一個字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第二個字節(jié)是溫度的高八位。第三個和第四個字節(jié)是TH、TL的易失性拷貝，第五個字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時被刷新。第六、

41、七、八個字節(jié)用于內(nèi)部計算。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)，見表2-3。</p><p>　　表2-3DS18B20暫存存儲器的8個連續(xù)字節(jié)</p><p>　　該字節(jié)各位的意義如下： TM R1 R0 1 1 1 1 1 低五位一直都是1 ，TM是測試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動。R1和R0用來設(shè)置分辨率，如下表所

42、示：（DS18B20出廠時被設(shè)置為12位）,見表2-4</p><p>　　表2-4分辨率設(shè)置表</p><p>　　根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18

43、B20收到信號后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。 DS1820使用中注意事項DS1820雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題： (1)較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進行補償，由于DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對DS1820進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使用P

44、L/M、C等高級語言進行系統(tǒng)程序計時，對DS1820操作部分最好采用匯編語實現(xiàn)。 (2)在DS1820的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問題，容易使人誤認為可以掛任意多個DS1820，在實際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS1820超過8個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動</p><p>　　2.3.3 DS18B20的內(nèi)部邏輯圖，見圖2-3。</p><p>　　圖2-3D

45、S18B20內(nèi)部內(nèi)部邏輯圖</p><p>　　2.3.4 DS18B20讀寫時序</p><p>　　主機使用時間隙(time slots)來讀寫 DSl820 的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位</p><p>　　2.3.4.1初始化</p><p>　　時序見圖 2-4主機總線 to 時刻發(fā)送一復(fù)位脈沖(最短為 480us 的低電平信號)接著在

46、tl 時刻釋放總線并進入接收狀態(tài)DSl820 在檢測到總線的上升沿之后 等待 15-60接著 DS1820 在 t2 時刻發(fā)出存在脈沖(低電平持續(xù) 60-240 us)如圖中虛線所示</p><p>　　圖2-4DS18B20初始化時序圖</p><p><b>　　程序：</b></p><p>　　Init_DS18B20(void)//

47、初始化ds1820</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DQ = 1; //DQ復(fù)位</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　_nop_(); //稍做延時2ms</p><p>　　DQ = 0;

48、 //單片機將DQ拉低,發(fā)出復(fù)位脈沖（要求480us~960us)</p><p>　　Delay(70); //精確延時566us</p><p>　　DQ = 1; //拉高總線(要求16~60us)</p><p>　　Delay(5); //延時46us</p><p>　　presence =

49、DQ; //如果=0則初始化成功 =1則初始化失敗</p><p>　　Delay(25);</p><p><b>　　DQ = 1; </b></p><p>　　return(presence); //返回信號，0=presence,1= no presence</p><p><b>　　}&l

50、t;/b></p><p>　　2.3.4.2寫時間隙</p><p>　　當(dāng)主機總線 t o 時刻從高拉至低電平時 就產(chǎn)生寫時間隙從 to 時刻開始 15us 之內(nèi)應(yīng)將所需寫的位送到總線DSl820 在 t1為15-60us 間對總線采樣 若低電平 寫入的位是 0見若高電平 寫入的位是連續(xù)寫 2 位間的間隙應(yīng)大于 1us ，見圖2-5。 </p><p>&

51、lt;b>　　圖2-5寫時間隙</b></p><p><b>　　程序：</b></p><p>　　WriteOneChar(unsigned char dat)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i=0;</p>

52、;<p>　　for (i=8; i>0; i--)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　DQ = 0;</b></p><p>　　DQ = dat&0x01;</p><p><b>　　delay(5);</b>

53、</p><p><b>　　DQ = 1;</b></p><p><b>　　dat>>=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　2.3.4.

