报告智能温度测控时间显示系统方案

1、. . . . 毕业设计报告题 目: 智能温度测控时间显示系统 学 院： 交通职业技术学院 系 别： 电子信息工程系 专 业： 应用电子技术 班 级： 电子082班 姓 名： 光辉 学 号： 指导老师： 许 焕 明 日 期： 2010-11-8论 文 目 录第一章 容摘要 31.1引 言 31.2设计任务 31.3 设计思想3第二章智能温度测控时间显示系统基本模块的介绍 42.1 独立键盘的介绍42.2温度转换系统52.3 LED发光二极管52.4 液晶显示160262.5 蜂鸣器与其驱动电路 72.6 MCS51单片机复位电路8第三章：智能温度测控时间显示系统芯片介绍 83.1、DS18B2

2、0的主要特性8第四章：智能温度测控时间显示系统原理介绍 104.1、13020的主要特性10第五章：智能温度测控时间显示系统制作实图11第六章：局部程序 13第七章：总结 17第八章 工作分配情况 19第九章 参考文献 19第一章 容摘要1.1 引 言AT89C52是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL公司生产的。 AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片置通用8位中央处理器和Fl

3、ash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。 AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP与PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。1.2设计任务利用单片机、时钟芯片DS1302、温度传感器DS18B20、160

4、2液晶等实现日期、时间、温度的显示即一个简单的智能温度测控系统。1.3 设计思想· 思路：由于以52为核的单片机应用很广泛，生产的厂家很多，品种型号也很多，性能和价格也有很大差别；所以在设计单片机时选择单片机的型号也是很重要的。 52单片机拥有以下特点：· 兼容MCS51指令系统 · 8k可反复擦写(>1000次）Flash ROM · 32个双向I/O口 · 256x8bit部RAM · 3个16位可编程定时/计数器中断 · 时钟频率0-24MHz · 2个串行中断 · 可编程UART串行通道 &

5、#183; 2个外部中断源 · 共8个中断源 · 2个读写中断口线 · 3级加密位 · 低功耗空闲和掉电模式 · 软件设置睡眠和唤醒功考虑到智能温度测控时间显示系统所需写的C程序较大，硬件较多，故选用了52系列单片机。第二章：智能温度测控时间显示系统基本模块的介绍如上面所说，智能温度测控时间显示系统可分为几个最小系统：矩阵键盘、温度转换系统、LED发光二极管、液晶1602、外部扩展EEPROM等5块模块。2.1 独立键盘的介绍 1、电路图2、设计与分析1）、键盘的分类键盘分编码键盘和非编码键盘。键盘上闭合键的识别由专用的硬件编码器实现，并产生键

6、编码号或键值的称为编码键盘，如计算机键盘。而靠软件编程来识别的称为非编码键盘；在单片机组成的各种系统中，用的最多的是非编码键盘。也有用到编码键盘的。非编码键盘有分为：独立键盘和行列式（又称为矩阵式）键盘。独立式键盘接法简单，但是严重浪费单片机的I/O口资源。当按键数目较少、I/O口不是很紧的情况下可以采用独立式接法。2.2温度转换系统 1、电路图2、设计与分析使用温度转换芯片DS18B20，通过单总线与AT89C52相连，同时把转换后的温度数据通过单总线传递给AT89C52单片机。2.3 LED发光二极管 1、电路图2、设计与分析发光二极管芯片进行适当连接（包括串联和并联）和适当的光学结构，可

7、以构成发光显示器的发光段或发光点。由于这些发光段或发光点可以组成数码管、符号管、米字管、矩阵管、电平显示器管等。通常把数码管、符号管、米字管共称笔画显示器，而把笔画显示器和矩阵管统称为字符显示器。基本半导体数码管是由7个条状发光二极管芯片排列而成的，也称为七段数码显示器，可以实现0-9、A-F、H、P等显示。从各发光段电极连接方式分为共阳极和共阴极两种。共阳极型是指笔画显示器各发光管的阳极是公共的，而阴极相互隔离；共阴则相反。七段LED数码管与单片机的接口很简单，只需要将单片机的一个8位并行I/O口与数码管的发光二极管的引脚相连即可。根据8位I/O口输出的不同数据，LED就可以显示不同的数字和

