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基于18B20的温度测量仪_课程设计报告.doc 34页
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基于18B20的温度测量仪
课程设计报告
单片机原理及应用技术课程设计的目的意义 2
设计目的 2
课程在教学计划中的地位和作用 2
基于18B20的温度测量仪设计任务 2
设计内容及要求 2
课程设计的要求 2
控制要求 2
设计要求 2
系统的硬件设计与选型 3
总体设计思想与选型 3
硬件设计方案 3
硬件设计系统原理图 3
选型芯片及其各自功能说明 5
89C51的引脚与功能简介 5
DS18B20的引脚与功能简介 8
74LS138的引脚与功能简介 13
74LC573的引脚与功能简介 15
数码管简介 15
软件设计 17
4.1 源程序说明 17
系统调试及使用说明 20
系统使用说明 20
系统调试 25
收获、体会 26
系统源程序及实物图 27
单片机原理与技术应用课程设计的目的意义
课程设计目的
《单片机原理及技术应用》主要内容包括MCS-51单片机的内部结构、指令系统、汇编语言和C语言程序设计、并行接口和并行设备的扩展、中断系统结构与应用、定时器／计数器原理与应用、串行接口与串行通信、模拟量接口以及单片机应用系统设计技术。
《单片机原理及应用》课程设计的目的就是让同学们在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。使学生增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。
基于18B20的温度测量仪设计任务
基于18B20的温度测量仪是以温度传感器DS18B20为关键的测温系统，测得的温度由三位数码管显示，精确到一度。
课程设计要求
掌握18B20温度传感器原理；
三位数码管显示温度值。
设计技术参数，温度测量精确到一度。
设计出硬件电路，说明工作原理，编写程序，调试、得到要求现象。
系统硬件设计与选型
总体设计思想与选型
本次课程设计会用到的主要器件是51单片机和DS18B20温度传感器以及数码管，主要就是通过温度传感器的检测，把实际测得的温度值转换成二进制，再传回单片机处理，然后通过数码管显示出温度值。
其次是74LS138和74LCX573芯片，用来控制数码管显示。
3.2硬件设计方案
系统的硬件部分主要包括：电源、晶振、复位、单片机、数码管、DS18B20、
74LS138和74LCX573。
硬件设计系统原理图
硬件电路原理图反映了所用到的芯片的连接情况， 也可以清楚看到各硬件是如何连接的，具体请看图
选型芯片及其各自功能说明
依照设计思路，本次设计使用了如下芯片：
微处理器89C51
温度传感器 DS18B20
译码器 74LS138
集成芯片74LC573
89C51的引脚与功能简介
MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的高性能8位单片机，它包含51和52两个子系列。单片机由于体积小、功耗低、易于产品化，面向控制，抗干扰能力强，适用温度范围宽，可以方便地实现和分布式控制等优点，因而被广泛地应用于各种控制系统和分布式系统中。
89C51和MCS-51是完全兼容的，是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器
? 较强的位处理能力 。
? 采用单一+5V电源。
对于89C52而言，不同之处在于：有256B的数据存储器、8K的程序存储器、全双工串行I/O接口、6个中断源、3个16位定时/计数器，工作频率可升直33Mhz。比51拥有更高的性能。
图1-1是51单片机的接口硬件分布图
我们此次采用的是AM-51H学习板（如图1-2），板载的芯片是89C52芯片，拥有丰富功能模块及外接电路，如图的标注。
89C51单片机两种封装形式:
双列直插（PDIP）:
