級_單片機課程設計_學生.doc

1、11級_單片機課程設計指導老師:廖迎新設計題目:高精度電子溫度計設計要求：利用單片機STC12C5608AD、溫度傳感器DS18B20和數(shù)碼塊等，設計一個智能溫度檢測器。元件清單:元件型號、參數(shù)圖中標號數(shù)量10uF電解電容C5，C7，CR130。1 uF電容C6,C823位單排針座CON3139 pF 電容（貼片)CY1，CY22發(fā)光二級管D1713位單排針座（DS18B20）JK112位共陰數(shù)碼塊LED1, LED222位單排針座（電源）POWER118050 NPN三極管Q2，Q3，Q4,Q5410kW/5.1kW 電阻(貼片)R17,RST1321kW電阻RS1，RS2，RST2，RST

2、3，RST9，RST106510W 電阻RST1，RST4，RST5，,RST6，RST7，RST8,RST11,RST12, R189撥動開關S11復位按鈕ST11STC12C5608ADU21STC12C5608AD插座1個12MHz 晶振Y11電源線1根下載器1個硬件電路：程序設計：1、數(shù)碼塊驅動² STC12C5410AD單片機上電復位后為準雙向口/弱上拉模式，2V以上為高電平，0。8V以下為低電平.每個I/O口驅動能力可達20mA,但整個芯片不得超過55mA(或90mA）。I/O口工作方式設定如下（n=3,2,1,0)P3M07：0P3M17：0I/O口模式00準雙向口01

3、強推挽輸出10僅輸入11開漏l P3寄存器可位尋址,P3M1、P3M0不可位尋址.P2口設定：P2M1,P2M0.P2寄存器可位尋址，P2M1、P2M0不可位尋址。P1口設定:P1M1，P1M0。P1寄存器可位尋址，P1M1、P1M0不可位尋址。P0口設定：P0M1，P0M0。P0寄存器可位尋址，P0M1、P0M0不可位尋址。P2M0=0x00; /P2口設為推挽模式，提高數(shù)碼塊亮度P2M1=0xff；P3M0=0x00; /P3口設為推挽模式P3M1=0xff；2、DS18B20訪問圖2 溫度采樣流程圖發(fā)DS18B20復位信號發(fā)跳過ROM命令CCH發(fā)讀溫度命令BEH發(fā)啟動轉換命令44HY轉換

4、結束否否？N發(fā)DS18B20復位信號發(fā)跳過ROM命令CCH接收并保存溫度數(shù)據(jù) 返回圖1 主程序流程圖T0初始化，實現(xiàn)4ms定時(每個數(shù)碼塊顯示時間)開T0溢出中斷，并啟動T0調整顯存采樣時間到否？Y對溫度采樣TR0=0（禁止中斷）TR0=1（開中斷）對采樣數(shù)據(jù)進行處理,采樣標志清零N圖3 T0中斷服務子程序Y返回顯示1位數(shù)，并準備下次顯示數(shù)的序號采樣標志置11s到否？開始Nl INITIALIZATION TIMINGl READ/WRITE TIME SLOT TIMING負數(shù)補碼取反+1=負數(shù)原碼大小(負數(shù)補碼-1)取反=負數(shù)原碼大小YDQ0=0，之后延時2us返回DQ0=1，之后延時2u

5、s保存接收到的1位數(shù)據(jù)，之后延時120us接收完8位否？開始N圖4讀1個字節(jié)NYDQ0=0，之后延時2us返回DQ0=1，之后延時2us發(fā)送1位數(shù)據(jù)，之后延時120us發(fā)送完8位否？開始圖5寫1個字節(jié)TEMPERATURE REGISTER FORMATbit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0LS Byte232221202-1222324bit15bit14bit13bit12bit11bit10bit9bit8MS ByteSSSSS262524TEMPERATURE/DATA RELATIONSHIPTEMPERATUREDIGITAL OUTPUT（Binary

6、）DIGITAL OUTPUT（Hex）+125°C0000 0111 1101 000007D0h+85°C*0000 0101 0101 00000550h+25.0625°C0000 0001 1001 00010191h+10。125°C0000 0000 1010 001000A2h+0。5°C0000 0000 0000 10000008h0°C0000 0000 0000 00000000h-0.5°C1111 1111 1111 1000FFF8h-10。125°C1111 1111 0101 11

