[毕业设计精品]基于单片机的温度测量显示存储系统设计

a1a0a2a3a4a5a6a7a8a9a1I摘要在工业生产和日常生活中，有的时候迫切需要知道某种环境、某种物体的温度，而且需要将它记录下来。更高的要求是，需要每隔一段时间记录时间与温度，将温度上传到PC机进行分析计算。本方案讨论了使用凌阳科技公司的高性能SPCE061A单片机作为主控制器，采用一线制数字温度传感器DS18B20作为温度传感器，采用液晶1602作为显示器件，采用凌阳科技公司的SPR1024作为数据存储器的应用方案。该方案实现了目标温度的测量、显示、存储与PC机传输数据的功能，体现了SPCE061A强大的功能。关键词：测温；单片机；SPCE061A；SPR1024；DS18B20；液晶1602；DS18B20a10a11a12a13a14a15a16a17a18a19a10II目录a20a21.Ia22a23.IIa24a25a26.1a27a28a29a30a31a32a33.12.1a34a35a36a37a38a39a40.32.2a41a42a43a44a45.32.3a34a35a46a47a48a49a50aSPCE061Aa50aa52a53a54aSPCE061Aa55a50a56a57a58.72.4DS18B20a59a60a61a62a63a50aDS18B20a36a64a65a66aDS18B20a68a69a53a70a36a71a72a73a74a32a33.112.5SPR1024Flasha50aa52a53a50aa52a53a75a76a77a78.132.6a79a801602a50aa37a38a81aa73a74a83a84a85aa87a88a66aa71a72a89a47.163a34a35a69a90a91a92a36a32a33.173.1SPCE061Aa93a94a48aSPCE061Aa95a96a34aa91a97a48a49.173.2DS18B20a91a92a98a73.183.3a79a801602a91a92a98a73.183.4SPR1024a91a92a98a73.19a99a34a35a36a100a101a32a33.204.1a102a103a67a32a33.204.2a104a103a67a36a32aa105a59a104a103a67.22a28a77.24a81a106a107a108.24a109a110a111.24a33a112a70a113a114a37a38a115a103a32a3311引言在工业生产和日常生活中，有的时候迫切需要知道某种环境、某种物体的温度，而且需要将它记录下来。更高的要求是，需要每隔一段时间记录时间与温度，将温度上传到PC机进行分析计算。本方案讨论了使用凌阳科技公司的高性能SPCE061A单片机作为主控制器，采用一线制数字温度传感器DS18B20作为温度传感器，采用液晶1602作为显示器件，采用凌阳科技公司的SPR1024作为数据存储器的应用方案。该方案实现了目标温度的测量、显示、存储与PC机传输数据的功能，体现了SPCE061A强大的功能。2总体方案设计本系统由一块SPCE061A精简开发板（61板）、一线制数字温度传感器DS18B20、128K*8bitFlashSPR1024、液晶1602和外扩UART串口电平转g6454电g17347g13464g6116，g2499g1209实现温度的测量、显示、存储与PC机g17902g16771g12573功能。g8504系统g1209SPCE061A为g7692g5527，由测温g8181块、显示g8181块、存储g8181块g12573g7512g6116。g11840件g13479g7512g7706g3282g3926g32821g6164示。a116a117a118a119a120a121a122a123a124a125a1162g32821g11840件g13479g7512g3282SPCE061A与g1866它器件g17842g6521g3282g726g32822系统g17842线g3282a116a117a118a119a120a121a122a123a124a125a11632.1系统的技术指标本系统的技g7427g6363标要求g3926下g726g3g31.采g19610温度，精度g17810到0.1g263；g3g32.实时显示温度；g3g33.g1867有温度数据存储功能，每隔10分g19059存储一g8437，g5194且在存储的g17819g12255中g17902g17819液晶g6564示，要求g2499g1209存储30g3837的数据；g3g34.g1867有UARTg17902g16771功能，g2499g1209将采g19610的温度实时的上传到PC机。2.2可行性论证g13783g15397到性g1227g8616，开发工g1867g12573g12573，g17885g6333凌阳SPCE061A作为主控制器。g7693据系统的技g7427g6363标，g17885g6333DS18B20作为温度传感器。该温度传感器g1867有g3822种精度测温g8181g5347，g1866中11g1313精度的测温g8181g5347g2499g1209g17810到0.0625的精度要求，g9397g17287系统的精度要求。采用液晶1602来显示温度，该液晶g1867有g5468g3921的性g1227g8616，为16*2的字g12538g3423液晶，g20549g2172简单，g2499g1209进行实时显示。为了g2499g1209存储数据，外扩凌阳科技公司的SPR1024串行Flash作为存储器。