基于STC89C52單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)

1、精選文檔 基于STC89C52單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì) 成員姓名： 鄒遠(yuǎn)淳 徐冰 孫順新 唐高峰 專業(yè)班級： 自動(dòng)化2班 指導(dǎo)教師： 楊偉新目錄摘要P11緒論P(yáng)2 2系統(tǒng)組成及工作原理P3 2.1總體設(shè)計(jì)方案P3 2.2系統(tǒng)模塊組成P33系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)P4 3.1 STC89C52單片機(jī)主控制器P4 3.2 LED數(shù)碼管顯示模塊P5 3.3溫度檢測模塊P74系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)P85系統(tǒng)測試P9 5.1主要指標(biāo)測試P9 5.2測試結(jié)果分析P9參考文獻(xiàn)P10附錄P11 基于STC89C52單片機(jī)的數(shù)字溫度 專業(yè)：自動(dòng)化 成員姓名：鄒遠(yuǎn)淳 徐冰 孫順新 唐高峰 指導(dǎo)教師：楊偉新摘 要 溫度的檢測是工業(yè)生產(chǎn)中比較典

2、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，利用新型數(shù)字溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對溫度的測試與控制得到更快的開發(fā)。本文設(shè)計(jì)了一種基于STC89C52單片機(jī)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(jìn)行采集，將采集到的溫度值顯示在LED數(shù)碼管上。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試表明，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)和布線簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，有可讀性高，反應(yīng)速度快，測量準(zhǔn)確，抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高，擴(kuò)展方便等優(yōu)點(diǎn)，具有關(guān)闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞 STC89C52，數(shù)字溫度計(jì)，DS18B20ABSTRACT Temperature detection is one of typical application in

3、industrial production.As the sensor is more widely used in the production and life,Using new digital temperature sensor for temperature test and temperature control get faster developed.This paper designs a temperature detection based on STC89C52 single-chip microcomputer system.The system will be t

4、he temperature sensor DS18B20 connect to a port on the controller,collect temperature,collected temperature value will be displayed on the LED digital tube.Through experimental tests,the system design and wiring is simple,compact-sized,there are readable,quick response,accurate measurement,high EFT,

5、high cost performance,convenient extension and other benefits,it has a sprawling application prospect. Key Words: STC89C52，Digital thermometer，DS18B20 1緒論隨著人民生活水平的不斷提高，單片機(jī)控制無疑是人們追求的目標(biāo)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(jì)就是一個(gè)典型的例子。 單片機(jī)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

6、等特點(diǎn)。出于對此類問題的探索，我們設(shè)計(jì)并制作了此溫度檢測系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準(zhǔn)確。其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準(zhǔn)確的場所，該設(shè)計(jì)控制器模塊主要使用STC89C52單片機(jī)，測溫傳感模塊使用DS18B20;顯示模塊使用LED數(shù)碼管，可以只管、準(zhǔn)確的顯示所測溫度值。2系統(tǒng)組成及工作原理1總體設(shè)計(jì)方案經(jīng)分析，將系統(tǒng)分為兩個(gè)部分，一個(gè)是由溫度傳感器DS18B20組成的檢測部分，另一個(gè)是由單片機(jī)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(jī)，單片機(jī)對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并送到1602顯示，6V電

7、源給各個(gè)部分供電。 圖2-1 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)圖2系統(tǒng)模塊組成本系統(tǒng)由單片機(jī)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(shè)計(jì)1 STC89C52單片機(jī)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Flash 存儲(chǔ)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(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)

8、器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，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。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)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(jī)主控電路原理圖如下： 圖3-2 STC89C52單片機(jī)主控電路原理圖單片機(jī)主控模塊包括了振蕩電路、復(fù)位電路，同時(shí)接入了各個(gè)模塊的接口，保證了整個(gè)系統(tǒng)的靈活性。單片機(jī)是整個(gè)

9、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(shí)現(xiàn)上采用模塊化設(shè)計(jì)，每一模塊只實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定功能，最后再將各個(gè)模塊搭接在一起。這種設(shè)計(jì)方法可以降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性?？刂齐娐返暮诵钠骷怯蒘TC公司生產(chǎn)的STC89C52單片機(jī)，屬于MCS-51系列。STC89C52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(chǔ)器，采用的工藝是Atmel公司的高密度非易失存儲(chǔ)器技術(shù)；片上Flash允許程序存儲(chǔ)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(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決

10、方案；價(jià)格低廉、性能可靠、抗干擾能力強(qiáng)。因此廣泛應(yīng)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(shí)驗(yàn)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(dāng)要其顯示“1”時(shí)，只需置B 與C 為低電平，而其它的為高電平；當(dāng)要顯示“2”時(shí)，只需置ABGED 為低電平，而其它的為高電平；當(dāng)要顯示“8”時(shí)，就除了小數(shù)點(diǎn)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(jī)應(yīng)用電路中最為實(shí)用的 LED 數(shù)碼管顯示方法“動(dòng)態(tài)掃描”。什么是動(dòng)態(tài)掃描？就是所要工作的

