单片机系统设计与PROTEUS仿真实训 1. 单片机键盘与显示系统的设计与仿真 内容：设计一个单片机最小系统。要求系统具有4×4键盘阵列，6个LED显示器，能够显示键盘上的数字，所有口线均通过接插件与外界连接。 目的、要求：掌握基本的单片机系统软硬件开发及PROTEUS仿真的实现。 2. 单片机双机通信设计与仿真 内容：设计一个单片机串口通信系统。要求实现单片机通过RS-232与上位机的通信，上位机也为单片机。 目的、要求：掌握单片机串口通信的基本方式以及及PROTEUS仿真的实现。 3. 单片机简易电子琴的设计与仿真 内容：根据音乐产生的原理，设计一个简易电子琴，系统要求由4×4矩阵式按键组成，设计成16个音，可弹奏简单乐曲。 目的、要求：掌握通过电子电路产生音乐的基本原理。 4. 单片机简易计算器的设计与仿真 内容：设计一个16键简易计算器。要求外接4×4矩阵式键盘和4位7段式LED数码管。 目的、要求：掌握单片机计算器的基本原理及开发过程。 5. 单片机交通灯控制系统的设计与仿真 内容：要求用3×4个LED分别表示各个路口的红、黄、绿灯，用单片机实现其控制。 目的、要求：掌握单片机控制LED显示系统的开发设计。 6. 单片机数字时钟的设计与仿真 内容：设计并制作一个6位数字钟。要求外接4个按键，分别为“设定”、“加1”、“减1”和“确定”键，用于调整时间；6个LED数码管显示时间。 目的、要求：掌握单片机控制数码管显示系统的开发设计。 7. 单片机数子温度计设计与仿真 内容：要求采用温度传感器实现，外接数码显示温度，精度要求为1?C。温度值可自行定，但精度要满足要求。 目的、要求：掌握单片机采集和显示温度的基本原理。 8. 单片机步进电机控制系统的设计与仿真 内容：采用步进电机驱动芯片实现脉冲分配和驱动，同时要求外接一个4×4键盘，完成输入。设计出三相三拍、三相双三拍、三相六拍三种控制方式。 目的、要求：掌握小型步进电机的基本原理和控制过程。 9. 单片机直流电机控制系统的设计与仿真 内容：设计一个直流电机驱动电路，可控制直流电机的旋转方向，采用PWM电源方式进行控制，电机的速度由模拟量输入给定。 目的、要求：掌握小型直流电机的基本原理和控制过程。 10.单片机数据采集系统的设计与仿真 内容：要求数据采集A／D采用8位或12位，外接数据存储器容量为8k，程序存储器容量为8k，运算放大电路采用仪器放大器实现。 目的、要求：掌握单片机采集模拟信号的基本原理。 11.单片机智能信号发生器的设计与仿真 内容：要求采用信号发生芯片实现，分别产生正弦波、矩形波和三角波，波形的频率和幅值可以通过外部的可变电阻进行调节。同时外接4×4键盘，完成输入。 目的、要求：掌握信号发生器的基本原理。 12.单片机频率计的设计与仿真 内容：要求能测量方波信号的频率，如需测量正弦波或三角波的信号频率，则要求将信号首先整形成方波，再进行测量。测量范围为0-9999，数码管显示。 目的、要求：掌握频率计的基本原理及输入信号的处理过程。 13.单片机直流开关稳压电源的设计与仿真 内容：设计一个数控直流开关稳压电源。输出电压的幅值可以调控在5-10V，稳压精度为0.99%。外接键盘和显示。 目的、要求：掌握直流电压跟踪与数控调节的基本原理。 14.单片机中断采样与显示的设计与仿真 内容：设计单片机系统，要求每1秒钟中断一次并对ADC0809采样，将采样值按十进制显示在七段码显示器，并将采样值由DAC0832输出。 目的、要求：掌握单片机中断的具体应用。 15.单片机中断采样、显示、输出的设计与仿真 内容：设计单片机系统，要求每5秒钟中断，由ADC0809采样一次，将采样值按十进制显示在七段码显示器，并将采样值作为输出正弦波的频率，正弦波由DAC0832输出（正弦波的值按每2度一个值计算，并将计算好的值保存后查表使用）。要求频率在10-20Hz（整数）之间。 目的、要求：掌握单片机中断的具体应用。 16.单片机中断采样、显示、输出的设计与仿真 内容：设计单片机系统，实时记录外部脉冲数，并将脉冲数显示在七段码显示器上。记录够1000个脉冲后，引起中断，由并口的一位输出控制一个发光二极管，使其亮，表示已经计满了数。然后开始新的循环计数。 目的、要求：掌握单片机中断的具体应用。 17.单片机教学楼照明灯控制系统设计与仿真 内容：设计单片机系统，要求能显示标准时间值，每10秒钟由ADC0809采样一次，比较ADC0809的采样值，ADC0809的输入值在0-2.5V，四个开关量输出控制的灯全亮，表示室外较暗，楼内的灯不能关闭，输入值大于等于2.5V时，表明室外较亮。具体控制按时间段转换，每层楼一个开关。 目的、要求：掌握单片机A/D采样及控制系统的设计。 18.单片机三角波信号发生器设计与仿真 内容：设计单片机系统，将由键盘输入的频率值按十进制显示在七段码显示器，并以此频率生成三角波由DAC0832输出。频率范围为：10－50Hz。 目的、要求：掌握单片机信号发生器的基本原理及设计过程。 19.单片机图书馆人员进出控制系统的设计与仿真 内容：设计单片机系统，对图书馆三层楼进出的人员进行计数，要求每层楼的进入的人数极限值为1000人，到1000时报警，并关闭楼门，报警指示用8255的一位控制一个指示灯，并指示灯闪烁。出去的人要从总的计数值中减去，显示器始终显示每层楼内的实际人员的数量。 目的、要求：掌握计数器的使用和基本的单片机系统软硬件开发以及PROTEUS仿真的实现。 20.单片机电梯控制系统的设计与仿真 内容：设计单片机系统，对一个四层楼的电梯进行控制，需要多少个开关量输入输出由设计者自己计算。 目的、要求：掌握单片机系统软硬件开发以及PROTEUS仿真过程。 21.单片机交通监控系统的设计与仿真 内容：设计单片机系统，在控制红、黄、绿信号灯的同时，记录车流量和交通闯红灯的情况，要求为：东西南北为三车道，每个车道上有自动记录车数的传感器，有正常通过的车时，记录为正常流量，如在红灯时过，则为闯红灯，闯红灯发生时报警，并记录次数。 目的、要求：掌握计数器的使用和基本的单片机系统软硬件开发以及PROTEUS仿真的实现。 22.单片机数字电压表（3位半精度）的设计与仿真 内容：设计单片机系统，利用10位±2位A/D转换器对被测电压进行测量，测量结果在4个数码管显示，并能换测量挡（5挡）。 目的、要求：掌握单片机A/D采样及控制系统的设计。 23.单片机学生成绩查阅系统的设计与仿真 内容：设计单片机系统，用9个七段数码管相连（后3位显示分数，高5位显示学号），4×4键盘用于输入学号和分数，有学号输入和分数输入判别，出错清除。 目的、要求：掌握使用单片机系统的工程开发以及PROTEUS仿真过程的实现。 看过本文章的还看过。。。 器设计 电容、电阻参数单片机测试系统的设计 2 题目...实验原理 题目难点在于键盘的指令输入,由于每个按键都...proteus仿真 加载目标代码文件 打开元器件单片机属性......... 单片机课程设计题目分析带proteus仿真电路图_工学_高等教育_教育专区 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档 单片机课程设计题目分析带proteus仿真电路图_工学_高等教育......... 利用 proteus 我们可以很好地解决这个问题,由此我们可以快速地建立一个单片机仿真系统。 proteus 介绍 proteus 是英国 labcenter electronics 公司开发的一款电路......... proteus仿真实训题目与要求_信息与通信_工程科技_专业资料。一.数码管显示可调数字...单片机c语言程序设计实训... 24页 免费 单片机系统设计与proteu... 4页 免费......... 51单片机c语言程序设计proteus仿真实训 2_电子电路_工程科技_专业资料。基于 ...系统显示拨码开关所设置的编码 000~255 * #include 20 #include......... 单片机原理、应用及proteus仿真课后题答案_工学_高等教育_教育专区。《单片机原理、应用与proteus仿真》以intel 8051单片机为例,介绍了单片机的硬件结构和工作原理(定时......... 基于proteus和keil的单片机仿真实验系统设计_信息与通信_工程科技_专业资料。at89c51做控制芯片来写程序实现仿真 河北建筑工程学院 本科毕业设计(论文) 题目 基于 ......... 电路设计与仿真 微处理器系统仿真微处理器系统仿真概述 微处理器系统仿真与分析 第三方工具的应用 proteus与keil整合构建单片机虚拟实验室 proteus与keil整合构建单片机......... 单片机c语言程序设计实训100例--基于8051+proteus仿真1_计算机硬件及网络_it...系统显示拨码开关所设置的编码 000~255 * #include #include<......... 基于proteus的单片机仿真实验系统设计与应用_信息与通信_工程科技_专业资料...... proteus仿真平台介绍_电子电路_工程科技_专业资料。电子与单片机系统仿真设计平台...proteus 的物理接口模型 ares ? proteus pcb设计 ? proteus 教学实验室介绍 ......... proteus 实验报告_电子电路_工程科技_专业资料。...我 希望今后能够有更多的与实际生活相联系的题目, ...基于 protuse 的电路及单片机系统设计与仿真.[m]......... 8051单片机c语言程序设计proteus仿真实训100例_信息与通信_工程科技_专业资料。《...系统显示拨码开关所设置的编码 000~255 #include #define uchar ......... 《单片机》protues仿真实验题_工学_高等教育_教育专区。proteus 仿真设计题目仿真题目分为 a 类题和 b 类题,a 类是基本设计题,较为简单,其分值也较低。b 类......... 宁1 1005) 摘 要:介绍了 proteus 软件的特点和功能,并以单片机电子时钟系统为例,详细介绍了应用 proteus 的 isis 软件进行单片机系统设计与仿真的实现......... 避免了实验和实际应用间脱节的现象。proteus是一款优秀的eda工具软件,集单片机和...vo1geeasrl.0 nrlei 12 ano po u在 单片机 系统设计 中的仿真应 用 rtse......... proteus仿真实验_信息与通信_工程科技_专业资料。《电子电路设计· 仿真· 测试》课件 一 proteus仿真实验第三章 电路仿真实验 1 概述1 ? ? 仿真就是利用电子......... 基于proteus 的单片机应用技术实训 基于 proteus 的单片机应用技术实训 单 位 : ...掌握 proteus 中实现单片机系统设计与仿真的步骤与方法 。 1 proteus 简介 ........ 单片机 c 语言程序设计实训 100 例 51 proteus 仿真 本书基于 keil μ vision 程序设计平台和 proteus 硬件仿真平台,精心编写 了 100 余个 8051 单片机 c 语言......... proteus仿真技术及其在 单片机系统设计中的应用 主要...