温度计实验报告

PAGE/NUMPAGES##理工大学单片机课程设计 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 姓名：王静杨晓雪学号:0828030090/0828010150专业：电气工程与其自动化指导李宏伟时间：20##6月24日摘要：在这个信息化高速发展的时代，单片机作为一种最经典的微控制器，单片机技术已经普与到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，作为自动化专业的学生，我们学习了单片机，就应该把它熟练应用到生活之中来。本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。本文设计的数字温度计具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。关键词：单片机，数字控制，数码管显示，温度计，DS18B20，AT89S52。目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc233446743"1、概述3HYPERLINK\l"_Toc233446744"1.1设计目的3HYPERLINK\l"_Toc233446745"1.2设计原理3HYPERLINK\l"_Toc233446746"1.3设计难点3HYPERLINK\l"_Toc233446747"2、系统总体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 与硬件设计4HYPERLINK\l"_Toc233446748"2.1数字温度计设计方案论证5HYPERLINK\l"_Toc233446749"2.2.主控制器52.2.3温度传感器…………………………………………………………52.3DS18B20温度传感器与单片机的接口电路..........................7HYPERLINK\l"_Toc233446750"2.4系统整体硬件电路设计PAGEREF_Toc233446750\h8HYPERLINK\l"_Toc233446751"3、系统软件设计9HYPERLINK\l"_Toc233446752"3.1初始化程序9HYPERLINK\l"_Toc233446753"3.2读出温度子程序10HYPERLINK\l"_Toc233446755"3.3读、写时序子程序11HYPERLINK\l"_Toc233446759"3.4延时程序PAGEREF_Toc233446759\h12HYPERLINK\l"_Toc233446760"4Proteus软件仿真PAGEREF_Toc233446760\h14HYPERLINK\l"_Toc233446761"5、课程设计体会16附录1……………………………………………………………………………………………...17附录2………………………………………………………………………………...221概述1.1设计目的随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，可广泛用于食品库、冷库、粮库、温室大棚等需要控制温度的地方。目前,该产品已在温控系统中得到广泛的应用。1.2设计原理本系统是一个基于单片机AT89S52的数字温度计的设计，用来测量环境温度，测量范围为-50℃—110℃度。整个设计系统分为4部分：单片机控制、温度传感器、数码显示以与键盘控制电路。整个设计是以AT89S52为核心，通过数字温度传感器DS18B20来实现环境温度的采集和A/D转换，同时因其输出为数字形式，且为串行输出，这就方便了单片机进行数据处理，但同时也对编程提出了更高的要求。单片机把采集到的温度进行相应的转换后，使之能够方便地在数码管上输出。LED采用四位一体共阴的数码管。1.3设计难点此设计的重点在于编程，程序要实现温度的采集、转换、显示和上下限温度报警，其外围电路所用器件较少，相对简单，实现容易。2系统总体方案与硬件设计2.1数字温度计设计方案论证由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。2.2总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S52，温度传感器采用DS18B20，用4位共阴LED数码管以串口传送数据实现温度显示。图1总体设计框图2.2.1主控制器单片机AT89S52具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，适合便携手持式产品的设计使用。2.2.2显示电路显示电路采用4位共阴LED数码管，从P0口输出段码，P2.0—P2.3作片选端。但在焊电路板的时候发现数码管亮度不够，所以在P2.0—P2.3端口接四个10K的电阻和四个NPN的三极管，以使数码管高亮显示。2.2.3温度传感器DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9-12位的数字值读数方式。DS18B20采用３脚PR－35封装或８脚SOIC封装，其内部结构框图如图2所示。图2DS18B20内部结构64位ROM的结构开始８位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后８位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入用户报警上下限。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的结构为８字节的存储器，结构如图3所示。头２个字节包含测得的温度信息，第３和第４字节ＴＨ和ＴＬ的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第５个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。该字节各位的定义如图3所示。低５位一直为１，ＴＭ是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为０，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率。温度LSB温度MSBTH用户字节1TL用户字节2配置寄存器保留保留保留CRC图3DS18B20字节定义由下面 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1可见，DS18B20温度转换的时间比较长，而且分辨率越高，所需要的温度数据转换时间越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。