该存储器为128K*8bit的flash，系统要求每隔10分g19059存储数据一g8437，30g3837g1861需存储30（g3837）*24（g4579时）*6（每g4579时6g8437）为4320g8437数据，由g1122数据为11g1313分为高g1314字g14422存g6930，g1861需要4320（g8437）*2（字g14422）为8640（字g14422），g6164g1209SPR1024g4448g1852g9397g17287要求，而且g1867有g1325量，g2499g1209进行扩g4649，g1375g3926将温度的时间g1075g1457存到SPR1024中，g6122g13785g6564高存储的g20069g10587，每隔5分g19059存储一g8437g12573g12573。UART功能为SPCE061Ag1867有的功能，扩g4649一g1022电平转g6454电g17347g4613g2499g1209实现与PC机g17902g16771。g13520上g6164g17860，系统方案g2499行。a126a127a128a129a130a131a132a133a134a135a12642.3系统所用模块简介本系统采用SPCE061A单片机作为主控制器，DS18B20作为温度传感器，SPR1024作为存储器件，液晶1602作为显示器件，下g19766将g1393g8437g1183g13473g17837g1135g8181块。2.3.1SPCE061A简介SPCE061A是凌阳科技g11752发生产的性g1227g8616g5468高的一g8466g2325g1857g1313单片机，该g14467片g6329有8g1734710g1313精度的ADC，g1016g1734710精度的DAC，g2494需要外g6521功g6930（SPY0030A）g2375g2499g4448g6116g16833g19911的g6785g6930。g2490外凌阳g2325g1857g1313单片机g1867有g7143g4410g7143用的g6940g10587g17751高的一g3883g6363g1208系统和g19610g6116开发环境。在g8504环境中，g6915g6357标g1946Cg16833g16340，g2499g1209实现Cg16833g16340与凌阳g8731g13546g16833g16340的g1126g11468g16855用为g17731件开发g6564g1391了方g1427的g7477件。SPCE061A片g1881g17836g19610g6116了一g1022ICE（在线g1235g11507电g17347）g6521口，使g5483g4557该g14467片的g13546g12255、g1235g11507g18129g2476g5483g19762常方g1427，而ICEg6521口g993g2356用g14467片上的g11840件g17176源，g13479合凌阳科技g6564g1391的g19610g6116开发环境（unSPIDE）用户g2499g1209利用它g4557g14467片进行g11507实的g1235g11507；而g12255序的下载（烧写）g1075是g17902g17819该g6521口进行下载。g3g3下g3282为SPCE061A单片机的g1881部g13479g7512g7706g3282g726a136a137a138a139a140a141a142a143a144a145a1365g32823SPCE061Ag1881部g13479g7512g3282a136a137a138a139a140a141a142a143a144a145a13662.3.2芯片特性16g1313nSP微处理器；工作电压g726g1881g7692工作电压VDD为3.03.6V(CPU)，IO口工作电压VDDH为VDD5.5V(I/O)；CPU时g19059g7260.32MHz49.152MHz；g1881置2K字SRAM；g1881置32K闪存ROM；g2499g13546g12255g19911g20069处理；晶体振荡器；系统处g1122备用状态下(时g19059处g1122停止状态)，耗电g4579g11222A3.6V；2g102216g1313g2499g13546g12255定时器/计数器(g2499自g2172预置初始计数值)；2g102210g1313DAC(数-g8181转g6454)输出g17902道；32g1313g17902用g2499g13546g12255输入/输出端口；14g1022中断源g2499来自定时器A/B，时基，2g1022外部时g19059源输入，键唤醒；g1867备触键唤醒的功能；使用凌阳g19911g20069g13546码SACM_S240方g5347(2.4Kg1313/秒)，能容纳210秒的g16833g19911数据；锁g11468环PLL振荡器g6564g1391系统时g19059信号；32768Hz实时时g19059；7g17902道10g1313电压g8181-数转g6454器(ADC)和单g17902道声g19911g8181-数转g6454器；声g19911g8181-数转g6454器输入g17902道g1881置麦克风g6930大器和自g2172增益控制(AGC)功能；g1867备串行设备g6521口；a146a147a148a149a150a151a152a153a154a155a1467g1314电压复g1313(LVR)功和g1314电压监测(LVD)功能；g1881置在线g1235g11507(ICE，In-CircuitEmulator)g6521口。