正在加载中，请稍后...本科生课程设计（论文）；4.3时钟电路程序设计；该程序主要实现对DS1302写保护、充电，对年、；开始初始化写入时钟初值开始计时读取数据返回；图4.3时钟电路流程图；13；本科生课程设计（论文）；4.4系统分析；本系统能实现基本的家用自动窗帘使用；14；本科生课程设计（论文）；第5章课程设计总结；本次设计器地介绍了自动窗帘控制器的硬件电路设计以；本次毕业设计
本科生课程设计（论文） 4.3 时钟电路程序设计
该程序主要实现对DS1302写保护、充电，对年、月、日、时、分、秒等寄存器的读写操作。首先程序初始化，紧接着写入时钟初值，此时时钟开始进入计时阶段，由硬件读出数据并返回，整个程序结束。
开始初始化写入时钟初值开始计时读取数据返回
图4.3 时钟电路流程图
本科生课程设计（论文）
4.4 系统分析
本系统能实现基本的家用自动窗帘使用。可以实现外界光强时窗帘打开，光弱时是自动关闭。但若综合考虑天气和时间因素，系统还存在一些不足之处。如外界阴天等其他干扰因素会使窗帘不能正常打开。所以还需加入定时系统。当光敏电阻失效时窗帘不能自动开合，所以还需加入红外遥控系统。使人们可以通过遥控器控制窗帘的打开与关闭。通过相关资料我们可以知道电机的工作状态还可通过数码管显示出来，程序的编写很简单，通过不同数字表示相应工作状态。与此同时，还可以通过鸣响提示电路提示电机正在工作，以避免多次按下按钮使单片机进行误操作，造成死机。基于单片机的智能遥控窗帘的设计，在实时性要求较低的测控与采集系统的应用中具有很好的发展前景和应用价值。在国内外，自动调光窗帘成为人们家居生活的首选布置。
本科生课程设计（论文）
第5章 课程设计总结
本次设计器地介绍了自动窗帘控制器的硬件电路设计以及软件设计。在总体方案设计中以光敏电阻作为传送信号的传感器，用步进电机作为信号输出的执行元件，89C51单片机作为主要的控制元器件，并且应用了按键以及和显示电路。应用89C51单片机的优势减少了硬件的复杂性，光敏电阻接收外界光照信号，经过A\\D转换后，传送给单片机一个电信号，单片机经过处理后，控制步进电机做出相应的动作，以控制窗帘的开闭。在实现一般应用的基础上，又添加了定时元器件电路，使窗帘的自动化性能得到进一步提升。光敏电阻的良好感光性以及步进电机的结构简单，控制方便的优点使窗帘控制开关更加稳定。 本次毕业设计的整个研究与设计过程包括选题、设计以及完善等。首先，在选题方面查阅了很多与题目有关的资料和课题并且制定设计方案，进行设计的总体规划，然后将这些方案落实到设计环节中。其次，在制定的方案基础上运用所学的知识对硬件以及软件进行设计，并用相关软件进行仿真设计。最后，对设计内容进一步修缮，以求达到最佳设计结果。虽然设计内容完成了基本的功能，但是其中还是存在一定欠缺，比如在设计中没有考虑到窗帘工作方式的显示以及没有添加类似红外遥控的设计等。
此次设计过程中，在完成设计任务之外也让我器性地认识和全面地掌握了单片机相关技术，从本次毕业设计中我更加深刻地认识到理念来源于实际的含义。在和同学以及老师的就相关问题的互相讨论交流中，我认识到自己的很多不足，但在这些不足中我又学到了很多知识，使我的综合应用能力有了很大提高。
本科生课程设计（论文）
[1] 何希才，薛永毅.传感器及其应用实例[M].北京:机械工业出版社，] 瞿贵荣.电动窗帘红外遥控电路[J].家庭电子，-3. [3] 郭成林.智能遥控窗帘系统设计[J].山西电子技术，-33. [4] 胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京：清华大学出版社，1996.1 [5] 吴爱萍，黄振兴.基于AT89S52的智能窗帘群控系统[J].科技资讯，2007，8
[6] 梅丽凤，王艳秋.单片机原理及接口技术.清华大学出版社，] 陈伯时，阮毅.电力拖动自动控制系统.机械工业出版社，] 中国工控网网页， http://www.gongkong.com/ [9] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社,2003. [10] 胡汉才，单片机原理及接口技术[J].北京:清华大学出版社，2004. [11] 江思敏，胡荣.Protel电路设计教程[J].北京:清华大学出版社，2002. [12] 李全利，迟荣强.单片机原理及接口技术[J].北京:高等教育出版社，2001. [13] 程学先，林珊，程传慧.汇编语言程序设计[J].北京:机械工业出版社，2005.
