數(shù)字溫度計(jì)課程設(shè)計(jì)論文

1、 課程設(shè)計(jì)（論文）摘 要 在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要檢測(cè)溫度，傳統(tǒng)的方式是采用熱電偶或熱電阻。其硬件電路和軟件調(diào)試比較復(fù)雜，制作成本較高。近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正不斷走向深入。所以我們選用單片機(jī)作為核心部件進(jìn)行邏輯控制及信號(hào)的產(chǎn)生，用單片機(jī)本生的優(yōu)勢(shì)節(jié)約成本，使電路更簡單。溫度的檢測(cè)與控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中比較典型的應(yīng)用之一，隨著傳感器在生產(chǎn)和生活中的更加廣泛的應(yīng)用，利用新型單總線式數(shù)字溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)試與控制得到更快的開發(fā)。在這里介紹了一種基于STC89C51單片機(jī)的溫度測(cè)量及控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)以及C語言程序設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)和布線簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，抗干

2、擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高，擴(kuò)展方便，在大型倉庫，工廠，智能化建筑等領(lǐng)域的多點(diǎn)溫度檢測(cè)中有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：DS18B20 STC89C51 溫度測(cè)量 目 錄摘要I第1章 緒論1 1.1 課題的研究意義1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1 1.3 水平和發(fā)展趨勢(shì)2 第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及論證3 2.1 課題的基本內(nèi)容3 2.2 課題擬采用的研究途徑和可行性分析3 2.3 總體初步方案4 2.4 方案分析4 第3章 硬件電路設(shè)計(jì)11 第4章 軟件設(shè)計(jì)124.1仿真與調(diào)試124.2 程序方案12 第5章 總結(jié)13 參考文獻(xiàn)14 致謝15附錄I 仿真結(jié)果16附錄II 實(shí)物圖16附錄III 主程序17附錄IV

3、PCB仿真圖21 第1章 緒論1.1課題的研究意義溫度的測(cè)量對(duì)人類日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、氣象預(yù)報(bào)、物資倉儲(chǔ)等都起著極其重要的作用，因此研究溫度的測(cè)量方法和裝置具有重要的意義。近年來，溫度檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)展迅速，并且隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，溫度的測(cè)控芯片也相應(yīng)的登上歷史 的舞臺(tái)，能夠在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域中廣泛使用。溫度的測(cè)量的關(guān)鍵之處是溫度傳感器，其往往決定著一個(gè)溫度檢測(cè)系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻和AD590為溫度敏感元件。熱敏電阻雖成本低，但需信號(hào)處理電路，電路復(fù)雜，可靠性較低，測(cè)溫準(zhǔn)確度及抗干擾能力也有一定的不足。近年來，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段。新型的溫度傳感器的特點(diǎn)是

4、微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它提高了抗干擾能力和可靠性，而且使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡潔，維護(hù)方便，縮小了空間。單片機(jī)具有集成度高、功能強(qiáng)、體積小、價(jià)格低、抗干擾能力等優(yōu)于一般CPU的優(yōu)點(diǎn)，因此往往采用單片機(jī)作為數(shù)字控制器取代模擬控制器。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國、德國等先進(jìn)國家相比，仍然有著較大的差距。成熟的溫控產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”控制及常規(guī)的PID控制器為主，它們只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，而用于較高控制場(chǎng)合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國內(nèi)技術(shù)還不十分成熟，形成商品化并廣泛應(yīng)

5、用的控制儀表較少。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及加入WTO，我國政府及企業(yè)對(duì)此都非常重視，對(duì)相關(guān)企業(yè)資源進(jìn)行了重組，相繼建立了一些國家、企業(yè)的研發(fā)中心，開展創(chuàng)新性研究，使我國儀表工業(yè)得到了迅速的發(fā)展。目前國際通用的溫標(biāo)是1975 年第15屆國際權(quán)度大會(huì)通過的1968 年國際實(shí)用溫標(biāo)-1975年修訂版，記為：IPTS-68（Rev-75）。但由于 IPTS-68 溫標(biāo)存在一定的不足，國際計(jì)量委員會(huì)在18屆國際計(jì)量大會(huì)第七號(hào)決議授權(quán)予1989 年會(huì)議通過了1990年國際溫標(biāo)ITS-90，ITS-90溫標(biāo)替代了IPTS-68。1.2溫度檢測(cè)的發(fā)展背景在眾多溫度儀表中溫度傳感器是開發(fā)最早,也是現(xiàn)在應(yīng)用最廣的一類