54、3讀時間隙</p><p>　　見圖 2-6 主機總線 to 時刻從高拉至低電平時總線只須保持低電平 l 7ts之后15捍 s也就是說t z 時刻前主機必須完成讀位 并在 t o 后的 60 尸 s 一 120 fzs 內(nèi)釋放總線</p><p>　　讀位子程序(讀得的位到 C 中) </p><p><b>　　圖2-6讀時序</b><

55、;/p><p><b>　　程序：</b></p><p>　　ReadOneChar(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i=0;</p><p>　　unsigned char dat = 0;</p>

56、;<p>　　for (i=8;i>0;i--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DQ = 0; // 給脈沖信號</p><p><b>　　dat>>=1;</b></p

57、><p>　　DQ = 1; // 給脈沖信號</p><p><b>　　if(DQ)</b></p><p>　　dat|=0x80;</p><p><b>　　delay(4);</b></p>&

58、lt;p><b>　　}</b></p><p>　　return(dat);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　2.3.5存儲器操作命令，見表2-5</p><p>　　表2-5存儲器操作命令</p><p>　　2.4 鎖存器74HC573

59、</p><p>　　74HC573為八進制3態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器且跟LS/AL573 的管腳一樣。器件的輸入是和標準CMOS 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和LS/ALSTTL 輸出兼容。 當(dāng)鎖存使能端為高時，這些器件的鎖存對于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同步）。當(dāng)鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數(shù)據(jù)會被鎖存。</p><p>　　輸出能直接接到CMOS，NMOS 和TTL 接

60、口上</p><p>　　操作電壓范圍：2.0V~6.0V</p><p>　　低輸入電流：1.0uA</p><p>　　CMOS 器件的高噪聲抵抗特性</p><p>　　2.4.1管腳功能見圖2-7</p><p><b>　　圖2-7管腳功能</b></p><p>

61、;　　2.4.2 74HC573功能，見表2-6</p><p>　　表2-6 74H573N真值表</p><p><b>　　2.5顯示模塊</b></p><p>　　LED數(shù)碼管正向壓降一般為1.5～2V，額定電流為10mA，最大電流為40mA。本設(shè)計采用4位共陽LED數(shù)碼管，從P0口輸出段碼，列掃描用還用P0口來實現(xiàn)。</p&g

62、t;<p>　　2.5.1LED數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)，見圖2-8。</p><p>　　圖2-8LED共陽數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.5.2共陽數(shù)碼管數(shù)字編碼，見表2-7</p><p>　　表2-7:共陽數(shù)碼管數(shù)字編碼</p><p>　　3 程序的編寫與調(diào)試</p><p><b>　

63、　3.1 程序的編寫</b></p><p>　　本系統(tǒng)軟程序采用C語言編寫，所用軟件位keil，見圖3-1。</p><p>　　圖3-1keil軟件編程界面</p><p><b>　　3.1.1新建工程</b></p><p>　　打開keil軟件，單擊project->new project—&

64、gt;輸入工程名—>選擇相應(yīng)單片機，</p><p><b>　　見圖3-2。</b></p><p><b>　　圖3-2新建工程</b></p><p><b>　　3.1.2編寫程序</b></p><p>　　根據(jù)電路編寫程序，見圖3-3。</p>

65、<p><b>　　圖3-3編寫程序</b></p><p><b>　　3.2調(diào)試程序</b></p><p>　　編譯程序，檢查錯誤。如果沒有錯誤，按Ctrl+F5進行程序調(diào)試，見圖3-4。</p><p><b>　　圖3-4調(diào)試程序</b></p><p>&

66、lt;b>　　4 繪制系統(tǒng)原理圖</b></p><p>　　本系統(tǒng)是用altium designer 09 進行原理圖的繪制，放置元器件在放置元器件之前首先應(yīng)該繪制系統(tǒng)所用的原理圖庫和PCB庫。</p><p><b>　　4.1繪制原理圖庫</b></p><p>　　4.1.1打開軟件—>file—>new

67、—>library—>SCH library，見圖4-1。</p><p>　　4.1.2繪制原理圖元件</p><p>　　單擊Tool—>new compennent—>元件名—>繪制元件,見圖4-2。</p><p>　　圖4-2繪制原理圖元件</p><p><b>　　4.2繪制PCB庫<

68、;/b></p><p>　　打開軟件—>file—>new—>library—>PCB library ，見圖4-3。</p><p>　　圖4-3繪制PCB庫</p><p>　　4.2.1繪制PCB元件</p><p>　　單擊Tool—>new blank compennent—>元件名—&

69、gt;繪制元件,見圖4-4。</p><p>　　圖4-4繪制PCB元件</p><p>　　4.3系統(tǒng)完整原理圖，見圖4-5。</p><p>　　圖4-5系統(tǒng)總原理圖</p><p><b>　　5 系統(tǒng)PCB圖</b></p><p>　　5.1未覆銅PCB圖，見圖5-1。</p>