或研究生电子学教学与实验以及公司实 际电路设计与...proteus软件介绍革命性的特点(1)互动的电路仿真 用户......... ■ 24小时热门信息 proteus 实验报告_电子电路_工程科技_专业资料。...我 希望今后能够有更多的与实际生活相联系的题目, ...基于 protuse 的电路及单片机系统设计与仿真.[m]......... 《单片机》protues仿真实验题_工学_高等教育_教育专区。proteus 仿真设计题目仿真题目分为 a 类题和 b 类题,a 类是基本设计题,较为简单,其分值也较低。b 类......... 基于proteus的单片机仿真实验系统设计与应用 技术文档技术文档隐藏>&...... 8051单片机c语言程序设计proteus仿真实训100例_信息与通信_工程科技_专业资料。《...系统显示拨码开关所设置的编码 000~255 #include #define uchar ......... ■ 相关热门内容 ■ 热门推荐您所在位置： &  &  &  本科毕业论文设计基于单片机的温度采集系统设计与实现（整理版）.doc53页 本文档一共被下载： 次 ,您可全文免费在线阅读后下载本文档。 文档加载中...广告还剩秒 需要金币：150 && 你可能关注的文档： ·········· ·········· 基于单片机的蔬菜大棚温度采集系统设计摘要随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。 本设计以AT89C51单片机为核心的温度采集系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度显示电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度显示的目的。文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、温度信号处理程序、超温报警程序。 温室大棚是如今植物栽培生产中必不可少的设施之一，不同种类蔬菜对温度及湿度等生长所需条件的要求也不尽相同，为它们提供一个更适宜其生长的封闭的、良好的生存环境，以提早或延迟花期，最终将会给我们带来巨大的经济效益。 关键词：AT89C51；DS18B20； With the rapid development of modern information technology, temperature acquisition system in industry, agriculture and people's daily life plays a more and it to people's life has a great influence, so the temperature gathering the design of control system and research have very important significance. This design as the core of the AT89C51 temperature control system of the working principle and design method. Temperature signal chipDS18B20collection by the temperature, and the way to digital signal transfer to the microcontroller. The paper introduces the hardware part of the control system, including: temperature detection circuit, temperature control circuit, temperature display circuit. SCM through to signal processed, so as to achieve t 正在加载中，请稍后...当前位置： >> 宿迁学院毕业论文（ 设计） 毕业论文 （ 设计 ）基于 51 单片机的数字温度计设计学生姓名： 学生姓名： 李先智 系 别： 七系学 专号： 业： 数控专业指导教师： 指导教师： 刘海洋
评阅教师： 评阅教师：论文答辩日期 所有。 版权归潘 XX()所有 。 所有别重复上传啊混蛋~下载后请删除和修改首页 别重复上传啊混蛋 下载后请删除和修改首页?摘要随着科技的不断发展， 电子设备的应用已经取得了非凡的成就。 即使是高度 集成化的今天， 单片机技术依旧在我们的日常生活中占据着重要的地位。 温度是 日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常用到的一个物理量。 测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。 最常见到得测量温度的工具是 各种各样的温度计。 它们常常以刻度的形式表示温度的高低， 人们必须通过读取 刻度值的多少来测量温度。 利用单片机和温度传感器构成的电子式智能温度计就 可以直接测量温度，得到温度的数字值，既简单方便，有直观准确。本文讲叙了 一种基于 51 系列单片机的数字温度计的设计过程与仿真结果。 通过 Proteus 画图 以及 Keil 编程，成功的仿真出了能够实时测量温度并显示温度的数字温度计， 另外还能够通过外接的键盘设置一个基准值， 若温度高于基准值则会报警并且发 出控制动作。关键词：单片机，温度计，仿真，AT89C52，DS18B20 关键词IAbstractWith the continuous development of science and technology，the application of electronic equipment has made remarkable achievements．Even the highly integrated single-chip technology today ， still in our daily life plays an important role in．Temperature is the daily life， industry， medicine， environmental protection， chemical industry，petroleum and other areas of the most commonly used of a physical quantity． Temperature measurement is the basic method used to directly read temperature thermometer． most common to measuring the temperature of the tool The is various thermometer． They often graduated form high and low temperature， people must read through the scale value number to measure temperature．Using single chip computer and a temperature sensor．The electronic type intelligent thermometer can measure temperature ， the temperature of the digital values ， are simple and convenient，is intuitive and accurate．This article tells of a microcontroller based on the Series 51 digital thermometer's design process and simulation results． Through the Proteus drawing and keil programming，a successful simulation of a real-time temperature measurement and display the temperature of the digital thermometer， also can pass through an external keyboard to set a baseline value，if the temperature is higher than the reference value can alarm and send out the feedback action．Keywords：Single-chip Microcomputer，Thermometer，simulation，AT89C52， DS18B20? II目录摘 要......................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................... II 1 绪言1．1 课题背景............................................................................................................. 1 1．2 课题研究的目的和意义..................................................................................... 1 1．3 国内外研究现状................................................................................................. 22 系统设计方案的研究2．1 系统的控制特点与性能要求............................................................................. 4 2．2 系统的实现原理................................................................................................. 4 2．3 系统的实现方案分析......................................................................................... 5 2．4 方案的分析比较................................................................................................. 63 系统的硬件设计3．