單片機(jī)測油溫和轉(zhuǎn)速畢業(yè)設(shè)計(jì)（含外文翻譯）

1、<p>　　單片機(jī)測油溫與轉(zhuǎn)速 硬件部分</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p

2、>　　1.1 課題背景及意義1</p><p>　　1.1.1 課題背景1</p><p>　　1.1.2 課題意義2</p><p>　　1.2 油泵試驗(yàn)臺系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)平臺3</p><p>　　1.3.1 硬件原理圖開發(fā)環(huán)境3</p>&l

3、t;p>　　1.3.2 軟件輔助編程環(huán)境4</p><p>　　1.3.3 調(diào)試程序相關(guān)工具4</p><p>　　1.4 預(yù)期結(jié)果5</p><p>　　1.5 設(shè)計(jì)認(rèn)知5</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)方案與分析6</p><p>　　2.1 溫度測量的方案與分析6</p><

4、;p>　　2.1.1 熱敏電阻測溫方案6</p><p>　　2.1.2 DS18B20芯片測溫方案8</p><p>　　2.2 轉(zhuǎn)速測量方案與分析8</p><p>　　2.2.1 霍爾傳感器測速方案8</p><p>　　2.2.2 光耦合器測速方案9</p><p>　　2.3 數(shù)碼顯示模塊方案

5、與分析9</p><p>　　2.3.1 LCD顯示方案9</p><p>　　2.3.2 LED數(shù)碼管顯示方案10</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.1 單片機(jī)的最小系統(tǒng)11</p><p>　　3.1.1 STC89C51RC單片機(jī)簡介11</p>

6、<p>　　3.1.2 時(shí)鐘電路13</p><p>　　3.1.3 復(fù)位電路14</p><p>　　3.2 溫度模塊15</p><p>　　3.2.1 DS18B20芯片簡介15</p><p>　　3.3.2 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)15</p><p>　　3.3.3 DS18B20的工

7、作時(shí)序16</p><p>　　3.3.4 DS18B20與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.3 轉(zhuǎn)速測量模塊18</p><p>　　3.3.1 光耦合器原理18</p><p>　　3.3.2 光耦合器性能指標(biāo)19</p><p>　　3.3.3 電路接線圖和部分原件參數(shù)計(jì)算方式21&l

8、t;/p><p>　　3.4 數(shù)碼顯示模塊21</p><p>　　3.5 下載（串行通信）模塊23</p><p>　　第4章 系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.1 軟件流程圖24</p><p>　　4.2 主要程序24</p><p>　　4.2.1 主程序模塊24&

9、lt;/p><p>　　4.2.2 測溫模塊25</p><p>　　4.2.3 顯示模塊25</p><p>　　4.2.4 主程序源代碼26</p><p>　　第5章 硬件實(shí)現(xiàn)29</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b&g

10、t;　　致 謝33</b></p><p><b>　　附錄34</b></p><p>　　附錄一：外文原文34</p><p>　　附錄二：外文翻譯46</p><p>　　附錄三：任務(wù)書55</p><p>　　附錄四：開題報(bào)告57</p><p

11、><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目的是通過單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)單片機(jī)對油溫的測量和油泵主軸轉(zhuǎn)速的測量。具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　利用STC89C51RC單片機(jī)內(nèi)部T0、T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器產(chǎn)生中斷，接收光耦合器產(chǎn)生的信號脈沖，從而測出油泵主軸轉(zhuǎn)速。測量油溫采用比較新型的

12、DS18B20芯片測溫技術(shù)。并用LED數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示轉(zhuǎn)速和溫度。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要工作是進(jìn)行：1、總體設(shè)計(jì)，確定技術(shù)指標(biāo)和軟硬件分工；2、硬件設(shè)計(jì)，確定電路功能框圖和原理圖；3、軟件設(shè)計(jì)，在總體分工和硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，確定程序功能、編寫功能模塊子程序。</p><p>　　關(guān)鍵字： 單片機(jī)，油溫，轉(zhuǎn)速，DS18B20，光耦合器</p><p><

13、;b>　　Abstract</b></p><p>　　The objective of the project was to realize the measurement of oil temperature and pump spindle speed based on microcontroller with data acquisition, processing and displa

14、y. </p><p>　　Pump spindle speed was measured out by signal impulse from optical coupler r after irrupt occurred by T0、T1Timer/counter inside STC89C51RC microcontroller. And DS18B20 chip was used for oil temp

15、erature measurement. Speed and temperature were displayed by LED digital tube.</p><p>　　The design was carried out from the following aspects: overall design that determine the technical specifications, hard

16、ware and software division; hardware design which finished the circuit functional block diagram and schematic; and software design that completed the program function and subroutine of functional module, based on the ove

17、rall division and hardware design.</p><p>　　Key words: microcontroller; oil temperature; spindle speed; DS18B20; Optical coupler;</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題背

18、景及意義</p><p>　　1.1.1 課題背景</p><p>　　1993年，中國失去了它一直引以為豪的能源自給地位。僅1993年到1998年，自政局不穩(wěn)的中東地區(qū)進(jìn)口的石油在中國全部石油消費(fèi)中的比重就從16% 飆升至61%。2002年，中國超越日本成為世界第二大能源進(jìn)口國。自那以后，中國的石油凈進(jìn)口量一直以每年15%的驚人速度增長，到2010年已經(jīng)升至2.54億。根據(jù)中國國家能源局

19、的數(shù)據(jù)，中國對進(jìn)口石油的依賴度2011年已經(jīng)達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的56.5%。</p><p>　　隨著我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，能源短缺問題變得越來越嚴(yán)重，2003年我國石油年進(jìn)口量超過日本，成為全球第二大進(jìn)口國，2004年，我國進(jìn)口原油1.17億噸，而且近年都在增加，因而車用發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能降耗問題顯得越來越重要。柴油機(jī)與汽油機(jī)相比具有較好的經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性，因而柴油機(jī)得到越來越廣泛的應(yīng)用，以前采用汽油機(jī)的轎車也開始向柴油機(jī)過

