205电子系统实践报告.docx
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205电子系统实践报告
XX大学XX学院
电子系统实践报告
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姓名:
学号:
一、摘要：
本实践教学环节是应用已经学过的单片机知识、智能仪器原理、电子系统设计理论、相关编程技术以及相关仿真软件等知识，设计一个简单的电子应用系统——多路温度传感器。
数字式多路温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路组成。
二、关键词:
单片机、温度传感器、80C51、DS18B20、1602LCD
三、系统总体设计及方案
⑴设计题目、内容、要求
设计题目：
简单的数据采集系统。
设计内容：
设计一个多路温度采集系统，基本要求为至少采集3路温度信号（采用DS18B20温度传感器），采集的数据系统自动存储并显示，采用数1602LCD显示屏显示多路采集的结果。
设计要求：
1．采集的温度数据精确到小数点一位，如：
23.5℃
2．LCD上实时显示多路的采集结果，至少3路；
3．外扩按键，可以设置采集温度的上、下界限，当检测到温度超过此界限时，系统会自动进行声光报警等。
4.设计过程可先通过PROTEUS仿真软件对系统进行软硬件设计及仿真，再进行实物制作。
⑵系统原理及基本框图
系统基本流程图1-1
主
控
制
器
（AT89C51）
多路温度采集（DS18B20）
温度显示器（LED）
输入控制电路（按键）
报警控制电路（蜂鸣器）
如图1-1所示，采用智能温度传感器（DS18B20）采集环境温度并进行简单的模数转换；单片机（AT89C51）执行程序对温度传感器传输的数据进行进一步的分析处理，转换成环境对应的温度值，通过I/O口输出到数码显示管（LED）显示；由键盘输入控制选择某采集电路检测温度及显示；报警电路对设定的最高最低报警温度进行监控报警。
⑶方案说明
温度采样处理电路由温度传感器、放大电路、A/D转换电路等组成。
采用分块结构的温度采样处理电路，其硬件电路结构复杂，也不便于数据的处理。
采用智能温度传感器采样处理电路，能够方便的进行温度的采集及简单的数据处理。
并且可以达到设计的技术指标要求。
本系统选择智能温度传感器DS18B20作为温度采集电路的核心器件。
由DS18B20及辅助电路构成温度采集电路。
⑷方案论证
1、显示部分
YB1602A是一种字符型液晶模块。
共可以显示2行×16个字符，每个字符是由5×8
点阵组成的字符块集。
字符型液晶显示模块由字符型液晶显示屏（LCD），控制驱动主芯片SPLC780C及其扩展驱动芯片SPLC1OO，配以少量外围阻﹑容元件结构件等装配在PCB板上而成。
YB1602A采用COB工艺制作，结构稳定，使用寿命长。
YB1602A应用于智能仪器仪表﹑通讯﹑办公自动化以及军工领域。
具体引脚接法：
第1脚：
VSS为地电源，第2脚：
VDD接5V正电源，第3脚：
V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度（建议接地，弄不好有的模块会不显示），第4脚：
RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚：
RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
第6脚：
E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
第7～14脚：
D0～D7为8位双向数据线。
第15～16脚：
空脚（有的用来接背光）
2、温度转换部分
温度采样处理电路由温度传感器、放大电路、A/D转换电路等组成。
采用分块结构的温度采样处理电路，其硬件电路结构复杂，也不便于数据的处理。
采用智能温度传感器采样处理电路，能够方便的进行温度的采集及简单的数据处理。
并且可以达到设计的技术指标要求。
本系统选择智能温度传感器DS18B20作为温度采集电路的核心器件。
由DS18B20及辅助电路构成温度采集电路。
3、报警部分
（1）报警控制电路采用压电式蜂鸣器作发声体，用三极管对蜂鸣器发声进行控制。
报警控制电路由单片机AT89C51的P3.5口作输出，通过一个限流电阻与三极管C945的基极相连接。
三极管C945集电极连接电源。
三极管C945射电极接蜂鸣器（BUZZER）的一端。
报警控制信号由单片机AT89C51的P3.5端输出，通过一个限流电阻加到三极管C945的基极。
当P3.5端的输出信号发生变化时，则三极管C945将交替的工作于截止、饱和状态，形成高低电平的波，从而使压电蜂鸣器发出声音。
（2）使用两个发光二极管作为上限和下限的报警。
四、芯片介绍
（1）DS18B20
DS18B20供电方式
外部电源供电方式是DS18B20最佳的工作方式，工作稳定可靠，抗干扰能力强，而且电路也比较简单，可以开发出稳定可靠的多点温度监控系统。
在外接电源方式下，可以充分发挥DS18B20宽电源电压范围的优点，即使电源电压VCC降到3V时，依然能够保证测量精度。
所以本系统采用外部电源供电方式。
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，同时在总线上可以挂接任意多个DS18B20传感器，组成多点测温系统。
外部电源供电方式如图7所示。
在外部供电方式下，DS18B20的GND引脚必须接地，不能悬空，否则不能转换温度，读取的温度总是85℃。
DS18B20外部电源供电图
（2）80C51
单片机的40个引脚大致可分为4类：
电源、时钟、控制和I/O引脚
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