1 元件选取............................................................................................................. 8 3．2 主电路搭建....................................................................................................... 13 3．3 显示电路........................................................................................................... 14 3．4 外围电路建立................................................................................................... 154 系统的软件设计4．1 软件 Keil 介绍 .................................................................................................. 17 4．2 程序介绍........................................................................................................... 18 4．2．1 传感器程序................................................................................................. 18 4．2．2 显示器程序................................................................................................. 19 4．2．3 键盘程序..................................................................................................... 20 4．2．4 主程序......................................................................................................... 205 系统仿真及结果分析5．1 仿真软件 Proteus 介绍..................................................................................... 225．1．１ 什么是 Proteus 仿真软件......................................................................... 22 5．2 仿真结果........................................................................................................... 226 总结与展望6．1 总结................................................................................................................... 27 6．1．1 硬件方面..................................................................................................... 27 6．1．2 软件方面..................................................................................................... 27 6．2 展望................................................................................................................... 28 6．2．1 系统硬件..................................................................................................... 28 6．2．2 系统软件..................................................................................................... 28致 谢....................................................................................................... 29 参考文献................................................................................................... 30 附录 程序................................................................................................. 33 独创性声明................................................................... 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。??1 绪言1．1 课题背景 ．工农业生产中经常需要测量温度。 在设计温度测量系统时， 通常需要采用电 池供电的极低功耗模块。 传统的温度测量手段比较多， 但不论是采用分立晶体管， 或者是热电偶，功耗都降不下来。为达到低功耗要求，采用一枚极低功耗的、带 Flash 存储器的 MCU，以及热敏电阻传感器、日历时钟和液晶模块(LCD)组成测 量系统。采用负温度系数(NTC)热敏电阻，具有测量灵敏度高、体积小，电阻值 大、价格便宜等特点，且温度范围可以从-40℃～125℃，精度可达 1％，基本上 满足了行业中对温度的测量需求。 系统兼顾了温度测量精度和低功耗两方面的要 求。 温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛， 但从国内生产的温 度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比， 仍然有着较大的差距。成熟的温控产品主要以点位控制及常规的 PID 控制器为 主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智能化、自适应控 制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。随着 我国经济的发展及加入 WTO，我国政府及企业对此都非常重视，对相关企业资 源进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，开展创新性研究，使我 国仪表工业得到了迅速的发展。1．2 课题研究的目的和意义 ．温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常用到的一 个物理量。 测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。 最常见到得测量温 度的工具是各种各样的温度计，例如：水银玻璃温度计，酒精温度计，热电偶或 热电阻温度计等。 它们常常以刻度的形式表示温度的高低， 人们必须通过读取刻 度值的多少来测量温度。传统的方式是采用热电偶或热电阻[1]。利用单片机和温 度传感器构成的电子式智能温度计就可以直接测量温度， 得到温度的数字值， 既 简单方便，有直观准确。?随着社会的不断发展，人们对自动化集成中调空的要求日益提高[2]。即使是 高度集成化的今天， 单片机技术依旧在我们的日常生活中占据着重要的地位。 科 技不断发展， 现代社会对各种信息参数的采集的准确度和精确度的要求都有了巨 大的增长， 然而如何准确却又快速的获取需要的阐述却受限于当代信息基础的发 展水平。在三大信息技术中心急采集(传感器技术)、信息传递(通信技术)和信息 的处理技术(计算机技术)中，传感器技术属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是 温度传感技术， 在我国各个领域已经引用的非常广泛， 可以说是渗透到社会的每 一个领域， 人民的生活与环境的温度息息相关， 在工业生产过程中需要实时测量 温度， 农业生产中也离不开温度的测量， 因此研究温度的测量方法和装置具有重 要的意义。 单片机又称微控制器，各种单片机的内部结构基本上相似[3,24-25]。单片机自 问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单 片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等 特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计 算器、 家用电器等领域的应用日益广泛， 并且正在逐步取代现有的多片微机应用 系统例如：单片机 LPC2148 目前在移动产品中有还是具有优势的[4]。单片机的 潜力越来越被人们所重视。特别是当前用 CMOS 工艺制成的各种单片机，由于 功耗低，使用的温度范围大，抗干扰能力强，能满足一些特殊要求的应用场合， 更加扩大了单片机的应用范围， 也进一步促使单片机性能的发展。 而现在的单片 机在农业上页有了很多的应用。1．3 国内外研究现状 ．单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。 尽管他的大部分功能 集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、 内存、 内部和外部总线系统， 目前大部分还会具有外存。 同时集成诸如通讯接口、 定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图 像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。 单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控 制领域。单片机具有低的处理速度和存储容量小的特点[5]。