6、溫度儀表，現(xiàn)在溫度儀市場(chǎng)中溫度傳感器的份額已大大超過了其他的傳感器。從17世紀(jì)初人們開始利用溫度進(jìn)行測(cè)量。溫度檢測(cè)在各個(gè)領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用，隨著傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，為智能溫度測(cè)控系統(tǒng)測(cè)控功能的完善、測(cè)控精度的提高和抗干擾能力的增強(qiáng)等提供了條件。再則人們?cè)跍囟葯z測(cè)的準(zhǔn)確度、便捷、快速等方面有著越來越高的要求。而傳統(tǒng)的溫度傳感器已經(jīng)不能滿足人們的需求，所以新型的溫度傳感器將逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溫度傳感器。1.3水平和發(fā)展趨勢(shì)溫度檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)隨著工業(yè)生產(chǎn)效率的不斷提高，自動(dòng)化水平與范圍也不斷擴(kuò)大，因而對(duì)溫度檢測(cè)技術(shù)的要求也愈來愈高，現(xiàn)在工業(yè)上通用的溫度檢測(cè)范圍為200-3

7、000C，而今后要求能測(cè)量超高溫與超低溫。尤其是液化氣體的極低溫度檢測(cè)更為迫切，如10k以下的溫度檢測(cè)是當(dāng)前重點(diǎn)研究課題。溫度檢測(cè)技術(shù)將會(huì)由點(diǎn)測(cè)溫發(fā)展到線、面，甚至立體的測(cè)量。應(yīng)用范圍己經(jīng)從土業(yè)領(lǐng)域延伸到環(huán)境保護(hù)、家用電器、汽車工業(yè)及航天工業(yè)領(lǐng)域。利用以前的檢測(cè)技術(shù)生產(chǎn)出適應(yīng)于不同場(chǎng)合、不同工況要求的新型產(chǎn)品，以滿足用戶需要。同時(shí)利用新的檢測(cè)技術(shù)制造出新的產(chǎn)品。對(duì)許多場(chǎng)合中的溫度檢測(cè)器有特殊要求，如防硫、防爆、耐磨等性能要求;又如移動(dòng)物體和高速旋轉(zhuǎn)物體的測(cè)溫、鋼水的連續(xù)測(cè)溫、火焰溫度檢測(cè)等。溫度儀表向數(shù)字化方向發(fā)展，其最大優(yōu)點(diǎn)是直觀、無讀數(shù)誤差、分辨率高、測(cè)量誤差小，因而有廣闊的銷售市場(chǎng)，所以

8、說數(shù)字溫度計(jì)的發(fā)展前景是相當(dāng)可觀的。第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及論證2.1課題的基本內(nèi)容數(shù)字溫度計(jì)采用溫度敏感元件也就是溫度傳感器(如鉑電阻，熱電偶，半導(dǎo)體，熱敏電阻等)，將溫度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化，如電壓和電流的變化，溫度變化和電信號(hào)的變化有一定的關(guān)系，如線性關(guān)系，一定的曲線關(guān)系等，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。如單片機(jī)或者PC機(jī)等，處理單元經(jīng)過內(nèi)部的軟件計(jì)算將這個(gè)數(shù)字信號(hào)和溫度聯(lián)系起來，成為可以顯示出來的溫度數(shù)值，如25.0攝氏度，然后通過顯示單元，如LED,LCD或者電腦屏幕等顯示出來給人觀察，這樣就完成了數(shù)字溫度計(jì)的基本測(cè)溫功能。 該系統(tǒng)利用STC89C51芯片控制溫度傳感器DS18B20進(jìn)行

9、時(shí)溫度檢測(cè)并顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)快速檢測(cè)環(huán)境溫度。 可能遇到的問題及注意事項(xiàng)： (1)較小的硬件開銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS18B20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對(duì)DS18B20進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測(cè)溫結(jié)果。 (2)在DS18B20的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS18B20數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè)DS18B20，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。 (3)連接DS18B20的總線電纜是有長度限制的。 (4)在DS18B20測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向DS18B20發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號(hào)，一旦某一個(gè)DS18B20接觸不好

