數(shù)字溫度計(jì)課程設(shè)計(jì) (3)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　課 程： 單片機(jī)技術(shù) </p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目： 數(shù)字溫度計(jì) </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　姓

2、 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　時(shí) 間： </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　

3、第1章 設(shè)計(jì)數(shù)字溫度計(jì)的任務(wù)及功能要求說(shuō)明1</p><p>　　1.1、設(shè)計(jì)數(shù)字溫度計(jì)的任務(wù)1</p><p>　　1.2 、數(shù)字溫度計(jì)功能要求說(shuō)明1</p><p>　　第2章 數(shù)字溫度計(jì)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1、數(shù)字溫度計(jì)硬件系統(tǒng)各模塊功能簡(jiǎn)要介紹2</p><p>　　2.2、

4、數(shù)字溫度計(jì)電路原理圖6</p><p>　　2.3、數(shù)字溫度計(jì)PCB圖6</p><p>　　2.4、數(shù)字溫度計(jì)元器件布局圖6</p><p>　　2.5、數(shù)字溫度計(jì)元器件清單6</p><p>　　第3章 數(shù)字溫度計(jì)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1、數(shù)字溫度計(jì)使用單片機(jī)資源的情況7</

5、p><p>　　3.2、數(shù)字溫度計(jì)軟件系統(tǒng)各模塊功能簡(jiǎn)要介紹及流程框圖7</p><p>　　第4章 設(shè)計(jì)結(jié)論、仿真結(jié)果15</p><p>　　4.1、數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)結(jié)論及使用說(shuō)明15</p><p>　　4.2、數(shù)字溫度計(jì)的仿真結(jié)果15</p><p>　　第5章 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)17</p>

6、;<p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p>　　附錄A 數(shù)字溫度計(jì)電路原理圖20</p><p>　　附錄B 數(shù)字溫度計(jì)PCB圖（正）21</p><p>　　附錄C 數(shù)字溫度計(jì)PCB圖（底）22</p><p>　　附錄D 數(shù)字溫度計(jì)元器件布局圖23</p>

7、<p>　　附錄E 數(shù)字溫度計(jì)器件清單24</p><p>　　附錄F 數(shù)字溫度計(jì)源程序25</p><p>　　第1章 設(shè)計(jì)數(shù)字溫度計(jì)的任務(wù)及功能要求說(shuō)明</p><p>　　1.1、設(shè)計(jì)數(shù)字溫度計(jì)的任務(wù)</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的數(shù)字溫度計(jì)。該數(shù)字溫度計(jì)上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“28090

8、303”，進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。測(cè)量溫度范圍0℃～99℃，測(cè)量精度小數(shù)點(diǎn)后四位，可以通過(guò)開(kāi)始和結(jié)束鍵控制數(shù)字溫度計(jì)的工作狀態(tài)。</p><p>　　1.2 、數(shù)字溫度計(jì)功能要求說(shuō)明</p><p>　　數(shù)字溫度計(jì)在上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“28090303”。P1口是獨(dú)立式按鍵控制口，當(dāng)按下S2鍵時(shí)，啟動(dòng)18B20并進(jìn)入工作狀態(tài)，并在數(shù)碼管上顯示即時(shí)溫度，溫度值可精確到小數(shù)點(diǎn)后四位

9、；當(dāng)按下S3鍵后，使18B20處于停止工作狀態(tài)，并讓數(shù)碼管顯示系統(tǒng)提示符。當(dāng)18B20周圍的溫度高于溫度上限值時(shí)（例如可設(shè)定溫度上限值為20度），接在P3.1口的蜂鳴器報(bào)警，并且開(kāi)啟接P3.1口的警示燈。系統(tǒng)的邏輯框圖如圖1.1所示。</p><p>　　圖1.1 系統(tǒng)的邏輯框圖</p><p>　　第2章 數(shù)字溫度計(jì)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1、

10、數(shù)字溫度計(jì)硬件系統(tǒng)各模塊功能簡(jiǎn)要介紹</p><p>　　數(shù)字溫度計(jì)的整體硬件電路仿真圖如圖2.1所示。主要包括單片機(jī)主板電路（復(fù)位電路和時(shí)鐘電路），DS18B20電路，溫度顯示電路（數(shù)碼管電路），按鍵輸入電路，以及有報(bào)警作用的蜂鳴器電路和LED警示燈顯示電路。</p><p>　　圖2.1 整體硬件電路</p><p>　?。?）、單片機(jī)主板電路</p&g

11、t;<p>　　圖2.2是單片機(jī)主板電路。包括時(shí)鐘振蕩電路和按鍵復(fù)位電路，時(shí)鐘電路是由外接的晶振以及兩個(gè)電容構(gòu)成。晶振的兩個(gè)引腳分別接在單片機(jī)的X1和X2引腳。按鍵復(fù)位電路是上電復(fù)位加手動(dòng)復(fù)位，由單片機(jī)的RES引腳外接的電阻電容以及一個(gè)復(fù)位按鍵構(gòu)成。另外擴(kuò)展電路中，蜂鳴器電路由蜂鳴器、三極管及電阻構(gòu)成。其接在單片機(jī)的P3.1口，是低電平有效。蜂鳴器可以在被測(cè)溫度不在上限范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)出報(bào)警鳴叫聲音，接在P3.1口的LED警示

