基于STCC單片機的數(shù)字溫計

1、 基于STC89C52單片機的數(shù)字溫度計 成員姓名： 鄒遠淳 徐冰 孫順新 唐高峰 專業(yè)班級： 自動化2班 指導教師： 楊偉新目錄摘要·······································

2、;···········P11緒論······································

3、···········P2 2系統(tǒng)組成及工作原理···································P3 2.1總體設計方

4、案········································P3 2.2系統(tǒng)模塊組成········

5、;································P33系統(tǒng)電路設計················&#

6、183;························P4 3.1 STC89C52單片機主控制器·····················

7、3;········P4 3.2 LED數(shù)碼管顯示模塊···································P5 3.3溫度檢測模塊··

8、;·······································P74系統(tǒng)軟件設計·········&#

9、183;·······························P85系統(tǒng)測試·················&

10、#183;···························P9 5.1主要指標測試····················&

11、#183;····················P9 5.2測試結(jié)果分析···························&

12、#183;·············P9參考文獻···································&

13、#183;·············P10附錄···································&#

14、183;··············P11 基于STC89C52單片機的數(shù)字溫度 專業(yè)：自動化 成員姓名：鄒遠淳 徐冰 孫順新 唐高峰 指導教師：楊偉新摘 要 溫度的檢測是工業(yè)生產(chǎn)中比較典型的應用之一，隨著傳感器在生產(chǎn)和生活中的更加廣泛的應用，利用新型數(shù)字溫度傳感器實現(xiàn)對溫度的測試與控制得到更快的開發(fā)。本文設計了一種基于STC89C52單片機的溫度檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)將溫度傳感器DS18B20接在控制器的端口上，對溫度進行采集，將采集到的溫度值顯示在LED數(shù)碼

15、管上。經(jīng)實驗測試表明，該系統(tǒng)設計和布線簡單，結(jié)構緊湊，有可讀性高，反應速度快，測量準確，抗干擾能力強，性價比高，擴展方便等優(yōu)點，具有關闊的應用前景。關鍵詞 STC89C52，數(shù)字溫度計，DS18B20ABSTRACT Temperature detection is one of typical application in industrial production.As the sensor is more widely used in the production and life,Using new digital temperature sensor for temperature

16、test and temperature control get faster developed.This paper designs a temperature detection based on STC89C52 single-chip microcomputer system.The system will be the temperature sensor DS18B20 connect to a port on the controller,collect temperature,collected temperature value will be displayed on t

17、he LED digital tube.Through experimental tests,the system design and wiring is simple,compact-sized,there are readable,quick response,accurate measurement,high EFT,high cost performance,convenient extension and other benefits,it has a sprawling application prospect. Key Words: STC89C52，Digital therm

18、ometer，DS18B20 1緒論隨著人民生活水平的不斷提高，單片機控制無疑是人們追求的目標之一，它所給人帶來的方便是不可否定的，其中數(shù)字溫度計就是一個典型的例子。 單片機控制溫度檢測系統(tǒng)的溫感系統(tǒng)主要是DS18B20芯片，該芯片由一根總線控制，電壓范圍為3.0v-5.5v。DS18B20具有測溫方便、測溫范圍廣、測溫精度高等特點。出于對此類問題的探索，我們設計并制作了此溫度檢測系統(tǒng)。 本設計所介紹的數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準確。其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準確的場所，該設計控制器模塊主要使用STC89C52單片機，測溫傳感模塊使用DS18B

19、20;顯示模塊使用LED數(shù)碼管，可以只管、準確的顯示所測溫度值。2系統(tǒng)組成及工作原理1總體設計方案經(jīng)分析，將系統(tǒng)分為兩個部分，一個是由溫度傳感器DS18B20組成的檢測部分，另一個是由單片機和LED數(shù)碼管組成的主控與顯示部分。如圖所示DS18B20將檢測到的數(shù)據(jù)送到單片機，單片機對接收到的數(shù)據(jù)進行處理并送到1602顯示，6V電源給各個部分供電。 圖2-1 系統(tǒng)總設計圖2系統(tǒng)模塊組成本系統(tǒng)由單片機主控電路、DS18B20溫度檢測模塊、LED數(shù)碼管顯示模塊3部分組成。3系統(tǒng)電路設計1 STC89C52單片機主控制器 STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程

20、Flash 存儲器。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用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標準功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復位電路，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構，全雙工串行口。另外 STC89X52 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

21、下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率35Mhz，6T/12T可選。STC89C52引腳圖如下所示： 圖3-1 STC89C52引腳圖 STC89C52單片機主控電路原理圖如下： 圖3-2 STC89C52單片機主控電路原理圖單片機主控模塊包括了振蕩電路、復位電路，同時接入了各個模塊的接口，保證了整個系統(tǒng)的靈活性。單片機是整個系統(tǒng)的控制中樞，它指揮外圍器件協(xié)調(diào)工作，從而完成特定的功能。硬件實現(xiàn)上采用模塊化設計，每一模塊只實現(xiàn)一個特定功能，最后再將各個模塊搭接在一起。這種設計方法可以降低系統(tǒng)設計的復雜性。控制電路的核心器件是由STC公司生產(chǎn)的STC89C52單片機，屬于MCS-51系列。STC8

22、9C52是一種低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器，采用的工藝是Atmel公司的高密度非易失存儲器技術；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用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案；價格低廉、性能可靠、抗干擾能力強。因此廣泛應用于工業(yè)控制和嵌入式系統(tǒng)中。 3.2 LED數(shù)碼管顯示模塊LED數(shù)碼管原理圖如下所示： 圖3-3 LED數(shù)碼管原理圖下面左圖為實驗板其中一只數(shù)碼管，而右圖為數(shù)碼管的內(nèi)部接法，也就是前面所說的共陽極。當要其顯示“1”時，只需