本科生课程设计（论文）
附录 （1）A/D转换程序如下： ORG 00H LJMP START ORG 0BH LJMP T0X ORG 30H START: MOV CH,#0BCH MOV DPCNT,#00H MOV R1,#DPCNT MOV R7,#5 MOV A,#10 MOV R0,#DPBUF LOP: MOV @R0,A INC R0 DJNZ R7,LOP MOV @R0,#00H INC R0 MOV @R0,#00H INC R0 MOV @R0,#00H MOV TMOD,#01H MOV TH0,#()/256 MOV TL0,#() MOD 256 SETB TR0 SETB ET0 SETB EA WT: CLR ST SETB ST CLR ST WAIT: JNB EOC,WAIT SETB OE
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>> 单片机原理课设 LIN
&&单片机原理课程设计&&华中科技大学文华学院一、目的通过应用各种集成电路完成规定的 设计任务，加强学生对《单片机原理》 课程所学知识综合运用的能力。 培养对所学知识的综合运用能力； 培养学生创造性思维能力 培养独立解决实际问题的能力。二、要求1. 能较全面地应用课程中所学的基本理 论和基本方法，完成从设计单元电路到 设计简单系统的过渡。 2. 能独立设计规定的系统。 3. 系统功能 （1）实施功能的操作方法 （2）系统功的实现 4. 能独立地完成实施过程，包括调试和排 除故障。三、任务1. 根据单片机资源分配和使用,制定出设计方案； 2. 说明设计原理、画出设计电路图 3. 软件设计整体流程图 4. 画出各模块的设计图 5. 调试分析: 系统调试中碰到的问题和解决方法 6. 写出设计报告 具体要求见下页目录一、概述 二、设计原理 三、设计要求 1、系统要求及功能模块 2、设计思想 四、设计方案 1、系统硬件电路图 2、系统软件总流程图 3、各功能模块程序流程图及程序（必须加注释） 五、系统检测与调试 1、硬件电路调试 2、软件各功能模块的调试 3、总调试 六、总结 收获、体会、经验、教训、建议。 附：系统总程序清单（必须加注释）注：报告必须手写，总程序清单允许打印四、设计内容1. 根据课程设计选题参考,完成课程设计要求; 2. 自己拟定课程设计题目,经指导教师认可,完 成 课程设计要求；3. 可选做多题（加分）。五、设计步骤分五步进行 1. 总体方案设计与文献阅读 △下达设计任务 △阅读有关文献资料（见参考文献） △确定设计方案，明确设计目的，要求和内容△落实小组分工，明确任务与责任2. 系统设计 △ 功能的设计与模拟方案实施的文字描述。 △ 应用系统电路原理框图设计3. 程序设计△ 进行功能模块划分，画出每个模块的程序框图。 △ 按功能模块编写程序并调试
七、考核△技术方面的考核1. 书面材料，学生须按设计任务的要求，上交完整、合格的电路 图纸（原理图）、程序清单 和课程设计说明书。 图纸要有标题栏，包括图名、图号、设计者姓名、日期。 程序清单的文档要规范，包括程序名称、功能、开发环境、 开发者姓名、日期。 程序格式要规范、整齐，需加注释。 2. 现场程序验收，学生准备好源程序，现场汇编、连接和运行。3. 平时抽查学生的工作情况（平时有不定期的点名）。△ 遵守纪律情况、学习态度、 专业知识能力 △ △ 创新精神、思考问题解决问题的能力 团队精神和互助精神。八、参考文献1.现代 微机原理及接口技术 2. IBM－PC汇编语言程序设计 周功业等编 王元珍编 高等教育出版社 华中科技大学大 学出版社 3. 32位微机接口技术实验指导书 王晓影、林卫、陈艳 编华中科技大学文华学院微机原理及接口实验室4. C程序设计刘正林 编 华中科技大学出版社九、交报告和图纸时间：第四周周一下午交报告的地点：语音大楼304课程设计选题参考每一题有基本要求部分，有扩展部分，提倡创新。 可以用汇编语言，也可以用C语言。 1、抢答器基本要求： 做一个六人的抢答器，以拨动开关K0~K5中的某 个开关为ON作为抢答按键，无人抢答时，6只数码管 循环轮流显示1~6（跑马），判违规,有则处理,按中断 键,则进行抢答,谁先抢答，数码管停止跑马，6个数码 管同时亮谁的编号，其后再有键按下。系统不予响应， 直到此位拨为OFF，恢复1~6跑马开始下一轮抢答。扩展部分：1）谁先按下（拨为ON），对应位的一个数码管 闪烁亮5次抢答人的编号并倒计时（定时）。 2）除完成闪烁亮5次抢答人的编号外，喇叭还发 出“嘟”的叫声，叫声次数等 于抢答人的编号。 3）创新设计步骤：1）跑马2）判有无违规（先拨开关）？