畢業(yè)論文多點(diǎn)溫度采集及設(shè)計(jì)

1、xxx院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 課題名稱 多點(diǎn)溫度采集及報(bào)警設(shè)計(jì) 系 別 信息與計(jì)算科學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 2011 年 5 月 20 日1 緒 論21.1 溫度采集的發(fā)展現(xiàn)狀21.2 溫度采集系統(tǒng)的意義22 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路32.1 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和工作原理32.2 設(shè)計(jì)功能要求32.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案43 硬件介紹53.1 STC89C52單片機(jī)介紹5單片機(jī)功能介紹53.2 DS18B20數(shù)字溫度傳感器介紹7功能介紹73.3 LCD1602液晶10液晶顯示器的基本特點(diǎn)10液晶顯示器的引腳功能10液晶顯示器的指令說(shuō)明113.4 蜂鳴器發(fā)聲電路模塊介紹124 系統(tǒng)應(yīng)

2、用軟件和印制線路板的設(shè)計(jì)134.1 Keil uVision3軟件的簡(jiǎn)介134.2 Proteus仿真軟件的簡(jiǎn)介154.3 Proteus電路仿真15晶振電路16復(fù)位電路16溫度采集電路17顯示電路17報(bào)警電路184.4 Protel 99 SE電路設(shè)計(jì)軟件的簡(jiǎn)介184.5 印制線路板的設(shè)計(jì)及制作18結(jié) 論20致 謝21參考文獻(xiàn)22附錄A 電路實(shí)物圖23附錄B 系統(tǒng)流程圖24附錄C 1602液晶顯示編程流程圖26附錄D 程序源代碼271 緒 論1.1 溫度采集的發(fā)展現(xiàn)狀在科技時(shí)代，數(shù)據(jù)的重要性不言而喻！因?yàn)闇囟葌鞲衅鞅粡V泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域。數(shù)量高居各種傳感器之首。近百年來(lái)，溫

3、度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了：傳統(tǒng)的含有敏感元件的分立式溫度傳感器、模擬集成溫度傳感器/控制器和智能溫度傳感器三個(gè)階段。目前，國(guó)際上新型的溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字化，有集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。1.2 溫度采集系統(tǒng)的意義隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，以及測(cè)溫儀器在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，智能化已是現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。特別是近年來(lái)，溫度控制系統(tǒng)已應(yīng)用到人們生活的各個(gè)方面，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范圍之內(nèi)；許多化學(xué)反應(yīng)的工藝過(guò)程必須在適當(dāng)?shù)臏囟认虏拍苷＿M(jìn)行；煉油過(guò)程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進(jìn)行分餾才能得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品。沒(méi)有合適的溫度環(huán)境，許多電子設(shè)備就不能正常

4、工作，糧倉(cāng)的儲(chǔ)糧就會(huì)變質(zhì)霉?fàn)€，酒類的品質(zhì)就沒(méi)有保障。因此，各行各業(yè)對(duì)溫度控制的要求都越來(lái)越高。可見(jiàn)，溫度的測(cè)量是非常重要的。2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路2.1 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和工作原理設(shè)計(jì)思想：隨著時(shí)代的發(fā)展人們的生活水平越來(lái)越高，對(duì)生活的要求也越來(lái)越高，單片機(jī)已在各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，為適應(yīng)更多的應(yīng)用領(lǐng)域，廠家采取了在一塊單片機(jī)芯片上集成多種功能部件和大容量存儲(chǔ)器的方法。因而，整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)不需要擴(kuò)展，而體積變小、可靠性增高，使單片機(jī)成為真正意義上的單片機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，溫度測(cè)量采集以及報(bào)警系統(tǒng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事及人們的日常生活中扮演著一個(gè)越來(lái)越重要的角色，它對(duì)人們的生活具有很大的