23、置B 與C 為低電平，而其它的為高電平；當要顯示“2”時，只需置ABGED 為低電平，而其它的為高電平；當要顯示“8”時，就除了小數(shù)點以外全部為低電平；如此類推。 圖3-4 數(shù)碼管 圖3-5 數(shù)碼管的內(nèi)部接法下面我們來系統(tǒng)地介紹一下在單片機應用電路中最為實用的 LED 數(shù)碼管顯示方法“動態(tài)掃描”。什么是動態(tài)掃描？就是所要工作的若干個數(shù)碼管輪流顯示，只要輪流顯示的速度足夠快，每秒約50 次以上，由于人眼的 “視覺暫留” 特性，看起來就像是連續(xù)顯示，這樣稱為動態(tài)掃描。這種顯示方式在數(shù)碼管應用系統(tǒng)中應用得最為廣泛。 圖3-6 動態(tài)掃描電路 圖3-7 動態(tài)掃描的工作時序左圖為共陽極的動態(tài)掃電路，而右圖

24、則為電路的工作時序。下面我們來分析一下動態(tài)掃描的工作原理。在電路中T1T2T3 為用作開關作用，當B極dig1dig2dig3 為低電平時導通，為高電平時截止，三個電阻為限流電阻。下面我們從圖5-15 來理解一下動態(tài)掃描的工作原理。第一：首先顯示個位，在單片機中將dig1 置低電平，而dig2 與dig3 置高電平，所以只有T1 導通，而T2 與T3 則截止，同時在段碼ag 中輸出相應段碼的低電平，那么在數(shù)碼管中只有個位顯示，而相應的十位與百位則沒有顯示。第二：顯示十位，在單片機中將dig2 置低電平，而dig1 與dig3 置高電平，所以只有T2 導通，而T1 與T3 則截止，同時在段碼ag

25、 中輸出相應段碼的低電平，那么在數(shù)碼管中只有十位顯示，而相應的個位與百位則沒有顯示。第三：顯示百位，在單片機中將dig3 置低電平，而dig1 與dig2 置高電平，所以只有T3 導通，而T1 與T2 則截止，同時在段碼ag 中輸出相應段碼的低電平，那么在數(shù)碼管中只有百位顯示，而相應的個位與十位則沒有顯示。3.3溫度檢測模塊 DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點如下：獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信；多

26、個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；無須外部器件；可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.05.5；零待機功耗；溫度以或位數(shù)字；用戶可定義報警設置；報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；DSB接線圖如下所示： 圖3-8 DSB接線圖 4系統(tǒng)軟件設計設計中使用德國Keil公司出品的Keil uVision編程軟件，它是業(yè)內(nèi)對51系列單片機編程的常用工具。下載器為STC公司的專用程序下載器，與使用的STC89C52RC單片機兼容。 5系統(tǒng)測試5.1主要指標測試本系統(tǒng)測量范圍為-55.0-99.

27、9,報警溫度值設定范圍為0-99，溫度誤差為0.1。5.2測試結(jié)果分析通過測試，與標準儀器所測得的溫度相比較，可得系統(tǒng)的誤差為信號傳輸過程中可能存在誤碼，及誤判。 參考文獻【1】 康華光 電子技術基礎，高等教育出版社，第二版，數(shù)字部分【2】 康華光 電子技術基礎，高等教育出版社，第五版，模擬部分 【3】 譚浩強 C程序設計教程，清華大學出版社，第一版 【4】 張毅剛 單片機原理及應用，高等教育出版社【5】 郭天祥 新概念51單片機C語言教程:入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略，電子工業(yè)出版社附 錄附錄1 系統(tǒng)圖 圖10 系統(tǒng)完整原理圖 圖11 LED數(shù)碼管顯示模塊原理圖 圖12 DS18B20溫度檢

28、測模塊原理圖附錄2、程序源代碼#include<reg52.h>unsigned char m,n,p;sbit DQ=P23;/定義DS18b20的管腳sbit L1=P27;/定義控制數(shù)碼管的管腳sbit L2=P26;sbit L3=P25;sbit L4=P24;unsigned char table=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x7f,0xbf,0xa7;/0-9數(shù)字，后面為". - C"/*延時子程序*/void Delay_DS18B20(int num) while(num

29、-) ;/*初始化DS18B20*/void Init_DS18B20(void) unsigned char x=0; DQ = 1; /DQ復位 Delay_DS18B20(8); /稍做延時 DQ = 0; /單片機將DQ拉低 Delay_DS18B20(80); /精確延時，大于480us DQ = 1; /拉高總線 Delay_DS18B20(14); x = DQ; /稍做延時后，如果x=0則初始化成功，x=1則初始化失敗 Delay_DS18B20(20);/*讀一個字節(jié)*/unsigned char ReadOneChar(void) unsigned char i=0; un

30、signed char dat = 0; for (i=8;i>0;i-) DQ = 0; / 給脈沖信號 dat>>=1; DQ = 1; / 給脈沖信號 if(DQ) dat|=0x80; Delay_DS18B20(4); return(dat);/*寫一個字節(jié)*/void WriteOneChar(unsigned char dat) unsigned char i=0; for (i=8; i>0; i-) DQ = 0; DQ = dat&0x01; Delay_DS18B20(5); DQ = 1; dat>>=1; /*讀取溫度*/unsigned int ReadTemperature(void