单片机课程设计报告.docx

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单片机课程设计报告

课程设计报告

课程名称：

微控制器原理课程设计

院（系）：

电子与信息工程学院

专业：

电子信息科学与技术

班级：

电技14-2班

姓名：

徐临晖

成绩：

一、设计要求

基于51单片机实现一控制系统，该系统具有以下功能

1、能将A/D采集的数据通过数码管显示出来

2、根据采样值与设定的阈值比较产生报警提示

3、通过开关，使系统具有解警功能

4、系统具有加热功能，达到设定阈值停止加热

实现方式可以是1）实物制作；2）基于开发板制作；3）protues软件仿真。

二、设计方案

加热模块

1.总体方案

↑

AT89C51

主

控

制

器

显示电路

DS18B20

<-------->-------->

报警电路

<--------

1.1测温模块

DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。

因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计。

DS18B20的特点：

（1）、只要求一个I/O口即可实现通信。

（2）、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。

（3）、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。

（4）、测量温度范围在－55。

C到＋125。

C之间。

（5）、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。

（6）、内部有温度上、下限告警设置。

1.2显示模块

LED显示模块是由一个四联共阳七段数码管组成。

七段数码管是由若干发光二极管组合而成的，一般的“8”字形显示块由“a、b、c、d、e、f、g、h”8个发光二极管组成。

四个七段数码管分别与P2口相连，通过对单片机输入程序达到控制显示输出的目的（如图）。

四个七段数码管由单片机的P3.0~P3.3控制亮灭，P3.0~P3.3分别对应1~4,当P3.0~P3.3其中之一置高电平，对应的三级管导通，段码管亮，置低电平，对应的三级管截止，段码管灭。

1.3报警模块

本设计采用蜂鸣器报警电路，它由晶体管和蜂鸣器组成。

由单片机I/O口输出信号控制晶体管的导通或截止，晶体管导通，则蜂鸣器报警。

通过单片机来控制蜂鸣器产生报警声音。

温度超过设定的阈值，LED灯亮，蜂鸣器报警，可通过开关手动关闭报警。

1.4加热模块

利用DS18B20控制与加热装置连接的I/O口的高地电平，以此来控制加热器何时加热

此后显示器将一直显示实测温度。

若实测温度高于设定温度时，则通过控制器电关上加热器并报警；若实测温度低于设定温度，则通过控制器打开加热器。

2.硬件电路设计

3.软件设计

#include

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

sbitds=P1^0;//DS18B20

sbitbeep=P1^1;//蜂鸣器

sbitled1=P1^2;//警报灯

sbithot1=P0^0;//加热器

sbithot2=P0^1;

sbitwx1=P3^0;//位选1

sbitwx2=P3^1;//位选2

sbitwx3=P3^2;//位选3

sbitwx4=P3^3;//位选4

uinttp;//温度值

floattpcy;//浮点型

unsignedcharcodetable[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6};//共阳数码管

//****延时函数

voiddelay（unsignedinti）

{

unsignedcharj;

for（i;i>0;i--）

for（j=255;j>0;j--）;

}

//****复位初始化

voiddsreset（）

{

uintx;

ds=0;

x=103;

while（x>0）x--;

ds=1;

x=4;

while（x>0）x--;

}

//****读取一位

bitreadbit（）

{

bitdat;

uinti;

ds=0;i++;

ds=1;i++;i++;

dat=ds;

i=8;while（i>0）i--;

return（dat）;

}

//***读取一字节

uchartpread（）

{

uchari,j,dat;

dat=0;

for（i=1;i<=8;i++）

{

j=readbit（）;

dat=（j<<7）|（dat>>1）;

}

return（dat）;

}

//***写入

voidtpwrite（uchardat）

{

uinti;

ucharj;

bittestb;

for（j=1;j<=8;j++）

{

testb=dat&0x01;

dat=dat>>1;

if（testb）

{

ds=0;i++;i++;

ds=1;

i=8;while（i>0）i--;

}

else

{

ds=0;

i=8;while（i>0）i--;

ds=1;i++;i++;

}

}

}

//温度转换

voidtpchange（）

{

dsreset（）;

delay

（1）;

tpwrite（0xcc）;

tpwrite（0x44）;

}

//温度获取

uinttpget（）

{

uchara,b;

dsreset（）;

delay

（1）;

tpwrite（0xcc）;

tpwrite（0xbe）;

a=tpread（）;

b=tpread（）;

tp=b;

tp<<=8;

tp=tp|a;

tpcy=tp*0.0625;

tp=tpcy*10+0.5;

tpcy=tpcy+0.005;

returntp;

}

//条件

voidtiaojian（）

{if（tp<=980）

{led1=1;

beep=0;

hot1=1;

hot2=0;

}

else

{led1=0;

beep=1;

hot1=1;

hot2=1;

}

}

//******显示函数********

voidxianshi（）

{

wx1=1;

P2=table[tp/1000];//显示百位

delay（5）;

wx1=0;

wx2=1;

P2=table[tp/100%10];//显示十位

delay（5）;

wx2=0;

wx3=1;

P2=table[tp%100/10];//显示个位

delay（5）;

wx3=0;

wx4=1;

P2=table[12];//显示C字符代表℃

delay（5）;

wx4=0;

}

//****主函数

voidmain（）

{

while

（1）

{

tpchange（）;

tpget（）;

tiaojian（）;

xianshi（）;

}

}

4.测试

设定该系统低于98℃，系统开始加热，

系统超过98℃，开始报警，红灯亮起，停止加热，按下开关，关闭警报。

二、设计总结

此次课程设计中，难点在于DS18B20的使用，即对它的时序控制、初始化以及字节的读写方法，任何一个环节出错或是时序控制不到位的话就不能得到正确的数据。

还有掌握AT89C51单片机原理和应用以及对C语言的开发技巧，特别是对数据的处理。

因为DS18B20芯片是16位寄存，而单片机是8位寄存，所以数据要分开高八位和低八位寄存处理。

一开始，自己把程序写完了，仿真时却出错，后来重新修改才解决问题。

从这次的课程设计中，我真真正正的意识到，在以后的学习中，要理论联系实际，把我们所有的理论知识用到实际当中，学习单片机更是如此，程序只有在经常的写与读的过程中才能提高，这就是我在这次课程设计中的最大收获。

并且做每一件事都要认真严谨去完成，否则，一个小小的问题都会让你付出更多的时间和代价。

总的来说，自己从这次独立的课程设计中收获了一些知识与经验，一些从书本中学之不来的东西。

四、参考文献

[1]郭天祥.51单片机C语言教程北京：

电子工业出版社，2008

[2]谭浩强.C程序设计北京：

清华大学出版社，1991

[3]张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计.哈尔滨：

哈尔滨工业大学出版社，2003

[4]DS18B20开发手册