5、影響，所以溫度采集報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究有十分重要的意義。設(shè)計(jì)原理：本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理與控制單元，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，單片機(jī)控制數(shù)字溫度傳感器，把溫度信號(hào)通過(guò)單總線從數(shù)字溫度傳感器傳遞到單片機(jī)上。單片機(jī)數(shù)據(jù)處理之后，發(fā)出控制信息改變報(bào)警和控制執(zhí)行模塊的狀態(tài)，同時(shí)將當(dāng)前溫度信息發(fā)送到LCD進(jìn)行顯示。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多路溫度信號(hào)采集與顯示，可以使用程序來(lái)設(shè)置溫度限定值，通過(guò)進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理，發(fā)出控制信號(hào)達(dá)到控制蜂鳴器和LED進(jìn)行報(bào)警。2.2 設(shè)計(jì)功能要求（1）檢測(cè)的溫度范圍：0100。（2）檢測(cè)分辨率0.1。（3）顯示的多路的溫度值不相互干擾。（4）對(duì)各個(gè)點(diǎn)的溫度設(shè)置不同的報(bào)警范圍。（5

6、）對(duì)不在此范圍的進(jìn)行聲光報(bào)警并進(jìn)行相應(yīng)的控制。2.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)指的是它可以正常工作最簡(jiǎn)單電路系統(tǒng)。本系統(tǒng)除此之外，還主要由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、按鍵電路、液晶顯示器的顯示電路以及外部擴(kuò)展接口電路等部分組成。為了便于設(shè)計(jì)和以后的進(jìn)一步擴(kuò)展功能，本設(shè)計(jì)采用功能模塊式設(shè)計(jì)風(fēng)格，即把各個(gè)主要功能模塊化，然后通過(guò)各種數(shù)據(jù)線將各個(gè)模塊有機(jī)連接起來(lái)，從而組成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)所需的各種應(yīng)用?；诖耍驹O(shè)計(jì)的主要功能模塊為：時(shí)鐘電路模塊、復(fù)位電路模塊、溫度采集電路模塊、LED燈顯示電路模塊、液晶顯示器的顯示電路模塊、蜂鳴器發(fā)聲電路模塊。本設(shè)計(jì)的總體硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖22所示。復(fù)位電路模塊單

7、 片 機(jī)時(shí)鐘電路模塊溫度采集電路模塊液晶顯示器的顯示電路模塊LED燈顯示電路模塊蜂鳴器發(fā)聲電路模塊圖22 總體硬件結(jié)構(gòu)框圖3 硬件介紹3.1 STC89C52單片機(jī)介紹單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，其應(yīng)用范圍很廣，發(fā)展也很快。1971年Intel公司首次宣布4004的4位微處理器，1974年12月Fairchild(仙童)公司即推出了8位單片機(jī)F8，開(kāi)創(chuàng)了單片機(jī)的門戶。單片機(jī)從1976年公布8位機(jī)至今不到30年的時(shí)間，它沒(méi)有像微處理器那樣從8位、16位，一直發(fā)展到32位、64位，8位機(jī)目前依然是單片機(jī)的主流機(jī)型。但是，它突破了原有的集成結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部繼承了越來(lái)越多的外圍電路和外設(shè)接口，從而

8、發(fā)展成為控制器(MicroController)的體系結(jié)構(gòu)，其發(fā)展歷程大致分為以下幾步：第一階段：?jiǎn)纹瑱C(jī)的控索階段第二階段：?jiǎn)纹瑱C(jī)的完善階段第三階段：8位單片機(jī)的鞏固發(fā)展及16位單片機(jī)的推出階段第四階段：微控制器的全面發(fā)展階段單片機(jī)已在各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，為適應(yīng)更多的應(yīng)用領(lǐng)域，廠家采取了在一塊單片機(jī)芯片上集成多種功能部件和大容量存儲(chǔ)器的方法。因而，整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)不需要擴(kuò)展，而體積變小、可靠性增高，使單片機(jī)成為真正意義上的單片機(jī)系統(tǒng)紹該單片機(jī)是采用40引腳雙列直插封裝的芯片，有些引腳具有兩種功能。其引腳見(jiàn)圖3-1所示。其引腳主要功能如下：（1）VCC（40）：電源+5V。（2）GND（20）：接地