2.3.3SPCE061A精简开发板g3SPCE061A精简开发板（简称61板），是g1209凌阳16g1313单片机SPCE061A为g7692g5527的精简开发g1235g11507实验板，大g4579g11468当g1122一张扑克牌，是凌阳科技大g4410计划专为大g4410生、电子爱g3921g13785g12573进行电子实习、课g12255设计、毕业设计、电子制作及电子竞赛g6164设计的，g1075g2499作为单片机项目初期g11752发使用。61板除了g1867备单片机最g4579系统电g17347外，g17836包括有电源电g17347、g19911g20069电g17347（含MIC输入部分和DACg19911g20069输出部分）、复g1313电g17347g12573，采用电池g1391电，方g1427g4410生随身携带！使g4410生在掌握g17731件的同时，熟悉单片机g11840件的设计制作，锻炼g4410生的g2172手能力，g1075为单片机g4410习g13785和开发g13785创造了一g1022良g3921的g4410习g7477件和开发新产品的机会！61板上有g16855试器g6521口（Probeg6521口）g1209及下载线（EZ_Probe）g6521口，分别g2499g6521凌阳科技的在线g16855试器、简g7143下载线，配合unSPIDE，g2499方g1427地在板上实现g12255序的下载、在线g1235g11507g16855试。61板上的主要功能g8181块g3926下g726SPCE061A单片机最g4579系统外围电g17347g8181块；电源输入g8181块；g19911g20069电g17347（包含MIC输入、DACg19911g20069功g6930输出）g8181块；按键g8181块；I/O端口g6521口g8181块；g16855试、下载g6521口g8181块；下g3282为61板的实物g3282g726a156a157a158a159a160a161a162a163a164a165a1568g3282461板实物g32822.4DS18B20温度传感器简介DS18B20是DALLAS公司生产的一线g5347数字温度传感器，g1867有3引脚TO92g4579体积封装形g5347；温度测量范围为55g263125g263,g2499g13546g12255为9g131312g1313A/D转g6454精度，测温分辨g10587g2499g178100.0625g263，被测温度用g12538号扩g4649的16g1313数字量方g5347串行输出；g1866工作电源既g2499在远端引入，g1075g2499采用寄生电源方g5347产生；g3822g1022DS18B20g2499g1209g5194联到3g7693g61222g7693线上，CPUg2494需一g7693端口线g4613能与诸g3822DS18B20g17902信，g2356用微处理器的端口g17751少，g2499g14422省大量的引线和逻辑电g17347。g1209上特点使DS18B20g19762常g17878用g1122远g17329g12175g3822点温度g7828测系统。2.4.1DS18B20的内部结构a166a167a168a169a170a171a172a173a174a175a1669DS18B20g1881部g13479g7512g32823.3g6164示，主要由4部分g13464g6116g72664g1313ROM、温度传感器、g19762g6393发的温度g6265g16698触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的g12661脚g6502g2027g3926g32823.4g6164示，DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外g6521g1391电电源输入端（在寄生电源g6521线方g5347时g6521地，g16277g32823.9）。a1765DS18B20a177a178a179a180a1766DS18B20a181a182a183a184a185a186a187a188a189a190a191a192a193a194a18510g3ROM中的64g1313序g2027号是出g2390g2081被g1821g2063g3921的，它g2499g1209g11487作是该DS18B20的地g3348序g2027码，每g1022DS18B20的64g1313序g2027号g3355g993g11468同。64g1313ROMg6502g6930g5502环g1899g1325g7669验码（CRC=X8X5X41）。ROM的作用是使每一g1022DS18B20g18129g2520g993g11468同，g17837g7691g4613g2499g1209实现一g7693g5647线上g6358g6521g3822g1022DS18B20的目的。g3g3DS18B20中的温度传感器g4448g6116g4557温度的测量，用16g1313g12538号扩g4649的g1120进制g15929码g16847数形g5347g6564g1391，g12090.0625g263/LSB形g5347g15932g17810，g1866中S为g12538号g1313。g1375g3926125g263的数字输出为07D0H，25.0625g263的数字输出为0191H，25.0625g263的数字输出为FF6FH，55g263的数字输出为FC90H。