7、10FF5Eh-55°C1111 1100 1001 0000FC90h開發(fā)工具Keil開發(fā)工具選擇Intel80C51芯片，在源文件中加“#include<STC12C5608AD。H”STCISPV4。83下載工具MCU Type ® COM ® 打開程序文件® DOWNLOAD/下載CP2102下載器驅動軟件程序1。Cinclude reg51。h>define uint unsigned intvoid delay(uint i)/延時函數(shù) while（i);void main(）delay(1000）；程序1.C的反匯編程序:傳統(tǒng)1

8、2T的8051模式(1T模式）LJMP STARTUPSTARTUP ：MOV R0,#0X7FCLR AIDATALOOP:MOV R0，ADJNZ R0, IDATALOOPMOV SP，0X07LJMP MAINMAIN：MOV R7，#0xE8; 12TOSC（2 TOSC)MOV R6，#0x03; 12TOSC(2 TOSC）LJMP DELAY; 24TOSC(4 TOSC)DELAY： MOV A,R7; 12 TOSC(1 TOSC）DEC R7； 12 TOSC（3 TOSC）MOV R4,0X06; 24TOSC（4 TOSC）JNZ D1； 24 TOSC(3 TOSC

9、）DEC R6; 12 TOSC（3TOSC)D1：ORL A,R4; 12 TOSC（2 TOSC）JNZ DELAY； 24 TOSC（3 TOSC）（若R6,R7都減到0，退出）RET； 24 TOSC（4 TOSC）R6=y,R7=x時，延遲時間=48+108x+108256+12* y+12 +24 （TOSC)=84+108*（y256+x）+12y （TOSC)（或8+16x +16*256+3 * y +3+4=15+16*(y256+x)+3y （TOSC)）附錄A 電阻電容參數(shù)識別一、電阻1、電阻的參數(shù)標注方法有3種，即數(shù)標法、色標法和直標法。1）數(shù)標法。主要用于貼片等小體

10、積電路，如:472 表示 47×100（即4。7K）； 104則表示100K2)色環(huán)標注法.常用的有四色環(huán)電阻 五色環(huán)電阻(精密電阻）。色環(huán)順序識別技巧：（1)最常用的表示電阻誤差的顏色是：金、銀、棕，金環(huán)和銀環(huán)絕少用做電阻色環(huán)的第一環(huán),所以電阻上若有金環(huán)和銀環(huán)，則這是最末一環(huán)。 （2）棕色環(huán)是否是誤差標志的判別?？梢愿鶕?jù)色環(huán)之間的間隔判別：如一個五道色環(huán)的電阻，第五環(huán)和第四環(huán)之間的間隔比第一環(huán)和第二環(huán)之間的間隔要寬一些。 （3）利用電阻的生產(chǎn)序列值加以判別.如一個電阻的色環(huán)讀序是：棕、黑、黑、黃、棕，其值為：100×104=1M誤差為1，屬于正常的電阻系列值，若是反順序讀

11、：棕、黃、黑、黑、棕，其值為140×100=140，誤差為1.顯然后一種排序的電阻值在生產(chǎn)系列中沒有,故后一種色環(huán)順序不對。四色環(huán)電阻:如“棕 紅 紅 金”，則阻值為12×102=1。2K，誤差為±5% 五色環(huán)電阻：如“紅 紅 黑 棕 金”，則阻值為220×101=2。2K，誤差為±5%二、電容1、電容的參數(shù)標注方法有3種,即數(shù)標法、色標法和直標法。大容量電容的容量值直接標明，如10 uF/16V小容量電容的容量值用字母表示或數(shù)字表示字母表示法：1m=1000 uF，1P2=1.2PF，1n=1000PF 數(shù)字表示法：一般用三位數(shù)字表示容量大小