9、。（3）X1（19）和X2（18）：使用內(nèi)部振蕩電路時(shí)，用來(lái)接石英晶體和電容；使用外部時(shí)鐘時(shí)，用來(lái)輸入時(shí)鐘脈沖。（4）P0口（3932）：雙向I/O口。作為輸出口時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0也被作為低8為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。（5）P1口（18）：P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P1端口寫(xiě)“1”（6）P2口（2128）：具

10、有內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，既可以作地址總線口輸出地址高8位，也可以作普通I/O口用。（7）P3口（1017）：具有內(nèi)部上拉電阻的多用途端口，既可以作普通I/O口用，也可以按每位定義的第二功能操作。（8）ALE/PROG（30）：地址鎖存信號(hào)輸出端。在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE為高電平有效時(shí)，P0口輸出地址低8位，可以用ALE信號(hào)作外部地址鎖存器的鎖存信號(hào)。當(dāng)ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖時(shí)，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。在flash編程時(shí)，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。（9）RST/VPD（9）：是復(fù)位端。單片機(jī)的振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平就可

11、實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)回復(fù)到初始狀態(tài)。上電時(shí)，考慮到振蕩器有一定的起振時(shí)間，該引腳上高電平必須持續(xù)10ms以上才能保證有效復(fù)位。（10）EA/VPP（31）：片外程序存儲(chǔ)器選用端。該引腳接低電平時(shí)，只選用片外程序存儲(chǔ)器；該引腳接高電平時(shí)，程序從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器開(kāi)始執(zhí)行，即訪問(wèn)片內(nèi)ROM，當(dāng)PC值超過(guò)片內(nèi)ROM的容量時(shí)，會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向片外程序存儲(chǔ)器空間執(zhí)行。（11）PSEN（29）：片外程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)，低電平有效。 圖3-1 單片機(jī)芯片引腳和工作電路圖3.2 DS18B20數(shù)字溫度傳感器介紹 功能介紹DS18B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電

12、阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9-12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點(diǎn)如下：獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信，無(wú)須經(jīng)過(guò)其它變換電路；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；內(nèi)含64位經(jīng)過(guò)激光修正的只讀存儲(chǔ)器ROM；可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，內(nèi)含寄生電源，電壓范圍為3.05.5；零待機(jī)功耗；溫度以9或12位數(shù)字；用戶可定義報(bào)警設(shè)置； 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；測(cè)溫范圍為-55-+125，測(cè)量分辨率為0.0625采用單

13、總線專用技術(shù)。64位ROM的結(jié)構(gòu)開(kāi)始位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有48位，最后位是前面56位的CRC檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè)DS18B20可以采用一線進(jìn)行通信的原因。溫度報(bào)警觸發(fā)器和，可通過(guò)軟件寫(xiě)入用戶報(bào)警上下限。 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為8字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖3所示。頭2個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息，第3和第4字節(jié)和的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第5個(gè)字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。DS18B20工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。該

14、字節(jié)各位的定義如圖3所示。低5位一直為1，TM是工作模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測(cè)試模式，DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶要去改動(dòng)，R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來(lái)設(shè)置分辨率。 由下面表3-1可見(jiàn)，DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間比較長(zhǎng)，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間越長(zhǎng)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。表3-1 DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表R1R0分辨率/位溫度最大轉(zhuǎn)向時(shí)間/ms00993.750110187.510113751112750高速暫存RAM的第6、7、8字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯1。第9字節(jié)讀出前面所有8字節(jié)的CRC碼，可用來(lái)

15、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第1、2字節(jié)。單片機(jī)可以通過(guò)單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625LSB形式表示。當(dāng)符號(hào)位S0時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號(hào)位S1時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值。表3-2是一部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)表3-2一部分溫度對(duì)應(yīng)值表溫度/二進(jìn)制表示十六進(jìn)制表示+1250000 0111 1101 000007D0H+850000 01