单片机由芯片内仅有 CPU 的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和 CPU 集?成在一个芯片中， 使计算机系统更小， 更容易集成进复杂的而对体积要求严格的 控制设备当中。INTEL 的 Z80 是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后， 单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 早期的单片机都是 8 位或 4 位的。其中最成功的是 INTEL 的 8031，因为简 单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在 8031 上发展出了 MCS51 系列单 片机系统。 基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。 随着工业控制领 域要求的提高，开始出现了 16 位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛 的应用。90 年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。 随着 INTEL i960 系列特别是后来的 ARM 系列的广泛应用，32 位单片机迅速取 代 16 位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的 8 位单片机的性能也 得到了飞速提高，处理能力比起 80 年代提高了数百倍。目前，高端的 32 位单片 机主频已经超过 300MHz，性能直追 90 年代中期的专用处理器，而普通的型号 出厂价格跌落至 1 美元，最高端的型号也只有 10 美元。当代单片机系统已经不 再只在裸机环境下开发和使用， 大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列 的单片机上。 而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用 专用的 Windows 和 Linux 操作系统。?2 系统设计方案的研究 系统设计方案的研究2．1 系统的控制特点与性能要求 ．该系统是通过 CPU(51 单片机)计算温度值，通过比较当前温度值与设定的 温度限制范围的大小关系。 如果超过温度范围之后， 并且系统需要作出对应动作 之后， 单片机将会对对应的外围电路发出动作信号。 让报警和控制支路对温度进 行报警和控制，从而提示人们或者直接作出应对动作。 一般的系统都必须有几个基本的性能要求――稳定性， 抗干扰能力， 精确度， 分辨率等。 对于家用温度计的精确度要求并非太高， 所以该系统并未要求有较高 的精确度和分辨率，所以当前定义分辨率在 0．1℃。为了方便用户的使用，设 定温度采用整数计数，设定值的最小该变量为 1℃，足够满足精度的需求。本系 统由单片机控制，通信信号为数字信号具有很强的稳定性和抗干扰能力。2．2 系统的实现原理 ．本系统是通过温度测量元件与单片机通信， 在单片机中计算出对应的温度值 进行控制。温度测量元件能够对温度的变化产生对应的变化，例如：热敏电阻能 够在温度改变的时候电阻值会随之改变， 电阻值的大小与温度值有一一对应的关 系， 所以通过测量电阻的大小就能够得到当前的温度值； 温度传感器是一种集成 度较高的温度测量元件， 它能够根据当前温度值产生出一串数字信号， 不同的温 度值得到不同的数字信号，通过对该信号的译码能够准确的获取当前的温度值。 热敏电阻工作时候将长期处于不动作状态；当环境温度和电流处于 C 区时， 热敏电阻的散热功率与发热功率接近， 因而可能动作可能不动作。 热敏电阻在环 境温度相同时， 动作时间随着电流的增加而急速缩短； 热敏电阻在环境温度相对 较高时具有更短的动作时间和较小的维持电流及动作电流[2,37]。 温度传感器和热敏电阻工作原理相似， 但是通过高度的集成化将测量元件输 出的模拟信号经过一系列的处理之后直接经过传感器输出转换好的实际温度。 传 感器的输出信号相对模拟信号也更加稳定和直接，更便于我们获取温度。?图 2.1 测量元件与温度关系图 2.2 热敏电阻温度曲线2．3 系统的实现方案分析 ．按照测量元件的特性和显示元件的不同我们先指定 3 种不同的方案。 方案 1： 利用热敏电阻，单片机，数码管来完成基本电路的搭建。通过测量热敏电阻 两端的电压和电流， 计算出热敏电阻的电阻值。 然后通过查找该电阻的温度特性 曲线， 将热敏电阻的电阻值以及对应的温度值按照一定的方程或者直接通过数组 的形式存储到 CPU 的存储区中。 通过 CPU 带入该电阻值进方程计算出当前温度 值， 或者通过内部存储器中的数组， 对应表查找最接近的电阻值所对应的温度值。 通过这种方式来获取温度值，并且送入数码管进行显示输出。?图 2.3 方案 1 系统框图方案 2： 利用温度传感器，单片机以及 LCD 液晶显示屏来搭建基础电路。通过查阅 对应温度传感器的初始化程序和温度获取程序， 以及对应的数字信号值与真实值 之间的比例系数。 然后通过单片机与温度传感器之间进行通信， 获取温度传感器 中的温度信息，进行相应的数值处理，获取对应的温度值然后通过 LCD 液晶显 示屏将对应的温度信息显示出来。LCD 液晶显示屏的功能相对较为高级，不仅 仅能够显示出温度值， 还能够显示出英文和汉字。 通过屏幕的中文说明能够直观 获取各种温度的信息，以及其他相关参数。 方案 3： 同样利用温度传感器， 单片机作为主要元件， 但是这里采用 LED8 位数码管 进行显示而不是 LCD 液晶显示屏。相对上面方案，测量的原理完全相同，不同 的仅仅是显示单元。图 2.4 方案 2 和方案 3 系统框图2．4 方案的分析比较 ． 方案的分析比较方案比较：?我们主要是从测量元件开始分析。 分析测量元件的方面我们主要从两个方面 考虑――电路复杂性和准确度。 测量部分： 方案 1： 电路结构： 利用热敏电阻来测量温度值需要测量热敏电阻的电压和电流从而 计算出当前的电阻值，所以需要一定的外围电路。不仅仅需要一个稳定的电源， 还需要将电阻连接到一个小回路中实时测量两端的电压和电流， 结构相对较为复 杂，耗资也相对较高。 准确度：由于电压和电流都需要我们测量，但是仪器并不是准确的，所以这 里电压和电流都会存在一定的误差。 当二者一起计算出电阻的时候， 这个计算的 电阻值的误差较大。 所以通过该电阻测量值获取的当前温度值也不是很准确， 这 样精确度相对较低。 然后由于获取电压和电流都是模拟信号， 而模拟信号的抗干 扰能力不强导致该系统的抗干扰能力也非常有限。 方案 2 和方案 3： 电路结构：利用温度传感器 DS18B20 作为测量元件，由于 DS18B20 的集成 度很高导致该元器件需要的外围电路相当简单。并且 DS18B20 体积小，输出方 便也使得该方案更加节省空间资源，需要的元器件少更加经济实惠。 准确度：DS18B20 是高封装的传感器件，能够直接和单片机进行串口通信， 获取温度值较为简便。测温范围－55℃～+125℃，固有测温分辨率 0．5℃。通 信信号为数字信号，抗干扰能力强。 显示部分： 方案 1 和方案 3：使用 LED8 位数码管显示，显示温度值清晰直观方便，可 见度高，易于分辨。并且 LED 数码管有占用体积小，造价低等。 方案 2：使用 LCD 液晶屏显示温度，不仅仅能够显示温度，还能够显示英 文和汉字，能够给使用者提供其他的信息。LCD 的显示也比较清晰，虽然能够 显示多方面的信息以及图案，但是相对造价很贵，体积也较 LED 大很多。 结论：纵观全局，我们这里选用方案 3。方案 3 不仅仅能够满足系统的基本 要求(主要是性能指标)，而且相对造价低。显示系统不要求显示中文，所以使用 LED 足够了。而且 LED 显示器在显示方面比 LCD 更加清晰直观便于分辨。?3 系统的硬件设计 系统的硬件设计3．1 元件选取 ．显示器件：LED8 位数码管，LED 液晶屏 12864 由于本设计的需要， 仅仅需要显示温度值， 而且在显示方面 8 为数码管有着 直观清晰容易分辨的特性， 并且综合考虑 8 为数码管价格便宜， 体积小巧等优点， 所以当前选取 LED8 为数码管作为显示器件。 温度测量单元：热敏电阻，温度传感器 温度传感器与传统的测温仪器热敏电阻比较起来有着众多优点， 温度传感器 读取温度方便， 无需外围电路， 占用资源小， 精度高速度快， 方便与单片机通信， 体积小，价格便宜等。而热敏电阻相对较为逊色，所以本设计使用温度传感器 (DS18B20)来进行仿真。 单片机： 核心 51 单片机： MCS-51 系列单片机是美国 Intel 公司在 1980 年推出的高性能 8 位微型计算 机，较原来的 MCS-48 系列结构更为先进，功能增强，它包括 51 和 52 两个字系 列[6]。Intel 的 8051 单盘机系列是大家最为熟悉的 8 位单片机之一[1,22-25,33]。51 单片机是对目前所有兼容 Intel 8031 指令系统的单片机的统称。该系列单片机的 始祖是 Intel 的 8031 单片机，后来随着 Flash rom 技术的发展，8031 单片机取得 了长足的进展，成为目前应用最广泛的 8 位单片机之一，其代表型号是 ATMEL 公司的 AT89 系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有 51 系 列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51 单 片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是 52 系列 的单片机一般不具备自编程能力。 目前常用的 51 产品系列有： *Intel 的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52 等； *ATMEL 的：89C51、89C52、89C2051 等； *Philips、华邦、Dallas、Siemens(Infineon)等公司的许多产品；?19XTAL118XTAL29RSTP0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 1729 30 31PSEN ALE EA1 2 3 4 5 6 7 8P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 AT89C52图 3.1 单片机引脚引脚信息： 1-8 P1^0-P1^7：P1 口的 8 个引脚。可作为准双向输入/输出接口。对于 52 系列，P1．0 可以作为定时器/计数器 2 的计数脉冲输入端 T2，P1．1 可以用作 定时器/计数器 2 的外部控制段 T2EX。 9 RST：复位引脚 10-17 P3^0-P3^7：P3 的 8 个引脚。除作为准双向 I/O 接口，还具有第二功 能。 P3．0 串行输入 P3．1 串行输出 P3．2 外部中断 0 输入端 P3．3 外部中断 1 输入端 P3．4 计时器/计数器 T0 脉冲输入端?P3．