基于at89s51单片机的数字温度计的设计学士学位论文(编辑修改稿)

基于at89s51单片机的数字温度计的设计学士学位论文(编辑修改稿)内容摘要：

P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 S 5 1C12 2 P FC22 2 P FC31 0 u FX11 2 MR11 0 kD714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L234567891R P 1RE S P A C K 8R24 .7 k6 3 .0DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 0D1L E D R E DD2L E D G RE E NL S 1S O UN D E RR3 2 2 0R4 2 2 0d0 d0d1 d1d2 d2d3 d3d4 d4d5 d5d6 d6d7 d7d0d1d2d3d4d5d6d7ERSRSRWERWX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 S 5 1C12 2 P FC22 2 P FC31 0 u FX11 2 MR11 0 kD714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L234567891R P 1RE S P A C K 8R24 .7 k9 3 .0DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 0D1L E D R E DD2L E D G RE E NL S 1S O UN D E RR3 2 2 0R4 2 2 0 基于 AT89S51 单片机的数字温度计的设计 作者：王露 第 10 页 共 28 页 主控制器 单片机 AT89S51 具有低电压供电和小体积等特点，两个端口刚好满足电路系统的设计需要，很合适携手特式产品的使用。 主机控制 DS18B20 完成温度转换必须经过三个步骤：初始化、 ROM 操作指令、存储器操作指令。 必须先启动DS18B20 开始转换，再读出温度转换值。 显示电路 LCD 显示电路：采用 三 位数码管显示温度值 , 最高位的数码管当温度 是 负值时 显示 为。 数码管八段段码利用单片机 P0 口控制 , 3 个数码管位码利用 P2. 0P2. 2 控制 ,显示温度值用动态扫描方式 [18]。 温度检测电路 DS18B20 最大的特点是单总线数据传输方式， DS18B20 的数据 I/O 均由同一条线来完成。 DS18B20 的电源供电方式分为寄生电源和外部供电方式两种。 当处于寄生电源方式时 VDD 和 GND 都接地 ,很适合空间受限及需要远程温度探测的场合 , 原理是信号线 DQ 为高电平时 , DS18B20 由窃取信号能量供电；当DQ 为低电平时 DS18B20 由释放能量供电。 但是寄生电源方式供电需强上拉电路 , 软件控制变得很复杂 (特别是在温度转换完成及 数据拷贝到 E178。 PROM 完成时 ) , 同时芯片性能也会降低 [19]。 因此 , 在条件允许的情况下 ,应尽量选择外供电方式。 无论是内部寄生电源还是外部供电， I/O 口线要接 5KΩ左右的上拉电。 在这里采用前者方式供电。 DS18B20 与芯片连接电路如图 322 所示： 图 322 DS18B20与单片机的连接 温度报警电路 本设计采软件处理报警，利用有源蜂鸣器进行报警输出。 当所测温度超过获低于所预设的温度时，数据口相应拉高电平，报警输出 [20]。 基于 AT89S51 单片机的数字温度计的设计 作者：王露 第 11 页 共 28 页 软件设计 概述 整个系统功能的实 现是由硬件电路配合软件来完成的，软件功能依据硬件大致确定了。 可按软件的不同功能分为两大类：一类是监控软件（主程序），用来协调执行模块与操作者之间的关系。 另一类是执行软件（子程序），用来完成实质性的功能比如测量、显示等。 把每个执行模块分别列出并进行功能和接口定义。 规划好各个执行模块继而对监控程序进行规划。 选择合适的监控程序结构然后依据实时性对监控软件与执行模块之间的调度关系进行安排。 运行程序见附录。 主程序模块 主程序需要调用 4 个子程序，分别为数码管显示程序，温度测试及处理子程序，报警子程序，中断 设定子程序。 各模块程序功能如下 [21]主程序流程见图 331： ●数码管显示程序：向数码的显示送数，控制系统的显示部分。 ●温度测试及处理程序：对温度芯片送过来的数据进行处理判断和显示。 ●报警子程序：进行温度上下限判断及报警输出。 ●中断设定程序：实现设定上下限报警功能。 各模块流程设计 下面对主要子程序的流程图做介绍 温度检测流程 DS18B20 在单片机控制下分三个阶段 ： ● DS18B20 初始化：初始化流程图见 332： ●读 DS18B20 时序：读 DS18B20 流程见图 333： ●写 DS18B20 时序：写 DS18B20 流程见图 334： 报警模块流程 流程见图 335： 中断设定流程 当设计需要实现上限报警时，利用 INT0 口进行中断，设定上限报警温度，当温度值达到上限会有蜂鸣器及时报警提示 基于 AT89S51 单片机的数字温度计的设计 作者：王露 第 12 页 共 28 页 图 331主程序流程图 图 333 读 DS18B20流程图 图 332 DS18B20 初始化 流程图 图 334 写 DS18B20 流程图图 基于 AT89S51 单片机的数字温度计的设计 作者：王露 第 13 页 共 28 页 335 报警模块子程序流程图 基于 AT89S51 单片机的数字温度计的设计 作者：王露 第 14 页 共 28 页 第 4 章 基于单片机的数字温度计设计的研究总结 本设计利用 AT89S51 芯片和控制温度传感器 DS18B20，再辅之以部分外围电路实现对环境温度的测控，性能稳定，精度较高，而且扩展性能很强大。 由于DS18B20 支持单总线协议，我们可以将多个 DS18B20 可以并联到 3 根或 2 根线上， CPU 只需一根端口线就能与诸多 DS18B20 通信，占用较少的微处理器的端口就可以实现多点测温监控系统。 由于 DS18B20 的测量精度只有177。 度，往往很多场合需要更加精确的温度，在所测温度精度不变的基础上必须对数据进行校正。 DS18B20 的测温精度较高 ,但存在着一定的误差。 不过 ,其误差在时间和外部环境变化的条件下 ,保持相当高的稳定性。 本次设计真的让我进步很多，单片机课程设计关键在于软件算法的设计，需要有巧妙的程序算法，虽然以前写过程序，但我觉得写好一个程序并不是一件简单的事，例如，以前写的那几次，数据加减时，我用的都是 BCD 码，这一次，我全部用的都是 16 进制的数直接加减，有好多的东西 ，只有我们真的做了，才能真正的掌握，只学习理论有些东西是无法理解的，更谈不上掌握。 从这次的课程设计中，我真正的意识到，在以后的学习中，要 加强实践 ，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习单机片机更是如此，程序只有在经常的写 和 读的过程中才能提高，这就是我在 本 次课程设计中的最大收获。 基于 AT89S51 单片机的数字温度计的设计 作者：王露 第 15 页。