16、01 0101 00000550H+25.06250000 0001 1001 00000191H+10.1250000 0000 1010 000100A2H+0.50000 0000 0000 00100008H00000 0000 0000 10000000H-0.51111 1111 1111 0000FFF8H-10.1251111 1111 0101 1110FF5EH-25.06251111 1110 0110 1111FE6FH-551111 1100 1001 0000FC90HDS18B20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時(shí)DS18B20的1腳接地，2腳作為

17、信號(hào)線，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，如圖4 所示單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)MOSFET管來(lái)完成對(duì)總線的上拉，多個(gè)DS18B20可以將2口串 到一條總線上，而本設(shè)計(jì)只用了一個(gè)DS18B20。當(dāng)DS18B20處于寫(xiě)存儲(chǔ)器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開(kāi)啟時(shí)間最大為10us。采用寄生電源供電方式時(shí)VDD端接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。3.2.2 DS18B20讀寫(xiě)時(shí)序主機(jī)使用時(shí)間隙(time slots)來(lái)讀寫(xiě) DSl820 的數(shù)據(jù)位和寫(xiě)命令字的位3.2.2.1初始化時(shí)序見(jiàn)圖 32主機(jī)

18、總線到 時(shí)刻發(fā)送到復(fù)位脈沖(最短為 480us 的低電平信號(hào))接著在 tl 時(shí)刻釋放總線并進(jìn)入接收狀態(tài)DSl820 在檢測(cè)到總線的上升沿之后 等待 15-60接著 DS1820 在 t2 時(shí)刻發(fā)出存在脈沖(低電平持續(xù) 60-240us)如圖中虛線所示圖32 DS18B20初始化時(shí)序圖3.2.2.2寫(xiě)時(shí)間隙當(dāng)主機(jī)總線 t0時(shí)刻從高拉至低電平時(shí) 就產(chǎn)生寫(xiě)時(shí)間隙從t0時(shí)刻開(kāi)始15us 之內(nèi)應(yīng)將所需寫(xiě)的位送到總線DSl820 在t1為15-60us 間對(duì)總線采樣 若低電平 寫(xiě)入的位是0見(jiàn)若高電平 寫(xiě)入的位是連續(xù)寫(xiě)2位間的間隙應(yīng)大于 1us ，見(jiàn)圖33。 圖33寫(xiě)時(shí)間隙見(jiàn)圖 2-6 主機(jī)總線t0時(shí)刻從高

19、拉至低電平時(shí)總線只須保持低電平l7us之后15us也就是說(shuō)tz 時(shí)刻前主機(jī)必須完成讀位 并在t0后的60120us 內(nèi)釋放總線。讀位子程序(讀得的位到 C 中) 圖34 讀時(shí)序3.3 LCD1602液晶液晶顯示器件LCD是一種新型的顯示器件，具有微功耗、體積小、質(zhì)量輕、超薄型等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于數(shù)控機(jī)床、儀器儀表、手機(jī)、筆記本電腦、游戲機(jī)等產(chǎn)品的顯示單元。本設(shè)計(jì)采用1602型號(hào)作為液晶顯示器。1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳（帶背光）接口，其各引腳說(shuō)明如下：（1）引腳1：GND為接地電源。（2）引腳2：VCC為接+5V電源。（3）引腳3：VO為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)，對(duì)比度最弱；接地時(shí)

20、，對(duì)比度最高；對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。（4）引腳4：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)，選擇數(shù)據(jù)寄存器；低電平時(shí)，選擇指令寄存器。（5）引腳5：RW為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址；當(dāng)RS為低電平，RW為高電平時(shí)，可以讀忙信號(hào)；當(dāng)RS為高電平，RW為低電平時(shí)，可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。（6）引腳6：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。（7）引腳714：DOD7為8位雙向數(shù)據(jù)線。（8）引腳15：A為背光電源正極。（9）引腳16：K為背光電源負(fù)極。1602液晶模塊內(nèi)部的字符

21、發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形。這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫(xiě)的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“A”。 1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表1所示。它的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（說(shuō)明：“1”為高電平、“0”為低電平）表3-1 1602液晶模塊的控制指令序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置