5 计时器/计数器 T1 脉冲输入端 P3．6 片外数据存储器写选通信号输出端 P3．7 片外数据存储器读选通信号输出端 18 XTAL1 片内反向放大器输入端。 19 XTAL2 片内反相放大器输出端。 20 GND：5V 电压接地端。 21-28 P2^0-P2^7：P2 口的 8 个引脚。一般可以作为准双向 IO 接口；在接有 片外存储器或者扩展 IO 接口且寻址范围超过 256 字节时， 口可以用作 8 位地 P2 址总线。________29 PSEN 片外程序存储器读选通信号输出端，或称片外取指信号输出端。 在向片外程序存储器读取指令或者常数期间， 每个机器周期该信号有 2 次有效低 电平，以通过数据总线 P0 口读回指令或常数。 30 ALE 地址所存有效信号输出端。在访问片外程序存储器期间，没机器周 期该信号出现 2 次，其下降沿用于控制锁存 P0 口输出的低 8 位地址。____31 EA/VDD 片外存储器选用端。该引脚有效(低电平)时只选用片外程序存 储器，否则计算机上电或复位后先选用片内程序存储器。 32-39 P0^0-P0^7：P0 口的 8 个引脚。在不接片外存储器与不扩展 I/O 接口 时，可作为准双向输入/输出接口。在接有片外存储器或扩展 I/O 接口时，P0 后 分时复用为第八位地址总线和双向数据总线。 40 VCC：5V 电源正端口。 温度传感器 温度传感器 DS18B20： ： 随着计算机的广泛应用， 通信技术和传感技术飞跃发展[7]。 DS18B20 是美国 DALLAS 公司生产的单线数值温度传感器芯片，具有结构简单、体积小、功耗 小、抗干扰能力强、使用简单等优点[8,15]。 DS18B20 数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道 式， 螺纹式， 磁铁吸附式， 不锈钢封装式， 型号多种多样， LTM8877， 有 LTM8874 等等[9,18,30-35]。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的 DS18B20 可用 于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室 测温，弹药库测温等各种非极限温度场合[2,17-20]。耐磨耐碰，体积小，使用方便，?封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。 技术性能描述： 1．独特的单线接口方式，DS18B20 在与微处理器连接时仅需要一条口线即 可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。 2．测温范围－55℃～+125℃，固有测温分辨率 0．5℃。 3．支持多点组网功能，多个 DS18B20 可以并联在唯一的三线上，最多只能 并联 8 个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信 号传输的不稳定。 4．工作电源：3~5V/DC 5．在使用中不需要任何外围元件 6．测量结果以 9~12 位数字量方式串行传送 7．不锈钢保护管直径 Φ6 8． 适用于 DN15~25， DN40~DN250 各种介质工业管道和狭小空间设备测温 9．标准安装螺纹 M10X1，M12X1．5，G1/2 任选 PVC 电缆直接出线或德式球型接线盒出线，便于与其它电器设备连接。特 点 独特的一线接口， 只需要一条口线通信 多点能力， 简化了分布式温度传感应 用 无需外部元件可用数据总线供电，电压范围为 3．0V 至 5．5V 无需备用电源 测量温度范围为-55℃至+125℃。华氏相当于是-67°F 到 257 华氏度-10 度至+85 度范围内精度为±0．5℃。 DS18B20 温度传感器的北部喘粗气包括一个告诉咱村的 RAM 和一个非易 失性的可电擦除的 E2PAM[9,12-13]。 温度传感器可编程的分辨率为 9~12 位 温度转 换为 12 位数字格式最大值为 750 毫秒 用户可定义的非易失性温度报警设置应用 范围包括恒温控制，工业系统，消费电子产品温度计，或任何热敏感系统。 描述该 DS18B20 的数字温度计提供 9 至 12 位（可编程设备温度读数）。信 息被发送从 DS18B20 通过 1 线接口，所以 CPU 与 DS18B20 只有一个一条口线 连接。为读写以及温度转换可以从数据线本身获得能量，不需要外接电源。 因 为每一个 DS18B20 的包含一个独特的序号， 多个 DS18B20 可以同时存在于一条 总线。这使得温度传感器放置在许多不同的地方。它的用途很多，包括空调环境 控制，感测建筑物内温设备或机器，并进行过程监测和控制。?图 3.2 DS18B20其他部件： 其他部件： 显示部件：显示部件选取的 LED8 位数码管，简单方便，显示清晰直观，体 积小，价格便宜等众多优点。驱动 LED 使用的是移位寄存器 74HC164。 74HC164： 8 位串入、并出移位寄存器。 74HC164、 74HCT164 是高速硅门 CMOS 器件， 与低功耗肖特基型 TTL (LSTTL) 器件的引脚兼容。74HC164、74HCT164 是 8 位边沿触发式移位 寄 存器 ， 串 行输 入 数 据 ，然 后 并 行输 出 。 数 据通 过 两 个输 入 端 （DSA 或 DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入 端的数据输入。两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电 平，一定不要悬空。 时钟(CP)每次由低变高时，数据右移一位，输入到 Q0，Q0 是两个数据 输入端（DSA 和 DSB）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间 的长度。 主复位 (MR) 输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同 时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。?U19 8 R SRG8 C1/-& 31 2&1D 4 5 6 10 11 12 1374HC164图 3.3 74HC164如上图所示： 端口 1，2 是输入端口 端口 8 时钟输入 端口 9 电源端 右侧端口为输出端口3．2 主电路搭建 ．主电路主要是：测量电路以及单片机最小系统 测量电路：由于每片 DS18B20 含有唯一的硅串行通信口[11]。加上温度传感 器 DS18B20 的高集成度，导致测量电路非常简单。仅需要用单口与单片机通信 即可。R4.7kU73 2 1 VCC DQ GND DS18B20 25.5图 3.4 测量电路 ?单片机最小系统：单片机最小系统主要包括 3 个主要部分，复位电路，电源 电路以及时钟电路。10MHz 22pF 22pFGND图 3.5 晶振电路VCCC310uFRK1200RK210kGND图 3.6 复位电路3．3 显示电路 ．显示电路： 显示电路用 8 位数码管来显示， 由于温度的家用测量精度不需要 太高所以用 4 只 8 位数码管显示。 但是通过单片机串口驱动一只数码管太浪费单 片机端口资源，为此需要节约单片机的端口资源，本次设计用移位寄存器?74HC164 进行控制显示。VCC VCC 1k 1k 1k 1kU19 8 R SRG8 9 8 C1/-& 3U2R SRG8 9 8 C1/-& 3U3R SRG8 9 8 C1/-& 3U4R SRG8 C1/-& 31 2&1D 4 5 6 10 11 12 131 2&1D 4 5 6 10 11 12 131 2&1D 4 5 6 10 11 12 131 2&1D 4 5 6 10 11 12 1374HC16474HC16474HC16474HC164图 3.7 显示电路3．4 外围电路建立 ．本次设计相对较为简单， 为了让设计获得更多功能， 这里添加了外围的键盘 以及报警和控制电路。 外接键盘： 如下图连线， 接入的外接键盘。 从上至下的 5 个按钮作用分别为： 按钮 1 设定按键，点击之后能够设定一个基准值，若温度高于该值将可能 引起报警电路和控制电路的反应。再次点击之后会保存设定值。 按钮 2、3 选位按钮，能够左右选择当前修改值的位置，即个位、十位或 者报警开启/关闭。 按钮 4、5 修改按钮，能够对选取的位置的值进行修改，分别+1 或者-1 进 行改变设定温度值。 使用说明： 正常情况数码管显示温度值， 按下按钮 1 此时显示为报警设定， 闪烁位为当 前修改位。按钮 2、3 能够移动闪烁位改变修改数值的位置。按钮 4、5 能够修改 闪烁位的值的大小来设定报警温度值。(注意：需要注意的是设定温度为 2 位数 即 00-99 度之间，并且设定值前面还有一位改位为报警启动位，若值为 1 表示开 启报警，0 表示关闭报警。)?图 3.8 设置温度如上图： 第一位是报警启动位：0 关闭报警系统，1 开启。 最后 2 位为温度设定位：用于设定一个报警温度值（当前选取的为个位，所 以个位在闪烁）。图 3.9 外接键盘?4 系统的软件设计 系统的软件设计4．1 软件 Keil 介绍 ．编程使用的软件是 KEIL，编程使用 C 语言。 Keil C51 是美国 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容单片机 C 语言软件开 发系统，与汇编相比，C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的 优势，因而易学易用。Keil 提供了包括 C 编译器、宏汇编、连接器、库管理和 一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境 （uVision） 将这些部分组合在一起。 运行 Keil 软件需要 WIN98、 NT、 WIN2000、 WINXP 等操作系统[26,28-29]。如果你使用 C 语言编程，那么 Keil 几乎就是你的不 二之选，即使不使用 C 语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强 大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。 1．系统概述 Keil C51 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。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体 会到 Keil C51 生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑， 容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍 Keil C51 开发系统各部分功能和使用。 2．