基于單片機(jī)的溫度檢測及計算器設(shè)計

1、基于單片機(jī)的溫度檢測及計算器設(shè)計匯報人：楊業(yè)青 匯報時間：2017.01.17目錄content軟件設(shè)計1 13 3設(shè)計內(nèi)容及目的單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖總結(jié)與體會信息工程學(xué)院E2114 42 2設(shè)計內(nèi)容及目的1利用DS18B20傳感器設(shè)計一個溫度檢測系統(tǒng)，以實現(xiàn)實時檢測環(huán)境溫度的目的運(yùn)用單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計一個簡易計算器，實現(xiàn)四位數(shù)以內(nèi)的整數(shù)的加減乘除運(yùn)算 設(shè)計內(nèi)容第一章節(jié) 設(shè)計內(nèi)容及目的01020304熟練單片機(jī)的內(nèi)部資源以及各個引腳的功能通過實踐來增強(qiáng)動手能力通過寫程序來提高自己的程序設(shè)計方法與步驟結(jié)合模數(shù)電知識以及相關(guān)的硬件知識整體把握設(shè)計內(nèi)容第一章節(jié) 設(shè)計內(nèi)容及目的 計算數(shù)碼管 顯示按鍵檢

2、測掃描切換鍵計算器功能設(shè)計方法與步驟一. 簡易計算器設(shè)計主體思想切換鍵的功能是實現(xiàn)計算器按鍵不足的問題按鍵檢測掃描是根據(jù)切換鍵所處的不同狀態(tài)，按下數(shù)字鍵后返回不同的值數(shù)碼管顯示的功能為顯示按鍵輸入的數(shù)值及運(yùn)算的結(jié)果根據(jù)輸入的數(shù)值和通過識別符號位來計算出結(jié)果信息工程學(xué)院E211 DS18B20直接將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，以數(shù)字碼方式串行輸出 數(shù)碼管顯示原理動態(tài)掃描原理：通過控制位選端和各段引腳送入數(shù)據(jù)，極大地節(jié)省了I/O口利用DS18B20溫度傳感器實現(xiàn)環(huán)境溫度的檢測把檢測到的溫度通過數(shù)碼管顯示出來二. 溫度檢測設(shè)計主體思想單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖2一. 單片機(jī)最小系統(tǒng)硬件框圖二. 單片機(jī)最小系統(tǒng)

3、原理圖計算器設(shè)計溫度檢測設(shè)計溫度檢測設(shè)計計算器設(shè)計數(shù)碼管控制部分：通過P0控制段碼的送入，P3高四位控制位選，選通數(shù)碼管DS18B20硬件電路按鍵檢測部分檢測P2口電平數(shù)碼管控制部分：通過P0控制段碼的送入，P3高四位控制位選，選通數(shù)碼管1. 計算器及溫度檢測涉及的硬件電路模塊0102032. DS18B20溫度傳感器DS18B20溫度傳感器特性典型的硬件連接方式DS18B20的使用方法信息工程學(xué)院E21101DS18B20溫度傳感器特性 數(shù)字化溫度傳感器DS18B20采用單總線協(xié)議，即與單片機(jī)接口僅需占用一個I/O口，無需任何外部元件，直接將模擬溫度量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并從單總線串行輸出，從而

4、大大簡化了傳感器與微處理器的接口。主要特性： 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.05.5V，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電 獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊 DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫 DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) 溫范圍55+125，在-10+85時精度為0.5 可編程 的分辨率為912位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625，可實現(xiàn)高精度測溫 在9位分辨率

5、時最多在 93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時最多在 750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以一 線總線串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯能力 負(fù)壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。02典型的硬件連接方式要想使DS18B20進(jìn)行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由 于每個DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達(dá)到1mA，當(dāng)幾個溫度傳感器掛在同一根I/O線上進(jìn)行多點測溫時，只靠上拉電阻就無法提供足夠的 能量，會造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。在外部電源供電方式下，DS18B20工

6、作電源由VDD引腳接入，此時I/O線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證 轉(zhuǎn)換精度，同時在總線上理論可以掛接任意多個DS18B20傳感器，組成多點測溫系統(tǒng)。03DS18B20的使用方法工作時序：復(fù)位時序（1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。（2） 延時（該時間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點）（3） 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。（4） 延時750微秒（該時間的時間范圍可以從480到960微秒）。（5） 數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。（6） 延時等待（如果初始化成功則在15到60微秒時間之內(nèi)產(chǎn)生一個由DS18B20所返回的低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進(jìn)行等待，

7、不然會使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時控制）。（7） 若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時間算起）最少要480微秒。（8） 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。寫數(shù)據(jù)時序（1） 數(shù)據(jù)線先置低電平“0”。（2） 延時確定的時間為15微秒。（3） 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。（4） 延時時間為45微秒。（5） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。（6） 重復(fù)上（1）到（5）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。（7） 最后將數(shù)據(jù)線拉高。讀數(shù)據(jù)時序（1）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。（2）延時2微秒。（3）將數(shù)據(jù)線拉低“0”。（4）延時6微秒。

8、（5）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。（6）延時4微秒。（7）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。（8）延時30微秒。（9）重復(fù)，直到讀取完一個字節(jié)。DS18B20指令集：溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換讀暫存器 BEH 讀暫存器9字節(jié)二進(jìn)制數(shù)字寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的TH、TL字節(jié)復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的TH、TL字節(jié)寫到E2PROM中讀電源供電方式 B4H 啟動DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號給主CPU讀ROM 33H 讀DS18B20溫度傳感器ROM中的編碼（64位地址）匹配ROM 55H 發(fā)出64位ROM編碼跳過ROM CCH 直接向18B20發(fā)溫度變換指令，適用于一個從機(jī)軟件設(shè)計3一. 程序流程圖開始DS18B20初始化讀一位數(shù)據(jù)讀一個字節(jié)寫一個字節(jié)獲取溫度并轉(zhuǎn)換讀取寄存器中的溫度數(shù)據(jù)顯示結(jié)束1.溫度顯示程序設(shè)計2.計算器程序設(shè)計開始切換鍵是否按下？溫度顯示結(jié)合切換鍵和按鍵掃描函數(shù)返回不同的數(shù)值切換鍵所處的狀態(tài)（dis）數(shù)據(jù)處理，鍵入數(shù)值數(shù)字鍵？符號鍵？第一個數(shù)清零，輸入第二個運(yùn)算數(shù)根據(jù)符號鍵計算出結(jié)果結(jié)束總