基于单片机设计的过道开关2

CHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY设计说明书项目名称：数字温度计二级学院：电子信息与电气工程学院专业：电气工程及其自动化班级：10电一学生姓名：钱文杰学号：10020311指导教师：庄志红职称：副教授起止时间：2013年6月17日—2013年6月28日目录第一章设计内容和要求...............................................11.1课程设计的目的...............................................11.2课程设计的指标...............................................11.3系统基本方案.................................................1第二章系统总体结构.................................................2第三章设计硬件.....................................................33.1硬件设计图..................................错误!未定义书签。3.2单片机复位电路工作原理及设计.................错误!未定义书签。3.3单片机晶振电路工作原理及设计.................错误!未定义书签。3.4、按键电路...................................................43.5、LED数码管或LM1602显示屏的设计及应用.......................43.6、DS18B20温度传感器.........................................53.7、AT89C52高性能8位单片机以及引脚说明........................6第四章软件设计.....................................................64.1资源分配及功能定义...........................错误!未定义书签。4.2流程图及程序设计说明.........................................8第五章系统调试....................................................135.1软件调试....................................................13第六章设计小结....................................................14参考文献...........................................错误!未定义书签。5附录1：元器件清单附录2：原理图附录3：程序清单附录4：实物图1基于DS18B20设计的数字温度计第一章设计内容和要求1.1课程设计的目的1培养学生文献检索的能量，如何利用网络检索需要的文献资料。2培养学生综合分析问题，发现问题的能力。3培养学生综合运用知识的能力和工程设计的能力。4培养学生理论联系实际的能力。5提高学生课程设计报告的撰写水平。1.2课程设计的指标本设计以AT89C52单片机为核心，使用DS18B20数字传感器采集环境温度，并通过一个LM1602液晶显示屏显示出来。1.3系统基本方案根据系统要求，本次设计可分为三个模块，分别为以DS18B20为传感器的温度检测模块，以AT89S51的转换模块和以液晶显示的显示模块。具体框图如图：温度采集液晶显示模块信号转换模块2第二章系统总体结构系统以DS18B20为传感器用以将温度模拟量转化为电压数字量以总线穿日单片机，以AT89C52为主芯片，在主芯片对DS18B20传入的温度值进行处理，由单片机程序控制，将处理结果由LM1602液晶显示屏显示出来。具体系统框图如图2-1所示图2-1数字温度计设计总体的原理图单片机AT89C52主控部分LED显示温度值DS18B20采集温度3第三章硬件设计3.1、硬件设计图见附件。3.2、单片机复位电路工作原理及设计。硬件图如下图一原理是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而产生按键复位电平，保证复位信号高电平持续时间大于2个机器周期。3.3、单片机晶振电路工作原理及设计硬件图如下图二4晶振电路是提供系统时钟信号。为了各部分的同步应当引入公用的外部脉冲信号作为振荡脉冲。电容选择在10~30pF之间，因为电容的大小影响振荡器振荡的稳定性和起振的速度。3.4、按键电路将按键的一段与单片机I/O口链接，一段与地链接，当按键按下时可以由单片机内的程序检测到。按键采用普通的按钮按键。图三3.5、LED数码管或LM1602显示屏的设计及应用。1、硬件接线图如下图四2、LM1602L采用标准的16脚接口分布如下LCD1602模块的管脚分布功能管脚号管脚名称状态管脚功能1Vss电源地2Vdd电源正极53V0液晶显示偏压信号4RS输入寄存器选着5RW输入读、写操作6E输入使能信号7DB0三态数据总线0（LSB）8DB1三态数据总线9DB2三态数据总线10DB3三态数据总线11DB4三态数据总线12DB5三态数据总线13DB6三态数据总线14DB7三态数据总线（MSB）15LEDA输入背光+5V16LEDK输入背光地3.6、DS18B20温度传感器1、DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新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。DS18B20的性能特点如下：独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温；可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5V；在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号；温度以9或12位数字量读出；报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件；负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能工作。2、工作原理如下DS18B20的测温原理是这这样的,器件中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器１；高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器２的脉冲输入。器件中还有一个计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将－55℃所对应的一个基数分别置入减法计数器１、温6度寄存器中，计数器１和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。减法计数器１对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器１的预置值减到０时，温度寄存器的值将加１，减法计数器１的预置将重新被装入，减法计数器１重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器计数到０时，停止温度寄存器的累加，此时温度寄存器中的数值就是所测温度值。其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数器门仍未关闭就重复上述过程，直到温度寄存器值大致被测温度值。另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。硬件接线图如下3.7AT89C52高性能8位单片机以及引脚说明7AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。主要功能特性：·兼容MCS51指令系统·8k可反复擦写(1000次）FlashROM·32个双向I/O口·256x8bit内部RAM·3个16位可编程定时/计数器中断·时钟频率0-24MHz·2个串行中断·可编程UART串行通道·2个外部中断源·共6个中断源·2个读写中断口线·3级加密位·低功耗空闲和掉电模式·软件设置睡眠和唤醒功能第四章软件设计4.1资源分配和功能定义温度传感器使用DS18B20，它可直接将被测温度串行数字信号，供单片机处理。通过编程，Dsl8B20可以实现9~12位的温度读数。信息经过单线接口送入DSl8820，或从Dsl8820送出，因此，从单片机到Dsl8820仅需连接一条信号线和地线。另DS18B20可以采用采用电源供电方式，此时DS18B20的第1脚接地，第2脚作为信号线，第3脚接电源；当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时，总线上必须有强的上拉。所以采用一个上拉电阻完成对总线的上拉。4.2流程图及程序设计说明显示数据刷新子程序流程图主要程序#includereg52.h//包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义#includeintrins.h#ifndef__1602_H__#define__1602_H__bitLCD_Check_Busy(void);voidLCD_Write_Com(unsignedcharcom);voidLCD_Write_Data(unsignedcharData);voidLCD_Clear(void);voidLCD_Write_String(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*s);voidLCD_Write_Char(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedcharData);voidLCD_Init(void);voidLcd_User_Chr(void);#endif主程序流程图主程序#includereg52.h//包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义#includestdio.h#include18b20.h#include1602.h#includedelay.hbitReadTempFlag;//定义读时间标志voidInit_Timer0(void);//定时器初始化/*------------------------------------------------串口通讯初始化------------------------------------------------*/voidUART_Init(void){SCON=0x50;//SCON:模式1,8-bitUART,使能接收TMOD|=0x20;//TMOD:timer1,mode2,8-bit重装TH1=0xFD;//TH1:重装值9600波特率晶振11.0592MHzTR1=1;//TR1:timer1打开//EA=1;//打开总中断//ES=1;//打开串口中断TI=1;}/*------------------------------------------------主函数------------------------------------------------*/voidmain(void){inttemp;floattemperature;ch