70、;<p>　　圖5-1未覆銅PCB</p><p>　　5.2覆銅，見圖5-2。</p><p><b>　　圖5-2覆銅PCB</b></p><p><b>　　6 系統(tǒng)工作過程</b></p><p><b>　　6.1 溫度的測量</b></p>

71、;<p>　　DS18B20數(shù)字溫度傳感器溫度數(shù)據(jù)以數(shù)字的形式傳至單片機，單片機將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進制，送到數(shù)碼管進行顯示，這也就完成了，溫度的測量,6-1。</p><p><b>　　圖6-1溫度測量</b></p><p>　　6.2溫度數(shù)據(jù)的采集</p><p>　　DS18B20數(shù)字溫度傳感器溫度數(shù)據(jù)以數(shù)字的形式傳至單片機，

72、單片機通過RS232將數(shù)據(jù)傳至計算機，由串口調(diào)試助手進行數(shù)據(jù)的記錄和顯示，見圖6-2。</p><p>　　圖6-2溫度數(shù)據(jù)的采集</p><p>　　7程序框圖及C語言程序</p><p>　　7.1溫度采集系統(tǒng)原理框圖，見圖7-1</p><p>　　圖7-1溫度采集系統(tǒng)原理框圖</p><p>　　7.1.1溫度

73、顯示模塊</p><p>　　顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進行刷新操作，當(dāng)最高顯示位為0時將符號顯示位移入下一位。程序流程，見圖7-2。</p><p><b>　　N </b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b&g

74、t;</p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　Y </b></p><p>　　圖7-2溫度顯示模塊流程圖</p><p>　　7.1.2讀溫度子程序</p><p>　　讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時需要進行CRC校

75、驗，其程序流程，見圖7-2。</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p>　　圖7-3讀溫度子程序&

76、lt;/p><p>　　7.1.3溫度轉(zhuǎn)換子程序</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，其子程序流程見圖7-4。</p><p>　　圖7-4溫度轉(zhuǎn)換子程序流程</p><p>　　7.1.4計算溫度子程序</p><p>　　此程序?qū)AM中讀取值進行BCD碼的轉(zhuǎn)換運算并進行正負判定流程，見圖7

77、-5。</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p>　　圖7-5計算溫度子程序流程</p><p>　　7.2 溫度采集系統(tǒng)C語言程序</p><p>　　#include <reg52.h></p>

78、<p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit DS=P2^2;</p><p>　　sbit fm=P2^3; //define interface 定義 DS18B20 接口</

79、p><p>　　int temp; // 溫度變量</p><p>　　uchar flag1,count; // sign of the result positive or negative</p><p>　　sbit dula=P2^6;</p><p>　　sbit wela=P2^7;&l

80、t;/p><p>　　unsigned char code table[]={</p><p>　　0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//不帶小數(shù)點編碼。</p><p>　　unsigned char code table1[]={</p><p>　　0x40,0x79,0x

81、24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}; //帶小數(shù)點編碼。</p><p>　　void delay(uint x) //delay</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,j;</p><p>　　for(i=0;i<x;i++

82、)</p><p>　　for(j=0;j<200;j++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//功能:串口初始化,波特率 9600，方式 1</p><p>　　void Init_Com(void) </p><p><b>　　{</

83、b></p><p>　　TMOD = 0x20;</p><p>　　PCON = 0x00;</p><p>　　SCON = 0x50;</p><p>　　TH1 = 0xFd; </p><p>　　TL1 = 0xFd; </p><p><b>　　TR1 = 1;

84、 </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　bit tmpreadbit(void) //read a bit讀一位</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i;</b></p>

85、;<p><b>　　bit dat;</b></p><p>　　DS=0;i++; //i++小延時一下</p><p>　　DS=1;i++;i++;</p><p><b>　　dat=DS;</b></p><p>　　i=8;while

86、(i>0)i--;</p><p>　　return (dat);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　uchar tmpread(void) //讀一個字節(jié)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,j

87、,dat;</p><p><b>　　dat=0;</b></p><p>　　for(i=1;i<=8;i++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　j=tmpreadbit();</p><p>　　dat=(j<<7)|(d

88、at>>1); //讀出的數(shù)據(jù)最低位在最前面，這樣剛好</p><p>　　//一個字節(jié)在 DAT 里</p><p><b>　　} </b></p><p>　　return(dat); //將一個字節(jié)數(shù)據(jù)返回</p><p><b>　　}</b><