2.4.2DS18B20的工作时序DS18B20的一线工作g2339g16770g8981g12255是g726初始g2282ROMg6817作g6363g1208存储器g6817作g6363g1208数据传输。g1866工作时序包括初始g2282时序、写时序和g16847时序，g3926g32823.5、g32823.6和g32823.7g6164示。g32827初始g2282时序a195a196a197a198a199a200a201a202a203a204a19511g32828写时序g32829g16847时序2.4.3DS18B20与单片机的典型接口设计g2499g1209采用外g6521电源与寄生电源g1391电（g4613是g1391电电源g1186数据线上g5483到）g726a205a206a207a208a209a210a211a212a213a214a20512g328210外g6521电源g1391电g328211寄生电源g1391电a205a206a207a208a209a210a211a212a213a214a205132.5SPR1024Flash简介2.5.1芯片简介g3SPR1024是128K*8bit的高性能Flash，g1881g4896有g5194行g5647线g6521口（BMIBusMemoryInterface）和串行g5647线g6521口（SIFSerialInterface）。工作电压在2.7V-3.6V，工作g20069g10587g17810到5MHz，最大g16847g6817作电g89811mA，最大写g6817作/g6842除电g89814mA。在串行g8181g5347下，g2499g1209与SPCE061A单片机g17902g17819SIO方g1427g17842g6521。2.5.2芯片内部结构g328212SPR1024g1881部g13479g7512更g16826g13466g17176g7021g2454g13783SPR1024DataSheet。a215a216a217a218a219a220a221a222a223a224a215142.6液晶1602简介2.6.1技术参数显示容量g72632g1022字g12538，每g1022字g12538为5*7点g19465，分2行，每行16g2027g3g3g14467片工作电压g7264.5-5.5Vg3g3工作电g8981g7262mA（5.0V）g3g3g8181块最g1351工作电压g7265.0Vg3g3字g12538g4622g4556g7262.95*4.35（W*H）mm2.6.2接口信号说明g6521口g13546号引脚g16840g7138g6521口g13546号引脚g16840g71381VSS电源地9D2DATAI/O2VDD电源g8503g750910D3DATAI/O3VL液晶显示g1571压信号11D4DATAI/O4RS数据/g2641g1208g17885g6333端（H/L）12D5DATAI/O5R/Wg16847/写g17885g6333端（H/L）13D6DATAI/O6EP使能信号14D7DATAI/O7D0DATAI/O15BLAg13984g1821源g8503g75098D1DATAI/O16BLKg13984g1821源g17139g75092.6.3读写时序g16847g6817作时序a225a226a227a228a229a230a231a232a233a234a22515a23513a236a237a238a239a240a23514a241a237a238a239a240g3g3时序g2454数g726a225a226a227a228a229a230a231a232a233a234a225162.6.4典型应用a242151602a243a244a245a246a247a248a249a250a251a252a253a254a255a1a0a2a3a4a25117g33系统单元电路的设计3.1SPCE061A周边模块3.1.1SPCE061A最小系统g3SPCE061A最g4579系统当中，包括SPCE061Ag14467片外围的基本g8181块，有g726晶振输入g8181块（OSC）、锁g11468环外围电g17347（PLL）、复g1313电g17347（RESET）、g6363示g9795（LED）g12573，g2419理g3282g3926g328216g16277g19480录。g3本系统，有g1863SPCE061A单片机的最g4579系统的g2520g1022g8181块g18129g1582在61板当中，g16847g13785g2499g1209g7609g1941761板的电g17347g2419理g3282。3.1.2电源模块g3SPCE061A的g1881g7692g1391电为3.3V，而I/O端口g2499g65213.3Vg1075g2499g1209g65215V，g6164g1209在电源g8181块（61板上）中有一g1022端口电平g17885g6333g17351线，g3926g3282中的J5，下g3282为61板上的电源g8181块g3282。a5a6a7a8a9a10a11a12a13a14a518a9417a75a15a16a173.2DS18B20电路连接由g1122DS18B20是一线制数字温度传感器，在与SPCE061Ag17842g6521的时候g19762常的方g1427。