8、字符，这8位数据称为显示代码（可以通过附件LED代码查询V1.1软件来生成代码）。2.4 液晶显示16021、电路图液晶显示器以其微功耗、体积小、显示容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。1、 设计与分析 这里介绍的字符型液晶模块是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等，这里以常用的2行16个字的1602液晶模块来介绍它的编程方法。1602引脚说明：第1脚：VSS为地电源第2脚：VDD接5V正电源第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度

9、最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。 第1516脚：BLA（BL1）： LED背光正极。需要背光时，BLA串接一个限流电阻接VDD，BLK接地，实测该模块的背光电流为50mA左

10、右,一般接一个几十欧姆的电阻，47欧、33欧等；BLK（BL2）： LED背光地端。1602液晶模块部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，如表1所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码。1602液晶模块部的控制器共有11条控制指令，具体请查看附件1602/12864液晶说明。2.5 蜂鸣器与其驱动电路在简易自动报警器中，常常采用蜂鸣器发声或发光二极管发光产生示警信号。由于小型蜂鸣器驱动电流不大，简化了电路设计。 驱动蜂鸣器的三极管开关电路 见图7。采用低电压（3V）蜂鸣器，其工作电流仅需十几个毫安。V

11、T选用9012，hfe200，偏置电阻器R为10k，VT的基极电流IB约0.15mB，集电极电流ID约15mB，此时VT已经饱和导通，其集电极-发射极之间电压VDE仅0.05V 。 2.6 MCS51单片机复位电路当MCS-5l系列单片机的复位引脚RST(全称RESET)出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位和上电或开关复位。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。常用的上电复位电路如下图A中左图所示。图中电容C1和电阻R1对电源十5V来说构成微分电路。上电后，保持RST一段

12、高电平时间，由于单片机的等效电阻的作用，不用图中电阻R1，也能达到上电复位的操作功能，如下图(A)中右图所示。上电或开关复位要求电源接通后，单片机自动复位，并且在单片机运行期间，用开关操作也能使单片机复位。常用的上电或开关复位电路如上图(B)所示。上电后，由于电容C3的充电和反相门的作用，使RST持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中时，按下复位键K后松开，也能使RST为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。    根据实际操作的经验，下面给出这两种复位电路的电容、电阻参考值。    上图(A)中：Cl10-30uF，R

13、11kO第三章：智能温度测控时间显示芯片介绍3.1、DS18B20的主要特性 1.1、适应电压围更宽，电压围：3.05.5V，在寄生电源方式下可由数 据线供电 1.2、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 1.3、 DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温 1.4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部 传感元件与转换电路集成在形如一只三极管的集成电路 1.5、温围55125，在-10+85时精度为±0.5 1.6、可编程 的分辨率为912位，对应的可分辨

14、温度分别为0.5、0.25、0.125和0.0625，可实现高精度测温 1.7、在9位分辨率时最多在 93.75ms把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms把温度值转换为数字，速度更快 1.8、测量结果直接输出数字温度信号，以"一 线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力 1.9、负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁， 但不能正常工作。 2、DS18B20的外形和部结构DS18B20部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM 、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的外形与管脚排列如下图1:

15、 DS18B20引脚定义： (1)DQ为数字信号输入/输出端； (2)GND为电源地； (3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。3.2、24C02C美国微芯科技公司（Microchip Technology Inc.）生产的电檫写式只读存储器。容量围为128位到512千位。该系列器件支持2线串行接口，以*8位存储器块进行组合。低电压设计允许工作电压最低可至1.8V（适用24AAXX器件），待机电流和工作电流分为1uA和1mA。容量为1千位以与超过1千位的器件具有页写入能力。功能性地址线允许连接到同一条总线上的器件数目最多可达8个。整个24XX系列产品提供标准的8引脚PDI

16、P、表面贴片SOIC、TSSOP和MSOP封装。大部分容量为128为到16千位的器件还提供5引脚SOT-23封装。另外还提供DFN封装（2X3mm或5X6mm）。所有封装皆为无铅（雾锡）封装。第四章：智能温度测控时间显示原理介绍液晶显示时钟由AT89C52的部定时器1计时，定时器1的初值设为（65536-50000），循环二十次既定时1秒，用程序初始化可设置液晶显示时钟的初始化时间，另用矩阵键盘按键来分别控制年，月，日，小时，分钟，秒的自加和自减，单片机采用循环扫描法定时的对矩阵键盘进行扫描，由此来判断有无按键按下，共计十二个按键来控制显示时钟的准确调时。温度显示由另一按键控制开否，按键接AT

