基于單片機的溫度檢測及計算器設(shè)計

1、基于單片機的溫度檢測及計算器設(shè)計匯報人：楊業(yè)青 匯報時間：2017.01.17目錄content軟件設(shè)計1 13 3設(shè)計內(nèi)容及目的單片機最小系統(tǒng)原理圖總結(jié)與體會信息工程學(xué)院E2114 42 2設(shè)計內(nèi)容及目的1利用DS18B20傳感器設(shè)計一個溫度檢測系統(tǒng)，以實現(xiàn)實時檢測環(huán)境溫度的目的運用單片機最小系統(tǒng)設(shè)計一個簡易計算器，實現(xiàn)四位數(shù)以內(nèi)的整數(shù)的加減乘除運算 設(shè)計內(nèi)容第一章節(jié) 設(shè)計內(nèi)容及目的01020304熟練單片機的內(nèi)部資源以及各個引腳的功能通過實踐來增強動手能力通過寫程序來提高自己的程序設(shè)計方法與步驟結(jié)合模數(shù)電知識以及相關(guān)的硬件知識整體把握設(shè)計內(nèi)容第一章節(jié) 設(shè)計內(nèi)容及目的 計算數(shù)碼管 顯示按鍵檢

2、測掃描切換鍵計算器功能設(shè)計方法與步驟一. 簡易計算器設(shè)計主體思想切換鍵的功能是實現(xiàn)計算器按鍵不足的問題按鍵檢測掃描是根據(jù)切換鍵所處的不同狀態(tài)，按下數(shù)字鍵后返回不同的值數(shù)碼管顯示的功能為顯示按鍵輸入的數(shù)值及運算的結(jié)果根據(jù)輸入的數(shù)值和通過識別符號位來計算出結(jié)果信息工程學(xué)院E211 DS18B20直接將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，以數(shù)字碼方式串行輸出 數(shù)碼管顯示原理動態(tài)掃描原理：通過控制位選端和各段引腳送入數(shù)據(jù)，極大地節(jié)省了I/O口利用DS18B20溫度傳感器實現(xiàn)環(huán)境溫度的檢測把檢測到的溫度通過數(shù)碼管顯示出來二. 溫度檢測設(shè)計主體思想單片機最小系統(tǒng)原理圖2一. 單片機最小系統(tǒng)硬件框圖二. 單片機最小系統(tǒng)

3、原理圖計算器設(shè)計溫度檢測設(shè)計溫度檢測設(shè)計計算器設(shè)計數(shù)碼管控制部分：通過P0控制段碼的送入，P3高四位控制位選，選通數(shù)碼管DS18B20硬件電路按鍵檢測部分檢測P2口電平數(shù)碼管控制部分：通過P0控制段碼的送入，P3高四位控制位選，選通數(shù)碼管1. 計算器及溫度檢測涉及的硬件電路模塊0102032. DS18B20溫度傳感器DS18B20溫度傳感器特性典型的硬件連接方式DS18B20的使用方法信息工程學(xué)院E21101DS18B20溫度傳感器特性 數(shù)字化溫度傳感器DS18B20采用單總線協(xié)議，即與單片機接口僅需占用一個I/O口，無需任何外部元件，直接將模擬溫度量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并從單總線串行輸出，從而

4、大大簡化了傳感器與微處理器的接口。主要特性： 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.05.5V，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電 獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊 DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫 DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) 溫范圍55+125，在-10+85時精度為0.5 可編程 的分辨率為912位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625，可實現(xiàn)高精度測溫 在9位分辨率

5、時最多在 93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時最多在 750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以一 線總線串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力 負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。02典型的硬件連接方式要想使DS18B20進行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由 于每個DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達到1mA，當(dāng)幾個溫度傳感器掛在同一根I/O線上進行多點測溫時，只靠上拉電阻就無法提供足夠的 能量，會造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。在外部電源供電方式下，DS18B20工

6、作電源由VDD引腳接入，此時I/O線不需要強上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證 轉(zhuǎn)換精度，同時在總線上理論可以掛接任意多個DS18B20傳感器，組成多點測溫系統(tǒng)。03DS18B20的使用方法工作時序：復(fù)位時序（1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。（2） 延時（該時間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點）（3） 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。（4） 延時750微秒（該時間的時間范圍可以從480到960微秒）。（5） 數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。（6） 延時等待（如果初始化成功則在15到60微秒時間之內(nèi)產(chǎn)生一個由DS18B20所返回的低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進行等待，

7、不然會使程序進入死循環(huán)，所以要進行超時控制）。（7） 若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時間算起）最少要480微秒。（8） 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。寫數(shù)據(jù)時序（1） 數(shù)據(jù)線先置低電平“0”。（2） 延時確定的時間為15微秒。（3） 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。（4） 延時時間為45微秒。（5） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。（6） 重復(fù)上（1）到（5）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。（7） 最后將數(shù)據(jù)線拉高。讀數(shù)據(jù)時序（1）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。（2）延時2微秒。（3）將數(shù)據(jù)線拉低“0”。（4）延時6微秒。

8、（5）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。（6）延時4微秒。（7）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個狀態(tài)位，并進行數(shù)據(jù)處理。（8）延時30微秒。（9）重復(fù)，直到讀取完一個字節(jié)。DS18B20指令集：溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動DS18B20進行溫度轉(zhuǎn)換讀暫存器 BEH 讀暫存器9字節(jié)二進制數(shù)字寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的TH、TL字節(jié)復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的TH、TL字節(jié)寫到E2PROM中讀電源供電方式 B4H 啟動DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號給主CPU讀ROM 33H 讀DS18B20溫度傳感器ROM中的編碼（64位地址）匹配ROM 55H 發(fā)出64位ROM編碼跳過ROM CCH 直接向18B20發(fā)溫度變換指令，適用于一個從機軟件設(shè)計3一. 程序流程圖開始DS18B20初始化讀一位數(shù)據(jù)讀一個字節(jié)寫一個字節(jié)獲取溫度并轉(zhuǎn)換讀取寄存器中的溫度數(shù)據(jù)顯示結(jié)束1.溫度顯示程序設(shè)計2.計算器程序設(shè)計開始切換鍵是否按下？溫度顯示結(jié)合切換鍵和按鍵掃描函數(shù)返回不同的數(shù)值切換鍵所處的狀態(tài)（dis）數(shù)據(jù)處理，鍵入數(shù)值數(shù)字鍵？符號鍵？第一個數(shù)清零，輸入第二個運算數(shù)根據(jù)符號鍵計算出結(jié)果結(jié)束總