a1818DS18B20a23a19a203.3液晶1602电路连接g3由g1122液晶1602g5062g13475是一g1022g8181块，在g17837g18336g2494g1183g13473与61板的g17842线g3282g726a21a22a24a25a26a27a28a29a30a31a2119a3219a63a331602a5361a43a34a353.4SPR1024电路连接g2454g13783下g19766的电g17347g3282g726g328220SPR1024电g17347g3282a36a37a38a39a40a41a42a44a45a46a36204系统的软件设计4.1主程序设计主g12255序g8981g12255g3926g328221g6164示。g328221主g12255序g8981g12255g3282a47a48a49a50a51a52a54a55a56a57a4721主g2001数g8616g17751简单，在g12255序开始g2530将系统时g19059g16855到24.576M，g12255序中g6817作液晶1602与DS18B20需要g1017g7696的g16847写控制时g16780，g1866中g17731件g5322时g4613是按g10043g17837g1022时g19059计算的。g9994g2530初始g2282IO端口，g6183开2Hz中断，为了定时10分g19059g1582g1946备。g16855用开机显示g11040g19766，在液晶1602上显/TEL62981668-2965字g7691，g6357g13505一段时间，g18337新初始g2282液晶1602，初始g2282SIO与UART，为使用SIO，UARTg1582g1946备。g9994g2530进入g5502环，g16855用测温g2001数测温，g16855用显示g2001数显示，g16855用发g17877数据g2001数发g17877数据，g2040断是g2554是设定的时间（10分g19059），g3926g7536是g16855用存储g2001数存储数据，g3926g7536g993是g11464g6521g6203行下一g8505g9177g11487g19388g10411g6817作，g9994g2530g13499g13505g5502环。a47a48a49a50a51a52a54a55a56a57a47224.2子程序的设计4.2.1测温子程序g328222测温子g12255序子g12255序a58a59a60a61a62a64a65a66a67a68a5823在测温时g20330g1820设置DS18B20的DQ为高电平，g9994g2530初始g2282DS18B20，在g6116功g2530DS18B20g6521g6922单片机的g2641g1208，为了简单g17227g16277g17837g18336g17351g17819ROMg2641g1208设置g2317配g17819g12255，g9994g2530g1889g8437初始g2282DS18B20在g6116功g2530g2563g2172测温，g9994g2530将温度g1457存g17227来，g17832g3250。g1866中g16847写DS18B20的g20549g2172g12255序在DS18B20.cg7003件中，g2499g1209g2454g13783DS18B20的g16847写时序g3282来理g16311g12255序。g3g3在测g5483温度g2530，将温度数据转g6454为g2325进制数的温度g15932示，g9994g2530g1889g17902g17819g7609g15932（在cg16833g16340中是一g1022数g13464，g2454g13783g12255序中在Displayg2001数中，Data10数g13464）g16855用液晶1602显示在液晶上，g17837g18336g19766g8616g17751简单，数据处理g12879g1296g1122由g1120进制转g6454为g2325进制，g1889由g2325进制转g6454为ASCII码，g16847g13785g2499g1209g2454g13783g11468g1863的g16840g7138。液晶显示g20549g2172g12255序在LCD1602_Driver.asmg7003件中。4.2.3存储子程序g16855用SPR1024的用户g2001数，g4448g6116存储功能，存储的数据g8821有g13475g17819转g6454，g2494是将温度数据分为高g1314字g14422分g1016g8437存储。SPR1024的g20549g2172g12255序在SPR1024_Driver.asmg7003件中。4.2.4UART通讯子程序g3g17902g16771子g12255序采用g7609g16822的方g8873，数据g7696g5347为g1820发数据0xAA，g9994g2530是温度数据的高字g14422，温度数据的g1314字g14422，最g2530是0x55g13479g7475。UARTg6817作的g2001数在UART.cg7003件中。4.2.5中断的处理g3在g12255序中g6183开2Hz的中断作为计时使用，设置g1852g4628g2476量g_Min10为计数器，每进入中断一g8437计数g2164一。在主g2001数中g2040断是g2554到预定值（10分g19059），g3926g7536到了，将g2476量g91770，g18337新开始计数。a69a70a71a72a73a74a76a77a78a79a6924总结本系统g1209SPCE061A单片机为控制g7692g5527，利用g1866强大的处理能力，g1209及g1028g451