12、燈被點(diǎn)亮，同時(shí)數(shù)碼管顯示被測(cè)量的溫度值。按鍵輸入電路是由單片機(jī)的P1口控制的，是低電平為有效信號(hào)。其圖如圖2.3所示。</p><p>　　圖2.2 單片機(jī)主板電路</p><p>　　圖2.3 按鍵輸入電路</p><p><b>　?。?）、顯示電路</b></p><p>　　數(shù)碼管顯示電路如圖2.3所示。數(shù)碼

13、管顯示電路使用的是串口顯示，這種顯示方式最大的優(yōu)點(diǎn)就是使用口資源比較少，只用P0和P2口。兩個(gè)四位一體共陽(yáng)數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)接法，即位控并聯(lián)、段控分別控制。P0口為段控口，P2口為位控口，都是低電平為有效信號(hào)。在位控口接上電阻和的三極管，期望增加驅(qū)動(dòng)電流，以使數(shù)碼管高亮度顯示。</p><p><b>　　圖2.3 顯示電路</b></p><p>　?。?）、18B20

14、電路</p><p>　　圖2.4所示的18B20由P3.0口引出。DS18B20具有獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信，而且用戶可定義報(bào)警設(shè)置。本實(shí)驗(yàn)中就用到了該功能，當(dāng)環(huán)境的溫度值超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的溫度上限值時(shí)，設(shè)定了蜂鳴器和LED燈的有效程序。蜂鳴器會(huì)報(bào)警，LED燈會(huì)點(diǎn)亮。</p><p>　　圖2.4 DS18B20電路</p><p>　　18B20

15、溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為8字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。頭2個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息，第3和第4字節(jié)TH和TL的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第5個(gè)字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。DS18B20工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如圖2.6所示。低5位一直為1，TM是工作模式位，用于設(shè)置DS

16、18B20在工作模式還是在測(cè)試模式，DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶要去改動(dòng)，R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來(lái)設(shè)置分辨率。</p><p>　　2.5 8字節(jié)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.6 DS18B20字節(jié)定義</p><p>　　當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存

17、儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第1、2字節(jié)。單片機(jī)可以通過(guò)單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625℃／LSB式表示。</p><p>　　當(dāng)符號(hào)位S＝0時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號(hào)位S＝1時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值</p><p>　　DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與RAM中的T

18、H、TL字節(jié)內(nèi)容作比較。若T＞TH或T＜TL，則將該器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的報(bào)警搜索命令做出響應(yīng)。因此，可用多只DS18B20同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索。</p><p>　　在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼（CRC）。主機(jī)ROM的前56位來(lái)計(jì)算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值作比較，以判斷主機(jī)收到的ROM數(shù)據(jù)是否正確。</p><p>　　另外，

19、由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫(xiě)時(shí)序很重要。系統(tǒng)對(duì)DS18B20的各種操作按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初使化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。分別說(shuō)明如下：</p><p>　　●初始化：?jiǎn)慰偩€的所有處理均從初始化開(kāi)始。初始化過(guò)程是主機(jī)通過(guò)向作為從機(jī)的DS18B20芯片發(fā)一個(gè)有時(shí)間寬度要求的初始化脈沖實(shí)現(xiàn)的。初始化后，才可進(jìn)行讀寫(xiě)操作。

20、</p><p>　　●ROM操作命令：總線主機(jī)檢測(cè)到DS18B20的存在便可以發(fā)出ROM操作命令之一。這些命令如表2.1所示。</p><p>　　表2.1 ROM操作命令</p><p>　　●存儲(chǔ)器操作命令如表2.2所示。 </p><p>　　表2.2 存儲(chǔ)器操作命令</p><p>　　2.2、數(shù)字溫度

21、計(jì)電路原理圖</p><p><b>　　見(jiàn)附錄A。</b></p><p>　　2.3、數(shù)字溫度計(jì)PCB圖</p><p><b>　　見(jiàn)附錄B和附錄C。</b></p><p>　　2.4、數(shù)字溫度計(jì)元器件布局圖</p><p><b>　　見(jiàn)附錄D。</

22、b></p><p>　　2.5、數(shù)字溫度計(jì)元器件清單</p><p><b>　　見(jiàn)附錄E。</b></p><p>　　第3章 數(shù)字溫度計(jì)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1、數(shù)字溫度計(jì)使用單片機(jī)資源的情況</p><p>　　數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)使用單片機(jī)資源情況如下所述。P0口的八

23、根口線都用于控制數(shù)碼管的段空線，采用并聯(lián)方式連接。P2口的八根口線都用于控制數(shù)碼管的位控線，采用單獨(dú)連接方式。P1口則用于控制按鍵電路，只用到了P1.0和P1.1口，P1.0接S2按鍵，做為開(kāi)啟鍵，P1.1口接S3按鍵，做為停止鍵，即按鍵復(fù)位狀態(tài)。P3口只用到了P3.0和P3.1口，P3.0口為18B20的DQ口控制狀態(tài)，低電平有效，因此要是18B20處于工作狀態(tài)，P3.0口的LED燈會(huì)被點(diǎn)亮。P3.1口是控制蜂鳴器和警示燈的口線，是低

