单片微型计算机原理与接口技术课程设计报告——-温度测量.docVIP

单片微型计算机原理 与接口技术课程设计报告 题目： 温度测量 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 实习日期： 6.27~7.1 1、课程设计要求 (1)通过按键设置温度上、下限 (2)读入A/D转换数据： 若数据下限，则显示温度并显示L、报警并使步进电机正转； 若数据上限，则显示温度并显示H、报警并使步进电机反转； 若下限数据上限，则显示C (3)本机地址为06H，当接到上位机发的06H时，则回发06H 当接到上位机发的AAH时，则将当前温度发给上位机 当接到上位机发的55H时，则小灯亮，提示修改上、下限 2、方案论证 由于本设计是于AT89C51 单片机的温度测量系统，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D 转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上将被测温度显示出来。但是这种设计需要用到A/D 转换电路，还要涉及到电阻与温度的对应值的计算，比较麻烦。所以采用DS18B20温度传感器，这样可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都容易实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。 步进电机模块，由于步进电机的额定工作电流过大，单片机无法独立驱动其工作，因而在接口电路与步进电机之间加入ULN2003A驱动芯片，利用驱动芯片的电流放大作用，使步进电机可靠的运转。 总体设计方框图如图2.1所示。 图2.1总体设计方框图 3、硬件系统设计及原理图 3.1单片机主控电路 本设计中采用美国Atmel公司的8位单片机AT89C51作为单片机控制模块的核心部件，该型单片机在本设计中的应用如下：晶振采用 12MHZ，复位电路采用上电加按钮复位。 图3.1.2 复位电路 3.2 显示电路 显示电路采用 4位共阴极 LED 数码管 ， P 0 口 由上拉电阻提高驱动能力，作为段码输出并作为数码管的驱动。 P2 口的低四位作为数码管的位选端。采用动态扫描的方式显示。 图3.2数码管显示电路 3.3温度传感器 DS18B2 0 温度传感器是美国 DALLA S 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。 图3.3温度传感器与单片机的连接 3.4温度上下限调整按键 本系统设计三个按键，采用查询方式，一个用于选择切换设置温度上下限和当前温度，另外两个分别用于设置报警温度的加和减。均采用软件消抖。 图3.4按键电路 3.5步进电机 3.5.1步进电机驱动电路 本设计选用驱动芯片ULN2003驱动四相步进电机。 ULN2003是高耐压、大电流达林顿陈列，由七个硅NPN达林顿管组成。ULN2003 的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和 CMOS 电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。 ULN2003 工作电压高，工作电流大，灌电流可达 500mA，并且能够在关态时承受 50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。 图3.5.2.1 ULN2003方框图 表3.5.2 ULN2003极限值参数 ULN2003与单片机连接驱动步进电机原理图如下： 图3.5.2.2步进电机驱动电路 3.6双机通信 利用单片机串行口实现两个单片机（主机、从机）之间的通信，其中一个单片机作为主机（发送方），另一个为从机（接收方），主机读入按键值并将相应命令发送给从机，从机收到命令后执行相应的功能。双机通信示意图如下： 图3.6双机通信示意图 4、软件清单 系统程序主要包括主程序和通信程序。 其中主程序包括延时函数、扫描显示函数、DS18B20 复位函数、DS18B20 写命令函数、DS18B20 读1 字节函数、读出温度函数、温度数据处理函数、报警函数、步进电机函数、设置温度显示转换函数、按键查询程序、主函数。 通信上位机程序包括延时函数、扫描显示函数、初始化函数、按键查询程序、主函数。下位机函数包括初始化、接收程序、主函数。 上位机软件清单： #include reg51.h #include intrins.h //_nop_();延时函数用 #define dm P0 //段码输出口 #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uint h; sbit w0=P2^0; //数码管4 sbit w1=P2^1; //数码管3 sbit w2=P2^2; //数码管2 sbit w3=P2^3; //数码管1 sbit aa=P1^0; sbit bb=P1^1; sbit cc=P