温度检验系统标准设计.doc

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：单片微型计算机和应用
班　　级：　 机电14-4
学 号：
姓　　名：　
指导老师：　 李文华
完成日期：　 .12

一、 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0℃~40℃温度范围，即，8个小灯全灭表示目前温度小于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-单片机经过读取DS18B20温度寄存器，取得目前温度值并显示在8个LED灯上。
三、综合训练要求
设计说明书（3000～5000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，设计依据是否充足，软硬件资源分配是否合理
4

2
设计说明书设计过程是否清楚，设计内容是否全方面，计算是否正确，行文章节格式是否规范
4

3
绘图是否清楚，标注是否表示正确规范
2

总分

10

补充评分要求：对综合训练项目中，能够采取开发板调试，或软件仿真形式实现功效，将视难易程度及能够按时提交情况酌情提分，但不超出每个综合项目满分10分标准。
五、指导老师评语
该生设计过程中表现 ，设计内容反应基础概念及计算 ，设计方案 ，说明书撰写 ，答辩表现 。

成 绩：

指导老师　　　　　　　

日　　期　　　　　　　

目录

1 系统总体设计
1.1
1.2
:
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:

2 硬件设计
2.1
2.2
:
:
:

3 软件设计
3.1
3.2
:
:
:

4 结论
参考文件

1 系统总体设计

1.1设计思绪：
1. 读DS18B20温度寄存器，取得目前温度，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，采取只舍不进。
2. .每升高5度，亮一盏灯

1.2设计目标：
1、经过课程设计，熟悉和掌握微机系统软件、硬件设计方法、设计步骤，得到微机开发应用方面初步训练。 
2、熟练掌握微机系统和接口扩展电路设计方法，熟练应用8086汇编语言编写应用程序和实际设计中硬软件调试方法和步骤，熟悉微机系统硬软件开发工具使用方法
1.3设计步骤：
1.分析问题
2.确定算法
3.设计程序步骤图
4.分配内存单元
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0℃~40℃温度范围，即，8个小灯全灭表示目前温度小于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-单片机经过读取DS18B20温度寄存器，取得目前温度值并显示在8个LED灯上。读取DS18B20传感器温度，判定温度大小，在0~5区间时亮一盏灯，每升高5度再亮一盏，以这类推。

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是常见温度传感器，含有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高特点。
2.DS18B20测温原理：低温度系数晶振振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度改变其振荡率显著改变，所产生信号作为计数器2脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生脉冲信号进行减法计数，当计数器1预置值减到0时，温度寄存器值将加1，计数器1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，停止温度寄存器值累加，此时温度寄存器中数值即为所测温度。斜率累加器用于赔偿和修正测温过程中非线性，其输出用于修正计数器1预置值。
2.1 硬件电路基础结构
根据单片机系统扩展和系统配置情况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及经典系统等。AT89C51单片机是美国ATMEL企业生产低电压、高性能CMOS 8位单片机，含有丰富内部资源：4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中止结构、2个全双工串行口，含有4.25～5.50V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放器。所以，本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位等电路和必需软件组成单个单片机。
2.2 各部分电路基础功效
1.晶振电路

此次流水灯设计，我们用12MHZ晶振和30pf电容，它们组成一个稳定自己振荡器。电容大小能够影响震荡频率高低，振荡器稳定性和起振快速性。为单片机提供标按时钟。
2.复位电路

此次流水灯设计，我们采取上电复位，每次单片机通电时。单片机全部从初始状态开始运动。单片机复位后，除P1.0~P1.7端口锁存器被设置成FFH、堆栈指针SP设置成07H和串行口SBUF无确定值外，其它各专用寄存器包含程序计数器PC均被设置成00H。片内RAM不受复位影响，上电后RAM中内容是随机。P1端口初始FFH即八个发光二极管全部不亮，伴随单片机运作，八个发光二极管按程序发光。

3.LED电路

上图中A端为发光二极管阳极，B端为发光二极管阴极，要想点亮发光二极管，阴极必需加一个低电平（0V）,发光二极管许可电流在3mA至10mA之间，发光二极管被点亮最小电流为3mA。已知发光二极管被点亮后压降值为1.7V，VCC=+5V，电阻上电压为3.3V，依据欧姆定律R=3.3V/3mA=1.1K,所以要选择1K电阻

4.  基于DS18B20多点温度测量系统以AT89C51为关键器件，以KEIL为系统开发平台，用C语言进行程序设计，以PROTEUS作为仿真软件设计而成。系统关键由传感器电路、、电源电路组成，系统图图所表示
DS18B20是数字温度传感器，它输入/输出采取数字量，以单总线技术，接收主机发送命令，依据DS18B20内部协议进行对应处理，将转换温度以串口发送给主机。主机根据通信协议用一个IO口模拟DS18B20时序，发送命令（初始化命令、ROM命令、RAM命令）给DS18B20，转换完成以后读取温度值，在内部进行对应数值处理，用图形液晶模块显示各点温度。在系统开启之时，能够经过4×4键盘设置各点温度上限值，当某点温度超出设置值时，报警器开始报警，液晶显示该传感器路数、设置温度值、实际温度值，从而实现了对各点温度实时监控。
3 软件设计

ORG 0000H 复位入口
LJMP MAIN 调到主函数
MAIN: DS18B20 DATA 0100H 温度寄存器地址
MOV A, DS18B20 把DS18B20中数给A
MOV R0, #05H 把5给R0
MOV R1, #05H 把5给R1
MOV R2, #01H 把01H给R2
CLR C 把C清零
SUBB A, #0 A减0
JNC LOOP1 A小于0跳转
CLR C 将C清0
SUBB A, #40 A减40
JC LOOP2 A大于40跳转
CLR C 将C清0
L1: SUBB A, R0 A减R0
JC LOOP3 A大于R0跳转
MOV A, R2 把R2给A
MOV P1, A 把A给P1
MOV A, R3 把R3给A
LOOP1:MOV A, R2 把R2给A
MOV P1, A 把A给P1
LOOP2: MOV A , #0FFH 把0FFH给A
MOV P1 A 把A给P1
LOOP3:INC R0 R0加1
DJNZ R1 ,LOOP3 判定R1是否为0
MOV A, R2 把R2给A
RLC A 把A左移
INC A A加1
MOV R2, A 把A给R1
MOV A, R3 把R3给A
SJMP L1 返回L1
END

4结论
这次设计中，我收获最大是对于相关位指令掌握，比如，温度寄存器向单片机输出一位二进制数字时候，通常见C语言来说，能够用循环结构，以达成能够循环次数，而对于单片机语言来说，只有加一指令，比如INC Rn，它意思是Rn此时所指向地址加一，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方法，一位一位输入，同时应用比较转移指令CJNZ实现跳转，才能不停输入。还有就是应用更多是，位数据传送指令，经过MOV实现数字传输，还应该注意，位数据传送指令中必需要用到累加器中CY，所以在设计中，要包含到很多经过CY来传送数据。
还有是位地址表示方法比如：ACC.7
和位逻辑运算指令关键用来区分不一样温度下属于哪一组，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，因为八位二进制数，只能用零和一表示，极难找到共同点，不过应用逻辑运算指令，能够找到一组相同点，然后才能够给P2口赋值，以实现LED灯显示。
参考文件
[1] 胡乾彬，单片微型计算机原理和应用 第三版[M]，武汉: 华中科技大学出版社, 。
[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单片机经典模块设计和应用，机械工业出版社，。
[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，。
[5]从宏寿， 电子设计自动化-proteus在电子电路和51单片机中应用，西安电子科技大学出版社。