高速暂存ＲＡＭ的第６、７、８字节保留未用，表现为全逻辑１。第９字节读出前面所有８字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第１、２字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625℃／LSB形式表示。当符号位Ｓ＝０时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位Ｓ＝１时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。表2是一部分温度值对应的二进制温度数据。表1DS18B20温度转换时间表DS18B20完成温度转换后，就把测得的温度值与RAM中的TH、TＬ字节内容作比较。若Ｔ＞TH或T＜TL，则将该器件内的报警标志位置位，并对主机发出的报警搜索命令作出响应。因此，可用多只DS18B20同时测量温度并进行报警搜索。在64位ROM的最高有效字节中存储有循环冗余检验码〔CRC〕。主机ROM的前56位来计算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值作比较，以判断主机收到的ROM数据是否正确。2.3DS18B20温度传感器与单片机的接口电路图4DS18B20与单片机的接口电路DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式，如图4所示单片机端口接单线总线，为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉，多个DS18B20可以将2口串接到一条总线上，而本设计只用了一个DS18B20。当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10us。采用寄生电源供电方式时VDD端接地。由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。2.4系统整体硬件电路设计2.4.1主板电路系统整体硬件电路包括，传感器数据采集电路，温度显示电路，上下限报警调整电路，单片机主板电路等，单片机主板电路如图5所示：图5单片机主板电路图5中包括时钟振荡电路和按键复位电路，按键复位电路是上电复位加手动复位，使用比较方便，在程序跑飞时，可以手动复位，这样就不用在重起单片机电源，就可以实现复位。另外扩展电路中，蜂鸣器可以在被测温度不在上下限范围内时，发出报警鸣叫声音，同时LED数码管将没有被测温度值显示，这时可以调整报警上下限，从而测出被测的温度值。2.4.2显示电路显示电路是使用的串口显示，这种显示最大的优点就是使用口资源比较少，只用P0和P3口,串口的发送和接收，采用4位共阴LED数码管，从P0口输出段码，P2.0—P2.3作片选端。但在焊电路板的时候发现数码管亮度不够，所以在P2.0—P2.3端口接四个10K的电阻和四个NPN的三极管，期望增加驱动电流，以使数码管高亮显示。图6温度显示电路3系统软件设计系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，温度转换命令子程序，计算温度子程序，显示数据刷新子程序等。3.1初始化程序DQ置1短延时DQ置0延时450usDQ置1延时15-60us延时至少60usX=~DQ结束X=DQ图7初始化程序 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图3.2读出温度子程序读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的2字节，读出温度的低八位和高八位，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。其程序流程图如图8示初始化发跳过ROM指令开始温度转换延时2ms初始化写入跳过ROM、读取暂存器和CRC字节指令读取温度的低八位和高八位取中间八位结束图8读温度程序流程图3.3读、写时序子程序读写的程序是本次设计中的重点和难点，通过我们对其时序的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，从而写出高效的程序。写1，0时序读0，1时序DQ=0延时15usdat&=0x01dat>>1延时45usDQ=1结束DQ置1短延时DQ置0延时450usDQ置1延时15-60us延时至少60usX=~DQ结束X=DQ3.4延时程序延时程序主要分为短延时和长延时，短延时如果要求十分的精确可以采用定时器，如果要求不太高的话可以采用普通函数的叠加，可以近似时间的延时。长延时同样的道理，不过要求不是很精确的话，可以采取语言结构的循环来实现延时。具体程序如下:表3delay15〔〕延时函数的取值采样：n的取值1234101520222324时间17us48us69us90us216us321us426us468us489us510us4Proteus软件仿真     5课程设计体会经过将两周的单片机课程设计，终于完成了我们的数字温度计的设计，虽然没有完全达到设计要求，但从心底里说，还是高兴的，毕竟这次设计把实物都做了出来，高兴之余不得不深思呀！在本次设计的过程中，我发现很多的问题，虽然以前还做过这样的设计但这次设计真的让我长进了很多，单片机课程设计重点就在于软件算法的设计，需要有很巧妙的程序算法，虽然以前写过几次程序，但我觉的写好一个程序并不是一件简单的事，举个例子，以前写的那几次，数据加减时，我用的都是BCD码，这一次，我全部用的都是16进制的数直接加减，显示处理时在用对不同的位，求商或求余，感觉效果比较好。还有时序的问题，通过这次的设计我明白了时序才真正是数字芯片的灵魂，所有的程序我们都可以通过对其时序的理解来实现对其操作，同时体会到了单总线结构的魅力。从这次的课程设计中，我真真正正的意识到，在以后的学习中，要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习单机片机更是如此，程序只有在经常的写与读的过程中才能提高，这就是我在这次课程设计中的最大收获。最重要的是本次设计是两个人一组，让我们有种组队做单片机开发项目的感觉，毕竟一个项目只靠一个人是很难完成的，今后我们做的项目肯定要多人协作。在这次设计过程中培养了我们的团队协作精神，便于我们走到工作岗位后能很快适应工作环境。参考文献[1]DS18b20数据手册。