溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書

最好的沉淀整理單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書題 目： 溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)系 部：專 業(yè)：班 級(jí)：學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師:年 月 日目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1設(shè)計(jì)任務(wù) 1設(shè)計(jì)要求 1設(shè)計(jì)方案 1硬件電路設(shè)計(jì) 1最小系統(tǒng)電路 1溫度采集模塊 3顯示模塊 4硬件總體仿真圖 7主要參數(shù)計(jì)算與分析 7DS18B20的主要參數(shù) 7STC89C52RC的主要參數(shù) 8LCD1602的主要參數(shù) 8軟件設(shè)計(jì) 9主程序流程圖 9溫度測(cè)量系統(tǒng)各子模塊 9心得體會(huì) 12參考文獻(xiàn) 128 附錄 12實(shí)物圖 12元件清單 13C語言程序 14PAGE4PAGE4設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)要求18B20LCD1602(2)PROTEUS(3)焊接電路板并調(diào)試運(yùn)行。DS18B20DS18B20來設(shè)實(shí)現(xiàn)，測(cè)溫電路由溫度傳感器DS18B20LCD1602液晶顯示器直讀顯示。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(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測(cè)溫比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用。該設(shè)計(jì)控DS18B20,實(shí)現(xiàn)溫度顯示,能準(zhǔn)確達(dá)到以上要求。如圖一所示。