24、電平有效，當(dāng)蜂鳴器報(bào)警且警示燈點(diǎn)亮?xí)r，表示溫度超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的溫度上限值。</p><p>　　3.2、數(shù)字溫度計(jì)軟件系統(tǒng)各模塊功能簡(jiǎn)要介紹及流程框圖</p><p>　　本次數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)目的，主要是通過(guò)單片機(jī)控制18B20溫度傳感器來(lái)測(cè)量周邊的環(huán)境溫度。在上電復(fù)位或按鍵復(fù)位后顯示系統(tǒng)提示符，通過(guò)開(kāi)啟和停止鍵來(lái)控制溫度傳感器的工作狀態(tài)。但溫度高于系統(tǒng)設(shè)定的溫度上限值時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)蜂鳴器報(bào)警

25、，同時(shí)點(diǎn)亮警示燈。主要的軟件模塊包括主程序、18B20初始化程序、做好讀溫度準(zhǔn)備子程序、讀溫度子程序、寫(xiě)溫度子程序、顯示子程序以及鍵掃描程序。他們的功能及流程框圖如下所示。由于18B20是串行口，故尤其要注意時(shí)序問(wèn)題，要延時(shí)以給機(jī)器足夠的反應(yīng)時(shí)間。</p><p><b>　?。?）、主程序</b></p><p>　　主程序的功能是要操作整個(gè)系統(tǒng)，首先要將溫度傳感器

26、的DQ拉高，通過(guò)單片機(jī)P1口的按鍵控制18B20的工作狀態(tài)。若開(kāi)啟鍵按下，則做好讀溫度的準(zhǔn)備，接著是先讀低位的溫度值，再讀高位的溫度值，然后將所讀的二進(jìn)制溫度值轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的溫度值，并將溫度值送往數(shù)碼管顯示。顯示溫度的過(guò)程中，若碰到溫度值超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的溫度上限值，則開(kāi)啟報(bào)警電路。若按下停止鍵，則顯示系統(tǒng)提示符。流程框圖如圖3.1所示。</p><p>　　3.1 主程序流程框圖</p><p&

27、gt;　　（2）、18B20初始化程序</p><p>　　由于18B20初始化過(guò)程中有復(fù)位和存在脈沖的問(wèn)題，因此需多次改變DQ的狀態(tài)并延時(shí)等待。首先要將DQ拉為高電平，延時(shí)幾微妙。其次將DQ拉為低電平，控制器Tx“復(fù)位脈沖”延時(shí)480-960us。接著又將DQ拉為高電平等待60us，最后延時(shí)讓18B20輸出存在脈沖。并且延時(shí)足夠長(zhǎng)，等待脈沖輸出完畢。程序流程框圖如圖3.2所示。</p><p

28、>　　3.2 18B20初始化流程框圖</p><p>　?。?）、做好讀溫度準(zhǔn)備子程序</p><p>　　18B20的操作協(xié)議為規(guī)定為：初使化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。單總線的所有處理均從初始化開(kāi)始。初始化過(guò)程是主機(jī)通過(guò)向作為從機(jī)的DS18B20芯片發(fā)一個(gè)有時(shí)間寬度要求的初始化脈沖實(shí)現(xiàn)的。初始化后，才可進(jìn)行讀寫(xiě)操作。當(dāng)總線主機(jī)檢測(cè)

29、到DS18B20的存在，便可以發(fā)出ROM操作命令之一即可。Skip ROM就是ROM操作指令中的一個(gè)，其代碼為CCH。存儲(chǔ)器命令中的Convert T命令的作用是開(kāi)啟溫度轉(zhuǎn)換，其代碼是44H，單線總線發(fā)出協(xié)議后，表示18B20處在讀溫度忙狀態(tài)。最后是數(shù)據(jù)處理情況。其流程框圖如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 做好讀溫度準(zhǔn)備子程序流程框圖</p><p>　?。?）、讀溫度子

30、程序</p><p>　　讀溫度的子程序中要注意控制器讀數(shù)的時(shí)間間隙。根據(jù)18B20的讀時(shí)序可以得知，首先應(yīng)將DQ拉為高電平，一個(gè)機(jī)器周期后將其拉為低電平，然后將數(shù)據(jù)線"人為"拉高,為單片機(jī)檢測(cè)DS18B20的輸出電平作準(zhǔn)備，接著開(kāi)始讀溫度。利用與運(yùn)算，將值從低位到高位讀出，讀一位則二進(jìn)制數(shù)右移一位，即可讀完所測(cè)溫度八位數(shù)的值。讀的過(guò)程中要給控制器足夠的采樣時(shí)間。最后延時(shí)，給機(jī)器較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間