20、渡。隨著人們對環(huán)保意識的提高，對汽車尾氣的排放要求也在逐漸提高，國產(chǎn)汽車的排放目前要求達(dá)到歐n標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　影響柴油機(jī)性能的主要因素之一是噴油系統(tǒng)，噴油泵是柴油機(jī)的心臟，噴油泵的各種技術(shù)參數(shù)對柴油機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)：柴油機(jī)加速性能、油耗大小、尾氣排放量、工作噪音的大小、動(dòng)力性能等影響極大。按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，噴油泵油缸的溫度必須控制在38～42℃之間，此時(shí)對一定噴油次數(shù)下噴油量的檢測和油缸內(nèi)油壓測量才是

21、準(zhǔn)確的。而主軸的平穩(wěn)轉(zhuǎn)速和流量控制以及發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況密切相關(guān)。</p><p>　　所以，油溫和主軸轉(zhuǎn)速測量準(zhǔn)確與否直接決定著柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及排放。準(zhǔn)確測試噴油泵各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)對提高柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、可靠性、耐久性和降低排污、噪聲、煙度等有十分重要的意義。</p><p>　　1.1.2 課題意義</p><p>　　早期的測量儀器基本都是用COMS、T

22、TL等集成電路搭接而成，這種儀器使用電子元件很多，成本較高，其測量精度卻不高。而本設(shè)計(jì)是用單片機(jī)測量轉(zhuǎn)速（噴油次數(shù)）和油溫，則非常精確和方便，可以大大的提高油泵對石油的利用率，并且單片機(jī)與微機(jī)通信易于實(shí)現(xiàn)，更是加大了對結(jié)果的可視性和可操控性。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，利用單片機(jī)內(nèi)部T0、T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器產(chǎn)生中斷，對接收到的信號脈沖進(jìn)行檢測，從而測出油泵主軸轉(zhuǎn)速。且在增加的油溫測量系統(tǒng)中采用比較新型的DS

23、18B20芯片一線測溫技術(shù)，精確到小數(shù)點(diǎn)后一位，并用LED數(shù)碼管直觀顯示。另外，利用單片機(jī)串口通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與微機(jī)的通信，可以便于對操作過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。</p><p>　　因而，本次設(shè)計(jì)是有必要性和現(xiàn)實(shí)意義的。</p><p>　　1.2 油泵試驗(yàn)臺系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　由于本論文的整體構(gòu)思是以噴油泵試驗(yàn)臺為基礎(chǔ)的，本小節(jié)對噴油泵試驗(yàn)臺做

24、一下簡單介紹。</p><p>　　噴油泵試驗(yàn)臺是各汽車、柴油機(jī)制造和修理廠研制、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、調(diào)整噴油泵不可缺少的設(shè)備。噴油泵試驗(yàn)臺的主要用途是檢測和調(diào)整噴油泵在各種工況時(shí)的噴油量及各缸噴油間隔角。衡量噴油泵試驗(yàn)臺性能和質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)就是噴油量測量的精確性，它還需要對主軸轉(zhuǎn)速、噴油次數(shù)進(jìn)行精確測量。</p><p>　　國內(nèi)噴油泵試驗(yàn)臺按動(dòng)力調(diào)速分為:</p><p

25、>　　J系列：機(jī)械式傳動(dòng)變速噴油泵試驗(yàn)臺，如12PSJ55/75型。</p><p>　　Y系列：液壓無級變速傳動(dòng)噴油泵試驗(yàn)臺，如12PSY55/75型。</p><p>　　D系列：電子控制無級變速噴油泵試驗(yàn)臺，如12PSD55/75型。</p><p>　　W系列：變頻無級調(diào)速噴油泵試驗(yàn)臺，如12PSW55/75型。</p><p>

26、;　　J系列正在被淘汰，僅有很少的廠家生產(chǎn)，Y系列生產(chǎn)的數(shù)量比D系列和W系列少得多，目前頗具競爭力的主要是D系列和W系列。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)各廠家目前普遍生產(chǎn)的試驗(yàn)臺，主要是滑差式離合器的傳動(dòng)變速和交流變頻器調(diào)速兩種類型的產(chǎn)品。W系列由于其關(guān)鍵部件變頻器均為進(jìn)口，且技術(shù)含量高，故價(jià)格偏高。</p><p>　　噴油泵測試時(shí)所需的條件參數(shù)均可由儀表測量數(shù)字顯示。噴油泵調(diào)試參數(shù)主要是各缸油量，目前測試還是以玻璃筒計(jì)量為主，

27、但這種測量方式的最大缺點(diǎn)是測量過程緩慢。國外現(xiàn)在能利用計(jì)算機(jī)測控技術(shù)及傳感器對油泵的噴油量進(jìn)行快速、連續(xù)的測量，這正是國產(chǎn)噴油泵試驗(yàn)臺與國外先進(jìn)產(chǎn)品之間真正差距所在。國內(nèi)噴油泵實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)的發(fā)展要求試驗(yàn)臺的自動(dòng)化程度要高，如噴油量快速數(shù)字化測量等。今后噴油泵試驗(yàn)臺的技術(shù)發(fā)展應(yīng)主要集中在充分利用計(jì)算機(jī)測控技術(shù)，使油泵調(diào)試中的各項(xiàng)條件和技術(shù)參數(shù)的測量完全以數(shù)字化方式自動(dòng)測量，以適應(yīng)噴油泵產(chǎn)品技術(shù)不斷提高的需要。</p><

28、p>　　國外在噴油泵試驗(yàn)臺自動(dòng)測試技術(shù)方面的研究走在前列，德國Moehwald公司研制成功的EP32000型、RPB2000型油泵試驗(yàn)臺采用KMM測量系統(tǒng)可以連續(xù)地測量各缸噴油量，既能用屏幕顯示噴油量，又能打出每行程或多次的噴油量，還能利用計(jì)算機(jī)半自動(dòng)地檢測噴油泵。美國的Bacharach公司研制的PDFM808型燃油噴射測量系統(tǒng)采用CRT顯示噴油量、轉(zhuǎn)速及測量誤差。它可以測量單缸以及多至8缸的噴油量，還可以測定某一個(gè)缸的每行程噴