圖一 總體設(shè)計(jì)方案3.13.1 最小系統(tǒng)電路51圖二最小系統(tǒng)電路時(shí)鐘電路STC89C52內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引RXDTXDXD電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以30pFRXDTXD要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低12MHzP1圖三 時(shí)鐘電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是PC0000H單元開始執(zhí)行程序作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。RST4個(gè)6MHz超過4us整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)S5P2樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位相按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。復(fù)位電路如圖四所示：圖四復(fù)位電路溫度采集模塊3.2溫度采集模塊3.2.13.2.1 溫度傳感器的選擇DS18B20度高的特點(diǎn)。DS18B20DS18202s750ms。DS18B203121-55℃1101120即為所測(cè)溫度。斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性，其輸出用于修即為所測(cè)溫度。斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。3.2.2 DS18B20管腳功能：GND正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。3.2.2 DS18B20管腳功能：GNDDQ/輸出端、VDD輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）接線方法：面對(duì)著平的那一面，左負(fù)右正，一旦接反就會(huì)立刻發(fā)熱，有可能85℃的原因。實(shí)際操作中將正負(fù)反85℃。另外，如果514.7K—10K由于高電平不能正常輸入/85℃與正常值上亂跳。DS18B20管腳如圖五所示。DS18B20圖六 DS18B20與單片機(jī)的連接電路顯示模塊PAGEPAGE5LCDLCD3216×23.3V5V，LCD1602功耗低、體積小、顯示多樣，常用在微型儀表和低功耗應(yīng)用中。市面上字符液晶HD44780，LCD1602HD44780。LCD160214（無背光）16（有背光）接口。LCD1602LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如下表一所示。表一 LCD1602顯示器引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極PAGE7PAGE7圖七 LCD1602管腳圖第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。3：VL10K對(duì)比度。4：RS存器。5RSR/WRSR/WRSR/W6E7～14：D0～D781516液晶與單片機(jī)的連接電路如圖八所示。圖八 液晶與單片機(jī)的連接電路CPUCPUCPU傳感器DS18B20P3.6CPU16管腳的P2，最終LCD1602將溫度顯示出來。如圖九所示。圖九硬件總體仿真圖主要參數(shù)計(jì)算與分析DS18B20DS18B20測(cè)溫范圍-55℃~+125℃，固有測(cè)溫誤差(注意，不是分辨率，這里之前PAGEPAGE8是錯(cuò)誤的)1℃。DS18B208號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。工作電源:3.0~5.5V/DC(可以數(shù)據(jù)線寄生電源)在使用中不需要任何外圍元件9~12不銹鋼保護(hù)管直徑Φ6DN15~25,DN40~DN250(9)標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋M10X1,M12X1.5,G1/2"任選(10)PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設(shè)備連接。STC89C52RC8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/12時(shí)鐘/8051.[2]?(2)工作電壓：5.5V～3.3V（5V單片機(jī)）/3.8V～2.0V（3V單片機(jī)）工作頻率范圍：0～40MHz，80510～80MHz，48MHz8K字節(jié)512RAMI/O（32個(gè)/I/O加上拉電阻。ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）完成一片EEPROM(9)具有看門狗功能316位定時(shí)器/T0、T1、T24Down外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒通用異步串行口（UARTUART(13)工作溫度范圍：-40～+85℃（工業(yè)級(jí)）/0～75℃（商業(yè)級(jí)LCD1602顯示容量:16×2個(gè)字符芯片工作電壓:4.5—5.5VPAGE10PAGE10工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm軟件設(shè)計(jì)主程序流程圖圖十 主程序流程圖溫度測(cè)量系統(tǒng)各子模塊5.2.1 DS18B20讀溫度值模塊需要調(diào)用4個(gè)子程序，分別為：DS18B20DS18B20DS18B20DS18B20DS18B20DS18B20DS18B20讀溫度值模塊流程，如圖十一所示：圖十一 讀溫度值模塊流DS18B20初始化子程序流程圖，如圖十二所示：PAGE11PAGE11本系統(tǒng)中液晶顯示器初始化程序流程，如圖十三所示：圖十二 DS18B20初始化子程序流程本系統(tǒng)中液晶顯示器初始化程序流程，如圖十三所示：圖十三 液晶顯示器初始化程序流程PAGEPAGE12心得體會(huì)經(jīng)過兩周時(shí)間的努力，基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易溫度系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本完成。但設(shè)計(jì)中的不足之處仍然存在。這次設(shè)計(jì)是我第一次設(shè)計(jì)電路，并用Proteus在這過程中，我對(duì)電路設(shè)計(jì)，單片機(jī)的使用等都有了新的認(rèn)識(shí)。通過這次設(shè)計(jì)學(xué)ProteusKeilC51在實(shí)際應(yīng)用工作應(yīng)能好，測(cè)量溫度準(zhǔn)確，精度高。系統(tǒng)功能、指標(biāo)達(dá)到了課題的預(yù)期要求、系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上充分考慮了可擴(kuò)展性，經(jīng)過一定的改造，可以增加功能。本文設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)易溫度測(cè)量的功能，詳細(xì)說明了從原理圖的設(shè)計(jì)、電路圖的仿真再到軟件的調(diào)試。STC89C52RC對(duì)電路的仿真方面也不夠熟練?？傊@次電路的設(shè)計(jì)和仿真，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)的功能要求。在以后的實(shí)踐中，我將繼續(xù)努力學(xué)習(xí)電路設(shè)計(jì)方面的理論知識(shí)，并理論聯(lián)系實(shí)際，爭(zhēng)取在電路設(shè)計(jì)方面能有所提升。參考文獻(xiàn)單片機(jī)原理及應(yīng)用.張?zhí)m紅,鄒華主編.機(jī)械工業(yè)出版社，2016.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（5）.閻石編.高等教育出版社，2006.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）.童詩白編.高等教育出版社，2006.電路（5）.邱關(guān)源編.高等教育出版社，2006.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo).彭介華編.高等教育出版社，2005版社，2002附錄實(shí)物圖PAGEPAGE138.2元件清單溫度檢測(cè)單機(jī)用元器件明細(xì)表名稱 封裝 型號(hào)參數(shù)數(shù)量瓷片電容 直插30PF2石英晶體 直插11.0592MHZ1電阻 直插 1/4W10K1電解電容 直插22UF/16V1CPU 雙列直插 STC89C52RCHD1CPU座 雙列直插 DIP-401電阻 直插 1/4W4.7K1溫度傳感器 直插 DS18B201電位器 直插 3296W-10310K1液晶顯示器 LCD160211P杜邦線彩色母對(duì)母兩頭插好杜邦頭孔對(duì)孔40一排根單根20cm長(zhǎng)度30針排針直插腳距2.5411高1X40針單排插30線最小系統(tǒng)板1洞洞板9X7CM單面1PAGEPAGE248.3 C#include"reg51.h"#include"intrins.h"#defineucharunsigned#defineuint unsignedintucharcodetable1[]={" "}; //歡迎顯ucharcodetable2[]={""};//歡迎顯示ucharcodestr1[]={" Temperature "};ucharcodestr2[]={" 管腳定義************************sbitlcd_rs =P3^0; //液晶數(shù)據(jù)命令選擇端sbitlcd_en =P3^1; //液晶使能sbit DQ =P3^6; //液晶使能參數(shù)定義************************uinttvalue;//溫度值uchartflag;//uchardatadisdata[5];//************子函數(shù)定義************************voiddelay(uintz);voidinit_lcd();