[2]求是科技编著8051系列单片机C程序设计完全手册:人民邮电,2006[3]余发山，王福忠.单片机原理与应用技术.##：中国矿业大学，2003附录1：程序名称：DS18B20温度测量、报警系统简要说明：DS18B20温度计，温度测量范围0~99.9摄氏度可设置上限报警温度、下限报警温度即高于上限值或者低于下限值时蜂鸣器报警默认上限报警温度为38℃、默认下限报警温度为5℃报警值可设置范围：最低上限报警值等于当前下限报警值最高下限报警值等于当前上限报警值将下限报警值调为0时为关闭下限报警功能******************************************************************/#include#include"DS18B20.h"#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar//宏定义#defineSETP3_1//定义调整键#defineDECP3_2//定义减少键#defineADDP3_3//定义增加键#defineBEEPP3_7//定义蜂鸣器bitshanshuo_st;//闪烁间隔标志bitbeep_st;//蜂鸣器间隔标志sbitDIAN=P0^7;//小数点ucharx=0;//计数器signedcharm;//温度值全局变量ucharn;//温度值全局变量ucharset_st=0;//状态标志signedcharshangxian=38;//上限报警温度，默认值为38signedcharxiaxian=5;//下限报警温度，默认值为38ucharcodeLEDData[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x00};unsignedintReadTemperature(void);/*****延时子程序*****/voidDelay(uintnum){while(--num);}/*****初始化定时器0*****/voidInitTimer(void){TMOD=0x1;TH0=0x3c;TL0=0xb0;//50ms〔晶振12M〕}/*****定时器0中断服务程序*****/voidtimer0(void)interrupt1using0{TH0=0x3c;TL0=0xb0;x++;}/*****外部中断0服务程序*****/voidint0(void)interrupt0using1{EX0=0;//关外部中断0if(DEC==0&&set_st==1){shangxian--;if(shangxian99)shangxian=99;}elseif(ADD==0&&set_st==2){xiaxian++;if(xiaxian>shangxian)xiaxian=shangxian;}}/*****读取温度*****/voidcheck_wendu(void){uinta,b,c;c=ReadTemperature()-5;//获取温度值并减去DS18B20的温漂误差a=c/100;//计算得到十位数字b=c/10-a*10;//计算得到个位数字m=c/10;//计算得到整数位n=c-a*100-b*10;//计算得到小数位if(m<0){m=0;n=0;}//设置温度显示上限if(m>99){m=99;n=9;}//设置温度显示上限}/*****显示开机初始化等待画面*****/Disp_init(){P0=0x40;//显示-P2=0xf7;Delay(200);P2=0xfb;Delay(200);P2=0xfd;Delay(200);P2=0xfe;Delay(200);P2=0xff;//关闭显示}/*****显示温度子程序*****/Disp_Temperature()//显示温度{P2=0xf7;P0=0x39;//显示CDelay(300);P2=0xfb;P0=LEDData[n];//显示个位Delay(300);P2=0xfd;P0=LEDData[m%10];//显示十位DIAN=1;//显示小数点Delay(300);P2=0xfe;P0=LEDData[m/10];//显示百位Delay(300);P2=0xff;//关闭显示}/*****显示报警温度子程序*****/Disp_alarm(ucharbaojing){P2=0xf7;P0=0x39;//显示CDelay(200);P2=0xfb;P0=LEDData[baojing%10];//显示十位Delay(200);P2=0xfd;P0=LEDData[baojing/10];//显示百位Delay(200);P2=0xfe;if(set_st==1)P0=0x76;elseif(set_st==2)P0=0x38;//上限H、下限L标示Delay(200);P2=0xff;//关闭显示}/*****报警子程序*****/voidAlarm(){unsignedinti;{for(i=0;i<200;i++)//喇叭发声的时间循环，改变大小可以改变发声时间长短{Delay(80);//参数决定发声的频率，估算值BEEP=!BEEP;}BEEP=1;//喇叭停止工作，间歇的时间，可更改Delay(20000);}}/*****主函数*****/voidmain(void){uintz;InitTimer();//初始化定时器EA=1;//全局中断开关TR0=1;ET0=1;//开启定时器0IT0=1;IT1=1;check_wendu();check_wendu();for(z=0;z<300;z++){Disp_init();}while(1){if(SET==0){Delay(2000);do{}while(SET==0);set_st++;x=0;shanshuo_st=1;if(set_st>2)set_st=0;}if(set_st==0){EX0=0;//关闭外部中断0EX1=0;//关闭外部中断1check_wendu();Disp_Temperature();if(m>=shangxian)P1_0=1;elseP1_0=0;if(m=shangxian)||(m=10){shanshuo_st=~shanshuo_st;x=0;}if(shanshuo_st){Disp_alarm(shangxian);}}elseif(set_st==2){BEEP=1;//关闭蜂鸣器EX0=1;//开启外部中断0EX1=1;//开启外部中断1if(x>=10){shanshuo_st=~shanshuo_st;x=0;}if(shanshuo_st){Disp_alarm(xiaxian);}}}}/*****END*****/附录2：整体原理图：