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电子温度计设计与调试实验
一、实验要求与目的
1、设计要求
1、了解一线总线技术在单片机系统中的应用。
2、熟悉数字温度传感器DS18B20扩展接口和编程方法。
3、掌握单片机应用系统开发步骤和方法。
2、实验目的
1、利用Proteus软件设计仿真电路原理图。
2、系统控制能够完成:
(1)每隔1s,读取温度传感器数据,并转换结果从串口送到虚拟终端显示。
(2)设计一温度报警电路,当温度≤20℃或≥28℃时,有声、光、文字提示。
要求上限报警和下限报警具有明显的区别。
报警器件选择建议:
声-蜂鸣器;
光-LED;
文字-LED显示器或LCD显示器。
2、实验原理
实验电路原理图:
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机;
8重达林顿反相驱动器ULN2803包含8个NPN达林顿管,是一种大功率驱动芯片,多用于智能仪器、PLC、步进电机控制,具有工作电压高,电路增益高,可以提供大功率负载的特点,适应于各种功率驱动电路;
数码管显示模块能显示电机的转速和电机的运动趋势,方便直观。
软件主要模块流程图:
3、设计思路
本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,测温范围为-55~125℃,最高分辨率可达℃。
DS18B20可以直接读出被测温度值,而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的热点。
单片机89C52是本设计中的控制核心,是一个40管脚的集成芯片构成。
引脚部分:
单片机引脚基本电路部分与普通设计无异,40脚接Vcc+5V,20脚接地。
X1,X2两脚接12MHZ的晶振,可得单片机机器周期为1微秒。
RST脚外延一个RST复位键,一端通过10K电阻接Vcc,一端通过10K电阻接地。
AT89S52是一种低功耗、高性能的8位CMOS微控制器,具有8K的可编程Flash存储器。
DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同,只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同,且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。
DS18B20测温原理:
低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小。
四、实验内容
1、打开ISIS7Professional,参照按照实验要求设计仿真电路原理图。
2、编写程序实现:
DS18B20的读写系统控制。
5、实验数据记录
开始时
调到10时
调到30时
调到60时
编写的程序如下:
#include<
>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitDQ=P2^7;
ucharT;
ucharcodetable[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f};
voiddelay1(uintz)
{
uintx,y;
for(x=z;
x>
0;
x--)
for(y=110;
y>
y--);
}
voiddelay(uintN).....
DQ=1;
date>
=1;
//右移一位
}
ucharread()
uinti,value=0;
DQ=1;
_nop_();
//一个机器周期:
(1/(即晶振频率))*12=
for(i=0;
i<
8;
i++)
{
value=value>
1;
//15us之内必须读完一位
DQ=0;
//设i=0:
value=01010101>
1得到:
00101010
_nop_();
//读到的DQ=1,00101010|10000000=10101010
//i=1:
value=01010101
DQ=1;
//读到的DQ=0,value=01010101
//i=2:
value=00101010
if(DQ)//先读最低位
value|=0x80;
delay
(2);
//56us
}
return(value);
voiddisplay(ucharnum)
uchara,b;
a=num/10;
b=num%10;
P0=table[a];
P2=0xfe;
delay1(5);
P2=0xff;
P0=table[b];
P2=0xfd;
ucharread_wen_du()
{
ucharHB,LB,temp;
init();
//复位
write(0xcc);
//跳过ROM即不必读64位序列号的ROM
write(0x44);
//启动温度转换
write(0xbe);
//读命令
LB=read();
//低八位10111010
HB=read();
//高八位11111010
HB=HB<
<
4;
//1011000
HB+=(LB&
0XF0)>
//(LB&
0xF0)=10110000>
4:
00001011+HB:
10101011
temp=HB;
returntemp;
//返回温度值
voidmain()
while
(1)
{T=read_wen_du();
display(T);
}
六、实验总结
通过本次试验我进一步了解了一线总线技术在单片机系统中的应用,并熟悉了数字温度传感器DS18B20扩展接口和编程方法。
同时掌握了单片机应用系统开发步骤和方法。
然后利用其操作方法进行并完成了电子温度计设计与调试实验。
7、实验心得
通过本次试验课,我们进一步熟悉了运用Proteus软件进行仿真调试,使我对这个软件应用更加熟悉准确,使我掌握了在嵌入式试验中仿真和调试的办法,以及最终实现实验的过程,并让我对Proteus这个软件有了更深入的了解。
八、指导教师评语和成绩评定:
实验报告成绩:
指导教师签字:
年月日
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