10、或斷線，當(dāng)程序讀該DS18B20時(shí)，將沒有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。2.2課題擬采用的研究途徑和可行性分析 采用數(shù)字溫度芯片DS18B20 測(cè)量溫度，輸出信號(hào)全數(shù)字化。測(cè)溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡單,體積也不大。采用51單片機(jī)控制，軟件編程的自由度大，可通過編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制，而且體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡單，安裝方便。既可以單獨(dú)對(duì)多DS18B20控制工作，還可以與PC機(jī)通信上傳數(shù)據(jù)，另外STC89C51在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟，因此可行性還是很高。2.3總體初步方案采用數(shù)字溫度芯片DS18B20測(cè)量溫度，輸出信號(hào)全數(shù)字化。便于單片機(jī)處理和控制

11、，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路。且該芯片的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，它溫用作工業(yè)測(cè)溫元件，此元件線性較好。在0-100攝氏度時(shí)，最大線性偏差小于1攝氏度。DS18B20的最大特點(diǎn)之一是采用了單總數(shù)的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計(jì)DS18B20和微控制器STC89C51構(gòu)成溫度測(cè)量裝置，它直接輸出溫度的數(shù)字信號(hào)，可直接和計(jì)算機(jī)連接。這樣溫度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡單，體積也不大。采用51單片機(jī)控制軟件編程的自由度大，而且體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡單，安裝方便。該系統(tǒng)利用STC89C51芯片控制溫度傳感器DS18B20進(jìn)行溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)并顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)快速測(cè)量環(huán)境溫度。硬件以微控制器為核心，外接時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、溫度測(cè)量

12、電路、LED顯示電路組成。硬件設(shè)計(jì)方案如圖所示。溫度傳感器LED顯示電路時(shí)鐘電路復(fù)位電路微控制器模塊圖2.1 系統(tǒng)硬件框圖2.4 方案分析 2.4.1 微處理器 STC89C51是由深圳宏晶科技公司生產(chǎn)的與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集和輸出管腳相兼容的單片機(jī)，是采用8051核的ISP在系統(tǒng)可編程芯片，最高工作時(shí)鐘頻率為80MHz，片內(nèi)含8K Bytes的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，具有在系統(tǒng)可編程（ISP）特性。STC89C51RC系列單片機(jī)是單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1

13、T)的兼容8051內(nèi)核單片機(jī)，是高速/低功耗的新一代8051 單片機(jī)，全新的流水線/精簡指令集結(jié)構(gòu),內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。 (1)STC89C51主要功能及PDIP封裝STC89C51主要功能如表1所示，其PDIP封裝如圖1所示。主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫Flash ROM32個(gè)雙向I/O口256x8bit內(nèi)部RAM3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率0-24MHz2個(gè)串行中斷可編程UART串行通道2個(gè)外部中斷源共6個(gè)中斷源2個(gè)讀寫中斷口線3級(jí)加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能表1：STC89C51主要功能 (2)STC89C51引腳介紹 主

14、電源引腳（2根）VCC(Pin40)：電源輸入，接5V電源GND(Pin20)：接地線外接晶振引腳（2根）XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端控制引腳（4根）RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào)PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令可編程輸入/輸出引腳（32根）STC89C51單片機(jī)有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、

15、P1、P2、P3口，每個(gè)口有8位（8根引腳），共32根P0口（Pin39Pin32）：8位雙向I/O口線，名稱為P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P3.0P3.7圖2.2 STC89C51封裝圖(3)單片機(jī)最小系統(tǒng) 當(dāng)在STC89C51單片機(jī)的RST引腳引入高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作，按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過RST端經(jīng)過電阻與電源VCC接通而實(shí)現(xiàn)

16、的。最小系統(tǒng)如圖2.3所示。圖2.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 電路以STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)為控制核心，測(cè)溫電路由DS18B20提供，輸入部分采用三個(gè)獨(dú)立式按鍵S1、S2、S3。數(shù)碼管顯示部分。具體電路連接，詳見附錄一。2.4.2 DS18B20傳感器介紹(1)DS18B20概述在現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)中，傳感器占據(jù)著不可動(dòng)搖的重要位置。主機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力已經(jīng)相當(dāng)?shù)膹?qiáng)，但是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的模擬量卻無能為力。如果沒有各種精確可靠的傳感器對(duì)非電量和模擬信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)并提供可靠的數(shù)據(jù)，那計(jì)算機(jī)也無法發(fā)揮他應(yīng)有的作用。傳感器把非電量轉(zhuǎn)換為電量，經(jīng)過放大處理后，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理。