17、89C52的外部中断0，并设为低电平触发外部中断0，所以刚启动AT89C52时应把此按键置1，待初始化完成后按下此按键就可控制液晶显示温度或时钟。温度显示数据由温度传感器DA18B20通过单总线把转换后得到的温度系数送给单片机，最后把数据写入到液晶显示中，完成了温度传感器从转换输入显示的过程。程序编写时可写入温度的上限值，并以此为条件触发LED的闪烁，从而达到温度超过上限值会自动产生报警信号。第五章：智能温度测控时间系统制作实图作品全貌：正常显示局部焊接：失败作品：第六章：程序（局部）/*使用LCD1602、DS1302时钟芯片、DS18B20温度传感器完成该日历*/#include<r

18、eg52.h> /以下的顺序不能任意放 #define uint unsigned int /宏定义 #define uchar unsigned char#include"LM016L.h"#include"DS1302.h"#include"DS18B20.h"#include"KeyScan.h"#include"MODE.h"sbit LED=P16; /小灯位定义 /以下为几个标志位/ flag,select,alarm,temperature，limit/*分别为模式标志位、功

19、能选择标志位、闹钟、温度正负标志位以与温度上限值 （整型） 其中alarm有三种状态:0为禁止进入，1为允许进入，2为正在闹钟模式下 */void KeyScan(); /键盘扫描 void SetTime_Mode(); /调时 void SetRing_Mode(); /闹钟设置 void SetTemp_Mode(); /温度上限设置模式 /*日历主函数*/void main() init(); /初始化LCD LED=0;Set_RTC(l_tmpdate1);/初始化时钟芯片 write_(0x01); /清屏 while(1) time_date(); /时间处理 KeyScan(

20、); /键盘扫描 if(ring_time1=l_tmpdate1&&ring_time2=l_tmpdate2&&flag=0&&alarm!=0)/判断是否到闹钟设置的时间，是的话执行相应动作 uchar i;alarm=2; /正在闹钟响应模式下 if(ring_time0=l_tmpdate0) /相等的一秒那一时刻清屏，循环清屏会导致闪烁 write_(0x01);LEDBEEP=0; /小灯闪烁 delay(100);LEDBEEP=1;write_(0x80+0x01);/写入“Time To Get Up”for(i=0;i<

21、;14;i+) write_date(ringtablei);if(l_tmpdate0=0x59) /自动退出闹钟模式时清屏 write_(0x01); continue; /跳出本次的While循环 if(flag=0) /正常显示模式下 tempchange(); /温度转换命令 display(l_tmpdisplay,8);/显示时间 Temp_Display();/显示温度 deal(); /温度处理 if(flag=1) /功能选择模式下 uchar i;write_(0x80+0x4); /选择菜单 for(i=0;menuselecti!='0'i+)writ

22、e_date(menuselecti);if(select=0) /调试模式 SetTime_Mode();if(select=1) /闹钟设置 SetRing_Mode();if(select=2) /设置温度上限 SetTemp_Mode(); 第七章：总结这是一个毕业设计，对我们来说很重要，不能马虎。这两年以来所学到的知识，都会这个毕业设计中有所体现。我的小组做的作品是智能温度测控时间显示系统，在这个小组当中，我们四个人分工合作，共同完成。在完成作品期间，也出现了一些问题，我们在用P3口做LCD1602的数据口会出现一些显示会出现乱码，后来将数据口改用P0口做数据口就完全将问题解决了。 我们选择做这个作品智能温度测控时间显示系统，我们觉得搞这个制作可以能把我们学到的软硬件知识都运用到实处，很适合我们！首先，在硬件上，主要的部件就是单片机和一些外围电路与设备，在这方面要求一定的数字电路和模拟电路的理论知识基础，特别是数字电路。我们通过在单片机中写入程序，然后通过一些外围扩