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温度计毕业论文.pdf

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温度计 毕业论文
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第 1 页共 36 页 摘 要 20 世纪末,随着计算机科学的发展,计算机已深入地渗透到我们的生活中,要想学好温度测控,只有扎扎实实的把单片机知识学好,因为温度测控是基于单片机知识的。今天,我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务,单片机在工业控制,尖端武器,通信设备,信息处理,家用电器等各测,控领域的应用中独占鳌头。时下,家用电器和办公设备的智能化,遥控化,模糊控制化已成为世界潮流,而这些高性能无一不是靠单片机来实现的,同时在使用单片机的前提下我们也还要用到 A/D 数模转换。我们作为21 世纪的大学生 必须具备单片机知识。现在随着社会对人才素质要求的不断提高,我们也要不断的充实自己,以适应社会的发展。 关键词: 单片机 DS18B20 传感器 Abstract 20 century's ends, along with the computer science development, the computer thoroughly seeped to in ours life, must want to learn the temperature observati on and control, only then is solid learns the monolithic integrated circuit knowledge, because the temperature observati on and control is based on he monolithic integrated circuit knowledge. Today, our living conditions and the working conditions have more and more called it in serves the 第 2 页共 36 页 2 monolithic integrated circuit small computer for us, the monolithic integrated circuit in the industry control, the state-of-art weapon, the communicati on facility, the information processing, the domestic electric appliances and so on measured respectively, controls the domain in the application to lead he field. Present, domestic electric appliances and office equipment intellectualization, remote control, the fuzzy control has become the trends in the world, but these high performances do not have one are not depend on, at the same time in uses the monolithic integrated circuit which the monolithic integrated circuit realizes under the premise we also to have to use to A/D digital-analog conversion. We took 21st century the university student must have the monolithic integrated circuit knowledge. Now along with the society to the talented person quality request unceasing enhancement, we also wants unceasingly to enrich oneself, by adapts society's development. Key word: MCU DS18B20 sensor 第 3 页共 36 页 3 目 录 前 言 ............................................4 功能说明 ......................... .. ............5 一 总体设计方案 ..................................6 二 电路原理图 .......................... .........7 三 MCS-51 系列单片机简介 ..........................8 四 温度传感器 DS1820 简介 .........................18 五 软件编程 ......................................24 致 谢 ............................................34 心得体会 .........................................35 参考文献 .........................................36 第 4 页共 36 页 4 前 言 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, 。温度测控技术也在各个领域应用越来越广泛 , 同时温度测量也被人们所异常关注,一时间涌现出大量各式各样的测试温度仪器,这些仪器的原理到底是怎样的呢?