//delay延時(shí)子程序//LCD1602初始化函數(shù)voidwrite_com(ucharcom); //LCD1602voidlcd1602_display(uchar*q,uchar*p);//LCD1602顯示函數(shù)voidwelcome_1(); //LCD1602顯示歡迎函數(shù)voiddelay_DS18B20(uinti); //delay_DS18B20函數(shù)voidInit_DS18B20_display(); //DS18B20初始化顯voidInit_DS18B20(); //DS18B20初始化ucharReadOneByte(); //DS18B20voidWriteOneByte(uchardat);//DS18B20Read_Temperature(); //DS18B20讀取溫度值并轉(zhuǎn)voidDS18B20_display(); //DS18B20溫度顯示主函數(shù)************************voidmain(){welcome_1();Init_DS18B20_display();while(1){Read_Temperature();DS18B20_display();}}//************delay延時(shí)子程序************************voiddelay(uintz){uintx,y;for(x=0;x<z;x++)for(y=0;y<114;y++);}//************LCD1602初始化函數(shù)************************voidinit_lcd(){write_com(0x38); //設(shè)置16*2顯示，5*7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接write_com(0x08); //寫一個(gè)字符后地址指針加1write_com(0x01); //顯示清零，數(shù)據(jù)指針清零write_com(0x06); //寫一個(gè)字符后地址指針加1write_com(0x0c); //關(guān)顯示，光標(biāo)不顯示不閃爍}//************LCD1602寫指令函數(shù)************************voidwrite_com(ucharcom){delay(5);lcd_rs=0;lcd_en=0;P2=com;delay(5);

//選擇寫指令//將使能端置0//將要寫的命令送到數(shù)據(jù)總線上//延時(shí)5ms，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定lcd_en=1;//由于初始化已將lcd_en置為0，使能端給一個(gè)高脈沖，delay(5);lcd_en=0;

//延時(shí)5ms，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定//將使能端置0以完成脈沖}//************LCD1602寫數(shù)據(jù)函數(shù)************************voidwrite_data(uchardate){delay(5);lcd_rs=1;lcd_en=0;P2=date;delay(5);lcd_en=1;一個(gè)高脈沖，delay(5);lcd_en=0;}

//選擇寫數(shù)據(jù)//將使能端置0//將要寫的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線上//延時(shí)5ms，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定//由于初始化已將lcd_en置為0，使能端給//延時(shí)5ms，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定//將使能端置0以完成脈沖//************LCD1602顯示函數(shù)******************voidlcd1602_display(uchar*q,uchar*p){write_com(0x80); //while(*q!='\0'){write_data(*q);q++;delay(1);}write_com(0xc0); //while(*p!='\0'){write_data(*p);p++;delay(1);}}//************LCD16021******************voidwelcome_1(){init_lcd();lcd1602_display(table1,table2);delay(300);}//************DS18B20初始化顯示**************voidInit_DS18B20_display(){init_lcd();lcd1602_display(str1,str2);}//************LCD1602顯示函數(shù)******************voiddelay_DS18B20(uinti){while(i--);}//************DS18B20初始化******************voidInit_DS18B20(){DQ=1;//DQdelay_DS18B20(4);//延時(shí)DQ=0;//DQdelay_DS18B20(100);DQ=1;//delay_DS18B20(40);}//************DS18B20******************ucharReadOneByte(){uchari,dat=for(i=8;i>0;i--){DQ=0; //dat>>=1;DQ=1; //給脈沖信號(hào)if(DQ)dat|=0x80;delay_DS18B20(10);}return(dat);}//************DS18B20寫一字節(jié)******************voidWriteOneByte(uchardat){uchari;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;DQ=dat&0x01;delay_DS18B20(10);DQ=1;dat>>=1;}}//************DS18B20******************Read_Temperature(){uchara,b;Init_DS18B20();WriteOneByte(0xcc);//跳過讀序列號(hào)WriteOneByte(0x44);//啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換Init_DS18B20();WriteOneByte(0xcc);//跳過讀序列號(hào)WriteOneByte(0xbe);//讀取溫度a=ReadOneByte();b=ReadOneByte();tvalue=b;tvalue<<=8;tvalue=tvalue|a;if(tvalue<0x