温度检测系统设计.docx
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温度检测系统设计
实用标准文案
辽宁工程技术大学
专业课程综合训练项目说明书
题目：
温度检测系统设计
课程名称：
单片微型计算机与应用
班级：
机电14-4
学号：
1407060430
姓名：
指导教师：
李文华
完成日期：
2016.12
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实用标准文案
一、
设计题目
温度检测系统设计
二、设计内容
1-温度由8个LED小灯显式0℃~40℃的温度范围，即，8个小灯全灭表示当前温度小于0℃，全亮为大于40℃，在此其间有8个档位，每亮一盏小灯表示升高5℃。
2-单片机通过读取DS18B20的温度寄存器，获得当前温度值并显示在8个LED灯上。
三、综合训练要求
设计说明书（3000～5000字）1份
四、评分标准
序号评分标准满分实际得分
1设计方案是否可行，设计依据是否充分，软硬件资源分配是否4
合理
2设计说明书设计过程是否清晰，设计内容是否全面，计算是否4
正确，行文章节格式是否规范
3绘图是否清晰，标注是否表达准确规范2
总分10
补充评分要求：
对综合训练项目中，能够采用开发板调试，或软件仿真的形式实现功能，
将视难易程度及能够按时提交情况酌情提分，但不超过每个综合项目满分10分的标准。
五、指导教师评语
该生设计的过程中表现，设计内容反映的基本概念及计算，设
计方案，说明书撰写，答辩表现。
成绩：
指导教师
日期
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实用标准文案
1系统总体设计..............................................
1.1........................................................
1.2........................................................
:
:
:
2硬件设计..................................................
2.1........................................................
2.2........................................................
:
:
:
3软件设计..................................................
3.1........................................................
3.2........................................................
:
:
:
4结论.......................................................
参考文献.....................................................
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实用标准文案
1系统总体设计
1.1设计思路：
1.读DS18B20的温度寄存器，获得当前温度，存入80H和81H，80H存低8位，81H存高8
位。
2.温度小数只显示一位，采用只舍不进。
2..每升高5度，亮一盏灯
1.2设计目的：
1、通过课程设计，熟悉和掌握微机系统的软件、硬件设计的方法、设计步骤，得到微机
开发应用方面的初步训练。
2、熟练掌握微机系统与接口扩展电路的设计方法，熟练应用8086汇编语言编写应用程序
和实际设计中的硬软件调试方法和步骤，熟悉微机系统的硬软件开发工具的使用方法
1.3设计步骤：
1.分析问题
2.确定算法
3.设计程序流程图
4.分配内存单元
5.编写汇编语言源程序
6.调试程序
方案:
本设计要求温度由8个LED小灯显式0℃~40℃的温度范围，即，8个小灯全灭表示当前温度小于0℃，全亮为大于40℃，在此其间有8个档位，每亮一盏小灯表示升高5℃。
2-单片机通过读取DS18B20的温度寄存器，获得当前温度值并显示在8个LED灯上。
读取
DS18B20传感器的温度，判断温度的大小，在0~5区间时亮一盏灯，每升高5度再亮一盏，
以此类推。
2硬件设计
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实用标准文案
1.硬件组成：
51单片机，DS18B20温度寄存器，8个LED灯。
DS18B20是常用的温度传感器，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的
特点。
2.DS18B20测温原理：
低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频
率的脉冲信号送给计数器1。
高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信
号作为计数器2的脉冲输入。
计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。
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，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，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，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的
累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。
斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的
非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。
2.1硬件电路基本结构
按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系
统及典型系统等。
AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片
机，具有丰富的内部资源：