说到底也是属于温度测控的 范畴, 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,测温传感器使用 DS18B20,用 3 位共阳极 LED 数码管以串口传送数据 ,实现温度显示 ,能准确达到以上要求。 第 5 页共 36 页 5 功能说明 ( 1) 将 AD590 作为室温度传感器,当温度变化时, AD590 会产生电流的变化,经 OPA1 将电流转换为电压,由 OPA2 作为零为调整,最后由 OPA3 反相放大 10 倍。 ( 2) ADCO804 输出最大转换值 =FFH( 255)。 OPA3 为放大 10 倍时 。 则本电路最大测量温度为;最大显示温度为 5.1/10V=0.51V,即51° C( 10 为放大倍数)。 255X=51,知 X=0.2,即先乘 2 再除 10。 FF→ 255→ 255ⅹ 2→ 510, R4=0.5 R3=10。即 D4=0, D3=5, D2=1,D1=0,本电路显示器只取 D3、 D2 两位数。 ( 3) 按下 P2.1 按钮,放开后立即进入温度设定模式,显示设定最高温度为 34° C(建立在 TABLE 内)每按一次设定温度将减少 1° C,直至最低温度 20° C,再按一次回到 34° C。 ( 4) 当室温高于设定温度,压缩机( P3.0)运转,使室温降低,当室温低于设定值时,压缩机停止运行。 ( 5) 当进入设定温度模式,如末按下设定按钮( P2.1)经数秒 后自动解除设定模式,回到室温显示模式。 ( 6) 本程序以计时中断,每 50ms 中断一次,比较室温一次,而令压缩机运转和停止。 第 6 页共 36 页 6 一 总体设计方案 1. 1 数字温度计设计方案论证 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 。 1. 2 方案的总体设计框图 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AT89S51,温度传感器采用 DS18B20, 用 3 位 LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。 图 1 总体设计方框图 主 控 制 器 LED显 示 温 度 传 感 器 单片机复位 时钟振荡 报警点按 键调整 第 7 页共 36 页 7 二 电路原理图 第 8 页共 36 页 8 三 MCS-51 系列单片机简介 MCS-51 系列单片机研制于 1980 年,由 Intel 公司所开发,其结构是 8048 的延伸,改进了 8048 的缺点,其 ROM、 RAM 都可扩充至 64KB,也增添了如乘( MUL)、除( DIV)、减( SUBB)、比较( CJNE)、栈入( PUSH)、栈出( POP)、 16 位数据指针、布尔代数运算等指令,以及串行通信能力和 5 个中断源。 8052 有 6 个中断源, MCS-51 系列单片机存储器容量如表(二-1)所示。 MCS-51 系列单片机特点如下: 1、专为控制应用所设计的八位CPU 2、具有布尔代数的运算能力 3、32条双项且可被独立寻址的I/O口 4、芯片内有128字节可供存储数据的RAM(8052:256字节) 5、内部有两组16位定时器(8052有3个) 6、具有全多工传输信号UART 7、5个中断源,且具有两级(高/低)优先权顺序的中断结构 8、芯片内有4KB(8KB/8052)的程序存储器(ROM) 9、芯片内有时钟(CLOCK)振荡器电路 10、程序存储器可扩展至64KB(ROM) 11、数据存储器可扩展至64KB(RAM) 第 9 页共 36 页 9 表(二-1) MCS-51 系列单片机 ROM 及 RAM 容量(字节) 型号 8031 8051 8751 8032 8052 8752 ROM 0 4K 0 0 8K 0 RAM 128 128 128 256 256 256 EPROM 0 0 4K 0 0 8K 12、8051/52:工厂烧写型,内含ROM 13、P8751:一次烧写型,内含PROM 14、8751/8751:可重复烧写型,内含EPROM 15、87C51/87C52:省电型(低消耗功率) 1、时钟电路引脚 MCS-51单片机的时钟可以由内部方式和外部方式产生,XTAL1(19脚)和XTAL2(18脚)即为单片机的两个时钟引脚。 (1)内时钟引脚 8051单片机片内有振荡电路,只需在XTAL1和XTAL2间外接石英晶体和电容组成的并联振荡电路(晶振器),晶体可以在固有频率1 .2~12MH z 的晶振器之间任选晶体,电容可以在20~60 pF的电容之间任选,通常选择30 pF的瓷 片电容 。在单片机控制的数字显示温度计电路设计的这个部第 10 页共 36 页 10 分,就是采用内时钟引脚,其中晶振器为 6MHz,两个电容均为 30pF。 (2)外时钟方式 ,XTAL1接地,XTAL2接外部振荡器。由于XTAL2端的电平不是TTL电平,故接一个上拉电阻。外部振荡器的频率应低于12 MH z。 2、控制信号引脚 (1)RST/V pd(9脚):复位信号/备用电源引脚 当输入的复位信号延续2个机器周期以上,高电平即为有效,用以完成单片机的复位操作。复位后影响片内特殊功能寄存器的状态,但不影响片内RAM状态。 同一引脚的V pd 是备用电源输入端(V pd 接+5V备用电源)。在V cc 断电时,为保证RAM中的信息不丢失,可使此引脚完成掉电保护功能。 (2)ALE/PROG非(30脚);地址锁存允许信号/编程脉冲输入端 在系统扩展时,ALE用于控制把P0口输出的低 8位地址送入锁存器锁存起来,以实现低位地址和数据的分时传送。此外由于ALE是以1/6晶振频率的固定频率输出的正脉冲,因此可作为外边时钟或外部定时脉冲使用。 对片内带有4 kbyteEPROM的8751编写固化程序时,PROG非作为编程脉冲输入端。 (3)PSEN非(29引脚):外边程序存储器读选通信号 为低电平有效,8051在访问片外程序存储器时,此引脚端输
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