11级_单片机课程设计_学生.doc

基于DS18B20和STC12C单片机的高精度温度计11级_单片机课程设计指导老师：廖迎新设计题目：高精度电子温度计设计要求：利用单片机STC12C5608AD、温度传感器DS18B20和数码块等，设计一个智能温度检测器。元件清单：元件型号、参数图中标号数量10uF电解电容C5，C7，CR130.1 uF电容C6，C823位单排针座CON3139 pF 电容（贴片）CY1，CY22发光二级管D1713位单排针座（DS18B20）JK112位共阴数码块LED1, LED222位单排针座（电源）POWER118050 NPN三极管Q2，Q3，Q4，Q5410kW/5.1kW 电阻（贴片）R17，RST1321kW电阻RS1，RS2，RST2，RST3，RST9，RST106510W 电阻RST1,RST4,RST5,RST6,RST7,RST8,RST11,RST12, R189拨动开关S11复位按钮ST11STC12C5608ADU21STC12C5608AD插座1个12MHz 晶振Y11电源线1根下载器1个硬件电路：程序设计：1、数码块驱动 STC12C5410AD单片机上电复位后为准双向口/弱上拉模式，2V以上为高电平，0.8V以下为低电平。每个I/O口驱动能力可达20mA，但整个芯片不得超过55mA(或90mA)。I/O口工作方式设定如下（n=3,2,1,0）P3M07:0P3M17:0I/O口模式00准双向口01强推挽输出10仅输入11开漏l P3寄存器可位寻址，P3M1、P3M0不可位寻址。P2口设定：P2M1，P2M0。P2寄存器可位寻址，P2M1、P2M0不可位寻址。P1口设定：P1M1，P1M0。P1寄存器可位寻址，P1M1、P1M0不可位寻址。P0口设定：P0M1，P0M0。P0寄存器可位寻址，P0M1、P0M0不可位寻址。P2M0=0x00; /P2口设为推挽模式，提高数码块亮度P2M1=0xff;P3M0=0x00; /P3口设为推挽模式P3M1=0xff;2、DS18B20访问图2 温度采样流程图发DS18B20复位信号发跳过ROM命令CCH发读温度命令BEH发启动转换命令44HY转换结束否否？N发DS18B20复位信号发跳过ROM命令CCH接收并保存温度数据 返回图1 主程序流程图T0初始化，实现4ms定时(每个数码块显示时间)开T0溢出中断，并启动T0调整显存采样时间到否？Y对温度采样TR0=0（禁止中断）TR0=1（开中断）对采样数据进行处理,采样标志清零N图3 T0中断服务子程序Y返回显示1位数，并准备下次显示数的序号采样标志置11s到否？开始Nl INITIALIZATION TIMINGl READ/WRITE TIME SLOT TIMING负数补码取反+1=负数原码大小(负数补码-1)取反=负数原码大小YDQ0=0，之后延时2us返回DQ0=1，之后延时2us保存接收到的1位数据，之后延时120us接收完8位否？开始N图4读1个字节NYDQ0=0，之后延时2us返回DQ0=1，之后延时2us发送1位数据，之后延时120us发送完8位否？开始图5写1个字节TEMPERATURE REGISTER FORMATbit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0LS Byte232221202-12-22-32-4bit15bit14bit13bit12bit11bit10bit9bit8MS ByteSSSSS262524TEMPERATURE/DATA RELATIONSHIPTEMPERATUREDIGITAL OUTPUT(Binary)DIGITAL OUTPUT(Hex)+125C0000 0111 1101 000007D0h+85C*0000 0101 0101 00000550h+25.0625C0000 0001 1001 00010191h+10.125C0000 0000 1010 001000A2h+0.5C0000 0000 0000 10000008h0C0000 0000 0000 00000000h-0.5C1111 1111 1111 1000FFF8h-10.125C1111 1111 0101 1110FF5Eh-55C1111 1100 1001 0000FC90h开发工具Keil开发工具选择Intel80C51芯片，在源文件中加“#include”STC-ISP-V4.83下载工具MCU Type COM 打开程序文件 DOWNLOAD/下载CP2102下载器驱动软件程序1.C#include #define uint unsigned intvoid delay(uint i)/延时函数 while(i-);void main()delay(1000);程序1.C的反汇编程序：传统12T的8051模式（1T模式）LJMP STARTUPSTARTUP :MOV R0,#0X7FCLR AIDATALOOP:MOV R0,ADJNZ R0, IDATALOOPMOV