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单片机课程设计说明书 单片机单片机温度检测显示报警器温度检测显示报警器 课 程 设 计 说 明 书课 程 设 计 说 明 书 学生姓名： * 学 号： * 学 院： * 专 业： * 题 目： 温度检测显示报警器 指导教师：指导教师： * 职称职称: : * 第 1 页 共 15 页 单片机课程设计说明书 2011 年 6 月 10 日 引言引言 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机 的踪迹。 导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传 输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 ic 卡，民用 豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩 具、 电子宠物等等，这些都离不开单片机。 更不用说自动控制领域的机器人、 智能 仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用必须重视。 温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。 随着现 代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控 制温度。在控制领域中，对温度的控制有着举足轻重的作用。例如陶瓷的烧烤， 只有控制住温度的适度，才能制作出一件完美的艺术品，否则只是一件废品； 还有如酿酒的过程，也需要对温度进行控制。 可见，在生活的许多方方面面都有 着对温度进行感知和控制的需要。 本次设计的目的就是基于 at89c51 单片机设计一个温度检测,报警的系统，该 系统能实时采集周围的温度信息进行显示，程序内部设定有报警上下限，根据 应用环境不同可设定不同的报警上下限。 该系统实现了对温度的自动监测，为设 第 2 页 共 15 页 单片机课程设计说明书 备的正常运行提供了条件，在工业中具有一定的实用价值和广泛的应用前景。 1 1 设计任务与要求设计任务与要求 1.1 设计任务设计任务 基于 at89c51 单片机设计温度检测报警，可以实时采集周围的温度信息进行 显示，并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。 1.2 设计要求设计要求 1. 实时温度检测并显示其对应的值。 2. 具有温度报警功能。 3. 可以设报警置温度上下限。 1.3 实用价值与理论意义实用价值与理论意义 温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。 随着现 代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控 制温度。在控制领域中，对温度的控制有着举足轻重的作用。例如陶瓷的烧烤， 只有控制住温度的适度，才能制作出一件完美的艺术品，否则只是一件废品； 还有如酿酒的过程，也需要对温度进行控制。 可见，在生活的许多方方面面都有 着对温度进行感知和控制的需要。 第 3 页 共 15 页 单片机课程设计说明书 而本次设计的温度检测报警系统是在日常生活和工业应用非常广泛的工具， 能实时采集周围的温度信息进行显示，程序内部设定有报警上下限，根据应用 环境不同可设定不同的报警上下限。 该系统实现了对温度的自动监测，为设备的 正常运行提供了条件，在工业中具有一定的实用价值和广泛的应用前景。 2 2 系统系统硬件硬件设计设计 2.1 系统系统设计框图设计框图 图 2.1 系统设计框图 2.2 系统电路图设计系统电路图设计 2.2.1 系统电路设计框图 第 4 页 共 15 页 at89c51 单 片 机 把所测试的温度显 示到数码管上 温度传感器进行温度 采集，经过a/d 转换 （adc0808 内部完成 此操作），送入单片 机存储，通过定时器 0 进行定时读取 蜂宁器报警，在温度达 到相应设定的温度值， 触发蜂宁器发出响声， 进行报警。可以设定报 警方式（上限报警还是 下限报警） 单片机课程设计说明书 图2.2.1 系统电路设计框图 2.2.2 系统主要硬件需求介绍 （1）at89c51 单片机 at89c51 是一种带 4k 字节闪烁可编程可擦除只读存储器，是低电压，高性 能 cmos8 位微处理器，俗称单片机。 at89c51 管脚介绍: vcc：供电电压。 gnd：接地。 p0 口：p0 口为一个8 位漏级开路双向i/o 口，每脚可吸收8ttl门电流。 p1 口：p1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 i/o 口，p1 口缓冲器能接 收输出 4ttl门电流。 