31、。其流程框圖如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 讀溫度子程序流程框圖</p><p>　?。?）、寫(xiě)溫度子程序</p><p>　　寫(xiě)溫度的子程序與讀溫度的子程序類似，只需將讀溫度子程序中所讀得的值一位一位寫(xiě)入。同樣是先將DQ拉為高電平，再拉低，然戶開(kāi)始從低位到高位依次寫(xiě)入。由于兩個(gè)寫(xiě)時(shí)序間至少需要1us的恢復(fù)期，所以位與位之間至少延時(shí)2us時(shí)間。最后

32、稍作延時(shí)，給機(jī)器反應(yīng)時(shí)間。其流程框圖如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5 寫(xiě)溫度子程序流程框圖</p><p><b>　　（6）、顯示函數(shù)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中有兩個(gè)顯示函數(shù)，一個(gè)是按鍵或上電復(fù)位后的顯示函數(shù)，即顯示系統(tǒng)提示符；另一個(gè)是所測(cè)得的溫度顯示。溫度的顯示可以精確到小數(shù)點(diǎn)后四位，多位數(shù)據(jù)的顯示可以采用數(shù)組的

33、方式一位一位將值送往數(shù)碼管顯示。整個(gè)程序的開(kāi)始定義了一個(gè)存放顯示數(shù)值代碼的數(shù)組。還有一個(gè)位控的數(shù)組，用來(lái)控制數(shù)碼管的每一位。將數(shù)值代碼送往控制段控口的P0口，將位控值送往位控口P2口，每送一位要延時(shí)一段時(shí)間。以防有陰影，最后可將P0、P2口送“滅”的代碼。程序流程框圖如圖3.6所示。系統(tǒng)提示符顯示函數(shù)，是由本人設(shè)定的固定顯示。將所要顯示的值送往數(shù)組，然后從低位到高位依次送往P2口顯示。其流程框圖如圖3.7所示。</p>&

34、lt;p>　　圖3.6 數(shù)碼管顯示程序流程圖</p><p>　　圖3.7 數(shù)碼管顯示系統(tǒng)提示符程序流程圖</p><p>　?。?）、鍵掃描子程序</p><p>　　按鍵掃描子程序包括鍵值處理程序和鍵掃描程序。鍵處理程序中，首先得將P1口的電平拉高，則送往P1口的值為低電平有效，將所得的P1口的值取反后做為P1口的鍵值。按鍵接在單片機(jī)的P1口，鍵處理將

35、其值送往鍵掃描程序，判斷是否有鍵按下，延時(shí)消抖后再判斷是否有鍵按下，再次調(diào)P1口鍵處理函數(shù)，若真正有鍵按下，取鍵值并暫存。然后判斷鍵是否松開(kāi)，延時(shí)一直到鍵松開(kāi)，再將所得的鍵值保存，并作為函數(shù)的返回值。其程序流程圖如圖3.8所示。</p><p>　　圖3.8 鍵掃描程序流程圖</p><p>　　第4章 設(shè)計(jì)結(jié)論、仿真結(jié)果</p><p>　　4.1、數(shù)字溫度計(jì)

36、的設(shè)計(jì)結(jié)論及使用說(shuō)明</p><p>　　經(jīng)過(guò)制板與編程，本次設(shè)計(jì)的數(shù)字溫度計(jì)能夠準(zhǔn)確達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。能夠準(zhǔn)確的按照軟件系統(tǒng)的設(shè)定實(shí)現(xiàn)其功能。該數(shù)字溫度計(jì)的使用說(shuō)明如下:接通電源，電源指示燈亮，表明電源正常。當(dāng)系統(tǒng)板進(jìn)入上電復(fù)位或者按鍵復(fù)位后，能夠顯示系統(tǒng)提示符，即為“ZB090303”。單片機(jī)的P1口為按鍵控制口，當(dāng)按下P1.0控制的S2鍵時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)入18B20的工作狀態(tài)，即顯示即時(shí)溫度。當(dāng)溫度超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的

37、溫度上限值時(shí)，P3.1控制的蜂鳴器會(huì)報(bào)警，同時(shí)P3.1控制的LED燈會(huì)被點(diǎn)亮。當(dāng)按下P1.1控制的S3按鍵時(shí)，18B20退出工作狀態(tài)，即顯示系統(tǒng)提示符。</p><p>　　4.2、數(shù)字溫度計(jì)的仿真結(jié)果</p><p>　　數(shù)字溫度計(jì)的仿真結(jié)果如下：</p><p>　　（1）、上電或按鍵復(fù)位時(shí)的仿真結(jié)果如圖4.1所示。</p><p>　　

38、圖4.1 上電或按鍵復(fù)位時(shí)的仿真結(jié)果</p><p>　　（2）、按下S2鍵的仿真結(jié)果如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.2 按下S2鍵時(shí)的仿真結(jié)果</p><p>　　（3）、溫度超過(guò)20攝氏度時(shí)的仿真結(jié)果如圖4.3所示。</p><p>　　圖4.3 溫度超過(guò)20攝氏度時(shí)的仿真結(jié)果</p><p>　

