崔皓-電子溫度計設計

1、西華大學電子技術課程設計說明書 西華大學電子技術課程設計說明書 第 頁成績 成績 課 程 設 計 說 明 書 課程設計名稱： 電子技術課程設計 題 目： 電子溫度計設計 學 生 姓 名： 崔 皓 專 業(yè)： 電氣工程與自動化 學 號： 312012080608219 指 導 教師： 莊曉燕、卜云 日期：年 月 日摘 要 本文是以AT89C52單片機為核心的對溫度的檢測與顯示進行了簡單的設計與闡述。本次設計可以說是軟硬結合，又以硬件為主。 電子溫度計溫度采集系統(tǒng)由主控制器、溫度采集電路、溫度顯示電路、報警控制電路組成。它利用單片機AT89C52做控制及數(shù)據(jù)處理器、智能溫度傳感器DS18B20做溫度

2、檢測器、LED數(shù)碼顯示管做溫度顯示輸出設備。硬件電路比較簡單、成本較低、測溫范圍大、測量精度高、讀數(shù)顯示直觀、使用方便。 關鍵詞：數(shù)字溫度傳感器單片機控制 Abstract It is based on AT89C52 microcontroller as the core, the temperature detection and display for a simple design and elaborate. This design can be said to combine software and hardware on, the hardware based. the dig

3、ital multi-channel temperature gathering system by the master control regulator, the temperature gathering electric circuit, the temperature display circuit and reports to the police the control circuit is composed .It makes the control and the data processor, intelligent temperature sensor DS18B20

4、using monolithic integrated circuit AT89C52 makes the temperature detector, the LED numerical code display tube makes the temperature demonstration output unit. The hardware electric circuit quite is simple, the cost is low, the temperature measurement scope is big, and the measuring accuracy is hig

5、h, reading demonstration is direct-viewing, easy to operate. Keywords: numeral; temperature; sensor; monolithic integrated circuit; control 目 錄目錄1.前言32總體方案設計42.1設計概述42.2方案比較42.3方案論述52.4方案選擇53單元模塊設計63.1各單元模塊功能介紹及電路設計63.1.1溫度采集電路63.1.2報警電路63.1.3顯示電路73.1.4控制電路73.1.5電源電路83.2電子溫度計的溫度采集系統(tǒng)程序設計93.3特殊器件介紹113

6、.3.1 DS18B20113.3.2 AT89C51133.3.3 74HC573154系統(tǒng)調試175系統(tǒng)功能、指標參數(shù)185.1系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能185.2系統(tǒng)指標參數(shù)測試186結論197總結與體會208致謝219參考文獻 221前言 = 1 * GB3 溫度是人們日常生活中接觸最多的物理量，人們的日常生活、動植物的生存繁衍和周圍環(huán)境的溫度息息相關。石油、化工、冶金、紡織、機械制造、航空航天、制藥、煙草、檔案保管、糧食存初等領域對溫度有著較高的要求。隨著科學技術的發(fā)展許多新興產業(yè)對環(huán)境提出了更高的要求制造大規(guī)模集成電路需要極高的空氣潔凈度生物化學制藥需要精確的溫度控制。因此對溫度的監(jiān)測和控制

7、己成為生產過程中非常重要的技術要求 = 2 * GB3 溫度是表征物體冷熱程度的物理量，它在工業(yè)自動化、家用電器、環(huán)境保護、安全生產和汽車工業(yè)等行業(yè)中都是基本的檢測參數(shù)之一。溫度是溫度監(jiān)控系統(tǒng)中最基本、最為核心的衡量指標，也是測溫系統(tǒng)中最為重要的被控參數(shù)，因此對溫度進行準確的檢測一直是一個重要的研究課題，測量溫度的儀器在測溫系統(tǒng)中占有至關重要的地位。 =3 * GB3 國家標準GB7665-87對傳感器(Sensor)下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按

8、一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。而溫度傳感器是最早開發(fā)，應用最廣的一類傳感器 2總體方案設計 2.1設計概述目前，單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域。與傳統(tǒng)溫度計相比，本次設計所介紹的基于單片機的電子溫度計具有以下優(yōu)點：讀數(shù)方便；測溫準確；測溫范圍廣；其輸出溫度采用數(shù)字顯示；主要用于對測溫要求比較準確的場所。溫度檢測系統(tǒng)有著環(huán)境復雜、測量點多、布線分散、現(xiàn)場離監(jiān)控室較遠等共同特點，因此很容易造成對溫度的檢測造成較大偏差，各種干擾的