Keil C51 单片机软件开发系统的整体结构 C51 工具包的整体结构， uVision 与 Ishell 分别是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流 程。 开发人员可用 IDE 本身或其它编辑器编辑 C 或汇编源文件。 然后分别由 C51 及 C51 编译器编译生成目标文件(． OBJ)。 目标文件可由 LIB51 创建生成库文件， 也可以与库文件一起经 L51 连接定位生成绝对目标文件(．ABS)。ABS 文件由 OH51 转换成标准的 Hex 文件，以供调试器 dScope51 或 tScope51 使用进行源代 码级调试， 也可由仿真器使用直接对目标板进行调试， 也可以直接写入程序存贮 器如 EPROM 中。 使用独立的 Keil 仿真器时，注意事项：?*仿真器标配 11．0592MHz 的晶振，但用户可以在仿真器上的晶振插孔中 换插其他频率的晶振。 *仿真器上的复位按钮只复位仿真芯片，不复位目标系统。 *仿真芯片的 31 脚（/EA）已接至高电平，所以仿真时只能使用片内 ROM， 不能使用片外 ROM； 但仿真器外引插针中的 31 脚并不与仿真芯片的 31 脚相连， 故该仿真器仍可插入到扩展有外部 ROM（其 CPU 的/EA 引脚接至低电平）的目 标系统中使用。4．2 程序介绍 ．此程序是利用 C 语言编写，keil 生成的 HEX 文件。程序分多个部分：主程 序，延时子程序，DS18B20 初始化程序，读取温度子程序，写温度子程序，显 示子程序等。 DS18B20 初始化程序：初始化温度传感器 DS18B20。 读取温度子程序：控制温度传感器 DS18B20 获取 DS18B20 测量的温度值。 写温度子程序： 读出的温度写入 DS18B20 内带的寄存器中以便获取温度值。 显示子程序：控制显示电路在 8 位数码管上显示出对应数值。 延时子函数：进行延时等待一段时间。 程序功能：能够实时获取温度传感器 DS18B20 测量的温度值，以十进制的 形式进行显示。 同时外围按键能够设定一个温度值以及报警开关状态来进行报警 设定，例如：报警开关关闭时，无论温度为多少都不会引起报警反应；报警开关 开启时，若当前温度高于设定温度则蜂鸣器会发出报警声音，同时外围的 MOS 管会导通控制电路进行动作。4．2．1 传感器程序 ． ．传感器程序是对温度传感器 DS18B20 进行初始化操作，读操作以及写操作 的程序。是读取当前温度值必须的程序，通过该程序能够通过 DS18B20 和单片 机通信将当前的温度信息传递给单片机。?图 4.1 传感器程序流程图4．2．2 显示器程序 ． ． 显示器显示器程序是通过单片机内部计算， 将当前读出的温度值显示在显示器件上 的函数。基本功能包括清除屏幕上的全部信息、显示特定信息。其主要工作原理 如图 4．2。?图 4.2 显示器程序流程图4．2．3 键盘程序 ． ． 键盘程序键盘程序主要是检测键盘的按键信息， 并且控制给单片机。 通过键盘的动作 情况(电平的跳变)以及动作单元的位置而做出相对应的动作。图 4.3 键盘程序流程图4．2．4 主程序 ． ．主程序主要是分为 4 大部分： 获取温度， 显示温度， 键盘输入以及报警控制。 通过之前的传感器程序获取传感器 DS18B20 测量的当前温度数值，并且通过显 示器程序显示当前温度值。 通过键盘输入程序获取键盘动作情况并且对相应部件 做出相对的动作， 当判断设定值与当前值之间的大小关系之后判断是否给予动作 系统做出对应的动作。?图 4.4 主程序流程图?5 系统仿真及结果分析5．1 仿真软件 Proteus 介绍 ． 仿真软件5．1．１ 什么是 Proteus 仿真软件 ． ． Proteus 是一款电路分析与实物仿真软件，运行于 Windows 操作系统上，具 有实验资源丰富、试验周期短、硬件投入少、实验过程损耗小、与实际设计洁净 程度大等优点[10,27-29]。该软件是 Lab center Electronics 公司的一款电路设计与仿 真软件，它包括 ISIS、ARES 等软件模块，ARES 模块主要用来完成 PCB 的设 计，而 ISIS 模块用来完成电路原理图的布图与仿真。Proteus 的软件仿真基于 VSM 技术，它与其他软件最大的不同也是最大的优势就在于它能仿真大量的单 片机芯片，比如 MCS-51 系列、PIC 系列等等，以及单片机外围电路，比如键盘、 LED、LCD 等等。通过 Proteus 软件的使用我们能够轻易地获得一个功能齐全、 实用方便的单片机实验室。5．2 仿真结果 ．电路开始运行： 打开仿真文件，电机运行按钮之后，电路开始运行，经过短暂初始化后，数 码管开始发光。 观察温度传感器当前测量的温度值发现， 数码管当前能够正常显 示当前温度传感器获取的温度值(默认设定报警温度为 27℃，当前温度 25．5℃， 报警支路无动作)。从下图可发现当前温度传感器测量的温度为 25.5℃，而数码 管显示值为 25.5，正好是传感器测量的温度值，说明显示温度程序无错误，系统 能够按照预期的结果正确的运行。 而且可以观察电路图上的电平可以发现，当前扬声器、电动机以及 220V 灯 泡都未导通。控制回路没有工作，因为设定值为 27℃&25.5℃，所以控制回路不 会做出任何动作。?VCC VCC 1k 1k 1k 1kU19 8 R SRG8 9 8 C1/-& 3U2R SRG8 9 8 C1/-& 3U3R SRG8 9 8 C1/-& 3U4R SRG8 C1/-& 31 2&1D 4 5 6 10 11 121 2&1D 4 5 6 10 11 12 131 2&1D 4 5 6 10 11 12 131 2&1D 4 5 6 10 11 12 1319XTAL118XTAL210MHz 22pF 22pF9RSTP0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 1713 74HC164 74HC16474HC16474HC164GND VCC29 30 31PSEN ALE EA+12VU5 R4.7kC310uF1 2 3 4 5 6 7 8P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7U73 2 1 VCC DQ GND DS18B20 25.5VDD16 5LS12 4R61kQ1NPNRK1200AT89C52 PROGRAM=..\Keil\临时程序\Proteus( 共阳 ).HEX CLOCK=12MHzR010kSPEAKEROPTOCOUPLER-NPNRK210k +220VGNDR5150RES10k GNDL1220VQ2PNPRL1RTE24005FD1BAS16GND图 5.1 总电路图当前温度值：R4.7kU73 2 1 VCC DQ GND DS18B20 25.5图 5.2 当前温度显示数值：图 5.3 显示值报警系统工作情况： 通过仿真此时蜂鸣器不发声，电动机也不会转动。?当我们按下外接键盘按钮时候可以发现显示器发生变化(此处我们按下了按 钮 1)。 通过按键让当前数值闪烁则说明进入了设定界面， 设定界面可以让你设定当 前温度值以便于报警需要。图 5.4(a)和图 5.4(b)为闪烁期间的 2 张连续的截图， 图 a 为末位闪烁完毕瞬间截图，b 为末位闪烁瞬间的截图。 当按下按钮 1 显示出来的为当前的报警温度设定值：图 5.4(a) 当前设定值图 5.4(b) 当前设定值(闪烁中)按下按钮 5 后闪烁位(当前为最末位)被修改大小：图 5.5 按下按钮 5 后的显示按下按钮 3 后，闪烁位改变位置(当前图片图 5.6 显示的为闪烁位从上图的?最末尾修改为了第一位，此时第一位处于闪烁状态)从而能够设定其他的值：图 5.6 按下按钮 3 以后的显示上图显示为闪烁位移动到首位(报警控制位) 。 按照图 5.7 修改报警的温度为 16 摄氏度即当温度超过 16 设置度相应的报警 电路会动作。图 5.7 修改完毕保存修改。 由于当前温度为 25． 度高于设定值 5 （16 度） 并且报警控制位为 1 ， （开启） ， 可由仿真看到，电机开始转动并且伴随着哔哔声的报警。+12VU51 6 5 2 4R61kQ1NPNOPTOCOUPLER-NPNR5150图 5.8 电机开始转动?图 5.8 是直流电机接通并运行的截图。VDDLS1R010kSPEAKERGND图 5.9 报警动作图 5.9 为单片机动过驱动三极管来导通使得扬声器工作的电路图。 从图中可 以发现 MOS 管和三极管的触发端口电平发生变化，开始动作。 仿真结束，仿真结果很理想，该仿真电路能够实现预期功能。 ====版权由潘某某()提供====?6 总结与展望 总结与展望6．1 总结 ．本次设计主要是通过 AT89C52 单片机为核心设计的一款多功能数字温度 计， 该温度计不仅能够实时测量温度值显示出来还能够设定一个温度上限进行监 控，若温度高于设定值动作支路将作出相应动作。6．1．1 硬件方面 ． ．本设计采用的是以 ATMEL 公司生产的 ATS89C52 单片机为核心的数字温度 计，包含了利用温度传感器 DS18B20 的测量电路、外接键盘、光电耦合电路驱 动、继电器驱动电路。 以 DS18B20 为主要测量元件进行实时监控温度值。 以 4 个 8 位数码管为显示器件，利用单片机的单引脚控制移位锁存器 74HC164 记录并控制 8 位数码管的显示。 动作电路利用多种形式进行动作和隔离。 报警电路利用三极管放大作用驱动 报警器报警； 电动机利用光电耦合电路进行光隔离和光控制它的动作； 而电灯泡 则是通过继电器进行控制和电磁隔离。6．1．2 软件方面 ． ．本次设计利用 C 语言设计了温度的读、写程序，并利用程序实时对显示电 路进行更新操作。 本次设计编写了外接键盘的动作程序， 能够感应外接键盘的动作情况对系统 做出一系列相应的调整和动作。 系统包含了通过外接键盘设定一个基准值的程序， 能够比较基准值并通过比 较之后的结果对外围电路产生相应的控制。?6．2 展望 ． 6．2．1 系统硬件 ． ．系统硬件使用 51 单片机以及一些外围电路， 其中 51 单片机的外围接口资源 占用较少， 有明显的资源浪费现象， 还需要进行进一步的改进以及功能的提升和 拓展。 3 个控制支路分别占用单片机 3 个独立端口， 可以适当考虑合并处理来节约 单片机的接口以及将电路和程序进行一步简单化。6．2．2 系统软件 ． ．系统在单片机初始化之后控制端口还有短暂的误动作情况； 显示电路显示的 温度值并非持续稳定， 短时间出现闪烁现象； 外接键盘按钮按下的瞬间无法立即 判断电平变化并作出相应动作；温度的测量与显示范围有限并且精度不是非常 高。在此需要对系统程序进行调整，还有待进一步的优化和改进。?致谢从开始着手论文到至今为止已经经过了将近半年的时间了， 回首当年时间过 得如此之快。 虽然这半年间遇到了无数的困难和问题， 但是在这期间我也受到了 老师和同学们的各种帮助， 正因如此我才能够度过那些艰难险阻。 我尤其要感谢 我的指导老师――孙玲姣老师， 是她每个星期对我们的辅导和勤勤恳恳的为我们 修改论文和设计方案，我才能够完成我的毕业设计。另外，在学校图书馆查找资 料的时候， 图书管理员也给我提供了多方面的支持与帮助。 在此向帮助我的老师 和同学表示衷心的感谢。 