【2017年整理】IO接口温度控制器报告.doc

　　　　　　　目录 实验目的及要求　……………………………………………２ １、实验目的…………………………………………………２ ２、设计要求…………………………………………………２ 要求分析　……………………………………………………２ 系统框架图　…………………………………………………２ 元件明细表　…………………………………………………３ １、单片机……………………………………………………３ ２、显示屏……………………………………………………４ 系统电路总体设计……………………………………………４ 系统电路总体设计……………………………………………５ １、系统工作原理……………………………………………５ ２、硬件系统设计……………………………………………６ ３、系统程序设计……………………………………………１１ 系统总体调试…………………………………………………１５ 实验总结………………………………………………………１７ 附录　参考文献………………………………………………１８ 附录　程序清单………………………………………………１９ 基于简单I/O口的8LED显示温度控制器设计 一、设计要求 （1）基本要求： 1 用18B20或AD590温度传感器作温度探头，采集温度数据并转换成BCD码在数码管上显示。 2 记录间隔可任意设定（1S到1h，步长1s），能按设定时间存储数据。 3 通过键回放温度和记录时间参数。 （2）发挥部分： 1 通过DA回放数据（直方图），用模拟示波器显示。 2 设定温度告警门限。 3 通过声、光告警显示。 （3）动态显示格式：自定 注：基于简单IO口是指显示器由74HC373控制 二、要求分析 根据设计要求，需要利用DS18B20作为温度探头，采集温度数据并转换成BCD码在数码管上显示。当按下键盘的设定步长按键后，可以设定任意长度的步长，能按设定时间存储数据。当按下键盘的读取存储数据按键后，可以通过按键1-9来回放相应的温度和记录时间参数。 三、系统框架图 四．元件明细表 元件名称 型号 单片机 89C51 温度探测器 DS18B20 锁存器 74LS373 数码显示器 7SEG-MPX8-CC-BLUE 4*4键盘 KEYPAD-SMALLCALC 1、单片机 　　单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。作为嵌入式系统控制核心的单片机具有其体积小、功能全、性价比高等诸多优点。51 系列单片机是国内目前应用最广泛的单片机之一，随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和普遍接受及应用，51 系列单片机的发展又进入了一个新的阶段。在今后很长一段时间内51 系列单片机仍将占据嵌入式系统产品的中低端市场。 2、显示屏 五、总体方案的确定 在温度采集方面，在设计开始时就准备了两种方案： 一种是采用热敏电阻式传感器和ADC0809转换器进行数据采集。具体方案如下：温度传感器的模拟信号转换为数字信号后由P0口输入。ADC0809由P3.0启动转换，由P3.1控制输出。信号传输采用无条件输入方式，启动A/D转换后延时100微妙从P0口采集数据。时间延迟由T0实现。 另一种是采用单线数字温度传感器DS18B20进行数据采集。DSB18B20S数字温度计提供9到12位温度读数，指示器件的温度信息经过单线接口送入DS18B20送出，因此从中央处理器到DS18B20仅需连接一条线和地，读写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，甚至不需要外部电源。而总体方案和系统电路图方面基本上和热敏式传感器相同，只在数据采集方面有所差别。 根据选择传感器的原则，考虑到模拟量输出传感器会带来许多不便，具体体现在接线多、信号处理复杂等，在硬件实现方面比较困难。而且热敏电阻式温度传感器互换性差，非线性严重。而数字温度传感器DS18B20接线简单，数字输出量能直接作为单片机的输入数据， 同时考虑到只是在普通环境下测量，无论在灵敏度、线性范围、稳定性，还是在精度方面，DS18B20的强大功能已足够满足设计需要。在本次设计中，温度数据采集用到的传感器是DS18B20。具体电路图如图1所示。 图1 数字传感器式温度控制器 六、系统电路总体设计 1、系统工作原理 该温度控制系统用到89C51单片机作为系统的CPU进行控制控制，由数字传感器DS18B20进行数据采集，89C51对采集到的数据进行处理，得到各种信号。而这些信号将作为LED数码管显示的信号输入，同时将利用单片机的其它使能端口实现键盘的控制作用。 2、硬件系统设计 系统的硬件部分主要可分为温度采集电路，信号处理与控制控制，温度显示电路，键盘控制电路四大部分。 （1）温度