五、设计总结
通过这次电子系统实践，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。
创新可以是在原有的基础上进行改进，使之功能不断完善，成为真己的东西。
这次实习让我受益匪浅，无论从知识上还是其他的各个方面。
上课的时候的学习从来没有接触过真正的单片机，只是从理论的角度去理解枯燥乏味。
但在实习中模拟使用了单片机及其系统，能够理论联系实际的学习，开阔了眼界，提高了单片机知识的理解和水平。
在这次课程设计中又让我体会到了合作与团结的力量，当遇到不会或是设计不出来的地方，我们就会相互讨论或者帮助。
团结就是力量，无论在现在的学习中还是在以后的工作中，团结都是至关重要的，有了团结会有更多的理念、更多的思维、更多的情感。
单片机是很重要的一门课程，尽管我们在课堂学到的内容很有限，但在以后的学习中单片机还需要好好的深入研究和学习，学好了单片机也就多了一项生存的本钱。
附录
主程序：
#include
#include"lcd1602.h"
#include"ds18b20.h"
#include"ds18b20_2.h"
#include"ds18b20_3.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineTIMER0_COUNT0xEE11
sbitSPK=P3^5;
sbitLED1=P3^6;
sbitLED2=P3^7;
sbitup=P2^7;
sbitdown=P2^6;
ucharA7,A8;
bitflag;
uintwendu,w;
uintwendu1;
uintwendu2;
ucharcount,timer0_tick,count=0;
staticvoidtimer0_initialize（void）
{
EA=0;
timer0_tick=0;
TR0=0;
TMOD=0X01;
TL0=（TIMER0_COUNT&0X00FF）;
TH0=（TIMER0_COUNT>>8）;
PT1=1;
ET0=1;
TR0=1;
EA=1;
}
voiddisplay_temp（）
{
ucharA1,A2;
ucharA3,A4;
ucharA5,A6;
tmpchange（）;
wendu=tmp（）;
A1=wendu/10;
A2=wendu%10;
gotoxy（1,1）;
display_data（A1）;
display_string（"."）;
write_date（int_to_char[A2]）;
tmpchange2（）;
wendu1=tmp2（）;
A3=wendu1/10;
A4=wendu1%10;
gotoxy（2,1）;
display_data（A3）;
display_string（"."）;
write_date（int_to_char[A4]）;
tmpchange3（）;
wendu2=tmp3（）;
A5=wendu2/10;
A6=wendu2%10;
gotoxy（1,7）;
display_data（A5）;
display_string（"."）;
write_date（int_to_char[A6]）;
}
voidtimer0（void）interrupt1
{
TR0=0;
TL0=（TIMER0_COUNT&0X00FF）;//设置Timer0低八位数值
TH0=（TIMER0_COUNT>>8）;//设置Timer0高八位数值
TR0=1;
count++;
if（count==10）display_temp（）;
}
voidkey（）
{
if（up==0）
{
delay（1000）;
if（up==0）
{
w++;
A7=w/10;
A8=w%10;
gotoxy（2,12）;
display_data（A7）;
display_string（"."）;
write_date（int_to_char[A8]）;
}
}
if（down==0）
{
delay（1000）;
if（down==0）
{
w--;
A7=w/10;
A8=w%10;
gotoxy（2,12）;
display_data（A7）;
display_string（"."）;
write_date（int_to_char[A8]）;
}
}
}
voidmain（）
{
init_lcd（）;
w=310;
timer0_initialize（）;
gotoxy（1,1）;
display_string（"00.0C"）;
gotoxy（2,1）;
display_string（"00.0C"）;
while
（1）
{
key（）;
if（（wendu>w）||（wendu1>w）||（wendu2>w））
{
SPK=~SPK;
LED1=~LED1;
delay（30）;
}
elseif（（wendu<260）||（wendu1<260）||（wendu2<260））
{
SPK=~SPK;
delay（20）;
LED2=~LED2;
}
}
}
仿真图
参考文献
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北京航空航天大学出版社，2004.
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高等教育出版社，1999：
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北京航空航天大学出版社，2003．
[6]胡健．单片机原理及接口技术实践教程[M]．北京：
机械工业出版社，2004．
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