4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、
5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口，具有4.25～5.50V的电压工作范围和0～
24MHz工作频率，使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。
因此，本流水灯实际上就是一
个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位等电路和
必要的软件组成的单个单片机。
2.2各部分电路基本功能
1.晶振电路
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XTAL2
XTAL1
X1
C2C1
此次流水灯设计，我们用12MHZ晶振和30pf的电容，它们组成一个稳定的自己振荡
器。
电容的大小可以影响震荡频率的高低，振荡器的稳定性和起振的快速性。
为单片机提
供标准时钟。
2.复位电路
RST
R
Vcc
8051
C
此次流水灯设计，我们采用上电复位，每次单片机通电时。
单片机都从初始状态开始运动。
单片
机复位后，除P1.0~P1.7的端口锁存器被设置成FFH、堆栈指针SP设置成07H和串行口的
SBUF无确定值外，其它各专用寄存器包括程序计数器PC均被设置成00H。
片内RAM不受
复位的影响，上电后RAM中的内容是随机的。
P1端口初始FFH即八个发光二极管全部不亮，
随着单片机的运作，八个发光二极管按程序发光。
3.LED电路
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上图中A端为发光二极管的阳极，B端为发光二极管的阴极，要想点亮发光二极管，阴极必须加一个低电平（0V）,发光二极管允许的电流在3mA至10mA之间，发光二极管被点亮的最小电流为3mA。
已知发光二极管被点亮后的压降值为1.7V，VCC=+5V，电阻上的电压为3.3V，根据欧姆定律R=3.3V/3mA=1.1K,因此要选用1K的电阻
4.基于DS18B20多点温度测量系统以AT89C51为核心器件，以KEIL为系统开发平台，用C语言进行程序设计，以PROTEUS作为仿真软件设计而成的。
系统主要由传感器电路、、电源电路组成，系统图如图所示
DS18B20是数字温度传感器，它的输入/输出采用数字量，以单总线技术，接收主机发送的命令，根据DS18B20内部的协议进行相应的处理，将转换的温度以串口发送给主机。
主机
按照通信协议用一个IO口模拟DS18B20的时序，发送命令（初始化命令、ROM命令、RAM
命令）给DS18B20，转换完成之后读取温度值，在内部进行相应的数值处理，用图形液晶
模块显示各点的温度。
在系统启动之时，可以通过4×4键盘设置各点温度的上限值，当
某点温度超过设置值时，报警器开始报警，液晶显示该传感器的路数、设置温度值、实际
温度值，从而实现了对各点温度的实时监控。
3软件设计
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开始
把DS18B20中的
数据给累加器A
R0←5
R2←5
01H→R1
N
A>0
Y
N
A<40
Y
N
AY
R1→A
A→P1
00H→P1
0FFH→P1
R0加5
R0给A
A左移
将A加1
A→R0
R3→A
返回A与R0比
较
结束
ORG0000H复位入口
LJMPMAIN调到主函数
MAIN:
DS18B20DATA0100H温度寄存器地址
MOVA,DS18B20把DS18B20中数给A
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MOV
R0,
#05H
把5给R0
MOV
R1,
#05H
把5给R1
MOV
R2,
#01H
把01H给R2
CLR
C
把C清零
SUBB
A,
#0
A
减0
JNC
LOOP1
A
小于0跳转
CLR
C
将C清0
SUBB
A,
#40A
减40
JC
LOOP2
A
大于40跳转
CLR
C
将C清0
L1:
SUBB
A,
R0
A
减R0
JC
LOOP3
A
大于R0跳转
MOV
A,
R2
把R2给A
MOV
P1,
A
把A给P1
MOV
A,
R3
把R3给A
LOOP1:
MOV
A,
R2
把R2给A
MOV
P1,
A
把A给P1
LOOP2:
MOV
A,
#0FFH
把0FFH给A
MOV
P1
A
把A给P1
LOOP3:
INC
R0
R0
加1
DJNZ
R1
LOOP3
判断R1是否为0
MOV
A,
R2
把R2给A
RLC
A
把A左移
INC
A
A
加1
MOV
R2,
A
把A给R1
MOV
A,
R3
把R3给A
SJMP
L1
返回L1
END
4结论
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这次设计中，我收获最大的是对于关于位指令的掌握，比如，温度寄存器向单片机输出一位二进制数字的时候，一般用C语言来说，可以用循环结构，以达到能够循环的次数，而对于单片机语言来说，只有加一指令，比如INCRn，它的意思是Rn此时所指向的地址加
一，而每个地址里面是8位二进制数字，所以它只能用八次相同的方式，一位一位的输入，
同时应用比较转移指令CJNZ实现跳转，才能不停输入。
还有就是应用更多的是，位数据
传送指令，通过MOV实现数字的传递，还应该注意，位数据传送指令中必须要用到累加器
中的CY，所以在设计中，要涉及到很多通过CY来传送数据。
还有是位地址的表示方法比如：
ACC.7
以及位逻辑运算指令主要用来区分不同温度下属于哪一组，首先要找出一组（在此次设计中具体指五个数），有什么共同点，由于八位二进制数，只能用零和一表示，很难找到共
同点，但是应用逻辑运算指令，可以找到一组的相同点，然后才可以给P2口赋值，以实现LED灯的显示。
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参考文献
[1]胡乾彬，单片微型计算机原理与应用第三版[M]，武汉:
华中科技大学出版社,2015。
[2]]喻萍,郭文川主编，单片机原理及接口技术。
[3]
边春元，李文涛，江杰，杜萍，
C51单片机典型模块设计与应用，机械工业出版社，
2008。
[4]
张萌，和湘，姜
斌，杜萍，单片机应用系统开发综合实例，清华大学出版社，
2007。
[5]
从宏寿，电子设计自动化-proteus在电子电路与51单片机中的应用，西安电子科技大学出版社。
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