39、　第5章 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)</p><p>　　這次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)取得了圓滿成功。我早已經(jīng)為這一期的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)做好了充分的準(zhǔn)備。在大二的暑假期間，參加過(guò)的電子線路培訓(xùn)，為本次的課程設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)老師把課程設(shè)計(jì)的題目與要求公布出來(lái)時(shí)，我無(wú)比的激動(dòng)，一開(kāi)始就對(duì)這次的課程設(shè)計(jì)充滿了信心。其實(shí)一開(kāi)始是想著做搶答器的，可是由于該項(xiàng)目的成員已滿，經(jīng)過(guò)推敲，最終決定做一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)。</p>

40、<p>　　由于在暑假培訓(xùn)的時(shí)候就有做過(guò)相關(guān)的項(xiàng)目，所以這無(wú)疑給這次的課程設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的方便。數(shù)碼管系統(tǒng)板在這次課程設(shè)計(jì)之前已經(jīng)做好了，它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)要求。因此不必忙于去制板。暑假培訓(xùn)中，做過(guò)的一些項(xiàng)目中，基本上包括了這次設(shè)計(jì)的子程序，所以只需稍加設(shè)計(jì)即可。本次的課程設(shè)計(jì)要求要高于暑假培訓(xùn)的，因此還需要添加一些基本功能，例如按鍵控制功能。當(dāng)把之前寫(xiě)好的程序?qū)氲絾纹瑱C(jī)中去時(shí)，數(shù)碼管的顯示總是不對(duì)。所以只好從頭

41、至尾將程序檢查了一遍，但結(jié)果還是一樣，也沒(méi)發(fā)現(xiàn)有什么錯(cuò)誤。后來(lái)仔細(xì)看了看原理圖，才發(fā)現(xiàn)自己少插了短路帽，導(dǎo)致系統(tǒng)板不能正常工作。既然要做好本次的課程設(shè)計(jì)，就應(yīng)該要著手于每個(gè)細(xì)節(jié)。雖然大體上可以說(shuō)出整個(gè)程序的功能，但細(xì)化到每條語(yǔ)句，我并不能說(shuō)清楚它的來(lái)由，尤其是18B20的相關(guān)程序。因?yàn)閷?duì)18B20的功能用法不是很了解，所以需查閱大量的資料去了解18B20的工作特點(diǎn)與用法。了解到一些有關(guān)18B20的知識(shí)。由于18B20單線通信功能是分時(shí)完

42、成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫(xiě)時(shí)序尤其重要。系統(tǒng)對(duì)18B20的各種操作按協(xié)議進(jìn)行。</p><p>　　18B20初始化過(guò)程中有復(fù)位和存在脈沖的問(wèn)題，因此需多次改變DQ的狀態(tài)并延時(shí)等待。首先要將DQ拉為高電平，延時(shí)幾微妙。其次將DQ拉為低電平，控制器TX“復(fù)位脈沖”延時(shí)480-960us。接著又將DQ拉為高電平等待60us，最后延時(shí)讓18B20輸出存在脈沖。并且延時(shí)足夠長(zhǎng)，等待脈沖輸出完畢。這便是18B20的

43、初始化程序過(guò)程。18B20的操作協(xié)議為規(guī)定為：初使化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。單總線的所有處理均從初始化開(kāi)始。初始化過(guò)程是主機(jī)通過(guò)向作為從機(jī)的DS18B20芯片發(fā)一個(gè)有時(shí)間寬度要求的初始化脈沖實(shí)現(xiàn)的。初始化后，才可進(jìn)行讀寫(xiě)操作。當(dāng)總線主機(jī)檢測(cè)到DS18B20的存在，便可以發(fā)出ROM操作命令之一即可。Skip ROM就是ROM操作指令中的一個(gè)，其代碼為CCH。存儲(chǔ)器命令中的Convert

44、 T命令的作用是開(kāi)啟溫度轉(zhuǎn)換，其代碼是44H，單線總線發(fā)出協(xié)議后，表示18B20處在讀溫度忙狀態(tài)。最后是數(shù)據(jù)處理情況。這便是18B20做好讀溫度準(zhǔn)備的子程序過(guò)程。寫(xiě)溫度的子程序與讀溫度的子程序類似，只需將讀溫度子程序中所讀得的值一位一位寫(xiě)入。同樣是先將</p><p>　　在做文檔的時(shí)候，同時(shí)也學(xué)會(huì)了繪制簡(jiǎn)單的流程圖。做一次課程設(shè)計(jì)不僅要有實(shí)物而且還需要有論文。論文的撰寫(xiě)需要大量的資料，在查找資料的過(guò)程中，又培養(yǎng)

45、了我從文獻(xiàn)、生產(chǎn)實(shí)踐、和調(diào)查研究中獲取知識(shí)的能力，提高了我從別人的經(jīng)驗(yàn)、從其它學(xué)科找到解決問(wèn)題新途徑的悟性。</p><p>　　在整個(gè)過(guò)程中，我從中學(xué)到了不少東西，更深一步掌握了單片機(jī)電路，更深的了解設(shè)計(jì)中所用到的單片機(jī)最小系統(tǒng)的工作原理，同時(shí)也掌握了單片機(jī)各引腳的功能及用途。通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)，讓我了解到所學(xué)過(guò)的知識(shí)要及時(shí)復(fù)習(xí)，運(yùn)用到實(shí)踐中，才能更好地掌握所學(xué)知識(shí)。</p><p>&