9、影響也會使溫度檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降。若采用一般溫度傳感器采集溫度信號，則需要設計信號調理電路、A/D轉換及相應的接口電路，才能將傳感器輸出的模擬信號轉換成數(shù)字信號，再送到計算機進行處理。然而，溫度傳感器應用范圍廣、使用數(shù)量大，所以此次設計的關鍵在于溫度傳感器的選擇和主控單元的設計。本次設計的溫度計需達到的基本要求：具有對溫度進行測量（不在溫度測量范圍內的報警）及顯示功能。溫度采用一組LED數(shù)碼管顯示，有最高和最低的溫度顯示標志。能夠用簡單的按鍵對溫度進行手動設定、復位或調整。溫度測量值精確到1度。 2.2方案比較方案二方案二采測量溫度主控制部分采用AT89C52單片機實現(xiàn)。方案一采用熱

10、敏電阻主控制部分采用PC機實現(xiàn)。圖2.1 方案框圖方案一采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90攝氏度測量范圍，但熱敏電阻精度、重復性、1溫度傳感器，比如等.但這些芯片輸出的都是模擬信號，必須經(jīng)過A/D轉線上只能掛一個傳感器，不能進行多點測量即使能實現(xiàn)，也要用到復雜的算法，一定程度上也增加了軟件實現(xiàn)的難度。 主控制部分采用PC機實現(xiàn)。它可在線編程，可在線仿真的功能，這讓調試變得方便。但是PC通信。需要通過RS232電場合，PC機的體積大，攜帶安裝不方便，性能不穩(wěn)定，給工程帶來很多麻煩！方案二采用數(shù)字溫度芯片測量溫度，輸出信號全數(shù)字化。便于定，它能用做工業(yè)測溫元件，此元件線形較好。在0100攝氏度時

11、，最大線形偏差小于1攝氏度。的最大特點之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計DS1820和微控制器AT89C51構成的溫度測量裝置,它直接輸出溫度的數(shù)字信號,可直接與計算機連接。這樣，測溫系統(tǒng)的結構就比較簡單，體積也不大，且由于AT89C51可以帶多個，因此可以非常容易實現(xiàn)多點測量。輕松的組建傳感器網(wǎng)絡。此方案采用AT89C51八位單片機實現(xiàn)。單片機軟件編程的自由度大，可通過編程單獨對多測量的巡回檢測系統(tǒng),實現(xiàn)遠程控制。另外AT89C51在工業(yè)控制上也有著廣泛的應用，編程技術及外圍功能電路的配合使用都很成熟。2.3方案論證溫度檢測系統(tǒng)有則共同的特點：。環(huán)境復雜、布線分散、現(xiàn)場離監(jiān)控室遠等。若

12、采用 一般溫度傳感器采集溫度信號，則需要設計信號調理電路、A/D 轉換及相應的接口電路，才能把傳感器輸出的模擬信號轉換成數(shù)字信號送到計算機去處理。這樣，由于各種因素會造成檢測系統(tǒng)較大的偏差；又因為檢測環(huán)境復雜、測量點多、信號傳輸距離遠及各種干擾的影響，會使檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降 。所以溫度檢測系統(tǒng)的設計的關鍵在于兩部分：溫度傳感器的選擇和主控單元的設計。溫度傳感器應用范圍廣泛、使用數(shù)量龐大，也高居各類傳感器之首。2.4方案選擇綜上所述,溫度傳感器以及主控部分都采用第二方案。按照系統(tǒng)設計功能的要求，系統(tǒng)由5個模塊組成：主控制器、溫度采集電路、溫度顯示電路、報警控制電路。電子溫度計總體電路結