12、,前兩位表示有效數(shù)字,第三位數(shù)字是倍率。如：102表示10×102PF=1000PF，224表示22×104PF=0.22 uF（其中：1F=103 mF =106 uF =109 nF =1012 pF）2、電容容量誤差表符號 F G J K L M允許誤差 ±1 ±2% ±5% ±10 ±15 ±20%如:一瓷片電容為104J表示容量為0。 1 uF、誤差為±5%。 附錄B STC12C5608AD單片機² STC12C5608AD:工作電壓3.55。5V，4KB Flash程序存儲器,76

13、8Bytes SRAM,8路10位A/D轉換電路等。² 若用戶板使用外部晶振，必須在下載程序時，在“STCISP”下載軟件界面設置“外部晶體或時鐘”。² STC12C5608AD是1T的8051單片機,為了兼容傳統(tǒng)的8051，定時器0和定時器1在復位后是傳統(tǒng)8051的速度，即12分頻。² STC12C5608AD單片機上電復位后為準雙向口/弱上拉模式，2V以上為高電平，0.8V以下為低電平。每個I/O口驅動能力可達20mA，但整個芯片不得超過55mA。I/O口工作方式設定如下（n=3,2,1,0）P3M07:0P3M17：0I/O口模式00準雙向口01強推挽輸出1

14、0僅輸入11開漏舉例：MOV P3M0，10100000B；MOV P3M1，#11000000BP3。7為開漏，P3。6為強推挽輸出，P3。5為高阻輸入,/P3。4/ P3.3/ P3。2/ P3.1/ P3.0為準雙向口。l P3寄存器可位尋址，P3M1、P3M0不可位尋址。P2口設定：P2M1,P2M0。P2寄存器可位尋址，P2M1、P2M0不可位尋址。P1口設定：P1M1，P1M0。P1寄存器可位尋址，P1M1、P1M0不可位尋址。P0口設定:P0M1，P0M0。P0寄存器可位尋址，P0M1、P0M0不可位尋址。附錄C STC12C5410AD單片機² STC12C5410A

15、D：工作電壓3。5-5。5V,10KB Flash程序存儲器,512Bytes SRAM，8路10位A/D轉換電路等。² STC12C5410AD是1T的8051單片機，為了兼容傳統(tǒng)的8051，定時器0和定時器1在復位后是傳統(tǒng)8051的速度，即12分頻.² STC12C5608AD單片機上電復位后為準雙向口/弱上拉模式，2V以上為高電平,0.8V以下為低電平。每個I/O口驅動能力可達20mA,但整個芯片不得超過55mA。I/O口工作方式設定如下(n=3，2，1,0)P3M07:0P3M17：0I/O口模式00準雙向口01強推挽輸出10僅輸入11開漏舉例：MOV P3M0，#

16、10100000B；MOV P3M1,11000000BP3。7為開漏，P3.6為強推挽輸出,P3。5為高阻輸入，/P3。4/ P3.3/ P3.2/ P3。1/ P3。0為準雙向口。l P3寄存器可位尋址，P3M1、P3M0不可位尋址.P2口設定：P2M1，P2M0。P2寄存器可位尋址，P2M1、P2M0不可位尋址。P1口設定:P1M1，P1M0。P1寄存器可位尋址，P1M1、P1M0不可位尋址。P0口設定：P0M1，P0M0。P0寄存器可位尋址,P0M1、P0M0不可位尋址。附錄D DS1820* DQ（引腳2）：數(shù)據(jù)輸入輸出引腳，漏極開路。單線總線要求5k左右的上拉電阻。 DS1820的

17、兩種充電方式：1） DQ充電方式。DQ=H，給內部電容充電；L停止充電.2）用外部5V 電源供電.* DS1820 8位數(shù)據(jù)發(fā)送順序:先低位D0，再高位圖1 DS1820 方框圖DS18B20 內部寄存器陣列1) 暫存存貯器0Temp_read低字節(jié)1Temp_read高字節(jié)2高限報警溫度值TH3低限報警溫度值TL4保留5保留6計數(shù)(Count_remain）7單位溫度計數(shù)（Count_per_c）8CRC* 2、3字節(jié)：是TH 、TL 的易失性拷貝,在每一次上電復位時被刷新。* 7字節(jié)：是計數(shù)寄存器，用于獲得較高的溫度分辨率。 8字節(jié)：為循環(huán)冗余校驗CRC 字節(jié)它，是前面8 個字節(jié)的CRC

