单片微型计算机技术及其应用课程设计报告

1、单片微型计算机技术及其应用课程设计报告题 目： 温度采集报警系统的设计 ： 2017年 3月 20日 附件：课程设计底页单片微型计算机技术及其应用课程设计成绩评定成绩评定： (百分制)指导教师签字： 评阅时间： 目 录（空一行）1 标题3 1.1 标题3 1.2 标题32 标题4 2.1 标题4参考文献7(要求：给出一级目录及二级目录，中文宋体小四，字母Time New Roman体小四号，1.5倍行距) 1.前言 随着社会的发展特别是工业的发展，人民生活的改善，安全问题变得更加重要。目前，在许多情况下，都需要对环境的温度进行限定，其中包括人的生活工作环境、仪器设备的工作环境以及动植物的生长环

2、境等。如果环境温度超过或低于限定值，必定对所处环境的人和设备造成影响，甚至给个人和社会造成巨大的损失。随着单片机技术的飞速发展，利用单片机设计温控系统成为控制技术发展的需要。本文提出了一种基于单片机的温度预警系统的设计方案，并采用PROTEUS进行了仿真。该系统不仅可以高精度的测量温度，同时对温度进行实时监控并做到超温报警，有较高的实用价值。2.系统设计的总体方案本设计方案总体框图如图1所示，它是由单片机、四路数据采集模块、集成功放模块、人机交互界面和系统电源等组成。本设计系统以AT89C52单片机作为控制核心，数据采集部分由温度传感器DS18B20组成；人机交互界面为44矩阵键盘输入和LCD

3、1602液晶显示，可以方便的输入数据和直观的显示。系统电源为+5V电源供电。软件部分采用C语言进行编程，实现了该设计的全部控制功能。该温度预警系统的测量范围为-55+125。当检测的温度高于最高或最低温度设定值时，实现报警功能。3.电路设计3.1 单片机AT89S52单片机是ATMEL公司推出的高档型AT89S系列单片机中的增强型产品。AT89S52是一个低功耗、高性能CMOS8为单片机，片内含8K Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。期间采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。芯片内集成了通用8位中央

4、处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。3.2 温度采集电路由单片机获取非电信号的温度信息，必须通过温度传感器。传统的温度测量多以热敏电阻作为温度传感器，但是，热敏电路可靠性较差，测量温度精度低，因此使用DS18B20温度传感器采集温度。DS18B20是美国达拉斯（Dallas）公司的单数字温度传感器芯片，DS18B20具有体积小，功耗低，抗干扰能力强，易于微处理器连接等特点，其测量范围-55+125，最大分辨率为0.0625，在-25+85范围内其测温标准度为0.5。DS18B20只有三个引脚，一个接地，一个接

5、电源，一个数字输入/输出引脚，由于DS18B20采用单总线结构，本系统的四个温度传感器并联在三线上，数据输入/输出接单片机的P1.7口，电源与数字输入输出脚间需要接一个4.7K的电阻，实现多点组网功能。3.3 报警电路设计本系统报警电路使用L M 3 8 6作为报警器的功率放大器。LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。LM386的输入端接单片机的P3.4引脚，输出端接扬声器，电路图如图2所示。当实际温度超过或低于设置的温度值时，单片机相应引脚输出一定频率的信号，信号经过音频功放放大之后，发出报

6、警声。3.4 显示接口电路设计系统采用液晶显示模块来显示4路温度采集值及温度设定值。本系统采用LCD12864液晶显示模块。LCD12864是一种具有4位/ 8位并行、2线或三线串行多接口方式，内部含有国际一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块，其显示分辨率为12864，可以显示84行1616点阵的汉字。同时又具有低电压低功耗等特点。在本系统，LCD12864的3个控制端RS（数据/命令选择端）、R/W（读/写选择端）、E（使能信号）分别连接单片机的P 3 。 7、P3.0、P3.3，用来对LCD12864进行控制；LCD12864的8个数据端连接单片机的P0口，用来向LCD12864写

7、入数据。液晶的第3引脚为液晶显示偏压信号，用来调节显示的对比度；第1、2引脚为液晶的电源接口；第19、20引脚是显示器背光灯的电源接口。3.5 键盘接口电路设计键盘在单片机应用系统中能够实现向单片机输入数据、传送命令等功能，是人干预单片机的主要手段。本系统采用了44矩阵键盘实现对温度值和功能键的设定。四条行线接单片机P2口的高4位，四条列线接单片机P2口的低4位。初始化时键盘行线为高电平，列线为低电平。键盘的行线接4输入与门，4输入与门的输出接单片机的外部中断0引脚P3.2口。当有键按下时，将产生中断，在中断程序里对按键进行扫描，得到按键的键值。3.6 电源电路的设计电源是整个系统的能量来源，

8、它直接关系到系统能否运行。在本系统中单片机、液晶显示、报警等电路需要5V的电源，因此电路中选用稳压芯片7805，其最大输出电流为1.5A，能够满足系统的要求。4.软件设计4.1软件设计应用环境与设计语言本设计软件的设计是在KeilC51的环境下编译的。KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。KeilC51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境，同时保留了汇编代码高效、快速的特点。4.2 系统的流程如图4-1所示。4.3初始化子程序使用DS18B20时，单