89、;/p><p>　　void tmpwritebyte(uchar dat) //寫一個字節(jié)到 DS18B20 里</p><p>　　{ </p><p><b>　　int i;</b></p><p><b>　　char j

90、;</b></p><p>　　bit testb;</p><p>　　for(j=1;j<=8;j++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　testb=dat&0x01;</p><p>　　dat=dat>>1;</p&

91、gt;<p>　　if(testb) // 寫 1 部分</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　DS=0; //寫

92、0 部分</p><p>　　i=8;while(i>0)i--;</p><p><b>　　DS=1; </b></p><p><b>　　i++;i++; </b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>

93、;　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void tmpchange(void) //發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令</p><p><b>　　{</b></p><p>　　dsreset(); //初始化 DS18B20<

94、/p><p>　　delay(1); //延時</p><p>　　tmpwritebyte(0xcc); //跳過序列號命令</p><p>　　tmpwritebyte(0x44); //發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令</p><p><b>　　}</b></p><p>　　in

95、t tmp() //獲得溫度</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　float tt;</b></p><p>　　uchar a,b;</p><p>　　dsreset();</p><p><b>　　

96、delay(1);</b></p><p>　　temp<<=8; </p><p>　　temp=temp|a; //兩字節(jié)合成一個整型變量。</p><p>　　tt=temp*0.0625; //得到真實十進制溫度值，因為 DS18B20</p>&

97、lt;p>　　//可以精確到 0.0625 度，所以讀回數(shù)據(jù)的最低位代表的是</p><p>　　//0.0625 度。</p><p>　　temp=tt*10+0.5; //放大十倍，這樣做的目的將小數(shù)點后第一位</p><p>　　//也轉(zhuǎn)換為可顯示數(shù)字，同時進行一個四舍五入操作。</p><p>　　return temp;

98、 //返回溫度值</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*void readrom() //讀取溫度傳感器的序列號</p><p>　　{ //本程序中沒有用到此函數(shù)</p><p>　　uchar sn1,sn2;</p

99、><p>　　dsreset();</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p>　　tmpwritebyte(0x33);</p><p>　　sn1=tmpread();</p><p>　　sn2=tmpread();</p><p><b

100、>　　}*/</b></p><p>　　void display(int temp1) //顯示函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　char A1,A2,A3,A4,ser;</p><p>　　ser=temp1/10;</p><p><

101、;b>　　SBUF=ser;</b></p><p>　　if(ser>=30) </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P0=~P0;</b></p><p><b>　　fm=~fm;</b></p>&l

102、t;p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(ser<30)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P0=0xff;</b></p>

103、<p><b>　　fm=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(temp1<0) //分離出四位要顯示的數(shù)字</p><p><b>　　{</b></p><p>　　temp1=~tem

104、p1;</p><p>　　A1=temp1/1000;</p><p>　　A2=temp1%1000/100;</p><p>　　A3=temp1%100/10;</p><p>　　A4=temp1%10;</p><p><b>　　P1=0x00;</b></p><

105、;p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　a=0;</b></p><p><b>　　delay(8);</b></p><p><b>　　P1=0x00;</b></p><p><b>　　wela=1;

106、</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p>　　P1=table[A2];</p><p><b>　　dula=1;</b></p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b&

107、gt;　　P1=0x02;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p><b>　　delay(8);</b></p><p><b>　　P1=0x00;</b&g

108、t;</p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p>　　P1=table1[A3];</p><p><b>　　dula=1;</b></p><p><b>　　du

109、la=0;</b></p><p><b>　　P1=0x04;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p><b>　　delay(8);</b></p

110、><p><b>　　P1=0x00;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p>　　P1=table[A4];</p><p><b>　　dula=1;<

111、;/b></p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　P1=0x08;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><

112、p><b>　　elay(2);</b></p><p>　　temp1=~temp1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(temp1>=1000)</p><p><b>　　{</b></p><p&

113、gt;　　A1=temp1/1000;</p><p>　　A2=temp1%1000/100;</p><p>　　A3=temp1%100/10;</p><p>　　A4=temp1%10;</p><p><b>　　P1=0x00;</b></p><p><b>　　wela

114、=1;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p><b>　　8);</b></p><p><b>　　P1=0x00;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p>&l