18、值。 DS1820在1 秒（典型值)內把溫度變換為數(shù)字。溫度數(shù)字輸出/二進制數(shù)字輸出十六進制+12500000000 1111101000FAh+2500000000 001100100032h+1/200000000 000000010001h+000000000 000000000000h1/211111111 11111111FFFFh-2511111111 11001110FFCEh-5511111111 10010010FF92h溫度/數(shù)據(jù)關系（數(shù)字輸出=(溫度/2）的補碼)小數(shù)：0, 0.0 1, 0.57位整數(shù)8位符號高精度溫度計算公式：* 訪問DS1820 的協(xié)議：初始化ROM

19、 操作命令存貯器操作命令處理/數(shù)據(jù)1) 初始化：總線主機發(fā)一復位脈沖(最短為480µ s 的低電平信號）后，釋放總線；DS1820檢測到I/O 引腳的上升沿后，等待1560µs,接著送出存在脈沖(60-240µs 的低電平信號）。2) ROM 操作命令：主機檢測到從屬器件存在,可發(fā)器件ROM 操作命令之一：（1） Read ROM(讀ROM） 33h：主機讀DS1820 的8 位產(chǎn)品系列編碼、48 位序列號以及8 位CRC。(2） Match ROM( 符合 ROM) 55h：命令后繼以64 位的ROM 數(shù)據(jù)序列，允許總線主機對多點總線上特定的DS1820尋址,只

20、有與64 位ROM 序列嚴格相符的DS1820 才能對后繼的存貯器操作命令作出響應,所有與64位ROM 序列不符的從片將等待復位脈沖；（3） Skip ROM( 跳過ROM ) CCh：允許主機不提供64 位ROM 編碼而訪問存儲器；(4） Search ROM( 搜索ROM) F0h：允許主機使用一種消去elimination 處理來識別總線上所有從片的64 位ROM 編碼；（5) Alarm Search（告警搜索） ECh：命令流程與搜索ROM 命令相同，但僅在最近一次溫度測量出現(xiàn)告警的情況下，DS1820才對此命令作出響應，告警的條件定義為溫度高于TH 或低于TL.只要DS1820 一

21、上電，告警條件就保持在設置狀態(tài)，直到另一次溫度測量顯示出非告警值或者改變TH 或TL 的設置，使得測量值再一次位于允許的范圍之內,貯存在EEPROM 內的觸發(fā)器值用于告警. 3) 存貯器操作命令指令代碼說明單總線的操作注溫度變換44h啟動溫度變換讀溫度轉換狀態(tài):0,DS1820忙；1,溫度變換完成溫度變換需要2 秒鐘讀暫存存儲器BEh從暫存存儲器讀字節(jié)讀9 字節(jié)數(shù)據(jù)始于字節(jié)0，直至字節(jié)8（CRC）。寫暫存存儲器4Eh寫字節(jié)至暫存存儲器2 和3處（TH 和TL 溫度觸發(fā)器）寫數(shù)據(jù)至地址2和3的2 個字節(jié)復制暫存存儲器43h把暫存存儲器復制到非易性存儲器E2PROM(僅地址2和3）讀復制狀態(tài)重新調

22、出E2PROME3h把貯存在非易失性存儲器內的數(shù)值重新調入暫存存儲器（溫度觸發(fā)器)讀溫度忙狀態(tài)讀電源B4h發(fā)DS1820 電源方式的信號至主機讀電源狀態(tài)存儲器操作舉例:溫度變換與內插假定采用外部電源，且僅有一個DS1820主機方式數(shù)據(jù)（LSB在先)注 釋TXCCh跳過ROM命令TX44h啟動溫度變換命令RX1 個數(shù)據(jù)字節(jié)讀“忙”標志3 次。主機連續(xù)讀字節(jié)或位，直至數(shù)據(jù)為FFh（溫度變換完成)TXReset （復位） 復位脈沖（最短為480µ s 的低電平信號）RXPresence（存在）存在脈沖（60240µs 的低電平信號）TXCCh 跳過ROM命令TXBEh Read Scratchpad 讀暫存存儲器命令RX9 個數(shù)據(jù)字節(jié)讀整個暫存存儲器。主機計算從暫存存