由于我的学术水平有限， 所写的论文也会出现很多不足， 恳请各位老师和同 学给予批评和指正。?参考文献[1] 张开生， 郭国法．MCS-51 单片机温度控制系统的设计[J]．微计算机信息，)： 68-69． [2] 林德彬，胡学骏，余淑芳等．数字化远程温度监控系统[J]．佛山科学技术学院学报(自 然科学版)，)：26-27． [3] 唐晓惠． 微机接口技术在单片机中的应用[J]． 过州教育学院学报(自然科学)， 2005， 16(2)： 87-88． [4] Batchu Spandana， Addanki Purna Ramesh， Gopala Reddy． P． Security Management System for Oilfield Based on GSM Technology[D]，2011(6)：． [5] Morimoto，M Sato，S ．Single-chip microcomputer control of the inverter by the magnetic flux control PWM method (machine control)[J] ． IEEE Transactions on Industrial Electronics，)：42-43． [6] 丁元杰．单片微机原理及应用．第三版[M]．机械工业出版社，-44． [7] 陈振生．现代新型传感器技术及应用[J]．电工技术杂志，2004(7)：63-64． [8] 闫胜利，王朝瑞．基于 DS18B20 的温度控制系统设计[J]．长春工程学院学报(自然科学 版)，2002(4)：55-56． [9] 柴卫华，何文昌，孙庆安．新型数字温度传感器 DS18B20 组成的温度巡检系统[J]．传 感器世界，2001(1)：45-46． [10] 王成江，王安敏，张玉华．单总线数字温度传感器原理及应用[J]．半导体技术，2003， 28(2)：68-70． [11] 伍冯洁，谢陈跃，谢斌．Proteus 与 Keil 在单片机开放性试验中的应用[J]．电子测量技 术，)：100-101． [12] 彭宏丽．温室环境智能监测与控制系统设计[D]．太原理工大学，． [13] 周永东．基于 DS18B20 的单片机数字温度计[J]．微电子学，2007(5)：65-66． [14] 陈超华，王会进．用 Keil C51 开发大型嵌入式程序[J]．)：140-143． [15] Fen-Ping Zhou， Hong-Tao Ma， Bing-Dong Sui et al． Temperature Detecting System of Beer Fermentation Based on DS18B20[C]．Progress in Measurement and Testing．p．2，2010： 899．?[16] Wang XiLi，Shuqing．Multipoint Temperature Measurement System of Hot Pack Based on DS18B20[C]．2010 WASE International Conference on Information Engineering． v．1， ． [17] Zhang， RY， Iizuka， Ernst， Y， WG et al． Metamorphic P-T conditions and thermal structure of Chinese Continental Scientific Drilling main hole eclogites ： Fe-Mg partitioning thermometer vs． Zr-in-rutile thermometer[J]． Journal of Metamorphic Geology， 2009， 27(9)： 758． [18] Nodar Samkharadze，Ashwani Kumar，Gabor A． Csathy et al．A New Type of Carbon Resistance Thermometer with Excellent Thermal Contact at MillikelvinTemperatures[J]．Journal of Low Temperature Physics，/6)：247． [19] Hans-Georg Schweiger，Michael Multerer，Heiner Jakob Gores et al．Fast Multichannel Precision Thermometer[J]．IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement，2007， 56(5)：． [20] Fumihiro Sakuma，Laina Ma，Tadashi Kobayashi et al．Development of a New InGaAs Radiation Thermometer at NMIJ[J]．International Journal of Thermophysics，)： 312-313． [21] Rahman， K． ， M． Choudhury， M． ． A． Dead-Time Compensated Pulsewidth Modulator for a 3-Phase VSI Implemented with an AT89C52 Microcontroller[C]．Electrical and Computer Engineering，2006 International CDhaka，Bangladesh，． [22] Liu Guo-qiang ， An Gang ， Li Yong-dong et al ． The Application of AT89C52 Microcomputer-unit in the Temperature On-line Test & Control System of Transformer[C]．ISTM，． [23] Temperature monitoring system based on AT89C51 microcontroller[C] ． 2009 IEEE International Symposium on IT in Medicine &Education(ITME 2009)．[v．1]，2009： 316-317． [24] 刘国强，唐东红，李兴伟等．基于 AT89C51 单片机的高精度测温系统的研制[J]．仪器 仪表学报，)：1142． [25] 刘国强，唐东红，李兴伟等．基于 AT89C51 单片机的高精度测温系统的研制[J]．仪器 仪表学报，)：258-259． [26] 伍冯洁，谢陈跃，谢斌等．Proteus 与 Keil 在单片机开放性实验中的应用[J]．电子测量?技术，)：100-103． [27] 孙凌燕，黄允千．Proteus 与 Keil 软件的整合在单片机实验开发中的应用[J]．实验室研 究与探索，)：59-60． [28] 宁成军，张江霞．基于 Proteus 和 Keil 接口的单片机外围硬件电路仿真[J]．现代电子技 术，)：142-143． [29] 陈超华，王会进．用 Keil C51 开发大型嵌入式程序[J]．计算机应用，)： 140-143． [30] 周月霞，孙传友．DS18B20 硬件连接及软件编程[J]．传感器世界，)：26． [31] 马云峰．单片机与数字温度传感器 DS18B20 的接口设计[J]．计算机测量与控制，2002， 10(4)：279． [32] 张越，张炎，赵延军等．基于 DS18B20 温度传感器的数字温度计[J]．微电子学，2007， 37(5)：710． [33] 赵海兰，赵祥伟．智能温度传感器 DS18B20 的原理与应用[J]．现代电子技术，2003， 26(14)：32-34． [34] 李虹，温秀梅，高振天等．基于 MSP430 单片机和 DS18B20 的小型测温系统[J]．微计 算机信息，)：137-138，248． [35] 刘鸣，车立新，陈兴梧等．温度传感器 DS18B20 的特性及程序设计方法[J]．电测与仪 表，)：47-48． [36] 陈彩蓉， 胡飞． 基于 DS18B20 的温室温度控制系统设计[J]． 安徽农业科学， 2009， 37(36)： 1． [37] 黎步银，周东祥，付明等．热敏电阻伏安特性自动测试系统[J]．华中科技大学学报(自 然科学版)，)：86-88．?附录 程序#include®52．h& #include&stdio．h& #define times 500 void display(void)； void init_serial(void)； void delay(unsigned int )； ReadOneChar(void)； float TT； sbit DQ =P3^3； bit TS=0； //定义通信端口 //TS 正负标志 0 表示正， 1 表示负data unsigned char t=0； int SET=26； bit C=0； int Use=0； char num[4]={0，0，20，0}；sbit LED_CLK=P1^1； sbit LED_DATA=P1^0； sbit LB = P3^4； sbit LB1 = P1^2； sbit B0 = P0^0； sbit B1 = P0^1； sbit B2 = P0^2； sbit B3 = P0^3； sbit B4 = P0^4； //----------------------------------------------------------// 定义一个字符数组存放显示数据?//------------------------------------------------------unsigned char code array_led[23]= { 0x03，// 0x9F，// 0x25，// 0x0D，// 0x99，// 0x49，// 0x41，// 0x1F，// 0x01，// 0x09，// 0x02，// 0x9E，// 0x24，// 0x0C，// 0x98，// 0x48，// 0x40，// 0x1E，// 0x00，// 0x08，// 0xFE，// 0xFF，// 0xFD // }； 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0． 1． 2． 3． 4． 5． 6． 7． 8． 9． ． 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 21 22//--------------------------------------------------------------?