SP,#0X07LJMP MAINMAIN:MOV R7,#0xE8; 12TOSC（2 TOSC）MOV R6,#0x03; 12TOSC（2 TOSC）LJMP DELAY; 24TOSC（4 TOSC）DELAY: MOV A,R7; 12 TOSC（1 TOSC）DEC R7; 12 TOSC（3 TOSC）MOV R4,0X06; 24TOSC（4 TOSC）JNZ D1; 24 TOSC（3 TOSC）DEC R6; 12 TOSC（3TOSC）D1:ORL A,R4; 12 TOSC（2 TOSC）JNZ DELAY; 24 TOSC（3 TOSC）（若R6,R7都减到0，退出）RET; 24 TOSC（4 TOSC）R6=y,R7=x时，延迟时间=48+108x+108*256+12* y+12 +24 (TOSC)=84+108*(y*256+x)+12y (TOSC)(或8+16x +16*256+3 * y +3+4=15+16*(y*256+x)+3y (TOSC)附录A 电阻电容参数识别一、电阻1、电阻的参数标注方法有3种，即数标法、色标法和直标法。1）数标法。主要用于贴片等小体积电路，如：472 表示 47100（即4.7K）； 104则表示100K2）色环标注法。常用的有四色环电阻 五色环电阻（精密电阻）。色环顺序识别技巧：（1）最常用的表示电阻误差的颜色是：金、银、棕，金环和银环绝少用做电阻色环的第一环，所以电阻上若有金环和银环，则这是最末一环。 （2）棕色环是否是误差标志的判别。可以根据色环之间的间隔判别：如一个五道色环的电阻，第五环和第四环之间的间隔比第一环和第二环之间的间隔要宽一些。 （3）利用电阻的生产序列值加以判别。如一个电阻的色环读序是：棕、黑、黑、黄、棕，其值为：100104=1M误差为1，属于正常的电阻系列值，若是反顺序读：棕、黄、黑、黑、棕，其值为140100=140，误差为1。显然后一种排序的电阻值在生产系列中没有，故后一种色环顺序不对。四色环电阻：如“棕 红 红 金”，则阻值为12102=1.2K，误差为5% 五色环电阻：如“红 红 黑 棕 金”，则阻值为220101=2.2K，误差为5%二、电容1、电容的参数标注方法有3种，即数标法、色标法和直标法。大容量电容的容量值直接标明，如10 uF/16V小容量电容的容量值用字母表示或数字表示字母表示法：1m=1000 uF，1P2=1.2PF，1n=1000PF 数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。如：102表示10102PF=1000PF，224表示22104PF=0.22 uF（其中：1F=103 mF =106 uF =109 nF =1012 pF）2、电容容量误差表符号 F G J K L M允许误差 1% 2% 5% 10% 15% 20%如：一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为5%。 附录B STC12C5608AD单片机 STC12C5608AD：工作电压3.5-5.5V，4KB Flash程序存储器，768Bytes SRAM，8路10位A/D转换电路等。 若用户板使用外部晶振，必须在下载程序时，在“STC-ISP”下载软件界面设置“外部晶体或时钟”。 STC12C5608AD是1T的8051单片机，为了兼容传统的8051，定时器0和定时器1在复位后是传统8051的速度，即12分频。 STC12C5608AD单片机上电复位后为准双向口/弱上拉模式，2V以上为高电平，0.8V以下为低电平。每个I/O口驱动能力可达20mA，但整个芯片不得超过55mA。I/O口工作方式设定如下（n=3,2,1,0）P3M07:0P3M17:0I/O口模式00准双向口01强推挽输出10仅输入11开漏举例：MOV P3M0，#10100000B;MOV P3M1，#11000000BP3.7为开漏，P3.6为强推挽输出，P3.5为高阻输入，/P3.4/ P3.3/ P3.2/ P3.1/ P3.0为准双向口。l P3寄存器可位寻址，P3M1、P3M0不可位寻址。P2口设定：P2M1，P2M0。P2寄存器可位寻址，P2M1、P2M0不可位寻址。P1口设定：P1M1，P1M0。P1寄存器可位寻址，P1M1、P1M0不可位寻址。P0口设定：P0M1，P0M0。P0寄存器可位寻址，P0M1、P0M0不可位寻址。附录C STC12C5410AD单片机 STC12C5410AD：工作电压3.5-5.5V，10KB Flash程序存储器，512Bytes SRAM，8路10位A/D转换电路等。 STC12C5410AD是1T的8051单片机，为了兼容传统的8051，定时器0和定时器1在复位后是传统8051的速度，即12分频。 STC12C5608AD单片机上电复位后为准双向口/弱上拉模式，2V以上为高电平，0.8V以下为低电平。每个I/O口驱动能力可达20mA，但整个芯片不得超过55mA。