13、構框圖如圖2.1所示。溫度傳感器報警電路單溫度傳感器報警電路單片機顯示顯示電路電源電路電源電路圖2.2 總體電路結構框圖3單元模塊設計3.1各單元模塊功能介紹及電路設計溫度采集電路設計溫度采樣處理電路由溫度傳感器、放大電路、A/D轉換電路等組成。采用分塊結構的溫度采樣處理電路，其硬件電路結構復雜，也不便于數(shù)據(jù)的處理。采用智能溫度傳感器采樣處理電路，能夠方便的進行溫度的采集及簡單的數(shù)據(jù)處理。并且可以達到設計的技術指標要求。本系統(tǒng)選擇智能溫度傳感器DS18B20作為溫度采集電路的核心器件。由DS18B20及輔助電路構成溫度采集電路。圖3.1 溫度采集電路報警電路設計報警控制電路由單片機AT89C5

14、1的P3.7端作輸出，通過一個限流電阻與三極管C945的基極相連接。三極管C945集電極連接壓電蜂鳴器（BUZZER）的一端。壓電蜂鳴器的另一端連接電源。報警控制電路如圖3.2所示。圖3.2 報警控制電路顯示電路設計顯示電路采用4位共陰極LED數(shù)碼管，采用LED動態(tài)顯示方式，從P1口輸出段碼，P2.0P2.3作為位選控制端。其中P1做輸出口時需要加上拉電阻。采用圖3.3 顯示電路兩片75HC573進行片選和位選。控制電路設計單片機AT89C52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)的設計需要，很合適攜手特式產品的使用。主機控制DS18B20完成溫度轉換必須經(jīng)過三個步驟：初始化、

15、ROM操作指令、存儲器操作指令。必須先啟動DS18B20開始轉換，再讀出溫度轉換值。圖3.4 控制電路電源電路設計電子設備中常使用輸出電壓固定的集成穩(wěn)壓器。三端式穩(wěn)壓器只有輸入、輸出和公共引出端，由啟動電路、基準電壓電路、取樣比較放大電路、調整電路和保護電路等部分組成。在本系統(tǒng)中，要求電源電壓為+5V，由于三端式穩(wěn)壓器輸出電壓固定，故在設計中選擇三端式穩(wěn)壓器L7805。三端式穩(wěn)壓器的輸入與輸出之間電壓差為23V，整流橋的輸出電壓是輸入電壓(有效值)的1.2倍，根據(jù)有效值與峰-峰值的關系選擇220V/6V的變壓器。由于L7805的最大輸出電流為1A，電壓為穩(wěn)定的+5V，輸出功率為5W，加上三端式

16、穩(wěn)壓器L7805的消耗，故本系統(tǒng)選擇降壓比為220V/6V、功率為10W的變壓器。圖13中C4、C5為低頻濾波電容，根據(jù)經(jīng)驗選擇電解電容，其容值分別為C4=220F、C5=47F；C6、C7為高頻濾波電容，均選0.1F的無極性電容。發(fā)光二極管用于指示電源是否接通，選擇FG1112004 發(fā)光二極管，根據(jù)FG1112004正向電流為5mA及管壓降為+2V，選擇限流電阻R5= 680。3.2電子溫度計的溫度采集系統(tǒng)程序設計主程序主要功能是控制調用子程序，實現(xiàn)溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量溫度值。主程序設計void main() uchar buff4,i; dula=0; wela

17、=0; init_com(); while(1) tempchange(); for(i=10;i0;i-) dis_temp(get_temp(); deal(temp); sprintf(buff,%f,f_temp); for(i=10;i0;i-) dis_temp(get_temp(); comm(buff); for(i=10;i0;i-) dis_temp(get_temp(); 溫度采集程序設計void tempchange(void) /DS18B20 開始獲取溫度并轉換 dsreset(); delay(1); tempwritebyte(0 xcc); / 寫跳過讀ROM

18、指令 tempwritebyte(0 x44); / 寫溫度轉換指令報警程序設計void warn(uint s,uchar led) /蜂鳴器報警聲音 ,s控制音調 uchar i;i=s; dula=0; wela=0; beep=0; P1=(led); while(i-) dis_temp(get_temp(); beep=1; P1=0XFF; i=s; while(i-) dis_temp(get_temp(); 顯示程序設計void display(uchar num,uchar dat) uchar i; dula=0; P0=tabledat; dula=1; dula=0;

19、 wela=0; i=0XFF; i=i&(0X01)0;x-)for(y=110;y0;y-);3.3特殊器件的介紹DS18B20簡介：DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應用場合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設備數(shù)字測溫和控制領域。 圖3.5 總體電路結構框圖1：技術性能描述、