17、從而傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來，對(duì)自動(dòng)化和信息化起重要作用。采用各種傳感器和微處理技術(shù)可以對(duì)各種工業(yè)參數(shù)及工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)控及檢驗(yàn)，準(zhǔn)確測(cè)量產(chǎn)品性能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患。為提高產(chǎn)品質(zhì)量、改進(jìn)產(chǎn)品性能，防止事故發(fā)生提供必要的信息和更可靠的數(shù)據(jù)。由于系統(tǒng)的工作環(huán)境比較惡劣，且對(duì)測(cè)量要求比較高，所以選擇合適的傳感器很重要。目前，國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、從集成化向智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展。智能溫度傳感器DS18B20正是朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。因此，智能溫度傳感器DS18B20作為溫度測(cè)量裝置

18、已廣泛應(yīng)用于人民的日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。美國DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片外加不銹鋼保護(hù)管封裝而成，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。有獨(dú)特的單線接口方式，DS1820在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS1820的雙向通訊；其測(cè)溫范圍 55125，固有測(cè)溫分辨率0.5；支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能；多個(gè)DS1820可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫；工作電源為35V/DC；在使用中不需要任何外圍元件。DS18B20的性能特點(diǎn)如下： (1)采用DALLAS公司獨(dú)特的單線接口方式：DS18B20與微處理器

19、連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊； (2)在使用中不需要任何外圍元件；(3)可用數(shù)據(jù)線供電，供電電壓范圍：+3.0V+5.5V；(4)測(cè)溫范圍：-55+125。固有測(cè)溫分辨率為0.5。當(dāng)在-10+85范圍內(nèi)，可確保測(cè)量誤差不超過0.5，在-55+125范圍內(nèi)，測(cè)量誤差也不超過2；(5)通過編程可實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字讀數(shù)方式；(6)用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值；(7)支持多點(diǎn)的組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫；(8)負(fù)壓特性，即具有電源反接保護(hù)電路。當(dāng)電源電壓的極性反接時(shí)，能保護(hù)DS18B20不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但此時(shí)芯片無法正常工

20、作；(9)DS18B20的轉(zhuǎn)換速率比較高，進(jìn)行9位的溫度值轉(zhuǎn)換只需93.75ms；(10)適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)；(11)內(nèi)含64位激光修正的只讀存儲(chǔ)ROM，扣除8位產(chǎn)品系列號(hào)和8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)之后，產(chǎn)品序號(hào)占48位。出廠前產(chǎn)品序號(hào)存入其ROM中。在構(gòu)成大型溫控系統(tǒng)時(shí)，允許在單線總線上掛接多片DS18B20。 (2)DS18B20引腳介紹圖2.3 DS18B20引腳 各引腳功能為：I/O為數(shù)據(jù)輸入/輸出端（即單線總線），它屬于漏極開路輸出，外接上拉電阻后，常態(tài)下呈高電平。UDD是可供選用的外部電源端，不用時(shí)接地，GND為地，NC空腳。 (3)DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20的

21、內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括7部分:寄生電源、溫度傳感器、64位激光（loser）ROM與單線接口、高速暫存器（即便筏式RAM，用于存放中間數(shù)據(jù)）、TH觸發(fā)寄存器和TL觸發(fā)寄存器，分別用來存儲(chǔ)用戶設(shè)定的溫度上下限值、存儲(chǔ)和控制邏輯、位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）發(fā)生器。圖2.4 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2.4.3 復(fù)位電路 為確保兩點(diǎn)間溫度控制系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般電路正常工作需要供電電源為5V±5%，即4.755.25V。復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其目的是使CPU及各專用寄存器處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)。如：把PC的內(nèi)容初始化為0000H

22、，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需要復(fù)位以使其恢復(fù)正常工作狀態(tài)。 RST端的外部復(fù)位電路有兩種操作方式：上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用上電復(fù)位，如圖2.5 所示,上電復(fù)位是直接將RST端通過電阻接高電平來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位。 圖2.5 復(fù)位電路 2.4.4 時(shí)鐘電路 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來提供單片機(jī)內(nèi)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)，時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)。 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來提供單片機(jī)片內(nèi)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)，時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路

23、形式得到:內(nèi)部振蕩和外部振蕩。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用內(nèi)部振蕩方式,如圖2.6所示。MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，引腳XTALl和XTAL2分別是此放大電器的輸入端和輸出端，由于采用內(nèi)部方式時(shí)，電路簡單，所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)際使用中常采用這種方式。圖2.6 時(shí)鐘電路 2.4.5 LED顯示電路 通過排阻與LED顯示器相連組成，電路圖如下圖2.7。圖2.7 LED顯示電路第3章 硬件電路設(shè)計(jì)當(dāng)接通電源以后，溫度傳感器正常工作，溫度傳感器將根據(jù)被測(cè)溫度的不同來采集不同的數(shù)據(jù)，然后將所采集到的數(shù)據(jù)傳送到比較器到中，然后由比較器將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成高低電平，在送入單片機(jī)，單