46、lt;b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李朝青. 單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1998.</p><p>　　[2] 李勛等. 單片機(jī)實(shí)用教程[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000.</p><p>　　[3] 王幸之等. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，

47、1999.</p><p>　　[4] 李華. MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993.</p><p>　　[5] 何為民. 低功耗單片微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1994.</p><p>　　[6] 何立民. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編5[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1997.</p&

48、gt;<p>　　[7] 李廣弟，朱月秀，冷祖祁. 單片機(jī)基礎(chǔ)（第三版）[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　附錄A 數(shù)字溫度計(jì)電路原理圖</p><p>　　附錄B 數(shù)字溫度計(jì)PCB圖（正）</p><p>　　附錄C 數(shù)字溫度計(jì)PCB圖（底）</p><p>　　附錄D 數(shù)字溫度計(jì)元器

49、件布局圖</p><p>　　附錄E 數(shù)字溫度計(jì)器件清單</p><p>　　附錄F 數(shù)字溫度計(jì)源程序</p><p>　　//數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)置：上電或按鍵復(fù)位后，顯示系統(tǒng)提示符ZB090303；當(dāng)K2（P1.0口）鍵按下后，顯示即時(shí)溫度；P0口為段控口，P2口為位控口，P1 口 為按鍵控制口，P3口控制流水燈</p><p>　　#

50、include<reg52.h> //包含單片機(jī)寄存器的頭文件</p><p>　　#include<intrins.h> //包含_nop_()函數(shù)定義的頭文件</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p>

51、<p>　　Uchar duan[16]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90, 0x8c,0xce,0x86,0xAB,0xA1,0xff};</p><p>　　// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15</

52、p><p>　　// p T E n D 滅</p><p>　　uchar wei[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};</p><p>　　char find_code[8]={3,0

53、,3,0,9,0,8,2};</p><p>　　/*******************************************************************</p><p>　　以下是DS18B20的操作程序</p><p>　　******************************************************

54、*************/ </p><p>　　sbit DQ=P3^0; </p><p>　　sbit bz=P3^1;</p><p>　　uchar time; //設(shè)置全局變量，專門用于嚴(yán)格延時(shí)</p><p>　　/***************************************************

55、****************</p><p>　　函數(shù)功能：將DS18B20傳感器初始化，讀取應(yīng)答信號(hào)</p><p>　　出口參數(shù)：flag </p><p>　　*******************************************************************/</p><p>　　bit Init

56、_DS18B20(void)</p><p>　　{bit flag; //儲(chǔ)存DS18B20是否存在的標(biāo)志，flag=0，表示存在；flag=1，表示不存在</p><p>　　DQ = 1; //先將數(shù)據(jù)線拉高</p><p>　　for(time=0;time<2;time++) //略微延時(shí)約6微秒</p&g

57、t;<p><b>　　;</b></p><p>　　DQ = 0; //再將數(shù)據(jù)線從高拉低，要求保持480~960us</p><p>　　for(time=0;time<200;time++) //略微延時(shí)約600微秒</p><p>　　; //以向DS18B20發(fā)出一持續(xù)480

58、~960us的低電平復(fù)位脈沖 </p><p>　　DQ = 1; //釋放數(shù)據(jù)線（將數(shù)據(jù)線拉高） </p><p>　　for(time=0;time<16;time++)</p><p>　　; //延時(shí)約30us（釋放總線后需等待15~60us讓DS18B20輸出存在脈沖）</p><p>　　flag=DQ

59、; //讓單片機(jī)檢測(cè)是否輸出了存在脈沖（DQ=0表示存在） </p><p>　　for(time=0;time<200;time++) //延時(shí)足夠長(zhǎng)時(shí)間，等待存在脈沖輸出完畢</p><p><b>　　;</b></p><p>　　return (flag); //返回檢測(cè)成功標(biāo)志</p&

60、gt;<p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************************************************************</p><p>　　函數(shù)功能：從DS18B20讀取一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　出口參數(shù)：dat</b>

61、;</p><p>　　*******************************************************************/ </p><p>　　uchar ReadOneChar(void)</p><p>　　{uchar i=0;</p><p>　　uchar dat; //儲(chǔ)存讀出的一個(gè)字節(jié)

62、數(shù)據(jù)</p><p>　　for (i=0;i<8;i++)</p><p>　　{ DQ =1; // 先將數(shù)據(jù)線拉高</p><p>　　_nop_(); //等待一個(gè)機(jī)器周期 </p><p>　　DQ = 0;//單片機(jī)從DS18B20讀書(shū)據(jù)時(shí),將數(shù)據(jù)線從高拉低即啟動(dòng)讀時(shí)序</p><

63、p><b>　　dat>>=1;</b></p><p>　　_nop_(); //等待一個(gè)機(jī)器周期 </p><p>　　DQ = 1; //將數(shù)據(jù)線"人為"拉高,為單片機(jī)檢測(cè)DS18B20的輸出電平作準(zhǔn)備</p><p>　　for(time=0;time<2;time++)<