20、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。 、測溫范圍 55+125，固有測溫誤差（注意，不是分辨率，這里之前是錯誤的）1。、支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個，實現(xiàn)多點測溫，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定。、工作電源: 3.05.5V/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、 測量結果以912位數(shù)字量方式串行傳送 、不銹鋼保護管直徑 6 、適用于DN1525, DN40DN250各種介質工業(yè)管道和狹小空間設備測溫、 標準安裝螺紋 M1

21、0X1, M12X1.5, G1/2”任選 、PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設備連接。DS18B20+ 和 Maxim Integrated 信息1 Manufactured by Maxim Integrated, DS18B20+ is a 溫度傳感器.2：DS18B20工作原理：DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉換時的延時時間由2s 減為750ms。 DS18B20測溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其

22、振蕩率明顯改變，所產生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在55所對應的一個基數(shù)值。計數(shù)器1對 低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當計數(shù)器1的預置值減到0時，溫度寄存器的值將加1，計數(shù)器1的預置將重新被裝入，計數(shù)器1重 新開始對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即 為所測溫度。圖3.2中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器1的預置值。圖3.6 DS18B20原理圖3：DS18B20供電方式: 外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗

23、干擾能力強，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點溫度監(jiān)控系統(tǒng)。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點，即使電源電壓VCC降到3V時，依然能夠保證測量精度。所以本系統(tǒng)采用外部電源供電方式。 在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由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，可以保證轉換精度，同時在總線上可以掛接任意多個DS18B20傳感器，組成多點測溫系統(tǒng)。在外部供電方式下，DS18B20的GND引腳必須接地，不能懸空，否則不能轉換溫度，讀取的溫度總是85。AT89C52簡介：AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，

24、片內含8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應用。AT89C52為8 位通用微處理器，采用工業(yè)標準的C51內核，在內部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會聚調整時的功能控制。功能包括對會聚主IC 內部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會聚調整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有：XT

25、AL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 腳）為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負端。P0P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設計中，P0 端口（3239 腳）被定義為N1 功圖3.7 AT89C52引腳圖 能控制端口，分別與N1的相應功能管腳相連接， 13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號功能端口，連接

26、主板CPU 的相應功能端，用于當前制式的檢測及會聚調整狀態(tài)進入的控制功能。P0 口：P0 口是一組8 位漏極開路型雙向I/O 口， 也即地址/數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動8 個TTL邏輯門電路，對端口P0 寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。在Flash編程時，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。P1 口：P1 是一個帶內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯

27、門電路。對端口寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。與AT89C51 不同之處是，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時/計數(shù)器2 的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），參見表1。Flash 編程和程序校驗期間，P1 接收低8 位地址。表.P1.0和P1.1的第二功能引腳號功能特性P1.0T2，時鐘輸出P1.1T2EX（定時/計數(shù)器2）P2 口：P2 是一個帶有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電

28、路。對端口P2 寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。在訪問外部程序存儲器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR 指令）時，P2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVXRI 指令）時，P2 口輸出P2鎖存器的內容。Flash編程或校驗時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。P3 口：P3 口是一組帶有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口。P3 口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。對P3 口寫入“1”時，它們被

29、內部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能P3 口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。ALE/PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。一般情況下，ALE 仍以時鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE 脈沖。對Flash存儲

30、器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。該位置位后，只有一條MOVX 和MOVC指令才能將ALE 激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE 禁止位無效。PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH）

31、，EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復位時內部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V 的編程允許電源Vpp，當然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。XTAL1：振蕩器反相放大器及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。74HC573簡介：74HC573包含八進制3態(tài)非反轉透明鎖存器，span是一種高性能硅門CMOSspan器件。spanSL74HC573跟LS/AL573的管腳一樣。器件的輸入是和標準CMOS輸出兼容的，加上拉電阻他們能和L