24、片機(jī)通過控制各個(gè)引腳電平的高低來來控制溫度的顯示輸出。整機(jī)電路圖如圖3.1。圖3.1 整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型的時(shí)候軟件也基本定下拉了，從軟件的功能不同，可以分為兩的類：一是主程序，它是整個(gè)軟件的核心，專門用來協(xié)調(diào)各個(gè)執(zhí)行模塊和操作者的聯(lián)系。二是子程序，它是用來完成各種實(shí)質(zhì)性的工作的，如測(cè)量、計(jì)算、顯示、通訊等。每一個(gè)執(zhí)行軟件就是一個(gè)小的執(zhí)行模塊，這里將每一個(gè)模塊一一列出來，并為每個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好以后，就可以規(guī)劃監(jiān)控軟件了。首先要根據(jù)系統(tǒng)的總體功能選擇一種最合適的主程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)時(shí)性的條件，合理安排監(jiān)控軟件和執(zhí)行軟件之間

25、的調(diào)度關(guān)系。 第4章 軟件設(shè)計(jì)4.1仿真與調(diào)試此設(shè)計(jì)的電路在Proteus軟件中進(jìn)行仿真，運(yùn)行Proteus的ISIS程序后，進(jìn)入該仿真軟件的主界面。主界面由菜單欄、工具欄、預(yù)覽窗口、元件選擇按鈕、元件列表窗口、原理圖繪制窗口和仿真進(jìn)程控制按鈕組成。通過元件選擇按鈕 P (從庫中選擇元件命令)命令，在彈出的 Pick Devices 窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對(duì)位置，對(duì)元件參數(shù)設(shè)置及元器件間連線，完成單片機(jī)系統(tǒng)的硬件原理圖繪制。4.2 程序方案 如下圖，此為溫度計(jì)流程圖，主程序見附錄三。第5章 總結(jié) 這次課程設(shè)計(jì)，主要是以STC89C51單片機(jī)為核心的，對(duì)溫度的檢測(cè)與顯示進(jìn)行

26、了簡單的設(shè)計(jì)與闡述。本次課程設(shè)計(jì)可以說是軟硬結(jié)合，又以硬件為主。當(dāng)今科技發(fā)展迅速，單片機(jī)開發(fā)有著光明的前景。由于單片機(jī)經(jīng)濟(jì)實(shí)用、開發(fā)簡便等特點(diǎn)依然在工業(yè)控制、家電等領(lǐng)域占據(jù)了廣泛的市場(chǎng)。所以我選擇這樣的設(shè)計(jì)課題，并且能通過此次設(shè)計(jì)來提高自己軟件編制和硬件電路設(shè)計(jì)的能力。在我完成這次課程設(shè)計(jì)的過程中，當(dāng)看到自己將專業(yè)知識(shí)用于解決實(shí)際的問題時(shí)，那份成就感和喜悅感是難以形容的。在這次實(shí)際的編程以及調(diào)試程序過程中，我發(fā)現(xiàn)自己學(xué)很多課本以外的東西。光靠自己在書本上所學(xué)過的這點(diǎn)知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，真正地認(rèn)識(shí)到了工作就是學(xué)習(xí)的道理。 通過這次對(duì)數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作，讓我們了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我們了解了

27、關(guān)于數(shù)字溫度計(jì)的原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個(gè)電路總要先用仿真，仿真成功之后才實(shí)際接線的。 但是最后的成品卻不一定與仿真時(shí)完全一樣，因?yàn)?，在?shí)際接線中有著各種各樣的條件制約著。并且，在仿真中無法成功的電路接法，在實(shí)際中因?yàn)樾酒旧淼奶匦远軌虺晒ΑＫ?，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。 通過這次學(xué)習(xí)，讓我們對(duì)各種電路都有了大概的了解，所以說，坐而言不如立而行，對(duì)于這些電路還是應(yīng)該自己動(dòng)手實(shí)際操作才會(huì)有深刻理解。  從這次的課程設(shè)計(jì)中，我真正的意識(shí)到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實(shí)際，把我們所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，學(xué)習(xí)單機(jī)片機(jī)更是如此，程序只有在經(jīng)常寫和讀的過程中才

