單片機實驗報告-溫度計

單片機試驗報告-溫度計成績：濱江學院單片機原理及應(yīng)用試驗工程 溫度計DS18B20院 系濱江學院電子工程系專 業(yè) 信息工程學生姓名 馬駿學 號 202323090292023年十一月十八日一、試驗?zāi)康脑囼炓饬x在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常要用到溫度的檢測及掌握，傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和熱電阻。而熱電偶和熱電阻測出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度，需要比較多的外部硬件支持。其缺點如下：硬件電路簡單；軟件調(diào)試簡單；制作本錢高。本數(shù)字溫度計設(shè)計承受美國DALLAS半導體公司繼DS1820之后推出的一種DS18B20-55～125℃，最高0.0625℃。DS18B20可以直接讀出被測溫度值，而且承受三線制與單片機相連，削減了外部的硬件電路，具有低本錢和易使用的熱點。功能要求設(shè)計出的DS18B20數(shù)字溫度計測溫范圍在-55～1250.5LED二、試驗硬件方案設(shè)計依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計功能的要求，確定系統(tǒng)由3個模塊組成：主掌握器、測溫電路和顯示電路。數(shù)字溫度計總體電路構(gòu)造框圖如下圖：DS18DS18AT89C2051主硬件設(shè)計溫度計電路設(shè)計原理圖如以下圖所示，掌握器使用單片機AT89C2051，溫度傳DS18B20LED主掌握器AT89C2051具有低電壓供電和小體積等特點，兩個端口剛好滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計使用。系統(tǒng)可用兩節(jié)電池供電。AT89C2051的引腳圖如以下圖所示：1、VCC：電源電壓。2、GND：地。3、P1P18I/OP1.2~P1.7供給內(nèi)部上拉電阻，P1.0P1.1P1.0P1.1的同相輸入(ANI0)和反相輸入(AIN1)。P120mA電流并能直接驅(qū)動LED顯示。當P1口引腳寫入“1”時，其可用作輸入端，當引腳P1.2~P1.7用作輸入并被外部拉低時，它們將因內(nèi)部的寫入“1”時，其可P1.2~P1.7上拉電阻而流出電流。4、P3P3P3.0~P3.5、P3.7是帶有內(nèi)部上拉電阻的七個雙向I/O腳。P3.6用于固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號并且它作為一通用I/O引腳而不行訪問。P3口緩沖器可吸取20mA電流。當P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可用作輸入端。用作輸入時，被外部拉低的P3口腳將用上拉電阻而流出電流。5RSTRST一旦變成高電平全部的I/O1RST126、XTAL1：作為振蕩器反相器的輸入和內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入。7、XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出?？偩€驅(qū)動器 74LS24474LS244為38顯示電路4LEDP1P3.0～P3.38055溫度傳感器 DS18B20的性能特點：1、適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。DS18B20DS18B203、DS18B20DS18B20實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。4DS18B20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)。5、溫范圍－55℃～+125℃，在-10～+85℃時精度為±0.5℃。69～120.50.25℃、0.1250.0625℃，可實現(xiàn)高精度測溫。7、在9位區(qū)分率時最多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位區(qū)分率時750ms8、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CRC9、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。DS18B20〔引腳圖見右圖〕DS18B20可以承受電源供電方式，此時DS18B20的第1 腳接地，第2腳作為信號線，第3三、軟件設(shè)計系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計算溫度子程序和顯示數(shù)據(jù)刷子程序等。主程序DS18B201s讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9CRC校驗，校驗有錯時不能進展溫度數(shù)據(jù)的改寫。讀出溫度子程序流程圖如以下圖所示：讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM9CRC序流程圖如以下圖所示。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開頭命令。當承受12位區(qū)分率時，轉(zhuǎn)換時間約為750ms。在本程序設(shè)計中，承受1s顯示程序延時法等待轉(zhuǎn)換的完成。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如以下圖所示。計算溫度子程序計算溫度子程序?qū)AM中讀取值進展BCD并進展溫度值正負的判定。計算溫度子程序流程圖如下左圖所示.現(xiàn)實數(shù)據(jù)刷子程序 現(xiàn)實數(shù)據(jù)刷子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進展刷操作，當最高數(shù)據(jù)顯示位為0時，將符號顯示位移入下一位。