图 2.2.2（1） at89c51 管脚 p2 口：p2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 i/o 口，p2 口缓冲器可接收， 输出 4 个 ttl 门电流，输出 4 个 ttl 门电流，当 p2 口被写“1”时，其管脚被 内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，p2 口的管脚被外部拉低， 将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。p2 口在flash 编程和校验时接收高八 位地址信号和控制信号。 p3 口：p3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 i/o 口，可接收输出 4 个 ttl门电流。p3 口也可作为at89c51 的一些特殊功能口。 rst：复位输入。 ale/prog：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地 址的地位字节。在 flash 编程期间，此引脚用于输 入编程脉冲。 /psen：外部程序存储器的选通信号。在由外部 程序存储器取指期间，每个机器周期两次/psen 有效。 但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/psen 信 号将不出现。 /ea/vpp：当/ea 保持低电平时，则在此期间外 部程序存储器（0000h-ffffh），不管是否有内部程序存储器。在 flash 编程 期间，此引脚也用于施加12v 编程电源（vpp）。 xtal1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 第 5 页 共 15 页 单片机课程设计说明书 xtal2：来自反向振荡器的输出。 （2）adc0808 adc0808 是采样分辨率为 8 位的、 以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。 其 内部有一个 8 通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通 8 路模拟输入信号中的一个进行a/d 转换。 adc0808 芯片有 28 条引脚，采用双列直插式封装，如右图所示。各引脚功 能如下： 15和2628（in0in7）：8路模拟量输入端。 8、14、15和1721：8 位数字量输出端。 22 （ ale ） ： 地 址 锁 存 允 许 信 号 ， 输 入 ， 高 电 平 有 效 。 图2.2.2（2） adc0808 管脚图 6（start）：ad 转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少 100ns 宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动a/d 转换）。 7（eoc）： ad转换结束信号，输出，当 ad转换结束时，此端输出 一个高电平（转换期间一直为低电平）。 9（oe）：数据输出允许信号，输入， 高电平有效。当 ad 转换结束时，此端输 入一个高电平，才能打开输出三态门，输出 数字量。 10（clk）：时钟脉冲输入端。要求 时钟频率不高于640khz。 12（vref（+）和 16（vref（-）：参考电压输入端 11（vcc）：主电源输入端。 13（gnd）：地。 2325（adda、addb、addc）： 3 位地址输入线，用于选通 8 路模拟输入 中的一路 （3）四段八位数码管 数码管由 8 个发光二极管（以下简称字段）构成，通过不同的组合可用来 第 6 页 共 15 页 单片机课程设计说明书 显示数字0 9、 字符 a f、 h、 l、 p、 r、 u、 y 及小数点“.”。 四段八位数码管的外形 结构如图2.2.2（3）所示。数码管又分为共阴极和共阳极两种结构。数码管引脚 图八段数码管结构数码管工作原理： 共阳极数码管的 8个发光 二极管的阳极（二极管正端）连接在一起。 图 2.2.2（3）四段八位 数码管 通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。 当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点 2.2.3 系统电力模块图 （1）单片机电路连接图 图 2.2.3（1）为单片机电路连接图，其中晶振频率可以根据自己需要进行选择， 范围在 0-24mhz，常用 12mhz。复位电路得电容一般用 10uf，但并不唯一， 只要 rc 所得时间大于两个机器周期即可。还有其 p0 内部无上拉电阻，所以在 执行输出功能时，外部必须接上拉电阻（一般10k 即可）。 图 2.2.3(1) 单片机电路连接图 （2）液晶显示电路模块 图 2.2.3（2）为液晶显示电路模块，图中为一个四位八段数码管，其接法为共 阴极接法。 图 2.2.3（2）液晶显示电路模块 （3）a/d 转换电路模块 图 2.2.3（3）为 a/d 转换电路模块物理量的输入为 in0 管脚，模量的输出为 out18。. 