22、輸入模式00000001I/DS4顯示開(kāi)/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址（AGG）8置數(shù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址（ADD）9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址（AC）10寫(xiě)數(shù)到CGRAM或DDRAM10要寫(xiě)的數(shù)11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)其指令說(shuō)明如下：（1）指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。（2）指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H 。（3）指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S：屏幕上所有文字

23、是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無(wú)效。（4）指令4：顯示開(kāi)關(guān)控制。D：控制整體顯示的開(kāi)與關(guān)，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示；C：控制光標(biāo)的開(kāi)與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo)；B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。（5）指令5：光標(biāo)或顯示移位。S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。（6）指令6：功能設(shè)置命令。DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線；N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示；F: 低電平時(shí)顯示57的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示510的點(diǎn)陣字符。（7）指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。（8）指令8：DDRAM地址設(shè)置。（9）指令9：讀忙信號(hào)

24、和光標(biāo)地址。BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 （10）指令10：寫(xiě)數(shù)據(jù)。（11）指令11：讀數(shù)據(jù)。 圖3-7 1602液晶顯示屏實(shí)物3.4 蜂鳴器發(fā)聲電路模塊介紹蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、 機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（1.515V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.52.5KHz的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。

25、壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。由于蜂鳴器是一個(gè)感性負(fù)載，所以一般不用單片機(jī)的I/O口直接對(duì)它進(jìn)行操作，而是加一個(gè)驅(qū)動(dòng)三極管和電阻。4 系統(tǒng)應(yīng)用軟件和印制線路板的設(shè)計(jì)4.1 Keil uVision3軟件的簡(jiǎn)介Keil uVision3是KeilSoftware公司推出的一款可用于多種8051MCU的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)，其內(nèi)置的仿真器可模擬目標(biāo)MCU，包括指令集、片上外圍設(shè)備及外部信號(hào)等，可以實(shí)現(xiàn)編譯，調(diào)試，設(shè)置異步激勵(lì)等。Keil uVision3提供邏輯分析器，可監(jiān)控基于MCUI/O引腳和外設(shè)狀

26、態(tài)變化下的程序變量，該IDE同時(shí)也是PK51及其它開(kāi)發(fā)套件的一個(gè)重要組件。破解之后,除增加了源代碼、功能導(dǎo)航器、模板編輯以及改進(jìn)的搜索功能外,Keil uVision3還提供了一個(gè)配置向?qū)Чδ?，加速了啟?dòng)代碼和配置文件的生成。解除2K代碼限制和8K編譯限制之后，就滿足了我們這系統(tǒng)需求的代碼量編譯調(diào)試的要求。Keil uVision3提供對(duì)多種最新的8051類微處理器的支持，包括Atmel的AT89S52和AT89S51，也支持與AT89S52完全兼容的STC11F60XE單片機(jī)等。見(jiàn)圖4-1所示 圖4-1 Keil uVision3支持的器件 Keil uVision3編程環(huán)境如圖4-3所示，

27、它支持對(duì)關(guān)鍵字的顏色設(shè)置。 圖4-2 Keil uVision3編程環(huán)境4.2 Proteus仿真軟件的簡(jiǎn)介由于單片機(jī)在很多產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用，所以學(xué)習(xí)者也很多，但是在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，我們往往在確定了制作方案后直接做試驗(yàn)成功的風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用都比較的大，尤其是對(duì)于一些學(xué)生或者初學(xué)者，這就可能成為他們學(xué)習(xí)的障礙。而通過(guò)使用Proteus軟件可以大大降低我們的實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，并能節(jié)省我們的時(shí)間和費(fèi)用。所以在制作實(shí)物前，最好能利用Proteus軟件做一下仿真，以檢驗(yàn)方案是否可行，若不可行，也能及時(shí)的做出相應(yīng)的修改和完善。Proteus是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具，它可以仿真51系列、AVR、PIC等常用

28、的MCU及其外圍電路（如LCD、RAM、ROM、鍵盤(pán)、馬達(dá)、LED、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC 器件等）。Proteus與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)CPU的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)注的不再是某些語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過(guò)程和結(jié)果。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。4.3 Proteus電路仿真運(yùn)行Proteus的ISIS程序后，進(jìn)入該仿真軟件的主界面。在工作前，要設(shè)置view菜單下的捕捉對(duì)

