89C51單片機課程設計

1、摘要摘 要： 隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)技術的發(fā)展及人們對生活環(huán)境要求的提高，人們也迫切需要檢測與控制溫度。本文通過采用蜂鳴器作為電聲元件的溫度報警器的設計，闡明了該裝置進行設計與制作的 具體過程及方法。這種溫度報警器結(jié)構(gòu)簡單，可操作性強，應用廣泛。工作時，溫度測量范圍為 5 38o C。當前環(huán)境溫度若超過設定的高溫臨界溫度，由單片機發(fā)出報警信號，從而防止帶來的不 必要的損失。造成高溫火災有：電氣線路短路、過載、接觸電阻過大等引發(fā)高溫或火災；靜電產(chǎn)生高溫或或 火災；雷電等強電侵入導致高溫或火災；最主要是機房內(nèi)電腦、空調(diào)等用電設備長時間工作，導致 設備老化，空調(diào)發(fā)生故障，而不能降溫；因此機房內(nèi)所屬的電子產(chǎn)品

2、發(fā)熱快，在短時間內(nèi)機房溫度 升高超出設備正常溫度，導致系統(tǒng)癱瘓或產(chǎn)生火災，這時溫度報警系統(tǒng)就會發(fā)揮應有的功能。關鍵詞：STC89C51單片機，數(shù)字控制，溫度計，DS18B20目錄3 錯誤! 未定義書簽。 錯誤! 未定義書簽。 錯誤! 未定義書簽。556677888摘要 .錯誤! 未定義書簽1 設計要求與方案論證 . 3設計要求 3基本方案 3單片機芯片的選擇 . 3溫度傳感器設計 . 2 主要元件介紹 . STC89C51 介紹STC89C51引腳介紹單片機最小系統(tǒng)： . DS18B20傳感器介紹DS18B20引腳介紹DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 數(shù)碼管介紹 數(shù)碼管概述 . 3 軟件部分 . 程序

3、流程圖 . 程序. 結(jié)論. 15參考文獻 . 16附錄 原理圖 . 171 設計要求與方案論證設計要求基本范圍OC -99 C ;數(shù)碼管直讀顯示；擴展功能：可以任意設定溫度的上下限報警功能?；痉桨?.2.1 單片機芯片的選擇由于單片機具有以下的很多優(yōu)點，被我們選定為制作該作品的首選芯片 單片機特點：（1）高集成度，體積小，高可靠性（2）控制功能強（3）低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品（4）易擴展（5）優(yōu)異的性能價格比本設計采用STC89C5芯片作為硬件核心。STC89C5內(nèi)部具有8KBROM存儲空間,512 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間，帶有2K字節(jié)的EEPROI存儲空間，可以通過串口下載數(shù)據(jù)。1.2

4、.2溫度傳感器設計 溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非 接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個階段； （1） 傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器 （含敏感 元件）； （2） 模擬集成溫度傳感器 /控制器； （3） 智能溫度傳感器。國際上新型溫度傳感器 正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。由于本設計是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應，在將隨被 測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行 A/D 轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機進行數(shù)據(jù)的處 理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種

5、設計需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路， 感溫電路比較麻煩。進而考慮到用溫度傳感器，在單片機電路設計中，大多都是使用傳 感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設計要求。2 主要元件介紹STC89C51 介紹2.1.1 STC89C51 引腳介紹 主電源引腳（ 2 根）VCC（P in 40）:電源輸入，接+ 5V電源GND（Pin20）:接地線 外接晶振引腳（2根）XTALI（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）:復位引腳，

6、引腳上出現(xiàn)2個機器周期的高電平將使單片機復位。ALEzPROG（Pin30）地址鎖存允許信號PSEN（Pi n29）:外部存儲器讀選通信號EAZVPP（Pin31）:程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令， 如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。 可編程輸入Z輸出引腳（32根）STC89C5單片機有4組8位的可編程IZO 口，分別位P0 P1、P2、P3 口，每個口 有 8 位（8根引腳），共 32根。P0 口（ Pin39Pin32）: 8位雙向I/O 口線，名稱為P1 口（PinlPin8）: 8位準雙向I/O 口線，名稱為P2 口（ Pin21Pin28）: 8位準雙向I

7、/O 口線，名稱為P3 口（Pin10Pin17）: 8位準雙向I/O 口線，名稱為圖1: STC89C5封裝圖2.1.2 單片機最小系統(tǒng)當在STC89C51單片機的RST引腳引入高電平并保持2個機器周期時，單片機內(nèi)部就執(zhí)行復位操作，按鍵手動復位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復位是通過 RST端經(jīng)過電阻與電源VCC接通而實現(xiàn)的。最小系統(tǒng)如圖 2所示。圖2 單片機最小系統(tǒng)電路電路以STC89C5單片機最小系統(tǒng)為控制核心，測溫電路由DS18B20提供，輸入部分采用三個獨立式按鍵S1、S2、S3o數(shù)碼管顯示部分。具體電路連接，見附錄 1。DS18B20傳感器介紹2.2.1 DS18B20 引腳介

8、紹圖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，不用時接地，GND為地，NC空腳。2.2.2 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20勺內(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，分別用來存儲用戶設定的溫度上下限值、 存儲和控制邏輯、位循環(huán)冗余 校驗碼（CRC發(fā)生器。圖4： DS18B2（內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)碼管介紹數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件，其基本單元是

9、發(fā)光二極管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段 數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點 顯示）；按能顯示多少個“ 8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 （CoM的數(shù)碼管，共陽數(shù)碼管在應用 時應將公共極COMS到+5V,當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點 亮，當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極 管的陰極接到一起形成公共陰極（CO M的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應用時應將公共極COM接到地線GNDh,當某一字段發(fā)光

10、二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮，當某一 字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。2.3.1數(shù)碼管概述圖5:數(shù)碼管數(shù)碼顯示器是一種由LED發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件，它使用了8個Led發(fā)光二極管，其中七個用于顯示字符，一個顯示小數(shù)點，所以通稱為七段發(fā)光二極管數(shù) 碼顯示器。4位一體數(shù)碼管，其內(nèi)部段已連接好，引腳如圖所示（數(shù)碼管的正面朝自己， 小數(shù)點在下方）。a、b、c、d、e、f、g、dp為段引腳，S1、S2、S3、S4分別表示四個 數(shù)碼管的位。3軟件設計程序流程圖圖6:程序流程圖程序#include <>#define uint unsigned int#define UChar UnSigned Char5F3c12M7F7F7F1A3c片機原理及應用M.廣州：華南理工大學出版社 ,1022 李慶亮 .C 語言程序設計實用教程 M. 北京：機械工業(yè)出版社 ,583 楊志忠 . 數(shù)字電子技術 M. 北京： 高等教育出版社 ,1324 及力Protel 99 SE原理圖與PCB設計教程M.北京：電子工業(yè)出版社，1505 徐江海 . 單片機實用教