基于单片机的温度检测及计算器设计知识讲稿.ppt

基于单片机的温度检测及计算器设计 汇报人：杨业青 汇报时间：2017.01.17 目录 content 软件设计 1 3 设计内容及目的 单片机最小系统原理图 总结与体会 信息工程学院E211 4 2 设计内容及目的 1 01 02 03 04 熟练单片机的内部资源以及各个引脚的功能 通过实践来增强动手能力 通过写程序来提高自己的程序设计方法与步骤 结合模数电知识以及相关的硬件知识整体把握设计内容 第一章节 设计内容及目的 计算 数码管 显示 按键检测扫描 切换键 计算器功能设计方法与步骤 一. 简易计算器设计主体思想 切换键的功能是实现计算器按键不足的问题 按键检测扫描是根据切换键所处的不同状态，按下数字键后返回不同的值 数码管显示的功能为显示按键输入的数值及运算的结果 根据输入的数值和通过识别符号位来计算出结果 信息工程学院E211 DS18B20 直接将环境温度转化成数字信号，以数字码方式串行输出 数码管显示原理 动态扫描原理：通过控制位选端和各段引脚送入数据，极大地节省了I/O口 利用DS18B20温度传感器实现环境温度的检测 把检测到的温度通过数码管显示出来 二. 温度检测设计主体思想 单片机最小系统原理图 2 二. 单片机最小系统原理图 计算器设计 温度检测设计 温度检测设计 计算器设计 数码管控制部分： 通过P0控制段码的送入，P3高四位控制位选，选通数码管 DS18B20硬件电路 按键检测部分检测P2口电平 数码管控制部分： 通过P0控制段码的送入，P3高四位控制位选，选通数码管 1. 计算器及温度检测涉及的硬件电路模块 01 02 03 2. DS18B20温度传感器 DS18B20温度传感器特性 典型的硬件连接方式 DS18B20的使用方法 信息工程学院E211 01 DS18B20温度传感器特性 数字化温度传感器DS18B20采用单总线协议，即与单片机接口仅需占用一个I/O口，无需任何外部元件，直接将模拟温度量转化为数字信号，并从单总线串行输出，从而大大简化了传感器与微处理器的接口。 主要特性： 适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数 据线供电 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 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 DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部 传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内 温范围－55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃ 可编程 的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温 在9位分辨率时最多在 93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在 750ms内把温度值转换为数字 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 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。 02 典型的硬件连接方式 要想使DS18B20进行精确的温度转换，I/O线必须保证在温度转换期间提供足够的能量，由 于每个DS18B20在温度转换期间工作电流达到1mA，当几个温度传感器挂在同一根I/O线上进行多点测温时，只靠上拉电阻就无法提供足够的 能量，会造成无法转换温度或温度误差极大。 在外部电源供电方式下，DS18B20工作电源由VDD引脚接入，此时I/O线不需要强上拉，不存在电源电流不足的问题，可以保证 转换精度，同时在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20传感器，组成多点测温系统。 03 DS18B20的使用方法 工作时序： 复位时序 （1） 先将数据线置高电平“1”。 （2） 延时（该时间要求的不是很严格，但是尽可能的短一点） （3） 数据线拉到低电平“0”。 （4） 延时750微秒（该时间的时间范围可以从480到960微秒）。 （5） 数据线拉到高电平“1”。 （6） 延时等待（如果初始化成功则在15到60微秒时间之内产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”。据该状态可以来确定它的存在，但是应注意不能无限的进行等待，不然会使程序进入死循环，所以要进行超时控制）。 （7） 若CPU读到了数据线上的低电平“0”后，还要做延时，其延时的时间从发出的高电平算起（第（5）步的时间算起）最少要480微秒。 （8） 将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。 写数据时序 （1） 数据线先置低电平“0”。 （2） 延时确定的时间为15微秒。 （3） 按从低位到高位的顺序发送