29、油量；可以按順序自動(dòng)地顯示各缸的總噴油量，平均噴油量，單缸噴油量，也可連續(xù)不斷地測量。國外噴油泵試驗(yàn)臺的發(fā)展趨勢是采用先進(jìn)的電子技術(shù)研制微機(jī)測量及數(shù)字顯示系統(tǒng)，按國際標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)結(jié)構(gòu)提高測試精度，主要特點(diǎn)是數(shù)字顯示壓力、溫度、轉(zhuǎn)速與計(jì)數(shù)，過去噴油泵試驗(yàn)臺采用的機(jī)械式轉(zhuǎn)速表、彈簧壓力表和壓力式指示溫度計(jì),很難達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)平臺</b></p>

30、<p>　　1.3.1 硬件原理圖開發(fā)環(huán)境</p><p>　　Proteus是基于windows9x/windowsNT/windows2000的純32位電路設(shè)計(jì)制板系統(tǒng)。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路。</p><p><b>　　該軟件的特點(diǎn)是：</b></p><p>　

31、?。?）實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。</p><p>　?。?）支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、AT89C51系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18

32、系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。</p><p>　　（3）提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision3等軟件。</p><p>　?。?）具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。</p>&

33、lt;p>　　總之，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。</p><p>　　1.3.2 軟件輔助編程環(huán)境</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的程序是用C語言編寫的。簡單來說，C語言對匯編語言進(jìn)行了抽象，具有如下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　（1） 更符合人類思維習(xí)慣，開發(fā)效率高、時(shí)間短。</p><p>　?。?/p>

34、2） 容易實(shí)現(xiàn)模塊化開發(fā)。</p><p>　?。?） 程序可移植性好。</p><p>　　（4） 提供數(shù)學(xué)函數(shù)并支持浮點(diǎn)運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)算。</p><p>　　（5） 程序可讀性強(qiáng)，便于閱讀和交流。</p><p>　?。?） 容易調(diào)試和維護(hù)程序。</p><p>　　1.3.3 調(diào)試程序相關(guān)工具</

35、p><p>　　KeilC51 uVision3是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。它是眾多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集編輯、編譯、仿真于一體，支持匯編、PLM語言和C語言的程序設(shè)計(jì)，界面友好，易學(xué)易用。與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。</p><p>　　Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和

36、功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。Keil C51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)：C51工具包的整體結(jié)構(gòu)中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫

37、文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。</p><p><b>　　1.4 預(yù)期結(jié)果</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)對油溫和油泵主軸轉(zhuǎn)速的測量。當(dāng)油溫發(fā)生變化時(shí)，測

38、溫芯片將實(shí)時(shí)溫度信號傳遞到單片機(jī)，處理后，顯示到LED數(shù)碼管上。當(dāng)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，測速傳感器將實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速信號傳遞到單片機(jī)，處理后，顯示到LED數(shù)碼管上。本設(shè)計(jì)具有復(fù)位功能。當(dāng)突然斷電時(shí)，由于單片機(jī)內(nèi)部已經(jīng)儲存運(yùn)行的程序，可能造成運(yùn)行錯(cuò)誤、顯示混亂等問題，此時(shí)復(fù)位即可使電路正常運(yùn)行。</p><p><b>　　1.5 設(shè)計(jì)認(rèn)知</b></p><p>　　在這次設(shè)計(jì)過程

39、中，我們綜合運(yùn)用了所學(xué)的單片機(jī)、C語言、數(shù)字電子技術(shù)等專業(yè)知識進(jìn)行分析、解決實(shí)際問題。也掌握了文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法以及獲取新知識的能力?；揪邆淞擞糜?jì)算機(jī)軟件、硬件應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)的能力。書面表達(dá)、口語表達(dá)、協(xié)作配合進(jìn)行工作的能力都得到了很大的提高。</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)方案與分析</p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研制過程主要包括：總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)

40、、仿真調(diào)試等幾個(gè)階段。</p><p>　　包括單片機(jī)控制模塊、溫度測量模塊、轉(zhuǎn)速測量模塊、數(shù)碼顯示模塊、以及下載（串口通信）模塊等幾大部分?？傮w框架如圖2-1所示。硬件設(shè)計(jì)詳見第3章，軟件設(shè)計(jì)詳見第4章，硬件實(shí)物和實(shí)際結(jié)果詳見第5章。</p><p>　　注意，因?yàn)镻roteus仿真中無法直接模擬轉(zhuǎn)速模塊，雖然可用脈沖激勵(lì)源來代替，但對實(shí)際設(shè)計(jì)沒有指導(dǎo)作用。故本文不給出仿真。</p

41、><p>　　圖2-1 系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　2.1 溫度測量的方案與分析</p><p>　　2.1.1 熱敏電阻測溫方案</p><p>　　電路如圖2-2所示。RK為100k的精密電阻；RT為100K-精度為1%的熱敏電阻；R1為100Ω的普通電阻；C1為0.1μ的瓷介電容。</p><p>　　圖2-2

42、 熱敏電阻測溫電路圖</p><p><b>　　其工作原理為：</b></p><p>　　（1）先將P1.0、P1.1、P1.2都設(shè)為低電平輸出，使C1放電至放完。</p><p>　?。?）將P1.1、P1.2設(shè)置為輸入狀態(tài)，P1.0設(shè)為高電平輸出，通過RK電阻對C1充電，單片機(jī)內(nèi)部計(jì)時(shí)器清零并開始計(jì)時(shí)，檢測P1.2口狀態(tài)，當(dāng)P1.2口檢

43、測為高電平時(shí)，即C1上的電壓達(dá)到單片機(jī)高電平輸入的門嵌電壓時(shí)，單片機(jī)計(jì)時(shí)器記錄下從開始充電到P1.2口轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)間T1。</p><p>　　（3）將P1.0、P1.1、P1.2都設(shè)為低電平輸出，使C1放電至放完。</p><p>　?。?）再將P1.0、P1.2設(shè)置為輸入狀態(tài)，P1.1設(shè)為高電平輸出，通過RT電阻對C1充電，單片機(jī)內(nèi)部計(jì)時(shí)器清零并開始計(jì)時(shí)，檢測P1.2口狀態(tài)，當(dāng)P1