29、齊和system下的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目。通過(guò)工具欄中的p(從庫(kù)中選擇元件命令)命令，在pick devices窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對(duì)位置，元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線，編寫(xiě)程序；在source菜單的Define code generation tools菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴(kuò)展名等項(xiàng)目；在source菜單的Add/remove source files命令下，加入單片機(jī)硬件電路的對(duì)應(yīng)程序；通過(guò)debug 菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的運(yùn)行情況。晶振電路 圖44 晶振電路在晶振電路中，這兩個(gè)電容叫晶振的負(fù)載電容，分別接在晶振的兩個(gè)腳上和對(duì)地的電容，電

30、路取了30PF。它會(huì)影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度2。 晶振的負(fù)載電容=(Cd*Cg)/(Cd+Cg)+Cic+C式中Cd，Cg為分別接在晶振的兩個(gè)腳上和對(duì)地的電容，Cic（集成電路內(nèi)部電容）+C（PCB上電容）經(jīng)驗(yàn)值為3至5pf。晶振引腳的內(nèi)部通常是一個(gè)反相器， 或者是奇數(shù)個(gè)反相器串聯(lián)。在晶振輸出引腳 XO 和晶振輸入引腳 XI 之間用一個(gè)電阻連接， 很多芯片的引腳內(nèi)部已經(jīng)包含了這個(gè)電阻， 引腳外部就不用接了。這個(gè)電阻是為了使反相器在振蕩初始時(shí)處與線性狀態(tài)，反相器就如同一個(gè)有很大增益的放大器， 以便于起振。 復(fù)位電路 圖45 復(fù)位電路系統(tǒng)板上采用上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種方式。上電復(fù)位要求接

31、通電源后，自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位操作。手動(dòng)復(fù)位要求接通電源的前提下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，用按鈕開(kāi)關(guān)操作使單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位的操作。上電自動(dòng)復(fù)位通過(guò)外部復(fù)位電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)。按鍵手動(dòng)復(fù)位通過(guò)復(fù)位端經(jīng)電阻和VCC接通來(lái)實(shí)現(xiàn)的3。二極管是用來(lái)防止反相放電。 溫度采集電路圖46 溫度采集電路此多路溫度采集采用的是四路溫度采集模擬的。如上如所示，各路都接有一個(gè)DS18b20溫度傳感器，他們之間互不干擾，而且可以各自同時(shí)采集，通過(guò)P1口傳到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和顯示。顯示電路圖5-4 顯示電路此系統(tǒng)的顯示電路采用LCD1602來(lái)實(shí)現(xiàn)，如上圖所示，四路溫度可以準(zhǔn)確的同時(shí)顯示在液晶上，一目了然。 圖5-5 報(bào)警電路此系統(tǒng)的報(bào)警電

32、路采用兩個(gè)LED和一個(gè)蜂鳴器來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)，如上圖所示，當(dāng)所采集的四路溫度都處于安全溫度范圍內(nèi)時(shí)D1和D2都不亮，當(dāng)其中有任何一路溫度低于安全穩(wěn)定范圍內(nèi)時(shí)，D1亮而且蜂鳴器響。同理當(dāng)其中有任何一路溫度高于安全穩(wěn)定范圍內(nèi)時(shí)，D2亮而且蜂鳴器響。4.4 Protel 99 SE電路設(shè)計(jì)軟件的簡(jiǎn)介隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，OrCad、Protel等都是人們熟悉的常用EDA軟件。而Protel 99 SE是Protel公司于2001年推出的，具有PDM功能的強(qiáng)大EDA綜合設(shè)計(jì)環(huán)境的軟件。Protel 99 SE軟件沿襲了Protel以前版本中基于Windows環(huán)境、人機(jī)