I/O口工作方式设定如下（n=3,2,1,0）P3M07:0P3M17:0I/O口模式00准双向口01强推挽输出10仅输入11开漏举例：MOV P3M0，#10100000B;MOV P3M1，#11000000BP3.7为开漏，P3.6为强推挽输出，P3.5为高阻输入，/P3.4/ P3.3/ P3.2/ P3.1/ P3.0为准双向口。l P3寄存器可位寻址，P3M1、P3M0不可位寻址。P2口设定：P2M1，P2M0。P2寄存器可位寻址，P2M1、P2M0不可位寻址。P1口设定：P1M1，P1M0。P1寄存器可位寻址，P1M1、P1M0不可位寻址。P0口设定：P0M1，P0M0。P0寄存器可位寻址，P0M1、P0M0不可位寻址。附录D DS1820* DQ（引脚2）：数据输入输出引脚，漏极开路。单线总线要求5k左右的上拉电阻。* DS1820的两种充电方式：1) DQ充电方式。DQ=H，给内部电容充电；L停止充电。2)用外部5V 电源供电。* DS1820 8位数据发送顺序：先低位D0，再高位图1 DS1820 方框图DS18B20 内部寄存器阵列1) 暂存存贮器0Temp_read低字节1Temp_read高字节2高限报警温度值TH3低限报警温度值TL4保留5保留6计数（Count_remain）7单位温度计数（Count_per_c）8CRC* 2、3字节：是TH 、TL 的易失性拷贝，在每一次上电复位时被刷新。* 7字节：是计数寄存器，用于获得较高的温度分辨率。* 8字节：为循环冗余校验CRC 字节它，是前面8 个字节的CRC 值。* DS1820在1 秒（典型值）内把温度变换为数字。温度数字输出/二进制数字输出十六进制+12500000000 1111101000FAh+2500000000 001100100032h+1/200000000 000000010001h+000000000 000000000000h-1/211111111 11111111FFFFh-2511111111 11001110FFCEh-5511111111 10010010FF92h温度/数据关系（数字输出=（温度/2）的补码）小数：0, 0.0 1, 0.57位整数8位符号高精度温度计算公式：* 访问DS1820 的协议：初始化ROM 操作命令存贮器操作命令处理/数据1) 初始化：总线主机发一复位脉冲（最短为480 s 的低电平信号）后，释放总线；DS1820检测到I/O 引脚的上升沿后，等待15-60s，接着送出存在脉冲（60-240s 的低电平信号）。2) ROM 操作命令：主机检测到从属器件存在，可发器件ROM 操作命令之一：(1) Read ROM(读ROM) 33h：主机读DS1820 的8 位产品系列编码、48 位序列号以及8 位CRC。(2) Match ROM( 符合 ROM) 55h：命令后继以64 位的ROM 数据序列，允许总线主机对多点总线上特定的DS1820寻址，只有与64 位ROM 序列严格相符的DS1820 才能对后继的存贮器操作命令作出响应，所有与64位ROM 序列不符的从片将等待复位脉冲；(3) Skip ROM( 跳过ROM ) CCh：允许主机不提供64 位ROM 编码而访问存储器；(4) Search ROM( 搜索ROM) F0h：允许主机使用一种消去elimination 处理来识别总线上所有从片的64 位ROM 编码；(5) Alarm Search(告警搜索) ECh：命令流程与搜索ROM 命令相同，但仅在最近一次温度测量出现告警的情况下，DS1820才对此命令作出响应，告警的条件定义为温度高于TH 或低于TL。只要DS1820 一上电，告警条件就保持在设置状态，直到另一次温度测量显示出非告警值或者改变TH 或TL 的设置，使得测量值再一次位于允许的范围之内，贮存在EEPROM 内的触发器值用于告警。 3) 存贮器操作命令指令代码说明单总线的操作注温度变换44h启动温度变换读温度转换状态：0，DS1820忙；1，温度变换完成温度变换需要2 秒钟读暂存存储器BEh从暂存存储器读字节读9 字节数据始于字节0，直至字节8（CRC）。写暂存存储器4Eh写字节至暂存存储器2 和3处（TH 和TL 温度触发器）写数据至地址2和3的2 个字节复制暂存存储器43h把暂存存储器复制到非易性存储器E2PROM（仅地址2和3）读复制状态重新调出E2PROME3h把贮存在非易失性存储器内的数值重新调入暂存存储器（温度触发器）读温度忙状态读电源B4h发DS1820 电源方式的信号至主机读电源状态存储器操作举例：温度变换与内插假定采用外部电源，且仅有一个DS1820主机方式数据（LSB在先）注 释TXCCh跳过ROM命令TX44h启动温度变换命令RX1 个数据字节读“忙”标志3 次。主机连续读字节或位，直至数据为FFh（温度变换完成）TXReset (复位) 复位脉冲（最短为480 s 的低电平信号）RXPresence（存在）存在脉冲（60-240s 的低电平信号）TXCCh 跳过ROM命令TXBEh Read Scratchpad 读暂存存储器命令