44、.2口檢測為高電平時(shí)，單片機(jī)計(jì)時(shí)器記錄下從開始充電到P1.2口轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)間T2。</p><p>　?。?）從電容的電壓公式：</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　可以得到：T1/RK=T2/RT，即 RT=T2×RK/T1。</p><p>　　通過單片機(jī)計(jì)算得到熱敏電阻

45、RT的阻值，通過查表法可以得到溫度值。該測溫電路的誤差來源于：單片機(jī)的定時(shí)器精度，RK電阻的精度，熱敏電阻RT的精度，而與單片機(jī)的輸出電壓值、門嵌電壓值、電容精度無關(guān)。</p><p>　　此方案需耗費(fèi)較多單片機(jī)I/O口，且選材較麻煩，精度難以控制。故本設(shè)計(jì)不采用此方案。</p><p>　　2.1.2 DS18B20芯片測溫方案</p><p>　　DS18B20

46、是DALLAS公司的最新單線數(shù)字溫度傳感器。它體積小、適用電壓寬、價(jià)格低。DS18B20是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。測溫范圍為－55～＋125℃，在－10～＋85℃范圍內(nèi)，精度為±0.5℃。</p><p>　　DS18B20采用接電源方式工作，一線測溫，測出的數(shù)據(jù)存放在寄存器，將數(shù)據(jù)經(jīng)過BCD碼轉(zhuǎn)換后送LED顯示。</p><p>　　測溫流程如圖2-3所示

47、。</p><p>　　圖2-3 測溫流程圖</p><p>　　2.2 轉(zhuǎn)速測量方案與分析</p><p>　　測量轉(zhuǎn)速首先要將電機(jī)的轉(zhuǎn)速表示為單片機(jī)可以識別的脈沖信號，從而進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)。主要有M法(測頻法)、T法(測周期法)和MPT法(頻率周期法)。</p><p>　　2.2.1 霍爾傳感器測速方案</p><p&g

48、t;　　霍爾器件是由半導(dǎo)體材料制成的一種薄片，在垂直于平面方向上施加外磁場B，在沿平面方向兩端加外電場，則使電子在磁場中運(yùn)動(dòng)，結(jié)果在器件的兩個(gè)側(cè)面之間產(chǎn)生霍爾電勢。</p><p>　　根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，將一塊永久磁鋼固定在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤邊沿，霍爾元件受磁鋼所產(chǎn)生的磁場影響，輸出脈沖信號，其頻率和轉(zhuǎn)速成正比。脈沖信號的周期與電機(jī)的轉(zhuǎn)速有以下關(guān)系：</p><p><b>　?。?/p>

49、2-2）</b></p><p>　　式中，n為電機(jī)轉(zhuǎn)速；P為電機(jī)轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)；T為輸出方波信號周期。</p><p>　　該方案基本的測量原理如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 霍爾傳感器測速原理</p><p>　　2.2.2 光耦合器測速方案</p><p>　　光電耦合器（簡稱光耦）是

50、以光為媒介把輸入端信號耦合到輸出端，來傳輸電信號的器件，發(fā)光器（紅外線發(fā)光二極管LED）與受光器（光敏半導(dǎo)體管）封裝在同一管殼內(nèi)，將它們的光路耦合在一起，當(dāng)輸入端加電信號時(shí)發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光線之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實(shí)現(xiàn)了“電—光—電”轉(zhuǎn)換。</p><p>　　由于它具有體積小、壽命長、無觸點(diǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，輸出和輸入之間絕緣，單向傳輸信號，傳輸信號的頻率高等優(yōu)點(diǎn)，在電路上獲得了廣泛的應(yīng)用

51、。本設(shè)計(jì)采用此方案測速。</p><p>　　2.3 數(shù)碼顯示模塊方案與分析</p><p>　　2.3.1 LCD顯示方案</p><p>　　LCD是Liquid Crystal Display的簡稱。它本身并不發(fā)光，是利用液晶經(jīng)過處理后能改變光線通過方向的特性，從而達(dá)到白底黑字或黑底白字顯示的目的。</p><p>　　由于LCD的面板

52、較為脆弱，制造商已將LCD控制器、驅(qū)動(dòng)器、RAM、ROM和LCD顯示器用PCB連接到一起，稱為液晶顯示模塊。</p><p>　　LCD從顯示內(nèi)容上分可以分為字符型（如1602）和點(diǎn)陣型（如12864）。從功能上可以分為帶字庫和不帶字庫兩種類型。</p><p>　　字符型需要通過向指定顯示位置對應(yīng)的DDRAM中寫數(shù)據(jù)來顯示字符。而在點(diǎn)陣型LCD上顯示一幅圖片或是字符，需將黑色的部分點(diǎn)亮，

53、空白的點(diǎn)置0。</p><p>　　無論是字符型還是點(diǎn)陣型LCD，其基本原理都是通過將數(shù)據(jù)寫入所對應(yīng)的DDRAM地址中來顯示所需要的圖形或是字符。雖然LCD接線方便，顯示美觀，但LCD價(jià)格昂貴，程序復(fù)雜度高。</p><p>　　2.3.2 LED數(shù)碼管顯示方案</p><p>　　2.3.2.1 動(dòng)態(tài)顯示方案</p><p>　　顯示時(shí)采用

54、循環(huán)移位法，即八位數(shù)碼管依次循環(huán)點(diǎn)亮，利用人眼睛的視覺暫留效果達(dá)到連續(xù)顯示，主程序每運(yùn)行一遍便調(diào)用一次顯示子程序，將數(shù)據(jù)顯示出來。</p><p>　　該方法的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示實(shí)時(shí)性比較強(qiáng)。需要注意的是，由于LED點(diǎn)亮需要一定時(shí)間，如果程序中延時(shí)太短，則亮度非常低，難以辨認(rèn)。因?yàn)槿说囊曈X停留時(shí)間時(shí)值為1/24S，最小辨認(rèn)時(shí)間大約是0.1S。如果程序延時(shí)太長，則會(huì)造成顯示閃爍，難以辨認(rèn)。</p>