32、S/ALSTTL輸出兼容。輸入是和標準 CMOS 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和 LS/ALSTTL 輸出兼容。當鎖存使能端LE為高時，這些器件的鎖存對于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同步）。當鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數(shù)據(jù)會被鎖存。u36755X出能直接接到 CMOS，NMOS 和 TTL 接口上u25805X作電壓范圍：2.0V6.0Vu20302X輸入電流：1.0uACMOS 器件的高噪聲抵抗特性三態(tài)總線驅動輸出置數(shù)全并行存取緩沖控制輸入使能輸入有改善抗擾度的滯后作用 圖3.8 74HC573引腳圖原理說明：M54HC563/74HC563/M54HC573/74HC573的

33、八個鎖存器都是透明的D 型鎖存器，當使能（G）為高時，Q 輸出將隨數(shù)據(jù)（D）輸入而變。當使能為低時，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。輸出控制不影響鎖存器的內部工作，即老數(shù)據(jù)可以保持，甚至當輸出被關閉時，新的數(shù)據(jù)也可以置入。這種電路可以驅動大電容或低阻抗負載，可以直接與系統(tǒng)總線接口并驅動總線，而不需要外接口。特別適用于緩沖寄存器，I/O 通道，雙向總線驅動器和工作寄存器。4系統(tǒng)調試系統(tǒng)調試分為硬件調試和軟件調試兩步。硬件調試：硬件調試比較簡單，首先檢查電路的焊接是否正確及電路中有沒有虛焊等問題，然后可用萬用表測試或通電檢測電路。 實物焊出來之后，先要進行硬件調試。電路的調試過程是檢驗、修正設計方

34、案的實踐過程，也是應用理論知識來解決實踐中各類問題的關鍵環(huán)節(jié)，是電路設計者必須掌握的基本技能。 把電子元器件連接起來，實現(xiàn)特定功能的關鍵一步是調試。調試方法有兩種：分塊調試法和整體調試法。 具體的調試步驟如下：電前檢查。任何組裝好的電子電路，在通電調試之前，必須認真檢查電路連線是否有誤。檢查的方法是對照電路圖，按一定的順序逐級對應檢查。特別是注意電源是否接錯，電源與地是否有短接，集成電路和晶體管的引腳是否接錯，輕輕撥一撥元器件，觀察焊點是否牢固等通電檢查。先調試好所需電源電壓數(shù)值，然后再給電路接通電源。電源一經(jīng)接通，先要觀察是否有異?，F(xiàn)象，如冒煙、異常氣味、放電的聲光、元器件發(fā)燙等。如果有，應

35、立即關斷電源，待故障排除后，方可重新接通電源。然后，測量每個集成塊的電源引腳電壓是否正常，以確信集成電路是否已通電工作。分塊調試。分塊調試時應明確本部分的調試要求，按調試要求測試性能指示和觀察波形。調試順序按信號的流向進行，這樣可以把前面調試過的輸出信號作為后一級的輸入信號，為最后的整機聯(lián)調創(chuàng)造條件。整機聯(lián)調。整機聯(lián)調時應觀察各單元電路連接后各級之間的信號關系，主要觀察動態(tài)結果，檢查電路的性能和參數(shù)，分析測量的數(shù)據(jù)和波形是否符合設計要求。 實物經(jīng)過硬件調試后還要進行軟件調試,即將程序寫入到單片機存儲器中,實現(xiàn)設計功能。軟件調試： 軟件調試以程序為主。先編寫一段顯示程序對硬件的正常工作進行檢驗，

36、然后進行主程序、匹配ROM子程序、讀出溫度子程序、溫度轉換命令子程序、計算溫度子程序、顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等的編程及調試。 軟件調試到能顯示溫度值，而且在有溫度變化時（例如用手去接觸）顯示溫度能夠改變就基本完成軟件調試。 由于DS18B20與單片機采用單線串行數(shù)據(jù)傳送，因此，對DS18B20進行讀寫編程時必須嚴格地保證讀寫時序，否則將無法讀取測量結果。5系統(tǒng)功能、指標參數(shù)5.1系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能溫度采集、溫度顯示和報警控制5.2系統(tǒng)指標參數(shù)測試調試溫度為24攝氏度時，顯示電路鎖存器一為片選，交替輸出：11001010、00100111、11111100.鎖存器二輸出為：111000006結論課基于