33、界面友好、方便易學(xué)的特點(diǎn)，同時(shí)它還新增加了一些功能模塊，使其功能更加強(qiáng)大。它具有電路原理圖設(shè)計(jì)、PCB電路板設(shè)計(jì)、層次原理圖設(shè)計(jì)、報(bào)表制作、電路仿真以及邏輯期間設(shè)計(jì)等功能，其新增的3D功能讓您在加工印制板之前可以看到整塊板的三維效果，是電子工程師和電子愛(ài)好者進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的最有用的軟件之一。4.5 印制線路板的設(shè)計(jì)及制作整個(gè)印制線路板的制作過(guò)程大致為以下幾個(gè)步驟：（1）前期準(zhǔn)備工作：在做好原理圖的情況下，把所需要的元器件都購(gòu)買回來(lái)，對(duì)不標(biāo)準(zhǔn)的器件測(cè)量它的大小，做好封裝，電路圖如圖5-6。（2）印制線路板的設(shè)計(jì)：首先，確定做雙面板還是單面板，出于制作簡(jiǎn)便的考慮，決定采用單面板進(jìn)行設(shè)計(jì)。其次，PCB

34、板的設(shè)計(jì)分兩種：自動(dòng)布線和手動(dòng)布線。自動(dòng)布線的步驟是：原理圖網(wǎng)絡(luò)表布局自動(dòng)布線，對(duì)于工程量相對(duì)較小的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，不是好辦法，相對(duì)費(fèi)力費(fèi)時(shí)，而且電路板布局不一定合理。而手動(dòng)布線可以按照自己的思路去設(shè)計(jì)PCB，更重要的是布局趨于合理，所以在工程中一般采用這個(gè)方法，即先建立一個(gè)工程，再新建一個(gè).pcb文件，然后設(shè)置電路板大小，接著把元件拖入PCB中，布局，連線。最后，將設(shè)計(jì)好的PCB圖輸出打印。（3）印制線路板的制作：熱轉(zhuǎn)印是目前電子愛(ài)好者制作少量實(shí)驗(yàn)板的最佳選擇。它的制作過(guò)程大致要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：1.將先前弄好的PCB打印版拿到激光打印機(jī)上直接打印到“轉(zhuǎn)印紙”中。2.燙印前，最好用去污粉磨擦敷銅板

35、，以去除其表面上的氧化物和油污，油污不除凈，墨粉與敷銅板不易粘合而造成腐蝕時(shí)脫落不該去除的銅面。3.燙印若沒(méi)有專用的轉(zhuǎn)印機(jī)，可用電云斗。將其溫度調(diào)到195左右（高于墨粉熔化溫度180.5)，然后將打印好的轉(zhuǎn)印紙放在處理好的敷銅板，并用電云斗對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱、燙印。一般不間斷燙印78分鐘后，放在一邊自然冷卻，即可掀開(kāi)轉(zhuǎn)印紙進(jìn)行腐蝕了。4.腐蝕用雙氧水和鹽酸，工業(yè)級(jí)即可，一般化工店或裝飾建材店有售。找一個(gè)最小的塑料盒能把敷銅板放進(jìn)去就行，越小越省。放少量清水剛沒(méi)敷銅板即可，一塊510cm的敷銅板大約加2毫升鹽酸后再加約2毫升雙氧水，輕輕振蕩，幾分鐘后一塊很“專業(yè)”的印刷板就展現(xiàn)在你的面前。加大雙氧水與

36、鹽酸用量可提高腐蝕速度，但過(guò)多也易造成側(cè)蝕，形成鋸齒邊，故適當(dāng)即可。（注意事項(xiàng)：一是雙氧水與鹽酸都有腐蝕性，使用中要小心，如不小心沾到手上立即用大量清水洗滌。二是雙氧水要避光保存否則易分解而失效。三是腐蝕中有氯氣生成應(yīng)在通風(fēng)處進(jìn)行）. 圖5-6 PCB圖 結(jié) 論本次用單片機(jī)設(shè)計(jì)的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)終于完成了，在本次設(shè)計(jì)中,從采集元件,軟件設(shè)計(jì),硬件焊結(jié),外觀到論文的編寫(xiě)都是先查閱了大量資料,后確定,再經(jīng)老師指導(dǎo),最后經(jīng)過(guò)多天的不斷努力才完成的。在這次培訓(xùn)中，我切身感受到了動(dòng)手實(shí)踐的重要性，這對(duì)我以后的學(xué)習(xí)工作將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。在本次設(shè)計(jì)研究和撰寫(xiě)論文的過(guò)程中，我查閱了許多文獻(xiàn)資料，從中學(xué)到了很多有

