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1、辽宁工程技术大学专业课程综合训练项目说明书题 目： 温度检测系统设计课程名称：单片微型计算机与应用班级：机电 14-4学号：1407060430姓名：指导教师：李文华完成日期：2016.12设计题目温度检测系统设计二、设计内容1-温度由 8个 LED小灯显式 040的温度范围，即，8个小灯全灭表示当前温度小于 0， 全亮为大于 40，在此其间有 8 个档位，每亮一盏小灯表示升高 5。2-单片机通过读取 DS18B20的温度寄存器，获得当前温度值并显示在 8个 LED灯上。三、综合训练要求设计说明书（ 30005000 字）1 份四、评分标准序号评分标准满分实际得分1设计方案是否可行，设计依据是
2、否充分，软硬件资源分配是否 合理42设计说明书设计过程是否清晰，设计内容是否全面，计算是否正确，行文章节格式是否规范43绘图是否清晰，标注是否表达准确规范2总分10补充评分要求： 对综合训练项目中，能够采用开发板调试，或软件仿真的形式实现功能， 将视难易程度及能够按时提交情况酌情提分，但不超过每个综合项目满分 10 分的标准 五、指导教师评语该生设计的过程中表现 ，设计内容反映的基本概念及计算 ，设计方案 ，说明书撰写 ，答辩表现 。成 绩：指导教师日期目录1 系统总体设计 . 1.1 . 1.2 . 2 硬件设计 . 2.1 . 2.2 . 3 软件设计 . 3.1 . 3.2 . 4 结论
3、 . 参考文献 . 1 系统总体设计1.1 设计思路 ：1. 读 DS18B20的温度寄存器，获得当前温度，存入 80H和 81H，80H存低 8 位，81H存高 8 位。2. 温度小数只显示一位，采用只舍不进。2. 每升高 5 度，亮一盏灯1.2 设计目的 ：1、通过课程设计，熟悉和掌握微机系统的软件、硬件设计的方法、设计步骤，得到微机 开发应用方面的初步训练。2、熟练掌握微机系统与接口扩展电路的设计方法，熟练应用8086 汇编语言编写应用程序和实际设计中的硬软件调试方法和步骤，熟悉微机系统的硬软件开发工具的使用方法1.3 设计步骤：1. 分析问题2. 确定算法3. 设计程序流程图4. 分配
4、内存单元5. 编写汇编语言源程序6. 调试程序方案: 本设计要求温度由 8 个 LED小灯显式 040的温度范围，即， 8 个小灯全灭表示 当前温度小于 0，全亮为大于 40，在此其间有 8 个档位，每亮一盏小灯表示升高 5。 2-单片机通过读取 DS18B20的温度寄存器，获得当前温度值并显示在 8 个 LED灯上。读取 DS18B20传感器的温度，判断温度的大小，在 05区间时亮一盏灯，每升高 5 度再亮一盏， 以此类推。2 硬件设计1. 硬件组成： 51单片机， DS18B20温度寄存器， 8个 LED灯DS18B20是常用的温度传感器，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的 特
5、点。2.DS18B20 测温原理：低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频 率的脉冲信号送给计数器 1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信 号作为计数器 2 的脉冲输入。计数器 1 和温度寄存器被预置在 -55 所对应的一个基数值。 计数器 1 对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数， 当计数器 1 的预置值减到 0 时， 温度寄存器的值将加 1，计数器 1 的预置将重新被装入，计数器 1 重新开始对低温度系数 晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器 2 计数到 0 时，停止温度寄存器值的 累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿
6、和修正测温过程中的 非线性，其输出用于修正计数器 1 的预置值。2.1 硬件电路基本结构 按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系 统及典型系统等。 AT89C51单片机是美国 ATMEL公司生产的低电压、高性能 CMOS8 位单片 机，具有丰富的内部资源： 4kB闪存、 128BRAM、32 根 I/O 口线、 2 个 16 位定时 /计数器、 5 个向量两级中断结构、 2 个全双工的串行口，具有 4.25 5.50V 的电压工作范围和 0 24MHz工作频率，使用 AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯实际上就是一 个带有八个发光二极管的单片