37、單片機的電子溫度計主要實現(xiàn)了溫度的測試與顯示功能。在復雜和惡劣的環(huán)境中能穩(wěn)定而有效的完成測試與顯示。 在我的課程設計中，主要是以AT89C52單片機為核心的，對溫度的檢測與顯示進行了簡單的設計與闡述。本次設計可以說是軟硬結合，又以硬件為主。 硬件設計中主要運用了TA89C52單片機和DS18B20溫度傳感器。還設計了像顯示電路、溫度采集電路、報警電路等輔助電路。 以DS18B20為溫度傳感器的溫度采集電路主要作用是隨時感應周圍環(huán)境的溫度變化，再通過AT89C52單片機作為媒介，就可以在LED顯示屏上顯示出溫度。 本設計的不足之處是：本設計只能監(jiān)測、采集與顯示周圍環(huán)境的溫度變化，但不能改變其溫度

38、。7總結與體會在課程設計期間，讓我們自己動手通過此次課程設計，使我更加扎實的掌握了有關單片機方面的知識，在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。 過而能改，善莫大焉。課程設計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。 我認為，在這學期的實驗中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實驗課上，我們學會了很多

39、學習的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實驗結束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。 回顧起此課程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相

40、結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 實驗過程中，也對團隊精神的進行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起體會喜悅的心情。果然是團結就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結果。 8致謝值此之際，向在我課程設計期間給予我諄諄教誨的莊曉燕、卜云老師表示衷心的感謝！老師所具有的淵博深厚的專業(yè)知識、嚴謹?shù)闹螌W作風、使我得以在學術研究上受益匪淺，同時其孜孜不倦的工作作風和對科學事業(yè)的執(zhí)著追求給我留下了深刻的印象，并將成為我今后工作、學習的榜樣。 在此，感

41、謝每一位老師給我們的悉心講解和指導，是他們教會了我生存的方法，是他們給了我們獨立的力量，是他們讓我心懷夢想，積極的面對未來的一切。愿所有老師和同學工作順利，身體健康！ 9參考文獻 1 康華光電子技術基礎S北京：高等教育出版社，1980.4304562 郭天祥51單片機C語言教程M北京：電子工業(yè)出版社，2009.3233313 王涌. MCS-51系列單片機基本實驗.華北電力大學信息工程綜合實驗室199684-93 4 黃攀 王俊杰.單總線數(shù)字溫度傳感器DS1820及其應用.清華大學自動化系.北京元器件與應用.20011229-315 譚浩強.C程序設計.北京:清華大學出版社，1991附錄：1.

42、仿真圖：2.元件清單編號 元件名稱 型號及規(guī)格 數(shù)量 1 單片機芯片 AT89C51 1 2 感溫元件 DS18B20 2 3 七段數(shù)碼顯示器 LED 4 4 串轉并芯片 74LS164 4 5 晶振 12MH 1 6 按鍵 - 3 7 三極管 C945 1 8 壓電蜂鳴器 - 1 9 整流二極管 1N4007 4 10 發(fā)光二極管 FG1112004 1 11 電阻 10 2 12 電阻 100 1 13 電阻 680 1 14 電阻 4.7 1 15 電阻 10K 1 16 電容 0.1F 2 17 電容 30 p F 2 18 電容 47F/50V 1 19 電容 100F/50V 1

43、20 電容 220F/50V 1 21 與門 74LS08 13.程序：#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit ds=P22; /溫度傳感器信號線sbit dula=P26; /數(shù)碼管段選線sbit wela=P27; /數(shù)碼管位選線sbit beep=P23; /蜂鳴器uint temp;float f_temp;uint warn_l1=260;uint warn_l2=250;uint warn_h1=300;uint warn_h2=320;sbit led0=P10;sbit

44、 led1=P11;sbit led2=P12;sbit led3=P13;unsigned char code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 xbf,0 x86,0 xdb,0 xcf,0 xe6,0 xed,0 xfd,0 x87,0 xff,0 xef; /不帶小數(shù)點的編碼void delay(uint z)/延時函數(shù)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void dsreset(void) /18B20復位，初始化函數(shù) uint i; ds=0; i=103; while(i0)i-; ds=1; i=4; while(i0)i-;bit tempreadbit(void) /讀1位函數(shù) uint i; bit dat; ds=0;i+; /i+ 起延時作用 ds=1;i+;i+; dat=ds; i=8;while(i0)i-; return (dat);uchar tempread(void) /讀1個字節(jié) uchar i,j,dat; dat=