64、;/p><p>　　; //延時(shí)約6us，使主機(jī)在15us內(nèi)采樣</p><p><b>　　if(DQ==1)</b></p><p>　　dat|=0x80; //如果讀到的數(shù)據(jù)是1，則將1存入dat</p><p><b>　　else</b></p><p>

65、　　dat|=0x00;//如果讀到的數(shù)據(jù)是0，則將0存入dat</p><p>　　//將單片機(jī)檢測(cè)到的電平信號(hào)DQ存入r[i]</p><p>　　for(time=0;time<8;time++)</p><p>　　; //延時(shí)3us,兩個(gè)讀時(shí)序之間必須有大于1us的恢復(fù)期</p><p>　　}

66、 </p><p>　　return(dat); //返回讀出的十進(jìn)制數(shù)據(jù)</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*****************************************************************</p><p>　　函數(shù)功

67、能：向DS18B20寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　入口參數(shù)：dat</b></p><p>　　******************************************************************/ </p><p>　　void WriteOneChar(unsigned char dat)&

68、lt;/p><p>　　{ uchar i=0;</p><p>　　for (i=0;i<8;i++)</p><p>　　{DQ =1; // 先將數(shù)據(jù)線拉高</p><p>　　_nop_(); //等待一個(gè)機(jī)器周期 </p><p>　　DQ=0; //將數(shù)據(jù)

69、線從高拉低時(shí)即啟動(dòng)寫(xiě)時(shí)序 </p><p>　　DQ=dat&0x01; //利用與運(yùn)算取出要寫(xiě)的某位二進(jìn)制數(shù)據(jù),</p><p>　　//并將其送到數(shù)據(jù)線上等待DS18B20采樣</p><p>　　for(time=0;time<10;time++)</p><p>　　; //延時(shí)約30us，DS18B

70、20在拉低后的約15~60us期間從數(shù)據(jù)線上采樣</p><p>　　DQ=1; //釋放數(shù)據(jù)線 </p><p>　　for(time=0;time<1;time++)</p><p>　　;//延時(shí)3us,兩個(gè)寫(xiě)時(shí)序間至少需要1us的恢復(fù)期</p><p>　　dat>>=1; /

71、/將dat中的各二進(jìn)制位數(shù)據(jù)右移1位</p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(time=0;time<4;time++)</p><p>　　; //稍作延時(shí),給硬件一點(diǎn)反應(yīng)時(shí)間</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/

72、*******************************************************************</p><p>　　函數(shù)功能：做好讀溫度的準(zhǔn)備</p><p>　　*******************************************************************/ void ReadyReadTemp(void)&

73、lt;/p><p>　　{ Init_DS18B20(); //將DS18B20初始化</p><p>　　WriteOneChar(0xCC); // 跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作</p><p>　　WriteOneChar(0x44); // 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 </p><p>　　for(time=0;time<100;time

74、++)</p><p>　　; //溫度轉(zhuǎn)換需要一點(diǎn)時(shí)間</p><p>　　Init_DS18B20(); //將DS18B20初始化</p><p>　　WriteOneChar(0xCC); //跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作</p><p>　　WriteOneChar(0xBE); //讀取溫度寄存器,前兩個(gè)分別是溫度的低位和高位

75、</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************************************************************</p><p><b>　　延時(shí)函數(shù)</b></p><p>　　*****************

76、**************************************************/</p><p>　　void display_delay(void)</p><p>　　{ unsigned int time1=100;</p><p>　　while(time1) time1-- ; </p><p>&

77、lt;b>　　}</b></p><p>　　/*******************************************************************</p><p><b>　　延時(shí)1ms函數(shù)</b></p><p>　　************************************

78、*******************************/</p><p>　　void DelayX1ms(uint count) </p><p><b>　　{ uint j;</b></p><p>　　while(count--!=0) </p><p>　　{ for(j=0;j

79、<80;j++);</p><p>　　} </p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************************************************************</p><p><b>　　顯示班級(jí)學(xué)號(hào)

80、</b></p><p>　　*******************************************************************/</p><p>　　void disp()</p><p>　　{char i,j=0xfe;</p><p><b>　　char k;</b&g

81、t;</p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{ P2=j;</b></p><p>　　k=find_code[i];</p><p>　　P0=duan[k];</p><p>　　DelayX1ms(1);</p><p&g

82、t;　　j=_crol_(j,1);</p><p><b>　　P0=0xff;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/******************************************

83、*************************</p><p>　　* 函數(shù)原型：keychuli();</p><p>　　* 功 能:處理與鍵盤相連的P1口的內(nèi)容，作為鍵值。</p><p>　　*******************************************************************/</

84、p><p>　　uchar keychuli()</p><p>　　{ uchar k; </p><p>　　k=P1; //P1口內(nèi)容送K</p><p>　　k=~k; /

85、/取反</p><p>　　return(k); //返回鍵值</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************************************************************</p><p&g