9、片机先向DS18B20送出复位信号，单片机将数据拉低并保持480960s；再释放数据线，由上拉电阻拉高1560s；然后再由DS18B20发出低电平6024060240s，就完成了复位操作3。4.4读子程序读数据之前，单片机先将数据线拉低，再释放。DS18B20在数据线从高电平跳低后15s内将数据送到数据线上。单片机在15s后读数据线。4.5写子程序在单片机对DS18B20写数据时，应先将数据线拉低1s以上，再写入数据(写1为高，写0为低)。待单片机写入的数据变化1560s后，DS18B20将对数据线采样。单片机写入数据到DS18B20的保持时间为60120s。5.Proteus软件介绍Prot

10、eus是由英国Labcenter公司开发的嵌入式系统仿真及开发平台，该软件具有以下特点： 5.1能进行智能原理布图；进行单片机软件调试和单片机与外围电路的协同仿真；满足单片机软件仿真系统的标准。 5.2支持常见的单片机类型和飞利浦公司ARM7(LPC系列)处理器及常见的外围器件如8255，ADC0809。 5.3可以与KeilVersion 3，ADSl两个集成开发环境结合，把用汇编和C语言编写的程序编译后，进行软、硬件结合的系统仿真。结论通过对自己在大学两年时间里所学的知识的回顾，并充分发挥对所学知识的理解和对毕业设计的思考及书面表达能力，最终完成了本设计。这为自己今后进一步深化学习，积累了

11、一定宝贵的经验。撰写论文的过程也是专业知识的学习过程，它使我运用已有的专业基础知识，对其进行设计，分析和解决一个理论问题或实际问题，把知识转化为能力的实际训练。培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。 本次论文设计，使我加深了对单片机的认识，并且熟悉了单片机系统的设计流程，收获丰硕。技术在不断进步，机械式时钟已经被淘汰，电子时代已经到来。做为新时代的我们，更应该提高自身能力，适应新时代的发展。知识来自实践，多从生活中探寻所需要的。从这次的论文设计中，我真正的体会到，知识的重要性，特别是要理论联系实际，把我们所学的理论知识运用到实际生活当中，要用知识改变一切。从这次的论文设计中，我真正的体会到，

12、知识的重要性，特别是要理论联系实际，把我们所学的理论知识运用到实际生活当中，要用知识改变一切。参考文献1陈权昌,李兴富.单片机原理及应用M.广州:华南理工大学出版社2007.841022李庆亮.C语言程序设计实用教程M.北京:机械工业出版社,2005.32583杨志忠.数字电子技术M.北京:高等教育出版社,2003.1251324及力.Protel99SE原理图与PCB设计教程M.北京:电子工业出版社,2007.891505徐江海.单片机实用教程M.北京:机械工业出版社,2006.1281566胡宴如.模拟电子技术M.北京:高等教育出版社,2008.601047汪文，陈林.单片机原理及应用M.

13、湖北:华中科技大学出版社,2007.36688康华光.电子技术基础数字部分M.北京:高等教育出版社,2008.203209 附录 汇编语言程序void readtmpds18B20( )uchar temL， temH， tmp;initds18B20( ) ;writebyteds18B20( 0xCC) ;writebyteds18B20( 0x44) ;delay( 300) ;initds18B20( ) ;writebyteds18B20( 0xCC) ;writebyteds18B20( 0xBE) ;temL = readbyteds18B20( ) ; 温度低八位temH =

14、readbyte18B20( ) ; 温度高八位if( ( temH0xf8) ! = 0x00)temL = temL;temH = temH;tmp = temL + 1;temL = tmp;if( tmp 255)temH + + ;EA = 1; 开总中断，开显示，防止读写18b20 后关闭显示，导致数码管不能显示te = ( ( ( temL 4) | ( ( temH 4) 0x70) ) * 10) + df_TabletemL 0x0F; 整数部分* 10 + 小数部分得到温度值的10 倍2 3 数码管显示函数show( )voidshow( uint t)C0 = 0; 第

15、一位数码管使能P0 = at /100; 显示温度的十位delay( 2) ; 延时C0 = 1;P0 = 0xff; 消隐C1 = 0;P0 = a( t /10) %10; 显示温度值的个位32第6 期李华，等: 基于AT89S52 单片机的数字温度报警器实现port = 0; 显示小数点delay( 2) ;C1 = 1;port = 1;P0 = 0xff;C2 = 0;P0 = at%10; 显示温度值的小数delay( 2) ;C2 = 1;P0 = 0xff;标题（小二号，居中加粗）（空一行）（报告正文部分）：(要求：正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距，段前段后设置为0。一级大标题四号靠左，加粗。二级大标题小四靠左，不加粗。)课程设计报告的内容如下（标题供参考，具体内容可以由自己安排）：1. 绪论或引言2. 设计方案（或系统的组成框图）（根据选定的课题写出设计思路、给出总体设计框图）3. 硬件电路设计（下面写具体各模块电路设计）3.1 主控模块3.2 显示模块3.3 按键输入模块3.4 XXXXXXXXXXXXXXXX4. 软件设计4.1 主程序设计4.2 *子程序设计4.3 *子程序设计5. Proteus仿真6. 总结（设计后的体会和建议）