有则做违规处理3）中断4）判开关，显示开关号，鸣笛* 5）显示倒计时9-06）开关全拨下（Ki全为OFF）， 恢复跑马2、投票计票系统 基本要求： 以拨动开关K0~K7作一个8人的投票器，拨成ON 的为投了赞成票，准备阶段（等待投票）6只数码管循 环轮流显示P(跑马)，投票后，以按中断键完成读票， 6个数码管齐亮赞成票的票数。再次按中断键，恢复等 待投票状态。 扩展部分： 1）6个数码管分别齐亮齐灭闪烁亮5次赞成票的票数 的总票数。 2）除完成1）以外，喇叭还发出“嘟”的叫声，叫 声次数等 于赞成票的票数。 3）创新设计步骤：1）判清票否（有开关为ON否） ？有则做违规处理2）跑马（等待投票）3）中断（投票结束）4）判开关，显示赞成票的票数。鸣笛* 5）显示倒计时9-0 6）开关全拨下（Ki全为OFF），恢复跑马3、交通灯控制系统 基本要求： 以6个数码管中间4个分别代表东南西北4个方向， 以数码管的上、中、下3个横段分别代表红、绿、黄三 盏灯,绿灯变黄灯时,黄灯闪烁两次。 扩展部分： 1) 用定时器完成时间的延时，倒计时显示各定时 的时间。 2) 故障处理,即按中断键,则四个方向全亮红灯,并 鸣笛片刻。 3）创新设计4、电子数字钟系统基本要求：1）具有交替显示年、月、日;2）显示时、分、秒的功能； 扩展部分： 1）具备定点闹钟和整点报时功能。2）具备校时、校分功能 ；3）创新设计5、故障报警系统 基本要求： 以拨动开关K0~K7作为8个故障源，拨成ON的为 产生的故障，当中断键为1（弹起）时为正常工作，6 个数码管稳定显示“——GOOD——”，当中断键为0 （按下）为发生故障，6个数码管齐亮齐灭闪烁故障源 号码(定时)。 扩展部分： 1）对应位数码管亮灭闪烁故障源号码 2）用喇叭高、低音循环作为报警声，直到故障 排除，解除警报后,显示” END”,并恢复正常工作态。 3）创新设计6、电梯控制系统 基本要求： 开关K1~K6 ——指示电梯层次开关K0——指示电梯上下(“ON”——上；“OFF”——下)开关K7——故障报警。准备阶段6只数码管循环轮流显示H(跑马)。 按下中断键开始工作 1）当K0置“ON”,表示电梯向上，单管显示P, 拨动层次 开关Kn,单管显示0~n的值。2）当K0置“OFF”,表示电梯向下，单管显示D, 拨动层次开关Kn,单管显示n~0的值。扩展部分：1）到达所需楼层后延时5S,并闪烁显示楼层号(等 待),当有其他楼层开关拨动,则转向其他楼层，延时5S 如无其他楼层申请则返回低层。2）当故障开关K7指示有故障时，闪烁显示STOP, 并报警。3）创新设计7、音乐盒设计 基本要求：编程实现你熟悉的2-3首乐曲，在喇叭上进行播放， 的音调和节拍基本准确。 1）拨动不同开关播放不同乐曲。2）用开关控制乐曲的顺放和倒放。扩展部分： 1）数码管显示乐曲序号或和播放乐曲同时显示 音符。 2）能控制暂停播放和继续播放。 3）创新设计? 用中断INT0控制节拍（节拍常数），定时 器T0工作方式1，且通过P1口变反来实现音 频输出（频率常数）。 ? 如果碰到结束符，延时1秒，回到开始 再来一遍，若碰到休止符，延时100ms， 继续取下一音符……设计原理：声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控 制单片机某个口线的“高”电平或低电平，则在该口线上就能 产生一定频率的矩形波，接上喇叭就能发出一定频率的声音， 若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改 变输出频率，从而改变音调。 已知各调的频率就可知其周期，每过半个周期，P1.0取反， 送到P1.0接的喇叭上，喇叭即发出该音调的声音。例如：要产生200HZ的音频信号，在P1.0口接入喇叭， 利用子程序延时，当R3为1时，延时时间约为10us,R3 中存放延时常数。 对200HZ音频，其周期为：1/200秒，即5ms当P1.4的高电平或低电平的持续时间为2.5ms,即 R3的时间常数取 (7DH)时,就能发出 200HZ的音调。改变延时常数就可改变音调。 乐曲中，每一音符对应着确定的频率。（做一个音符与频率（HZ）的对应关系表）要准确奏出一首曲子，必须准确地控制乐曲节奏， 即一音符的持续时间。音符的节拍可以用定时器T0来控制，送入不同的 初值，就可以产生不同的定时时间。 （做一个节拍与时间的对应关系表）结束符和休止符可以分别用代码00H和FFH来表示：若查表结果为00H，则表示曲子终了； 若查表结果为FFH，则产生相应的停顿效果。最后送6个字:信心、 耐心、细心
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