11、若干個(gè)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(dòng)態(tài)掃描。這種顯示方式在數(shù)碼管應(yīng)用系統(tǒng)中應(yīng)用得最為廣泛。 圖3-6 動(dòng)態(tài)掃描電路 圖3-7 動(dòng)態(tài)掃描的工作時(shí)序左圖為共陽極的動(dòng)態(tài)掃電路，而右圖則為電路的工作時(shí)序。下面我們來分析一下動(dòng)態(tài)掃描的工作原理。在電路中T1T2T3 為用作開關(guān)作用，當(dāng)B極dig1dig2dig3 為低電平時(shí)導(dǎo)通，為高電平時(shí)截止，三個(gè)電阻為限流電阻。下面我們從圖5-15 來理解一下動(dòng)態(tài)掃描的工作原理。第一：首先顯示個(gè)位，在單片機(jī)中將dig1 置低電平，而dig2 與dig3 置高電平，所以只有T

12、1 導(dǎo)通，而T2 與T3 則截止，同時(shí)在段碼ag 中輸出相應(yīng)段碼的低電平，那么在數(shù)碼管中只有個(gè)位顯示，而相應(yīng)的十位與百位則沒有顯示。第二：顯示十位，在單片機(jī)中將dig2 置低電平，而dig1 與dig3 置高電平，所以只有T2 導(dǎo)通，而T1 與T3 則截止，同時(shí)在段碼ag 中輸出相應(yīng)段碼的低電平，那么在數(shù)碼管中只有十位顯示，而相應(yīng)的個(gè)位與百位則沒有顯示。第三：顯示百位，在單片機(jī)中將dig3 置低電平，而dig1 與dig2 置高電平，所以只有T3 導(dǎo)通，而T1 與T2 則截止，同時(shí)在段碼ag 中輸出相應(yīng)段碼的低電平，那么在數(shù)碼管中只有百位顯示，而相應(yīng)的個(gè)位與十位則沒有顯示。3.3溫度檢測模塊

13、DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)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(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點(diǎn)如下：獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)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(jī)功耗；溫度以或位數(shù)字；用戶可定義報(bào)警設(shè)置；報(bào)警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)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 D

14、SB接線圖 4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)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(jī)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(jī)兼容。 5系統(tǒng)測試5.1主要指標(biāo)測試本系統(tǒng)測量范圍為-55.0-99.9,報(bào)警溫度值設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)【1】 康華光 電子技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社，第二版，數(shù)字部分【2】 康華光 電子技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社，第五版，模擬部分 【3】 譚浩強(qiáng) C程序設(shè)計(jì)教程

15、，清華大學(xué)出版社，第一版 【4】 張毅剛 單片機(jī)原理及應(yīng)用，高等教育出版社【5】 郭天祥 新概念51單片機(jī)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溫度檢測模塊原理圖附錄2、程序源代碼#includeunsigned 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=0xC0,0xF9,0xA4,0x

16、B0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x7f,0xbf,0xa7;/0-9數(shù)字，后面為. - C/*延時(shí)子程序*/void Delay_DS18B20(int num) while(num-) ;/*初始化DS18B20*/void Init_DS18B20(void) unsigned char x=0; DQ = 1; /DQ復(fù)位 Delay_DS18B20(8); /稍做延時(shí) DQ = 0; /單片機(jī)將DQ拉低 Delay_DS18B20(80); /精確延時(shí)，大于480us DQ = 1; /拉高總線 Delay_DS18B20(14); x = DQ;

17、/稍做延時(shí)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(gè)字節(jié)*/unsigned char ReadOneChar(void) unsigned char i=0; unsigned char dat = 0; for (i=8;i0;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(gè)字節(jié)*/void WriteOneChar(unsigned char dat) unsigned char i=0; fo

18、r (i=8; i0; i-) DQ = 0; DQ = dat&0x01; Delay_DS18B20(5); DQ = 1; dat=1; /*讀取溫度*/unsigned int ReadTemperature(void) unsigned char a=0; unsigned char b=0; unsigned int t=0; float tt=0; Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xCC); /跳過讀序號列號的操作 WriteOneChar(0x44); /啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xCC); /跳過讀序號列號的操作 WriteOneChar(0xBE); /讀取溫度寄存器 a=ReadOneChar(); /讀低8位 b=ReadOneChar(); /讀高8位 t=b; t=8; t=t|a; tt=t*0.0625; t= tt*10+0.5; /放大10倍輸出并四舍五入 return(t);void display()/數(shù)碼管掃描函數(shù)P0=tablem;L1=0;/