第 7 页 共 15 页 单片机课程设计说明书 图 2.2.3（3）a/d 转换电路模块 2.2.4 系统电力图 图 2.2.4 系统电力图 3 3 系统软件设计系统软件设计 3.1 程序主要模块流程图程序主要模块流程图 图 3.1 at89c51 主程序流程图 3.2 源程序清单与注释源程序清单与注释 （见附录一） 4 4 实验结果实验结果 4.1 正常情况正常情况 数码管显示的数字在 77153 范围内，且报警等都不亮，蜂鸣器不发出声音， 结果如图4.1. 图 4.1 正常情况 4.2 低于温度下限低于温度下限 数码管显示温数字低于 77，p3.1 为低电平，故在这路上的 led 灯亮，蜂鸣器 发出声音，结果如图4.2。. 图 4.2 低于下限 4.3 高于温度上限高于温度上限 数码管显示数字高于 153，p3.0 为低电平，故在这路上的 led 灯亮，蜂鸣器 发出声音，结果如图4.3。. 图 4.3 高于上限 第 8 页 共 15 页 单片机课程设计说明书 5 5 课程设计体会及总结课程设计体会及总结 回顾起此次单片机课程设计，我仍感慨颇多，从理论到实践，在接近一月的 日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多的的东西，不仅是学习上的， 而且是关于做人做事方面的感悟。 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识 是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论， 才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 我在设 计的过程中遇到了许多问题，同时也发现了自己的不足之处，对以前所学过的 知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说不懂一些元器件的使用方法， 对汇编语言掌握得不透彻。 还有，这次的设计让我明白了求人不如求己，虽然我们要讲究合作，但更重 要的是自己，只有自己懂，自己做，才不会在关键时刻掉链子。 别人终究是一个 陪衬，路总是要自己走，属于自己的任务就要自己搞。 所以，我们必须要时刻强 大自己，别人终究是别人。 这个过程虽然不是很平坦，肯定会遇到各种各样的问 题，但一旦征服了它那它就是你的东西了，当这样的厚积达到一定程度那你就 能享受到薄发那刻的辉煌。 第 9 页 共 15 页 单片机课程设计说明书 附录附录 led_0 equ 30h led_1 equ 31h led_2 equ 32h adcequ35h tcnta equ36h tcntb equ37h h_tempequ38h;温度上限 l_tempequ39h;温度下限 flagbit00h h_almbitp3.0 l_almbitp3.1 soundbitp3.7 clockbitp2.4 st bit p2.5 eoc bit p2.6 oe bit p2.7 org 00h sjmpstart org0bh ljmpint_t0 org1bh ljmpint_t1 start: movled_0,#00h 第 10 页 共 15 页 单片机课程设计说明书 movled_1,#00h movled_2,#00h movdptr,#table movh_temp,#153 movl_temp,#77 movtmod,#12h movth0,#245 movtl0,#0 movth1,#(65536-1000)/256 movtl1,#(65536-1000)mod 256 movie,#8ah clrc setbtr0;为adc0808 提供时钟 wait: setbh_alm setbl_alm clr st setb st clr st;启动转换 jnb eoc,$ setb oe mov adc,p1;读取ad 转换结果 clr oe mova,adc subba,#77 ;判断是否低于下限 jclalm mova,h_temp movr0,adc subba,r0;判断是否高于上限 jchalm clrtr1 ljmpproc lalm:;低温报警 clrl_alm setbtr1 clrflag ljmpproc halm: ;高温报警 clrh_alm setbtr1 setbflag 第 11 页 共 15 页 单片机课程设计说明书 ljmpproc proc: mov a,adc ;数值转换 mov b,#100 div ab mov led_2,a mov a,b mov b,#10 div ab mov led_1,a mov led_0,b lcall disp sjmp wait int_t0:cplclock ;提供adc0808 时钟 reti int_t1:movth1,#(65536-1000)/256 movtl1,#(65536-1000)mod 256 cplsound inctcnta mova,tcnta jbflag,i1 ;判断是高温警报还是低温警报 cjnea,#30,retune ;低温警报声 sjmpi2 i1: cjnea,#20,retune ;高温警报声 i2: movtcnta,#0 inctcntb mova,tcntb cjnea,#25,retune movtcnta,#0 movtcntb,#0 lcall delay2 retune:reti disp:mova,led_0;数码显