115、t;p><b>　　wela=0;</b></p><p>　　P1=table[A2];</p><p><b>　　dula=1;</b></p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　P1=0x02;</b>&

116、lt;/p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p><b>　　delay(8);</b></p><p><b>　　P1=0x00;</b></p><p>&

117、lt;b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p>　　P1=table1[A3];</p><p><b>　　dula=1;</b></p><p><b>　　dula=0;</b></p>

118、;<p><b>　　P1=0x04;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p><b>　　delay(8);</b></p><p><b>

119、　　P1=0x00;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p>　　P1=table[A4];</p><p><b>　　dula=1;</b></p><p

120、><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　P1=0x08;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p><b>　　delay(2)

121、;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　A1=temp1/1000;</p><p>　　A2=temp1%1000/100

122、;</p><p>　　A3=temp1%100/10;</p><p>　　A4=temp1%10;</p><p>　　P1=table[A2];</p><p><b>　　dula=1;</b></p><p><b>　　dula=0;</b></p>

123、<p><b>　　P1=0x01;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p><b>　　delay(8);</b></p><p><b>　　

124、P1=0x00;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p>　　P1=table1[A3];</p><p><b>　　dula=1;</b></p><p&

125、gt;<b>　　wela=0;</b></p><p>　　P1=table[A4];</p><p><b>　　dula=1;</b></p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　P1=0x04;</b></

126、p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}

127、</b></p><p>　　void main() //主函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar a;</b></p><p>　　Init_Com();//初始化串口 </p>

128、<p><b>　　while(1) </b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　tmpchange(); //溫度轉(zhuǎn)換</p><p>　　for(a=10;a>0;a--)</p><p><b>　　{ </b&g

129、t;</p><p>　　display(tmp()); //顯示十次</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　結(jié)論<

130、;/b></p><p>　　本次用單片機設(shè)計的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)終于完成了，在本次設(shè)計中,從采集元件,軟件設(shè)計,硬件焊結(jié),外觀到論文的編寫都是先查閱了大量資料,后確定,再經(jīng)老師指導(dǎo),最后經(jīng)過多天的不斷努力才完成的。在這次培訓(xùn)中，我切身感受到了動手實踐的重要性，這對我以后的學(xué)習(xí)工作將產(chǎn)生深遠影響。</p><p>　　在本次設(shè)計研究和撰寫論文的過程中，我查閱了許多文獻資料，從中學(xué)到了很

131、多有關(guān)系統(tǒng)開發(fā)和程序調(diào)試方面等的知識。在軟件開發(fā)過程中掌握了一些技術(shù)難題的解決方法和技巧，鞏固和加深了所學(xué)知識的理解，能夠把所學(xué)的知識與實踐相結(jié)合，培養(yǎng)了認真嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，為以后開發(fā)軟件積累了大量的經(jīng)驗，提高了分析問題和解決問題的能力。但是由于認識上的片面和不足，各方面的條件影響也很多，本設(shè)計還有待進一步的完善和優(yōu)化，這些在以后的學(xué)習(xí)中要注重積累。</p><p><b>　　致謝</b>

132、</p><p>　　感謝于**老師對我的指導(dǎo)，他的嚴謹細致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。她循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。無論是在課題的選題還是定稿、研究的方法、技術(shù)路線以及本文的撰寫都得到了xx老師的嚴格要求和精心指導(dǎo)，于老師花費了大量的精力，在各個環(huán)節(jié)中給了我許多寶貴的意見。在這次培訓(xùn)中xx老師嚴謹?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)、治學(xué)態(tài)度、求實的工作作風(fēng)和孜孜不倦的探索創(chuàng)新精神，以及平易近人的師長

133、風(fēng)范給我創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)設(shè)計環(huán)境，及給了我這個學(xué)習(xí)提高的機會和在生活上給我的無微不至的關(guān)懷。這些都是我不斷前進的動力，必將對我今后的學(xué)習(xí)和生活受益匪淺，我將終生學(xué)習(xí)和銘記。在此，謹向xx老師的培育之恩表示最深的謝意!</p><p>　　感謝其他多位老師對我學(xué)習(xí)和設(shè)計所給予的支持和幫助。感謝在我論文完成過程中同學(xué)們給我提供的支持、幫助和建議。在這里也衷心地感謝他們！</p><p>　　在