7、机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位等电路和 必要的软件组成的单个单片机。2.2 各部分电路基本功能1. 晶振电路XTAL2XTAL1X1C2C1此次流水灯设计，我们用 12MHZ晶振和 30pf 的电容，它们组成一个稳定的自己振荡 器。电容的大小可以影响震荡频率的高低，振荡器的稳定性和起振的快速性。为单片机提 供标准时钟。2. 复位电路此次流水灯设计，我们采用上电复位，每次单片机通电时。单片机都从初始状态开始运动。 单片 机复位后， 除 P1.0P1.7 的端口锁存器被设置成 FFH、堆栈指针 SP设置成 07H和串行口的 SBUF无确定值外，其它各专用寄存器包括程序计数器 PC均被
8、设置成 00H。片内 RAM不受 复位的影响，上电后 RAM中的内容是随机的。 P1端口初始 FFH即八个发光二极管全部不亮， 随着单片机的运作，八个发光二极管按程序发光。3. LED电路上图中 A 端为发光二极管的阳极， B 端为发光二极管的阴极，要想点亮发光二极管， 阴极必须加一个低电平（ 0V）, 发光二极管允许的电流在 3mA至 10mA之间，发光二极管被 点亮的最小电流为 3mA。已知发光二极管被点亮后的压降值为 1.7V，VCC=+5，V 电阻上的 电压为 3.3V，根据欧姆定律 R=3.3V/3mA=1.1K,因此要选用 1K 的电阻4. 基于 DS18B20多点温度测量系统以
9、AT89C51为核心器件，以 KEIL 为系统开发平台， 用 C语言进行程序设计， 以 PROTEU作S 为仿真软件设计而成的。 系统主要由传感器电路、 电源电路组成，系统图如图所示DS18B20是数字温度传感器，它的输入 / 输出采用数字量，以单总线技术，接收主机发送的 命令，根据 DS18B20内部的协议进行相应的处理，将转换的温度以串口发送给主机。主机 按照通信协议用一个 IO 口模拟 DS18B20的时序，发送命令（初始化命令、 ROM命令、 RAM 命令）给 DS18B20，转换完成之后读取温度值，在内部进行相应的数值处理，用图形液晶 模块显示各点的温度。在系统启动之时，可以通过 4
10、4 键盘设置各点温度的上限值，当 某点温度超过设置值时，报警器开始报警，液晶显示该传感器的路数、设置温度值、实际 温度值，从而实现了对各点温度的实时监控。3 软件设计ORG 0000H 复位入口LJMPMAIN调到主函数MAIN: DS18B20 DATA 0100H温度寄存器地址MOVA, DS18B20把 DS18B20中数给 AMOVR0, #05H把 5 给 R0MOVR1, #05H把 5 给 R1MOVR2, #01H把 01H给 R2CLRC把 C 清零SUBBA, #0A减0JNCLOOP1A小于 0 跳转CLRC将 C 清 0SUBBA, #40 A减 40JCLOOP2A大
11、于 40 跳转CLRC将 C 清 0L1: SUBBA, R0A减 R0JCLOOP3A大于 R0跳转MOVA, R2把 R2给 AMOVP1, A把 A 给 P1MOVA, R3把 R3给 ALOOP1:MOVA, R2把 R2 给 AMOVP1, A把 A 给 P1LOOP2: MOVA , #0FFH把 0FFH给 AMOVP1 A把 A 给 P1LOOP3:INCR0R0加1DJNZR1 ,LOOP3判断 R1是否为 0MOVA, R2把 R2 给 ARLCA把 A 左移INCAA加1MOVR2, A把 A 给 R1MOVA, R3把 R3 给 ASJMPL1返回 L1END4 结论这
12、次设计中，我收获最大的是对于关于位指令的掌握，比如，温度寄存器向单片机输出一 位二进制数字的时候，一般用 C 语言来说，可以用循环结构，以达到能够循环的次数，而 对于单片机语言来说，只有加一指令，比如 INC Rn，它的意思是 Rn此时所指向的地址加 一，而每个地址里面是 8 位二进制数字， 所以它只能用八次相同的方式， 一位一位的输入， 同时应用比较转移指令 CJNZ实现跳转，才能不停输入。还有就是应用更多的是，位数据 传送指令，通过 MOV实现数字的传递，还应该注意，位数据传送指令中必须要用到累加器 中的 CY，所以在设计中，要涉及到很多通过 CY来传送数据。 还有是位地址的表示方法比如：
13、 ACC.7 以及位逻辑运算指令主要用来区分不同温度下属于哪一组，首先要找出一组（在此次设计 中具体指五个数），有什么共同点，由于八位二进制数，只能用零和一表示，很难找到共 同点，但是应用逻辑运算指令，可以找到一组的相同点，然后才可以给P2 口赋值，以实现 LED灯的显示。参考文献1 胡乾彬，单片微型计算机原理与应用 第三版 M ，武汉 : 华中科技大学出版社 , 2015 。2 喻萍 , 郭文川主编，单片机原理及接口技术。3 边春元，李文涛，江杰，杜萍， C51 单片机典型模块设计与应用，机械工业出版社，2008。4 张 萌，和 湘，姜 斌，杜萍，单片机应用系统开发综合实例，清华大学出版社，2007。5 从宏寿， 电子设计自动化 -proteus 在电子电路与 51 单片机中的应用，西安电子科技大学出版社。