55、<p>　　2.3.2.2 靜態(tài)顯示方案</p><p>　　8051的資源有限， I/O接口只有四個(gè)，P0，P1，P2，P3，而且 I/0口驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備能力有限。靜態(tài)顯示，一個(gè)LED數(shù)碼管就占用一個(gè)I/O接口，本設(shè)計(jì)中需要8位數(shù)碼管， I/O口不夠用，需要擴(kuò)展I/O接口。最常用的是使用一些I/O口芯片，或者將串口作為I/O口，使用一些串行輸入并行輸出的芯片，比如74LS164、74HC595等。<

56、;/p><p>　　如果用靜態(tài)顯示，則LED數(shù)碼管非常亮，效果清晰。但是編程較為復(fù)雜，而且需要增加其他芯片，增加成本，接線也更復(fù)雜一些。本設(shè)計(jì)選擇動(dòng)態(tài)顯示方案足以滿足顯示需求。</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 單片機(jī)的最小系統(tǒng)</p><p>　　單片機(jī)的最小系統(tǒng)（老三件）CPU、8位3態(tài)D鎖存器74L

57、S373、ROM或者RAM，加上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。但現(xiàn)在單片機(jī)集成度高，只需加上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路就構(gòu)成最小系統(tǒng)。</p><p>　　單片機(jī)的最小系統(tǒng)功能框圖如下圖：</p><p>　　圖3-1 單片機(jī)的最小系統(tǒng)功能框圖</p><p>　　3.1.1 STC89C51RC單片機(jī)簡介</p><p>　　STC89C51RC是宏晶科技推

58、出的新一代超強(qiáng)抗干擾、高速、低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)。片內(nèi)含有至少4K Bytes的可以反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和512 Bytes的隨機(jī)存儲器（RAM），以及通用異步串行口（UART）、SPI、A/D、PWM等模塊。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的STC89C51RC提供了高性價(jià)比的解決方案。</p><p

59、>　　3.1.1.1 STC89C51RC單片機(jī)的主要結(jié)構(gòu)特征</p><p>　　表3-1 STC89C51RC單片機(jī)的主要結(jié)構(gòu)特征</p><p>　　3.1.1.2 STC89C51RC單片機(jī)的引腳功能</p><p>　　圖3-2 STC89C51RC單片機(jī)管腳圖</p><p><b>　　引腳說明：</b&g

60、t;</p><p><b>　?。?）電源引腳</b></p><p>　　Vcc（40腳）：典型值＋5V。</p><p>　　Vss（20腳）：接低電平。</p><p>　?。?）外部晶振：X1、X2分別與晶體兩端相連接。當(dāng)采用外部時(shí)鐘信號時(shí)，X2接振蕩信號，X1接地。</p><p>　

61、?。?）輸入輸出口引腳</p><p>　　P0口：I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“1”。</p><p>　　P1口：I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“1”。</p><p>　　P2口：I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“1”。</p><p>　　P3口：I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“1”。</p>&

62、lt;p><b>　?。?）控制引腳：</b></p><p>　　RST/Vpd、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp組成了MSC-51的控制總線。</p><p>　　RST/Vpd（9腳）：復(fù)位信號輸入端（高電平有效）。其第二功能是，加+5V備用電源，可以實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)RAM信息不丟失。</p><p>　　ALE/-PRO

63、G(30腳）：地址鎖存信號輸出端。其第二功能是編程脈沖輸入。</p><p>　　-PSEN（29腳）：外部程序存儲器讀選通信號。-EA/Vpp(31腳）：外部程序存儲器使能端。第二功能是，編程電壓輸入端（+21V）。</p><p>　　3.1.2 時(shí)鐘電路</p><p>　　系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成

64、振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。外接晶體諧振器以及兩個(gè)電容構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。</p><p>　　因此，本設(shè)計(jì)的電路選取晶體振蕩器的值為11.0592MHz。電容

65、應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為30 pF。在引腳XTAL1和XTAL2跨接晶振Y1和兩個(gè)微調(diào)電容就構(gòu)成了內(nèi)部震蕩方式，由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成自激振蕩器并產(chǎn)生震蕩時(shí)鐘脈沖。</p><p>　　時(shí)鐘電路如圖3-4所示：</p><p><b>　　圖3-4 時(shí)鐘電路</b></p><p>　　3.1.3

66、復(fù)位電路</p><p>　　復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號，直至電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)（共大于兩個(gè)機(jī)器周期）才撤銷復(fù)位信號，以防電源開關(guān)或電源插頭分——合過程中引起抖動(dòng)而影響復(fù)位。</p><p>　　復(fù)位后P0-P3口均表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈仉娖綍r(shí)，芯片為ROM的00H處開始

67、運(yùn)行程序。</p><p>　　本最小系統(tǒng)采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位方式。上電自動(dòng)復(fù)位由電容充電來實(shí)現(xiàn)，按鍵手動(dòng)復(fù)位通過復(fù)位端經(jīng)電阻和VCC接通而實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位

68、兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復(fù)位電路，如圖3-5所示。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用11.0592MHz時(shí)，電容為10uF，Rk約為1K。</p><p>　　復(fù)位電路如圖3-5所示。</p><p><b>　　圖3-5 復(fù)位電路</b></p><p><b>　　3.2 溫度模塊</b></p><p&

69、gt;　　3.2.1 DS18B20芯片簡介</p><p>　　DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO－92小體積封裝形式；溫度測量范圍為－55℃～＋125℃，可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá)0.0625℃，被測溫度用符號擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出。 </p><p>　　3.3.2 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p>

70、<p>　　DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-6所示，主要由4部分組成：64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管腳排列如圖3-7所示，DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；GND為接地端；VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。</p><p>　　圖3-6 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　DS18B20中的溫度

