单片机时钟温度计.doc

单片机实习报告摘要：随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，尤其是各种智能化的仪器、仪表在农、工业的广泛应用给社会带来了极大的便利。本文就是一个利用温度来实现简单智能控制的例子。它完成了从温度的采集、转换、显示以及控制的一系列任务。广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制。但是它提供了一个通过温度来控制设备的基本思想和原理。相信能在实际应用中为我们的生活带来更大的便利。关键词：温度，时钟,AT89S52,DS1302目录1 实习目的及意义12 实习要求12.1课题名称12.2系统要求12.3实习内容13 系统设计23.1原理图设计23.2电路焊接23.3软件设计3总 结10参考文献111 实习目的及意义单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。 单片机经过几代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗。在设计的过程中，通过简单课题的设计练习，可使学生初步体验单片机系统的设计过程、设计要求，完成的工作内容和具体的设计方法，了解必须提交的各项工程文件，也达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。通过课程设计，应能加强学生如下能力的培养：1独立工作能力和创造力；2 综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。3 查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；4 工程绘图的能力；5 写技术报告和编制技术资料的能力。2 实习要求2.1课题名称LED数字温度计2.2系统要求利用DS1820温度传感器完成温度的测量，把转换的温度值的模拟量送入ADC0809的其中一个通道进行A/D转换，将转换的结果进行温度值变换之后送入数码管显示。2.3实习内容1. 电路图设计。2. 程序设计。3. 电路焊接。4. 系统调试。5. 撰写报告。3 系统设计3.1原理图设计该数字温度计利用AD590集成温度传感器及其接口电路完成温度的测量并转换成模拟电压信号，经由模数转换器ADC0809转换成单片机能够处理的数字信号，然后送到单片机AT89C51中进行处理变换，最后将温度值显示在D4、D3、D2、D1共4位七段码LED显示器上。首先，在图的左上方，有两个引脚，分别是XTAL1和XTAL2，外接12MHz晶振。AT89S52 单片机有一个用于构成内部振荡器的反相放大器，XTAL1 和图3.1 系统部件图3.2电路焊接在此次焊接电路中，主要芯片有AT89S52和DS1302，在焊接过程中，它们是属于第一个要焊接的器件。其次，就是有8个200欧姆的电阻，还有8个1K欧姆的电阻及其它两个电阻，它们焊接起来也很快。最让人头疼的是8个三极管，它们的引脚靠的太近了，以至于焊接电路的时候要特别的仔细，否则会很容易造成短路，导致测试出错。至于电容和一些其他的器件，则放到了最后焊接。虽然最后测试成功了，但过程中的团队合作是不能忽略的，每个人都有很大的作用。3.3软件设计3.3.1系统介绍系统的整体上主要由DS1302时钟电路和AT89S52单片机构成，系统整体结构图如图3.1所示。转换器ADC0809电位器模拟温度AT89S52单片机温度显示电路路开关控制图3.1系统整体结构图3.3.2流程图开 始显示缓冲区初始化必要参数初始化T0初始化TH0，TL0装入初值T0工作并开中断等待中断主程序框图如图3-2所示：图3.2计时工作流程3.3.3单片机AT89S521.主要特性 与MCS-51单片机产品兼容 4K字节在系统可编程Flash存储器 1000次擦写周期 全静态工作：0Hz33MHz 32个可编程I/O口线 2个16位定时器/计数器 6个中断源 全双工UART串行通道 低功耗空闲和掉电模式 掉电后中断可唤醒 双数据指针 灵活的ISP编程（字或字节模式）2.内部结构 CPU由运算器和控制逻辑构成。 AT89S52时钟有两种方式产生，即内部方式和外部方式。 AT89S52在物理上有四个存储空间：片内/片外程序存储大路、片内/片外数据存储器。片内有256B数据存储器RAM和4KB的程序存储器ROM。除此之外，还可以在片外扩展RAM和ROM，并且和有64KB的寻址范围。 AT89S52内部有一个可编程的、全双工的串行接口。它串行收发存储在特殊功能寄存器SFR的串行数据缓冲器SBUF中的数据。3.外部特性（引脚功能） Vcc(40)：电源+5V Vss(20): 接地 XTAL1（19）和XTAL2（18）：使用内部振荡电路时，用来接石英晶体和电容；使用外部时钟时，用来输入时钟脉冲。 P0口（3932）：双向I/O口，既可作地址/数据总线口用，也可作普通I/O口用。 P1口（18）：准双向通用I/O口。 P2口（2128）：准双向口，既可作地址总线口输出地址高8位，也可作普通I/O口用。 P3口（1017）：多用途口， 可作普通I/O口，也可按每位定义的第二功能操作。3.3.4 温度传感器DS1820 1.功能简介数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20、 DS1822 “一线总线”数字化温度传感器 同DS1820一样，DS18B20也 支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55C+125C，在-10+85C范围内,精度为0.5C。DS1822的精度较差为 2C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。2.DS1820使用中注意事项 DS1820虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题： (1)较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由于DS1820与微处理器间采用串行数据传送，因此，在对DS1820进行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。在使用PL/M、C等高级语言进行系统程序设计时，对DS1820操作部分最好采用汇编语言实现。 (2)在DS1820的有关资料中均未提及单总线上所挂DS1820数量问题，容易使人误认为可以挂任意多个DS1820，在实际应用中并非如此。当单总线上所挂DS1820超过8个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。 (3)连接DS1820的总线电缆是有长度限制的。试验中，当采用普通信号电缆传输长度超过50m时，读取的测温数据将发生错误。当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离可达150m，当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离进一步加长。这种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。因此，在用DS1820进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。 (4)在DS1820测温程序设计中，向DS1820发出温度转换命令后，程序总要等待DS1820的返回信号，一旦某个DS1820接触不好或断线，当程序读该DS1820时，将没有返回信号，程序进入死循环。这一点在进行DS1820硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。3.3.5程序代码ORG 0000H ;程序执行开始地址LJMP START ;跳到标号START执行ORG 0003H ;外中断0中断程序入口RETI ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0020H MAIN: MOV SP,#60H LCALL GET_TEMP SJMP $ GET_TEMP: CLR PSW.4 SETB PSW.3 ;设置工作寄存器当前所在的区域 CLR EA ;使用ds1820一定要禁止任何中断产生 LCALL INT ;调用初使化子程序 MOV A,#0CCH LCALL WRITE ;送入跳过ROM命令 MOV A, #44H LCALL WRITE ;送入温度转换命令 LCALL INT ;温度转换完全,再次初使化ds1820 MOV A,#0CCH LCALL WRITE ;送入跳过ROM命令 MOV A,#0BEH LCALL WRITE ;送入读温度暂存器命令 LCALL READ MOV R7,A ;读出温度值低字节存入R7 LCALL READ MOV R6,A ;读出谩度值高字节存入R6 SETB EA RET INT: ;初始化ds1820子程序 CLR EA L0:CLR P1.6 ;ds1820总线为低复位电平 MOV R2,#200 L1:CLR P1.6 DJNZ R2,L1 ;总线复位电平保持400us SETB P1.6 ;释放ds1820总线 MOV R2,#30 L4:DJNZ R2,L4 ;释放ds1820总线保持60us CLR C ;清存在信号 ORL C,P1.6 JC L0 ;存在吗?不存在则重新来 MOV R6,#80 L5:ORL C,P1.6 JC L3 DJNZ R6,L5 SJMP L0 L3:MOV R2,#240 L2:DJNZ R2,L2 RET ;READ: CLR EA MOV R6,#8 ;连续读8个bit RE1:CLR P1.6 ;读前总线保持为低 MOV R4,#4 NOP SETB P1.6 ;开始读总线释放 RE2:DJNZ R4,RE2 ;持续8us MOV C,P1.6 ;从ds1820总线读得一个bit RRC A ;把读得的位值环移给 A MOV R5,#30 RE3:DJNZ R5,RE3 ;持续60us DJNZ R6,RE1 ;读下一个bit SETB P1.6 ;重新释放DS1820总线 RET ENDWRITE: ;向ds1820写操作命令子程序 CLR EA MOV R3,#8 ;写入ds1820的bit数,一个字节8个bit WR1:SETB P1.6 MOV R4,#8 RRC A ;把一个字节data(A)分成8个bit环移给 C CLR P1.6 ;开始写入ds1820总线要处于复位(低)状态 WR2:DJNZ R4,WR2 ;ds1820总线复位保持16us MOV P1.6,C ;写入一个bit MOV R4,#20 WR3:DJNZ R4,WR3 ;等待40us DJNZ R3,WR1 ;写入下一个bit SETB P1.6 ;重新释放ds1820总线 RET READ: CLR EA MOV R6,#8 ;连续读8个bit RE1:CLR P1.6 ;读前总线保持为低 MOV R4,#4 NOP SETB P1.6 ;开始读总线释放 RE2:DJNZ R4,RE2 ;持续8us MOV C,P1.6 ;从ds1820总线读得一个bit RRC A ;把读得的位值环移给 A MOV R5,#30 RE3:DJNZ R5,RE3 ;持续60us DJNZ R6,RE1 ;读下一个bit SETB P1.6 ;重新释放ds1820总线 RET END 总 结近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善，应具有较强的动手实践操作能力。数据采集系统应用相当广泛，在一些产品中频繁存在，实用性强。该系统以AT89S52单片机为核心，在实际应用中，可以对电压信号进行直接采集，如果要对传感器的标准电流量进行采集时，还需加入采样电阻，把电流转换成电压后进行采集。通过数据采入和输出，加上可擦写只读程序存储器和数据存储器对程序和数据的寄存和转移，实现了一个简单实用的数据采集系统。此次课程设计题目并不十分复杂，但是在设计过程中还是遇到了很多意想不到的困难。在查阅资料之后，我把困难逐个解决；在设计中，所学知识得到进一步的巩固，使我掌握了平时没注意到的一些细节问题；设计中使我大概掌握了设计思想，必须把握全局。我对本题目的的评价是：所选硬件的对应软件编程比较简单，从而简化了编程过程，但是软件编程部分，数据转换有些应使用循环结构得到的结果我用了顺序结构，所以使程序显得有些冗长，但是由于水平有限和时间关系没能改进。总体来说，此次设计是比较有意义的，是提高学习效率和学习积极性的一种很好的途径。参考文献1 黄小波.基于AT89S52单片机与DS18B20的温度监控系统，20082 陈阳海.AT89S52单片机引脚功能、时钟系统、时序