《AT89S52单片机基础项目教程》305- LED点阵显示温度计控制实训

课题序号305教学班级教学课时1教学形式多媒体教学课题名称LED点阵显示温度计--LED点阵显示温度计控制实训使用教具课件，多媒体教学教学目的实现LED点阵显示温度计控制教学重点温度测量系统系统总体方案与硬件电路连接教学难点程序流程图及程序代码更新、补充、删节内容无课前准备制作课件，整理任务指导书课外作业浏览温度传感器网站，培养兴趣，拓宽视野，提高自主学习能力板书设计一、LED点阵显示温度计控制实训（一）温度测量系统总体设计方案（二）温度测量系统硬件部分（三）DS18B20与单片机的接口电路（四）温度测量系统硬件电路连接（五）程序流程图及程序代码教学感想

课堂教学安排教学环节主要教学内容教学手段与方式课程导入（以提出目标的方式引入本课的主要内容）讲授新课（讲解本课的主要内容）课程小结课后作业以AT89S52单片机作为主控系统，利用DS18B20数字温度传感器作为温度传感器件。通过四位共阴极数码管作为显示器件，通过单片机控制继温度显示温度。当温度高于设定最高温度或者低于设定的最低温度时，蜂鸣器发出报警声并伴随红灯的闪烁。（一）温度测量系统总体设计方案总体设计方框图在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器可以很容易直接读取被测温度值，进行转换就可以满足设计要求。1.显示部分设计方案采用数码管显示，此方案的最大优点就是成本较低，缺点是电路相对复杂，需要驱动电路，在软件上也需要作出处理。但是此方案完全可以满足本报警系统的功能和要求，软件处理上也不是特别的复杂，驱动电路也相对简单。显示部分的整体框图如下图所示，主要由单片机主控系统控制74HC573锁存器来驱动数码管显示，软件部分主要采用动态扫描的算法。显示部分框图2、键盘输入部分方案采用独立按键的方式，优点是电路较为简单，软件程序也相对简单，缺点是按键占用I/O口多，占用单片机的资源较多。（二）温度测量系统硬件部分1、温度传感器DS18B20DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9-12位的数字值读数方式。TO－92封装的DS18B20的引脚排列见下图，其引脚功能描述见表。DS18B20引脚图DS18B20详细引脚功能描述DS18B20内部结构（三）DS18B20与单片机的接口电路DS18B20与单片机的接口电路DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式，如图4所示单片机端口接单线总线，为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10us。采用寄生电源供电方式时VDD端接地。由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。报警上,下限调整电路实现本报警系统中有三个独立式按键可以分别调整温度计的上下限报警设置,电路中蜂鸣器可以在被测温度不在上下限范围内时，发出报警鸣叫声音，同时红色LED闪烁，实现报警功能。复位的实现是通过单片机的复位电路实现上电复位加手动复位，使用比较方便，在程序跑飞时，可以手动复位，这样就不用在重起单片机电源，就可以实现复位。（四）温度测量系统硬件电路连接51单片机的温度测量系统硬件连接图（五）程序流程图及程序代码主程序流程图子程序模块：（1）读出温度子程序（2）温度转换命令子程序（3）计算温度子程序（4）显示数据刷新子程序利用数字温度传感器DS18B20作为温度传感器件，采用价格低廉性能稳定的MCS-51系列的单片机作为主控芯片，用四位一体共阴极的数码管作为显示器件，蜂鸣器及LED作为报警电路器件构成了整个系统整体。浏览温度传感器网站，培养兴趣，拓宽视野，提高自主学习能力。目标导入（由课程目标引导学生思考，引出课程内容）讲授法（教师讲解温度测量系统总体设计方案，学生听课、做笔记及思考）讲授法（结合图形讲解显示部分设计方案，学生听课、做笔记及思考）讲授法（结合图形和表格讲解传感器引脚功能及内部结构，学生听课、做笔记及思考）电路分析（着重讲解涉及硬的件功能及连接方式，学