71、傳感器完成對溫度的測量，用16位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以0.0625℃/LSB形式表達(dá)，其中S為符號位。例如＋125℃的數(shù)字輸出為07D0H，＋25.0625℃的數(shù)字輸出為0191H，－25.0625℃的數(shù)字輸出為FF6FH，－55℃的數(shù)字輸出為FC90H。 </p><p>　　高速暫存器是一個(gè)9字節(jié)的存儲器。開始兩個(gè)字節(jié)包含被測溫度的數(shù)字量信息；第3、4、5字節(jié)分別是TH、TL、配置寄存器的臨時(shí)拷

72、貝，每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新；第6、7、8字節(jié)未用，表現(xiàn)為全邏輯1；第9字節(jié)讀出的是前面所有8個(gè)字節(jié)的CRC碼，可用來保證通信正確。</p><p>　　圖3-7 DS18B20的管腳排列</p><p>　　3.3.3 DS18B20的工作時(shí)序</p><p>　　DS18B20的一線工作協(xié)議流程是：</p><p>　　初始化→ROM操作指

73、令→存儲器操作指令→數(shù)據(jù)傳輸。</p><p>　　其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序，如圖3-8 （a）（b）（c）所示。</p><p><b>　?。╝）初始化時(shí)序</b></p><p><b>　?。╞）寫時(shí)序</b></p><p><b>　?。╟）讀時(shí)序</b&

74、gt;</p><p>　　圖3-8 DS18B20的工作時(shí)序圖</p><p>　　3.3.4 DS18B20與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3-9是DS18B20與微處理器的典型連接。圖3-9（a）中DS18B20采用寄生電源方式，其VDD和GND端均接地。圖3-9（b）中DS18B20采用外接電源方式，其VDD端用3V～5.5V電源供電。<

75、/p><p>　?。╝）寄生電源工作方式 （b）接電源工作方式</p><p>　　圖3-9電源工作方式圖</p><p>　　3.3 轉(zhuǎn)速測量模塊</p><p>　　3.3.1 光耦合器原理</p><p>　　耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前

76、它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能

77、力。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號隔離的接口器件。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用的是WYH 2010槽型光耦合器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-10所示。</p><p>　　圖3-10 光耦合原件(WYH2010)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和尺寸圖</p><p>　　3.3.2 光耦合器性能指標(biāo)</p><p>　　詳細(xì)參數(shù)如表3-3，表3-4所示。光電特性如

78、表3-5所示。</p><p>　　表3-3 H2010直射式光電傳感器常規(guī)參數(shù)</p><p><b>　　單位（mm）</b></p><p>　　表3-4 H2010直射式光電傳感器極限參數(shù)（Ta=25℃）</p><p>　　表3-5 H2010直射式光電傳感器光電特性（Ta=25℃）</p>&l

79、t;p>　　3.3.3 電路接線圖和部分原件參數(shù)計(jì)算方式</p><p>　　圖3-11 WYH2010接線圖</p><p>　　由光耦合器原理可知，它是由一個(gè)二極管和一個(gè)特殊的三極管組成。為了保證二極管和三級管正常工作，同時(shí)保護(hù)它們不被燒壞，所以需要添加保護(hù)電阻。查WYH2010參數(shù)表可知道：</p><p>　　二極管壓降為典型1.25V，最大1.5V。

80、二極管正向極限電流為50mA。</p><p>　　因?yàn)殡娫礊?V，所以二極管分壓保護(hù)電阻的最小阻值為：</p><p>　　Rmin1 =（5V-1.25V）/50mA=75Ω</p><p>　　Rmin2=（5V-1.5V）/50mA=70Ω</p><p>　　所以理論上需要給二極管配上最小70Ω的分壓電阻。在實(shí)際操作中，為了確保器件

81、安全，同時(shí)不影響效果，綜合測試選定電阻阻值為200Ω。</p><p>　　二極管需要電流驅(qū)動(dòng)，功率和電流成正比例關(guān)系。而三極管在此原件中的作用是為了提供高低電平（即，脈沖信號）。所以給它配上阻值較大的電阻，綜合測試選定阻值為5.1KΩ的電阻。</p><p>　　3.4 數(shù)碼顯示模塊</p><p>　　本設(shè)計(jì)中使用2塊4位八段共陰極數(shù)碼管作為顯示載體，通過8路并

82、口傳輸，共使用了16個(gè)I/O口，具體連接如表3-6所示。</p><p>　　表3-6 LED數(shù)碼管連接</p><p>　　顯示時(shí)采用循環(huán)移位法，即八位數(shù)碼管依次循環(huán)點(diǎn)亮，利用人眼睛的視覺暫留效果達(dá)到連續(xù)顯示，主程序每運(yùn)行一遍便調(diào)用一次顯示子程序，將數(shù)據(jù)顯示出來。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中用STC89C51RC芯片的P0管腳作為數(shù)碼管的段選，用STC89C5

83、1RC芯片的P2管腳作為數(shù)碼管的位選。 </p><p>　　電路連接圖如3-11所示。</p><p>　　圖3-11 LED顯示管連接圖</p><p>　　3.5 下載（串行通信）模塊</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用MAX232芯片進(jìn)行下載程序。它是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。</p><

84、;p>　　它包含2驅(qū)動(dòng)器2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。每一個(gè)接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成5-V TTL/CMOS電平。每一個(gè)發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平。</p><p>　　MAX232有單向，半雙向和全雙向三種通信方式。單向通信是一種最簡單的通信方式，MAX232接口僅有二根導(dǎo)線組成。一根信號線以精確的時(shí)間間隔傳輸一連

85、串串行數(shù)據(jù)位，一次傳送1位數(shù)據(jù)“0“或“1”。另一根線是信號地線。這種僅在一個(gè)方向傳送數(shù)據(jù)的通信方式稱為單向通信，其二線接口稱為單向接口。</p><p>　　全雙向MAX232通信需要三根導(dǎo)線，一根信號線向一個(gè)方向傳送數(shù)據(jù)，一根信號線向相反方向傳送數(shù)據(jù)，另一根導(dǎo)線是信號地線。兩端設(shè)備可同時(shí)傳送數(shù)據(jù)，于是避免了信號交換代碼或額外的信號交換導(dǎo)線。這是一種最常用的通信接口方式。 </p><p&g