28、能提高，這就是我在這次課程設(shè)計(jì)中的最大收獲。 這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我來說是一次比較全面的、富有創(chuàng)造性和探索性的鍛煉，令我深有感觸，對(duì)于我今后的學(xué)習(xí)、工作和生活都將是受益非淺的!參考文獻(xiàn)1 江世明.單片機(jī)原理與應(yīng)用.上海交通大學(xué)出版社.20132 朱清慧.電子線路設(shè)計(jì)、制版與仿真.清華大學(xué)出版社.2011.63 黃同成.程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與教程（C語言）.湖南人民出版社.2011.124 王東峰等.單片機(jī)C語言應(yīng)用100例M.北京電子工業(yè)出版社,20095 陳海宴.51單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京航空航天大學(xué)出版社.2010 6 胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.北京清華大學(xué)出版社.19967 高稚允，高岳.光電

29、檢測(cè)技術(shù)M.北京國防工業(yè)出版社.1983 8 康華光.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京高等教育出版社.2006 9 李平等.單片機(jī)入門與開發(fā)M.北京機(jī)械工業(yè)出版社.2008： 10 李增國.傳感器與檢測(cè)技術(shù)M.北京航空航天大學(xué)出版社.200911 鐘富昭等.8051單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)與應(yīng)用M.北京人民郵電出版社.2007 致 謝 本次課程設(shè)計(jì)能取得成功，與劉老師和同學(xué)們的幫助是分不開的，劉老師以其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)學(xué)風(fēng)要求我，使我受益匪淺。 在本次課程設(shè)計(jì)的過程中，無論是論文撰寫還是軟件設(shè)計(jì)劉老師都給與了很大的幫助和指導(dǎo)，從開始選擇課題，劉老師就按照自己的喜好和能力為我選擇最合適的課題，并且為我提供部分所需的

30、資料，為我講解大概框架，可見劉老師對(duì)工作是多么的認(rèn)真負(fù)責(zé)。論文寫完后，劉老師仔細(xì)檢查了內(nèi)容，做了詳細(xì)的講解，劉老師這種對(duì)工作兢兢業(yè)業(yè)的作風(fēng)，對(duì)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，將成為我以后工作和學(xué)習(xí)的榜樣。在此對(duì)劉老師致以最崇高的敬意。 感謝每一位教導(dǎo)過我的老師，感謝我的同窗們，感謝他們四年以來對(duì)我生活和學(xué)習(xí)上的幫助，正是老師的教導(dǎo)和同學(xué)們的幫助，讓我在邵陽學(xué)院度過了開心而豐富多彩的四年時(shí)光。 感謝我的家人，感謝他們對(duì)我的支持和鼓勵(lì)，讓我永不放棄。 最后，衷心感謝各位在百忙之中抽出時(shí)間的評(píng)委老師。附錄I 仿真結(jié)果附錄II 實(shí)物圖正面： 反面： 附錄III 主程序#include<reg52.h>

31、 #define ui unsigned int#define uc unsigned char /宏定義sbit DQ =P37; /定義DS18B20總線I/Obit bdata fuhao;uc qian,bai,shi,ge;uc code led=0x5F,0x44,0x9D,0xD5,0xC6,0xD3,0xDB,0x47,0xDF,0xD7;uc code led_dian=0x7f,0x64,0xbd,0xf5,0xe6,0xf3,0xfb,0x67,0xff,0xf7;=/*延時(shí)子程序*/void Delay(int num)while(num-) ;/*初始化DS18B20

32、*/void Init_DS18B20()DQ = 1; /DQ復(fù)位Delay(8); /稍做延時(shí)DQ = 0; /單片機(jī)將DQ拉低Delay(80); /精確延時(shí)，大于480usDQ = 1; /拉高總線Delay(40); /*讀一個(gè)字節(jié)*/uc ReadOneChar()uc i=0;uc dat = 0;for (i=8;i>0;i-)DQ = 0; / 給脈沖信號(hào)dat>>=1;DQ = 1; / 給脈沖信號(hào)if(DQ)dat|=0x80;Delay(4);return(dat);/*寫一個(gè)字節(jié)*/void WriteOneChar(uc dat)uc i=0;for (i=8; i>0; i-)DQ = 0;DQ = dat&0x01;Delay(5);DQ = 1;dat>>=1;/*讀取溫度*/ui ReadTemperature() ui a=0,b=0,t=0; float tt=0; Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xCC); /跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作 WriteOneChar(0x44); /啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xCC); /跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作 WriteOneChar(