86、t;　　* 函數(shù)原型：key();</p><p>　　* 功 能:鍵盤掃描函數(shù)，函數(shù)返回值即鍵值。</p><p>　　*******************************************************************/</p><p>　　uchar key()</p><p>　　{

87、uchar keyzhi,keyzhii; //電子鐘鍵盤按鍵鍵值臨時(shí)存放</p><p>　　keyzhi=keychuli(); //調(diào)P1口處理函數(shù)</p><p>　　if(keyzhi!=0) //有鍵動(dòng)作延時(shí)去抖動(dòng)，否則函數(shù)返回</p><p><b>　　{

88、disp();</b></p><p>　　keyzhi=keychuli(); //再次調(diào)P1口處理函數(shù)</p><p>　　if(keyzhi!=0) //真正有鍵按下，取鍵值并暫存</p><p>　　{ keyzhii=keyzhi;</p><p>　　while(k

89、eyzhi!=0) //判按鍵是否釋放，沒(méi)有釋放延時(shí)去抖動(dòng)等待釋放</p><p><b>　　{disp();</b></p><p>　　keyzhi=keychuli();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　keyzhi=keyzhii; /

90、/按鍵釋放后恢復(fù)按鍵鍵值</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　return(keyzhi); //返回按鍵鍵值</p><p><b>　　}</b></p>&l

91、t;p>　　/*****************************************************************</p><p><b>　　顯示溫度程序</b></p><p>　　*****************************************************************/</p&g

92、t;<p>　　void display(uchar gewei,uchar shiwei ,uchar baiwei,uchar shi,uchar bai,uchar qian,uchar wan)</p><p>　　{ P0=duan[wan]; //萬(wàn)分位</p><p>　　P2=wei[6]; </p><p>　　dis

93、play_delay();</p><p><b>　　P2=0xff;</b></p><p>　　P0=duan[qian]; //千分位</p><p>　　P2=wei[5]; </p><p>　　display_delay();</p><p><b>　　P2=0xff;

94、</b></p><p>　　P0=duan[bai]; //百分位</p><p>　　P2=wei[4]; </p><p>　　display_delay();</p><p><b>　　P2=0xff;</b></p><p>　　P0=duan[shi]; //十分位&l

95、t;/p><p>　　P2=wei[3]; </p><p>　　display_delay();</p><p><b>　　P2=0xff;</b></p><p>　　P0=duan[gewei]&0x7f; //個(gè)位</p><p>　　P2=wei[2]; </p>

96、<p>　　display_delay();</p><p><b>　　P2=0xff;</b></p><p>　　P0=duan[shiwei]; //十位</p><p>　　P2=wei[1]; </p><p>　　display_delay();</p><p>&l

97、t;b>　　P2=0xff;</b></p><p>　　P0=duan[baiwei]; //百位</p><p>　　P2=wei[0]; </p><p>　　display_delay();</p><p><b>　　P2=0xff;</b></p><p>　　P0=

98、0xff; </p><p><b>　　} </b></p><p>　　/*******************************************************************</p><p><b>　　主函數(shù)</b></p><p>　　******

99、*************************************************************/</p><p>　　void main(void)</p><p>　　{ uchar TL,TH,TD,TN;</p><p>　　uchar gewei,shiwei,baiwei,shi,bai,qian,wan;</p>

100、<p>　　unsigned int xiaoshu;</p><p><b>　　uchar m;</b></p><p><b>　　DQ=1;</b></p><p><b>　　m=key();</b></p><p><b>　　while(1)

101、</b></p><p><b>　　{ disp();</b></p><p><b>　　m=key();</b></p><p>　　if(m==0x01)</p><p>　　{ while(1)</p><p>　　{ w:ReadyReadTemp()

102、; </p><p>　　TL=ReadOneChar(); //先讀的是溫度值低位</p><p>　　TH=ReadOneChar(); //接著讀的是溫度值高位</p><p>　　TN=TH*16+TL/16; //實(shí)際溫度值=(TH*256+TL)/16,即：TH*16+TL/16</p><p>　　TD=(TL&

103、;0x0f);</p><p>　　xiaoshu=625*TD;</p><p>　　gewei=TN%10;</p><p>　　shiwei=(TN/10)%10;</p><p>　　baiwei=TN/100;</p><p>　　if(baiwei==0) baiwei=15;//滅</p>

104、<p>　　if(baiwei==15&&shiwei==0) shiwei=15;//滅</p><p>　　shi=(xiaoshu/1000)%10;</p><p>　　bai=(xiaoshu/100)%10; </p><p>　　qian=(xiaoshu/10)%10;</p><p

105、>　　wan=xiaoshu%10; </p><p>　　Display (gewei, shiwei, baiwei, shi,bai,qian,wan);</p><p>　　if(TN>=20 )</p><p><b>　　bz=0;</b></p><p>　　else bz=1; &

106、lt;/p><p><b>　　m=key();</b></p><p>　　if(m==0x02)</p><p><b>　　{ for(;;)</b></p><p><b>　　{ disp();</b></p><p><b>　　m=k

107、ey();</b></p><p>　　if(m==0x01)</p><p><b>　　goto w;</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}&l