86、t;　　在非同步通信協(xié)議中，最重要的參數(shù)是波特率，用每秒比特?cái)?shù)（bps）表示。非同步通信方式在多數(shù)時(shí)間通信是空閑的，并等待發(fā)送的數(shù)據(jù)，這就涉及到需要知道數(shù)據(jù)何時(shí)由發(fā)送端發(fā)出的問題。</p><p>　　非同步通信協(xié)議還有一個(gè)參數(shù)需設(shè)置，即奇偶校驗(yàn)位（奇數(shù)、偶數(shù)或沒有）該位決定是否需將一個(gè)比特加到每組數(shù)據(jù)位上，以使數(shù)據(jù)位正確有效。奇偶校驗(yàn)位由發(fā)送端生成，并在接收端對發(fā)送的每個(gè)字節(jié)進(jìn)行校驗(yàn)。</p>&

87、lt;p>　　MAX232與單片機(jī)連接圖如圖3-12所示。</p><p>　　圖3-12 MAX232與單片機(jī)連接圖</p><p>　　第4章 系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1 軟件流程圖</b></p><p>　　圖4-1 軟件流程圖</p><p><b

88、>　　4.2 主要程序</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)軟件采取模塊化編程，下面給出各模塊功能。</p><p>　　4.2.1 主程序模塊</p><p>　　主程序模塊主要包括：定義某些參量，為某些中間變量設(shè)置初值，初始化DS18B20，初始化中斷，控制定時(shí)器定時(shí)時(shí)間，計(jì)算計(jì)數(shù)器輸出數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)經(jīng)行某些處理，控制顯示模塊對顯示。</p&

89、gt;<p>　　其中定時(shí)器與計(jì)數(shù)器的工作流程圖為圖4-2所示。</p><p>　　4-2 主程序流程圖</p><p>　　4.2.2 測溫模塊</p><p>　　DS18B20能對溫度進(jìn)行自動(dòng)獲取，不需要程序的驅(qū)動(dòng)，但是讀取是需要程序來控制。依靠寫一位數(shù)據(jù)與讀一位數(shù)據(jù)達(dá)到寫一個(gè)字節(jié)與讀一個(gè)字節(jié)最后實(shí)現(xiàn)溫度的輸出。其具體的程序流程如圖4-3所示。

90、</p><p>　　圖4-3 測溫模塊程序流程圖</p><p>　　4.2.3 顯示模塊</p><p>　　用2個(gè)4位的8段數(shù)碼管來顯示數(shù)據(jù)，一塊用來顯示溫度，一塊用來顯示速度。8段數(shù)碼管使用方式：先定義十進(jìn)制數(shù)0-9對應(yīng)的顯示輸出代碼，主芯片通過計(jì)算后得出數(shù)碼管上每一位要是輸出的數(shù)字，然后先片選之后再段選，最后顯示數(shù)據(jù)。其程序流程圖如圖4-4所示。</

91、p><p>　　圖4-4 LED數(shù)碼管顯示程序流程</p><p>　　4.2.4 主程序源代碼</p><p>　　#include "head.h"</p><p>　　#include "delay.h"</p><p>　　#include "ds18b20.h&q

92、uot;</p><p>　　#include "display.h"</p><p>　　uchar TMPH,TMPL;//定義兩個(gè)參量用來存放DS18B20輸出數(shù)據(jù)的高8位于低八位</p><p>　　volatile uchar n1,n2,n3,n4,m1,m2,m3,m4;//定義8個(gè)參量，作為顯示器最后要處理的參量。</p&g

93、t;<p>　　uchar i = 0;//定義中間變量i等于0</p><p>　　int count = 0;//定義計(jì)數(shù)器變量初值為0</p><p>　　uint a[8] = {0,0,0,0,0,0,0,0};//為一個(gè)8位數(shù)組賦初值</p><p>　　int speed = 0;//定義速度參量初值為0</p><p

94、>　　uchar second = 0;//定義定時(shí)器時(shí)間參量second初值為0</p><p>　　void init_interrupt(void);//中斷初始化</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　float temp_float;//定

95、義一個(gè)浮點(diǎn)型參量用來存放溫度十進(jìn)制數(shù)值</p><p>　　int temp;//定義一個(gè)中間變量</p><p>　　init_interrupt();//中斷初始化</p><p>　　while(1)//單片機(jī)進(jìn)入死循環(huán)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Reset

96、();//初始化DS18B20</p><p>　　write_byte(jump_ROM);//寫入一個(gè)字節(jié)</p><p>　　write_byte(start);//寫開始字節(jié)</p><p>　　Reset();//DS18B20重新復(fù)位</p><p>　　write_byte(jump_ROM);//寫一個(gè)字節(jié)</p>

97、<p>　　write_byte(read_EEROM);//寫讀取字節(jié)</p><p>　　TMPL = read_byte();//讀取2進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)的低8位并賦值給TMPL</p><p>　　TMPH = read_byte();//讀取2進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)的高8位并賦值給TMPH</p><p>　　temp = TMPH;//將TMPH的值賦給中

98、間變量temp</p><p>　　temp <<= 8;//temp左移8位</p><p>　　temp = temp | TMPL;//temp與TMPL進(jìn)行邏輯或并將其結(jié)果賦值給temp，形成最終的溫度2進(jìn)制數(shù)據(jù)</p><p>　　temp_float = (float)(temp)/16;//將2進(jìn)制換算成10進(jìn)制</p>&l

99、t;p>　　temp_float = temp_float*100;//將浮點(diǎn)型temp進(jìn)行放大</p><p>　　n1 = temp_float/1000;//計(jì)算要顯示的溫度數(shù)據(jù)千位</p><p>　　n2 = ((int)(temp_float)/100)%10;//計(jì)算要顯示的溫度數(shù)據(jù)百位</p><p>　　n3 = (int)(temp_f