//led 显示子程序//--------------------------------------------------------------void LED_Display(char n) { unsigned char i，j，k； k=0； j=array_led[n]； for(i=0； i&8； i++) { if( (j&0x01) ==1) { LED_DATA=1； k++； } else { LED_DATA=0； k++； } j&&=1； LED_CLK=~LED_CLK； LED_CLK=~LED_CLK； } }//----------------------------------------------------------------// 显示//--------------------------------------------------------void LED_Display_Six(char *Point) {?unsigned char i； for(i=0； i&32；i++) //清除 LED 上电时出现的乱码 { LED_DATA=0； LED_CLK=~LED_CLK； LED_CLK=~LED_CLK； } for(i=4； i&0； i--) LED_Display(*(Point+i-1))； }//--------------------------------------------------------// 串口初始化//----------------------------------------------------------void init_serial(void) { TMOD=0x21； //装载计数初值 TL1=0xE5； TH1=0xE5；//采用串口工作方式 1，无奇偶校验 TH0=0xdc； TL0=0x00； SCON=0x50； //串口波特率不加倍 PCON=0x80； //开总中断，开串口中断 IE=0x80； //启动定时器 1 IP=0x02； TR1=1； TR0=1； }?//-------------------------------------------------------------// 延时子程序//-------------------------------------------------------------void delay(unsigned int i) { while(i--)； }//----------------------------------------------------------// 初始化 18b20//-----------------------------------------------------------Init_DS18B20(void) { unsigned char x=0； DQ = 1； //DQ 复位delay(8)； //稍做延时 DQ = 0； //单片机将 DQ 拉低主机发送一个最少 480us 的低电平delay(80)； //精确延时 大于 480us 此 delay 要大于 480 微秒 DQ = 1； //总线释放 拉高总线准备读delay(28)； //等待不能超过 15-60us x=DQ； delay(20)； } //收到低电平则初始化成功//-------------------------------------------------------------?//读一字节//----------------------------------------------------------ReadOneChar(void) { unsigned char i=0； unsigned char dat = 0； for (i=8；i&0；i--) { DQ = 0； //给脉冲信号 dat&&=1；//空出最高位 DQ = 1； //总线释放 if(DQ) //主机检测 由此会发现上一句的 dq=1 不会影响此处的 dq 值， 可为 1 或 0 dat|=0x80； delay(4)； } return(dat)； }//------------------------------------------------------------// 写一字节//---------------------------------------------------------WriteOneChar(unsigned char dat) { unsigned char i=0； for (i=8； i&0； i--) { DQ = 0； DQ = dat&0x01； //取出最低位?delay(5)； DQ = 1； dat&&=1； } }//----------------------------------------------------------// 读取温度值//-------------------------------------------------------void { unsigned char a=0； unsigned char b=0； unsigned char c=0； unsigned int d=0； float s=0； Init_DS18B20()； WriteOneChar(0xCC)； // 跳过读序号列号的操作 WriteOneChar(0x44)； // 启动温度转换 Init_DS18B20()； WriteOneChar(0xCC)； //跳过读序号列号的操作 WriteOneChar(0xBE)； //读取温度寄存器等（共可读 9 个寄存器） 前两个 就是温度 a=ReadOneChar()； b=ReadOneChar()； if(b&0x07) TS=1； else TS=0； //if b&0x07 说明这是一个零下温度 c=b&0x07； //取出除了温度标志的后 3 位 ReadTemperature(void)d=c*256+a； //整合一下?TT=d*6．25/100；// 0．0625 为温度系数 if(TS==1) { if((int)(TT*100)%10&0) s=0．1； TT=128-TT+s； } }//------------------------------------------------------// 主循环//--------------------------------------------------------void main(void) { int j=3； unsigned char i； unsigned char p[4]； char n[4]={1，21，2，7}； int m=27； init_serial()； LED_DATA=0； LB1=0； while(1) { ReadTemperature()；//读温度 if(C==0) { p[0]=(int)(TT/100)%10； p[1]=(int)(TT/10)%10； p[2]=(int)TT%10+10； p[3]=(int)(TT*10)%10； if(TT&127||(TS==1&&TT&99))?{p[0]=22；p[1]=22；p[2]=22；p[3]=22；} else if(TT&10) {p[0]=21；p[1]=21；} else if(TT&100) p[0]=21； if(TS==1) p[0]=22； LED_Display_Six(p)； if(TT&m&&n[0]==1) { LB=~LB； LB1=1； } else LB1=0； } else { p[0]=n[0]； p[1]=n[1]； p[2]=n[2]； p[3]=n[3]； if(B1==0) { delay(30000)； j--； if(j==1) j=0； if(j==-1) j=3； } else if(B2==0) { delay(30000)；?j++； if(j==1) j=2； if(j==4) j=0； } if(B3==0) { delay(30000)； p[j]++； if((j==0&&p[j]==2)||p[j]==10) p[j]=0； } if(B4==0) { delay(30000)； p[j]--； if(p[j]==-1) { if(j==0) p[j]=1； else p[j]=9； } } Use=p[0]； m=10*p[2]+p[3]； n[j]=p[j]； LED_Display_Six(p)； delay(100000)； p[j]=22； LED_Display_Six(p)； delay(100000)； p[j]=n[j]； }?LED_Display_Six(p)； delay(50000)； if(B0==0) { delay(40000)； C=~C； } }}致 谢通过不断努力，终于完成了此次毕业设计。在此，首先感谢导师刘海洋老师， 正是他在万忙之中还抽出宝贵的时间对我进行精心的指导， 才使我顺利完成了毕 业设计。 同时也感谢宿迁学院各个领导和老师对我三年来的关心和帮助。 使我在 大学中学到了许多宝贵的知识和经验。在此，衷心地感谢你们！? 问题的一般解法基于连通性状态压缩的动态规划问题通常具有一个比较固定的模式,几乎 所有的题目都是在这个模式的基础上变形和扩展的.本章选取了一个有代表性 的例题...30 4 兰州工业学院毕业设计说明书(论文) 第一章绪论 1.1 概述 1.1.1 论文的题目论文的题目:基于单片机的节能路灯控制系统设计研究 1.1.2 研究的背景随着...基于TCP协议网上聊天程序_互联网_IT/计算机_专业资料。 深入理解计算机网络基本原理,将书本上抽象的概念与具体的实现技术相结合,体会网络协议的设计与实现过程,以及...毕业设计论文基于单片机的数据采集_工学_高等教育_教育专区。给你的毕业论文一个参考,祝你顺利毕业!存档日期: 存档编号: 本科生毕业设计(论文) 论文题姓学专 目...琼州学院-电子信息工程学院毕业设计 2011届毕业生毕业设计(论文) 基于单片机的数字抢答器设计 学院: 电子信息工程学院 专业: 电子信息科学与技术 班级: 08信本(3...重庆大学本科学生毕业设计(论文)附件 附件 B: 基于 FPGA 的数字滤波器设计 毕业设计(论文)开题报告 1.课题的目的及意义 (含国内外的研究现状分析或设计方案 比较...基于单片机的智能照明控制系统设计论文_电子/电路_工程科技_专业资料。基于8051单片机实现智能照明控制系统的设计 届别 学号 2012 届 毕业设计(论文)基于单片机的智能...基于51单片机数字电子称的设计_电子/电路_工程科技_专业资料。单片机 电子称 论文贵阳学院本科毕业论文(设计) 本科毕业论文(设计)题院专姓学目: 基于 51 单片机控...生产实习报告 班级: 姓名: 学号: 成绩: 电信 12-2 李猛 电子与信息工程学院 信息与通信工程系 基于单片机的计步器设计摘要随着社会的发展,生活方式的...毕业论文 基于Android平台的在线音乐播放系统设计与实现_工学_高等教育_教育专区。本科毕业论文 Android 添加学校名称 本科毕业论文(设计)材料册 姓学年 名: 号: ... All rights reserved Powered by copyright ©right 。文档资料库内容来自网络，如有侵犯请联系客服。}