基于单片机的数字温度计设计word格式.doc

单片机课程设计指导书2012.5学院：机电工程学院适用专业：自动化专业第一章 课程设计的教学组织一、性质与目的课程设计是单片机课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面系统的训练。进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，也进一步激发了学生再深一步学习的热情。本次单片机课程设计一共3周，通过3周的动手实践，希望同学们能够比较清楚地了解单片机应用系统的整个设计过程，具备单片机应用系统的初步开发能力，将所学应用于实际，锻炼动手能力。 本教学环节的目的，大体为： （1）训练学生正确地应用单片机，培养解决工业控制、工业检测等领域具体问题的初步能力。（2）让学生通过所做课题，熟悉单片微机应用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、工作内容、工作步骤。（3）对学生进行基本技能训练，例如组成系统、编程、调试、查阅资料、绘图、编写说明书等；使学生理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。为了这一教学环节的正常开展，还应积累(或复印)一定数量的参考资料(例如芯片、元器件的手册，某些装置的使用说明，有关的期刊、参考书籍等)。二、设计时间安排和设计步骤课程设计总时间为3周，课堂学时为24学时，最后一次课为提交作品打分时间，请同学们在课堂及课后抓紧时间完成。设计步骤建议如下：1） 根据课程设计课题要求，确定控制方案，进行总体设计，画出总体设计框图；2） 硬件设计：系统的组成，硬件的选用，芯片的特点、功能和使用情况，列出元件清单；硬件原理图请使用PROTEL或PROTEUS绘制。3） 软件设计：根据控制要求，先绘制流程图，再根据流程图，使用C语言或者汇编编程；4） 软硬件调试：制作电路板，烧写程序后，调试软硬件的运行情况进行修改和完善；整理课程设计报告，课程设计报告模板请见“单片机课程设计相关资料”文档。三课程设计任务三周时间过后，请同学们提交以下资料：(1) 完成要求的硬件设计作品；(2) 完全按照要求编写的课程设计说明书；说明书要求文字通顺，简炼。四成绩考核课程设计的作品完成后，应将作品演示给指导教师看，指导教师确认后，学生再提交课程设计报告给指导教师。指导教师根据该学生的演示效果和课程设计报告进行评分，评分分5个标准： 优：完成课程设计要求的基础上，熟悉单片机应用系统的开发，独立进行软硬件设计和制作，作品设计上有自己的创新，报告撰写详实、图文清楚、思路清晰。良：按要求完成课程设计，掌握了单片机应用系统设计方法，能够进行系统整体测试，并能发现问题和解决问题，方案设计合理，报告撰写清晰完整。中：完成课程设计所要求的大部分功能，理解单片机应用系统设计方法，掌握了一些软硬件设计的方法，报告撰写完整无错。及格：基本完成课程设计要求，了解单片机应用系统开发，会编写一些程序控制单片机的工作，报告撰写完整。不及格：无法完成课程设计要求。项目二：基于单片机的数字温度计设计（一）项目概述 在生活和生产中，经常要用到一些测温设备，但是传统的测温设备具有制作成本高、硬件电路和软件设计复杂等缺点。基于单片机的数字温度计具有制作简单、成本低、测温范围广和测温准确等优点，应用前景广阔。 （二）功能要求温度值用LED显示；测温范围为-30100，且测量误差不得大于0.5；作品的体积、质量要尽可能小。（三）设计方案根据设计要求分析，基于单片机的数字温度计由单片机控制器、电源、显示电路、温度传感器、复位电路和时钟电路组成，系统框图如4所示。电源给整个电路供电，显示电路显示温度值，时钟电路为单片机提供时钟频率。传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的一种智能温度传感器DS18B20，其测温范围为-55125，最高分辨率可达0.0625。图4 数字温度计设计方案框图（四） 电路硬件电路图控制器使用单片机测温传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管以动态扫描法实现温度显示，电路图如图5所示。图5 单片机数字温度计参考电路（五）程序设计（1）主程序主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20测量的当前温度值，温度测量每1S进行一次。其程序流程图如图6所示。（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9个字节，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7所示。 图6 主程序流程图 图7 读出温度子程序流程图（3）温度转换命令子程序温度转换命令子程序主要是发温度转换开始的命令。当采用12位分辨率时，转换时间约为750ms。在本程序设计中，采用1S显示程序延时法等待转换的完成。图8 温度转换命令子程序流程图（4）计算温度子程序计算温度子程序将RAM中读取值进行BCD码的转换运算，并进行温度值正负的判定。其子程序流程图如图9所示。 （5）显