100、loat)/10%10; //計(jì)算要顯示的溫度數(shù)據(jù)千十位</p><p>　　n4 = (int)(temp_float)%10; //計(jì)算要顯示的溫度數(shù)據(jù)個(gè)位</p><p>　　m1 = speed/1000; //計(jì)算要顯示的速度數(shù)據(jù)千位</p><p>　　m2 = speed%1000/100; //計(jì)算要顯示的溫度數(shù)據(jù)百位</p>&l

101、t;p>　　m3 = speed%100/10; //計(jì)算要顯示的溫度數(shù)據(jù)十位</p><p>　　m4 = speed%10; //計(jì)算要顯示的溫度數(shù)據(jù)個(gè)位</p><p>　　display(n1,n2,n3,n4,m1,m2,m3,m4);//顯示數(shù)據(jù)</p><p>　　sm_dp = 0xfb;//定義小數(shù)點(diǎn)的顯示位</p><

102、p>　　sm_data = 0x20;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init_interrupt(void)//中斷初始化程序</p><p>　　{ //定時(shí)器程序</p><p&g

103、t;　　TMOD=0x61;//選定T0作為定時(shí)器，工作方式1（2的16次方）</p><p>　　TH0=0x3c; //初始化TH0，12MHZ情況下，定時(shí)為50ms</p><p><b>　　TL0=0xb0;</b></p><p>　　ET0=1;//打開T0端口硬件開關(guān)</p><p>　　TR0=1;//

104、打開T0端口軟件開關(guān)</p><p>　　TH1=256-1; //T1計(jì)數(shù)1次，請求中斷</p><p><b>　　TL1=TH1;</b></p><p>　　ET1=1;//打開T1硬件開關(guān)</p><p>　　TR1=1;//打開T1軟件開關(guān)</p><p>　　EA=1;//打開中斷總

105、開關(guān)</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void time0( ) interrupt 1//進(jìn)入中斷</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH0=0x3c; //定時(shí)器T0重置初始值</p><p><b>　　T

106、L0=0xb0;</b></p><p><b>　　second++;</b></p><p>　　if(second==20)//計(jì)時(shí)1秒</p><p><b>　　{</b></p><p>　　a[i] = count;//將計(jì)數(shù)器1s內(nèi)計(jì)的數(shù)賦值給數(shù)組</p>

107、;<p><b>　　i++;</b></p><p><b>　　if(i==8)</b></p><p><b>　　i = 7;</b></p><p>　　count = 0;</p><p>　　speed = (a[4]+a[5]+a[6]+a[7]

108、)/4; //每次取一個(gè)新數(shù)據(jù)加入平滑，取4個(gè)值平均，取數(shù)過多顯示延時(shí)越久</p><p>　　a[4] = a[5];</p><p>　　a[5] = a[6];</p><p>　　a[6] = a[7];</p><p>　　second = 0;//重新賦值second位0</p><p><b&g

109、t;　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void time1( ) interrupt 3</p><p><b>　　{</b></p><p>　　count += 1;</p><p><b>　　}<

110、/b></p><p><b>　　第5章 硬件實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　?。?）本設(shè)計(jì)整體電路連接圖如圖5-1所示。</p><p>　　圖5-1 總體電路連接圖</p><p>　?。?）布局是本著結(jié)構(gòu)最清晰、走線最簡單、模塊間相互電磁干擾影響最少的原則進(jìn)行排版布局。電路已焊接成功并調(diào)出了設(shè)計(jì)所要求實(shí)現(xiàn)的

111、結(jié)果。如圖5-2所示。</p><p>　　（3）運(yùn)行狀況。準(zhǔn)備使用共陽極數(shù)碼管，因?yàn)橘徺I原件出現(xiàn)差錯(cuò)，最后使用共陰極數(shù)碼管。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的性能問題，雖然加上兩個(gè)并聯(lián)的10K排阻作為上拉電阻，亮度依然不高。圖5-3是在較暗環(huán)境中拍攝的照片。可以看到運(yùn)行狀況非常良好。</p><p>　　圖5-2 實(shí)物連接圖</p><p><b>　　圖5-3 運(yùn)行狀況&l

112、t;/b></p><p>　　（4）本次設(shè)計(jì)所使用的原件清單如圖5-1所示，不包含電線，插針，烙鐵等必備工具。</p><p><b>　　表5-1 原件清單</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]張偉.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，

113、2002：88-103</p><p>　　[2]韓志軍，沈晉源，王振波.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2005：130-142</p><p>　　[3]衛(wèi)小強(qiáng).新型噴油泵實(shí)驗(yàn)臺的研究與開發(fā)[D].萬方數(shù)據(jù):河南科技大學(xué),2004</p><p>　　[4]張鑫.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005</p><

114、;p>　　[5]趙亮.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)[M].北京：人民郵電出版社，2002.</p><p>　　[6]劉全林.柴油機(jī)燃油噴射技術(shù)[M].北京：中國鐵道出版社，1994</p><p>　　[7]STC89C51RC說明手冊.宏晶科技科技有限公司[M]，2012：全部</p><p>　　[8]DS18B20說明手冊. DALLAS[M]，201

115、2：全部</p><p>　　[9]WYH2010說明手冊. 深圳源生電子有限公司[M]，2012：全部</p><p>　　[6]邵顯濤,陳明,李俊.基于霍爾傳感器電機(jī)轉(zhuǎn)速的單片機(jī)測量[J].電子測試.2008（12）</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷經(jīng)數(shù)月的緊張和忙碌，

116、終于走近尾聲。由于經(jīng)驗(yàn)缺乏、學(xué)術(shù)水平亟待提高，難免掛一漏萬。幸運(yùn)地是，在本次論文的撰寫過程中得到XX老師的悉心指導(dǎo)，他以深厚的學(xué)識，溫和敦厚的人格給予了我極大的幫助和關(guān)懷。</p><p>　　在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師XX老師，X老師工作繁忙，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題、總體思路、細(xì)節(jié)指導(dǎo)、初稿形成、以及中后期的論文細(xì)化，他都耐心細(xì)致地指導(dǎo)、敦促我一步一步做到更好。使我的設(shè)計(jì)由盲目無措變成順暢運(yùn)行的實(shí)