传感器DS18B20应用(北软课程设计模板).doc

课 程 设 计课程名称： 传感器DS18B20应用 班 级： 学 号： 姓 名： 完成日期： 沈阳航空航天大学北方软件学院2课设任务书专业名称：计算机应用技术 课程名称：单片机原理与应用设计题目：数字温度传感器DS18B20应用起止时间： 年 月 日至 年 月 日问题描述与基本要求:a) 要求实时显示当前温度，显示零上零下标识。b) 可设定上下温度报警提示。c) 按键切换华氏、摄氏温度（华氏、摄氏温度要求有标识F、C）d) 要求有清屏按钮及电源开关。学生姓名： 学号：指导教师（签字）： 年 月 日数字温度传感器DS18B20应用1 概要设计单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术，把具有数据处理能力的微处理器、随机存取数据存储器、只读程序存储器、输入输出电路、可能还包括定时计数器、串口通信口、显示驱动电路，脉宽调制电路、模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块芯片上，构成一个最小而完善的计算机系统。这些电路在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。对数字温度计的设计，是通过编写汇编语言代码实现使用数码管与蜂鸣器来进行2种模式的显示与蜂鸣警报。在设计中主要采用89C51这款芯片作为控制主体，用八位七段数码管来作为显示器。系统通过P0、P2口连接数码管。设计中辅以简单的设备和必要的电路，设计了一款数字温度计，最终达到预期的目的。引言单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或者数字电路构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化。现在的单片机的控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。课题来源与意义随着经济的发展、科技的突飞猛进，芯片业得到了迅速的发展，是单片机技术在各种民用和工业控制等领域得到更广泛的应用。单片机凭借其低成本、高性能的不可代替优势已经成为了微电脑 控制的主力军。学习单片机的有效方法是将理论与实践并重，因此通过对单片机传感器DS18B20应用方案的设计和研究，鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，来完善设计，使得他们更好的掌握单片机的应用。关键词 单片机89C51 传感器DS18B20 数码管 蜂鸣器2 详细设计硬件系统构成硬件系统由七部分构成：1. 核心模块：包括单片机AT89S51与其最小系统。2.显示模块：包括八位七段数码管（7SEG-MPX8-CA-BLUE）,一位显示温度标识，二位显示华摄氏温度，三位显示度数。3. 显示辅助模块：由于实际使用时会出现因电流过低导致显示异常，所以需安装以三极管为主的放大元件组成的显示辅助模块。4. 警报模块：包括蜂鸣器与其电源。5.指示灯与控制模块：包括电源指示灯、高低温报警指示灯、华摄氏温度指示灯、重置按钮和温度转换按钮。6. 传感器模块：包括传感器DS18B20与其电源。7.电源辅助模块：包括排阻、部分电源与相关线路。硬件设计总体布局结构图如下：软件系统构成数字温度计系统总共分为七大模块，其具体设计流程见图。1. 核心模块MAIN：主要负责调用其他模块与指示灯的显示和报警。附部分代码：MOV P0,#0FFHMOV P2,#0FFHMOV 32H,#000HMOV IE,#10000001BSETB IT0CLR TCLOOP:LCALL GETTEMPER MOV A,30HADD A,#032HMOV 34H,A2.温度转换辅助模块CFINT：主要负责温度标号转换。（利用中断）附部分代码：MOV 33H,AMOV A,32HCPL AMOV 32H,AMOV A,33H3.复位传感器模块RST18B20：主要负责复位传感器。读取温度模块READTEMPER：主要负责将传感器收集的温度转换成二进制位保存到RAM中。4.传感器控制模块WR18B20：主要负责向传感器写入控制数据（1Byte）。附部分代码：MOV R0,#008HCLR CWR1:CLR DQMOV R1,#006HDJNZ R1,$RRC AMOV DQ,CMOV R1,#0235.获取数据模块GETTEMPER：主要负责初始化传感器和读取、保存温度（通过调用其他子模块实现）附部分代码：LCALL RST18B20MOV A,#0CCHLCALL WR18B20MOV A,#44HLCALL WR18B20LCALL RST18B20MOV A,#0CCH6.显示模块DISPNOM: 主要负责温度转换与符号显示。7.数据模块：主要负责记录所需要的数据表。总体设计流程图读取温度模块设计流程图3 调试报告在同学的努力帮助和老师的悉心教导下，总体调试得比较顺利。但在对编写好的代码用keil C进行编译并载入protues中进行仿真时，还是犯了一些基础错误。物理的常犯错误非常简单，只要运行一下即可看出，语法错误则非常致命，必须严记汇编语言的使用规则。最终的调试结果见下图：在protues仿真电路图的设计当中，出于实用需要曾更改几次设计，最终的调试结果见下图：PCB电路图的设计最终的调试结果见下图：原理图4测试结果使用调整好的程序来进行切换华摄氏温度、报警等测试，结果完全正确。温度调整温度转换高温报警低温报警5使用说明用正确的方法输入与输出，就会得到快捷、高效的结果。使用说明如下图：控制面板部分6总结随着科技的发展,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它方便省事提高工作效率，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。要为现代社会的发展，实现信息化，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展，单片机是不可或缺的。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。在这短短的四个星期中，通过上网查资料，和同学探讨，与辅导老师询问，更主要的是自己亲手操作，学到了很多知识，也了解到了团队合作的重要性。团队合作，学习到了知识，还让我们更加的学会沟通。不仅培养了实践能力，还培养了设计思维，同时也锻炼了动手实际操作能力，在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，锻炼了运用所学知识的灵活性，加深了对知识的理解及提高了解决问题的能力。在体会到设计电路的艰辛的同时，更能体会到成功喜悦和快乐虽然学到了很多，但是也遇到了很多难题，这些都是在教材中不能发现的，只有实际操作才会发现并解决这些难题，然后从中学到更多。在课设之前的准备工作也是非常重要的，本次课设深有体会。通过之前的准备，我不会被任务弄的手忙脚乱，否则在一个新颖的题目面前，你将无从下手。而我则是有条理有序的进行着每一步。从而才会有今天完成的题目。有了充足的准备，使得自己不会在真正要开始课程设计的时候，没有什么进展。因此，我觉得这个也是对待学习的一种好的态度，以后在学习中，也要一直以这种好的态度对待。在以后的学习中也应该课前复习，养成习惯。另外我要感谢就是我们的北软学院了，正是他提供了这次实践的机会，让我们都有了锻炼的机会，有了进一步学习和巩固所学过的知识点，我觉得这是一次难得的机会。当然还要感谢的就是担任我们单片机课程设计的老师，指导我们设计，对于我们在课程设计中遇到的问题，他总是会很认真的帮助我们解答疑难，老师会在我不懂的时候放弃自己手头上的工作，在旁边指导提醒，一遍又一遍，直到我弄懂为止，真的十分感谢！对老师的感激本课题在选题及研究过程中得到老师的悉心指导。老师多次询问研究进程