电子综合设计87373.docVIP

单片机测温系统设计 能测量环境温度信息，要求能用2位或多位LED显示。 要求能有报警功能，当温度超过报警上限时要能报警，报警上限要能够通过键盘设定 硬件电路： 根据设计要求，分析可得系统基本流程如下：采用温度传感器DS18B20进行温度数据采集，将所得数据输入到芯片AT89S52中处理，完成温度的实时显示和越限报警。系统结构如图1所示 本次设计的电路原理图包括供电电源电路、ISP下载接口、温度采集电路、共阳数码管显示电路、单片机电路。 供电电源电路。电源部分采用的是电源插孔以及滤波电容。需要注意的是，滤波电容对电路设计非常重要。如果在电路设计时忽略了滤波电容的重要性，没有加滤波电容，这将使系统极有可能不稳定。滤波电容一般用铝电解和瓷片电容。另外采用发光二极管来显示电路是否通电。 ISP下载接口。ISP接口部分是一个10芯的接线柱，接ISP下载器。 温度数据采集电路。温度数据采集电路是温度传感器DS18B20与单片机的P2.4相连。 DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司必威体育精装版推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现９～１２位的数字值读数方式。电路工作电压使用范围为3.0~5.5V，采用外部供电方式。DS18B20检测到温度值经转换成数字量后，自动存入存储器中，并与设定值TH或TL进行比较，当测量温度超出给定范围时，就输出报警信号，并自动识别是高温超限还是低温超限。 需要注意的是，DS18B20信号线需要加一4.7K的上拉电阻，以保证数据采集的正常进行。 蜂鸣器电路。蜂鸣器的工作电流比较大，单片机的I/O口一般驱动不了它，需要增加一个电流放大电路才可以。采用三极管3904作为蜂鸣器的驱动，增加了蜂鸣器的驱动电流。三极管3904的基极加上一只限流电阻，防止晶体管因输入电流过大而损坏。蜂鸣器的控制接到单片机的P3.4口。 蜂鸣器的正极性的一端接到三极管的发射极，另一端连接到地，三极管的基极由单片机的P3.4管脚控制，高电平时蜂鸣器响，低电平时蜂鸣器不响。通过程序控制P3.4管脚的置低和置高来使蜂鸣器发出声音和关闭。 显示电路。显示部分选用4位共阳数码管。由于数码管的驱动电流较大，所以在设计时加上了三极管3904作为驱动电路。数码管的使能端接至三极管3904的发射极。低电平时，三极管截止，数码管不亮，高电平时，三极管导通，数码管亮。P1.0～P1.7的输出信号和排阻接到数码管上进行显示。P1.0、P1.1、 P1.2和 P1.3作为四个数码管的位选信号控制引脚。 单片机电路。单片机采用AT89S52。AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器,具有8K 可编Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节Flash，256 字节RAM，32 位I/O 口线,看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6 向量2 级中断结构,全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 RP1、RP2、RP3是三个排阻，作为单片机的四个口的上拉电阻。 按键S101是中断按键，用于设置参数，按一次该键就进入报警温度设置状态。 S102是退出报警温度设置状态的按键。 S103、S104是设置报警温度的增加和减少的键。 C44、S100和R9组成单片机的复位系统。按下S100按键，RST端口接通高电平，只要RST端口保持10ms以上的高电平就能使AT89S52单片机有效地复位 X101是系统的时钟电路，采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶振频率是11.0592MHz。电容选择的是20pF，起频率微调作用。系统程序的设计主要包括C程序主函数、DS18B20复位函数、DS18B20读字节函数、温度计算转换函数、显示函数和越限报警函数等 程序启动后，首先调用 DS18B20模块初始化程序，然后调用温度采集模块，借用 DS18B20内部模数转换的时间，调用温度值转换模块，将温度值转换成BCD码，送入A