現(xiàn)實數(shù)據(jù)刷子程序流程圖如下右圖所示.四、試驗操作過程系統(tǒng)的調(diào)試以程序調(diào)試為主。硬件調(diào)試比較簡潔，首先檢查電感的焊接是否正確，然后可用萬用表測試或通電檢測。軟件調(diào)試可以先編寫顯示程序并進展硬件的正確性檢驗，然后分別進展主程序、讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計算溫度子程序和現(xiàn)實數(shù)據(jù)刷子程序等的編程及調(diào)試由于DS18B20與單片機承受串行數(shù)據(jù)傳送，因此，對DS18B20進展讀/寫編程時必需嚴格地保證讀/寫時序；否則將無法讀取測量結(jié)果。本程序承受單片機CWave3.2KeilC51軟件調(diào)試到能顯示溫度值，并且在有溫度變化時顯示溫度能轉(zhuǎn)變，救根本完成。56.性能測試可用制作的溫度機和已有的成品溫度計同時進展測量比較。DS18B200.5℃以內(nèi)。另外，-55~+125℃的測溫范圍使得該溫度計完全適合一般的應(yīng)用場合，其低電壓供電特性可做成用電池供電的手持溫度計。DS18B20開發(fā)，但在實際設(shè)計中應(yīng)留意以下問題；1、DS18B20工作時電流高大1.5mA，總線上掛接點數(shù)較多且同時進展轉(zhuǎn)換時要考慮增加總線驅(qū)動，可用單片機端口在溫度轉(zhuǎn)換時導通一個MOSFET供電。2、連接DS18B20的總線電纜是有長度限制的，因此在用DS18B20進展長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配等問題。3DS18B20DS18B20總要等待DS18B20的返回信號。一旦某個DS18B20接觸不好或斷線，當程序讀DS18B20時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。這一點在進展DS18B20硬件連接和軟件設(shè)計時要賜予肯定的重視。五、試驗現(xiàn)象六、試驗總結(jié)本次課程設(shè)計馬上進入尾聲，回想這兩周來的電子設(shè)計制作經(jīng)受，我感受甚是深刻。通過本次課程設(shè)計，使我對電子設(shè)計及制作產(chǎn)生了較為深厚的興趣，這不僅加強了自己對理論學問的理解和穩(wěn)固，還能提高自己的動手力量，可以說受益匪淺。固然更重要的是，激起了我學好單片機的斗志。本次課程設(shè)計主要分為四局部：設(shè)計、仿真、調(diào)試。這三個步驟在整個課程設(shè)計過程中起著重要的作用。本次畢業(yè)設(shè)計是針對MCS-52系列的單片機芯片STC89C52來設(shè)計一個數(shù)字溫度計，該設(shè)計充分利用了溫度傳感器DS18B20功能強大的優(yōu)點，如DS18B20可以直接讀出被測溫度值，進展轉(zhuǎn)換；而且承受三線制與單片機相連，削減了外部的硬件電路，具有低本錢和易使用的特點，大大簡化了硬件電路，也使得該數(shù)字溫度計不僅具有構(gòu)造簡潔、本錢低廉、準確度較高、反響速度較快、數(shù)字化顯示和不易損壞等特點，而且性能穩(wěn)定，適用范圍廣，因此特別適用于對測溫要求比較準確的場所。附錄：程序代碼#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitDS=P2^2;uinttemp;ucharflag1;sbitdula=P2^6;sbitwela=P2^7;unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};unsignedcharcodetable1[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};voiddelay(uintcount){uinti;while(count){i=200;while(i>0)i--;count--;}}voiddsreset(void){uinti;DS=0;i=103;while(i>0)i--;DS=1;i=4;while(i>0)i--;}bittmpreadbit(void){uinti;bitdat;DS=0;i++;DS=1;i++;i++;dat=DS;i=8;while(i>0)i--;return(dat);}uchartmpread(void){uchari,j,dat;dat=0;for(i=1;i<=8;i++){j=tmpreadbit;dat=(j<<7)|(dat>>1);}return(dat);}voidtmpwritebyte(uchardat){uinti;ucharj;bittestb;for(j=1;j<=8;j++){testb=dat&0x01;dat=dat>>1;if(testb){DS=0;i++;i++;DS=1;i=8;while(i>0)i--;}else{DS=0;i=8;while(i>0)i--;DS=1;i++;i++;}}}voidtmpchange(void){dsreset;delay(1);tmpwritebyte(0xcc);tmpwritebyte(0x44);conversion}uinttmp{floattt;uchara,b;dsreset;delay(1);tmpwritebyte(0xcc);tmpwritebyte(0xbe);a=tmpread;b=tmpread;temp=b;temp<<=8;temp=temp|a;tt=temp*0.0625;temp=tt*10+0.5;returntemp;}voiddisplay(uinttemp){ucharA1,A2,A2t,A3;A1=temp/100;A2t=temp%100;A2=A2t/10;A3=A2t%10;dula=0;P0=table[A1];dula=1;dula=0;wela=0;P0=0x7e;wela=1;wela=0;d