37、關(guān)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和程序調(diào)試方面等的知識(shí)。在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中掌握了一些技術(shù)難題的解決方法和技巧，鞏固和加深了所學(xué)知識(shí)的理解，能夠把所學(xué)的知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)了認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，為以后開(kāi)發(fā)軟件積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。但是由于認(rèn)識(shí)上的片面和不足，各方面的條件影響也很多，本設(shè)計(jì)還有待進(jìn)一步的完善和優(yōu)化，這些在以后的學(xué)習(xí)中要注重積累。致 謝感謝于劉老師對(duì)我的指導(dǎo)，他的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。她循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。無(wú)論是在課題的選題還是定稿、研究的方法、技術(shù)路線以及本文的撰寫(xiě)都得到了于老師的嚴(yán)格要求和精心指導(dǎo)，于老師花費(fèi)了大量的

38、精力，在各個(gè)環(huán)節(jié)中給了我許多寶貴的意見(jiàn)。在這次培訓(xùn)中于老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)、治學(xué)態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)和孜孜不倦的探索創(chuàng)新精神，以及平易近人的師長(zhǎng)風(fēng)范給我創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)環(huán)境，及給了我這個(gè)學(xué)習(xí)提高的機(jī)會(huì)和在生活上給我的無(wú)微不至的關(guān)懷。這些都是我不斷前進(jìn)的動(dòng)力，必將對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和生活受益匪淺，我將終生學(xué)習(xí)和銘記。在此，謹(jǐn)向于老師的培育之恩表示最深的謝意!感謝其他多位老師對(duì)我學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)所給予的支持和幫助。感謝在我論文完成過(guò)程中同學(xué)們給我提供的支持、幫助和建議。在這里也衷心地感謝他們！在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助

39、，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意 ！ 參考文獻(xiàn)1 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全J.北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 19943 胡學(xué)海.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)J. 北京:電子工業(yè)出版社，2005.85 錢顯毅電子電路設(shè)計(jì)N 科技時(shí)報(bào)，2009-3-12(C1)6 王 毅. 單片機(jī)器件應(yīng)用手冊(cè)北京J. 人民郵電出版社, 1994.57 李建忠. 單片機(jī)原理及應(yīng)用M. 西安電子科技大學(xué)出版社, 2002.028 何立民電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化J 電子技術(shù), 2008， (56) ：5-99 李鴻嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)M 深圳：科技電子出版社，2008：98-113010 嚴(yán)天峰單片機(jī)開(kāi)發(fā)M 成都：科學(xué)出版社，2007：77

40、-9811 謝維成單片機(jī)原理與應(yīng)用D 北京：清華大學(xué)，200309/20 11:46 102機(jī)體齒飛面孔雙臥多軸組合機(jī)床及CAD設(shè)計(jì)09/08 20:02 3kN微型裝載機(jī)設(shè)計(jì)09/20 15:09 45T旋挖鉆機(jī)變幅機(jī)構(gòu)液壓缸設(shè)計(jì)08/30 15:32 5噸卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)10/30 17:12 C620軸撥桿的工藝規(guī)程及鉆2-16孔的鉆床夾具設(shè)計(jì)09/21 13:39 CA6140車床撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)83100308/30 15:37 CPU風(fēng)扇后蓋的注塑模具設(shè)計(jì)09/20 16:19 GDC956160工業(yè)對(duì)輥成型機(jī)設(shè)計(jì)08/30 15:45 LS型螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)10/0

41、7 23:43 LS型螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)09/20 16:23 P-90B型耙斗式裝載機(jī)設(shè)計(jì)09/08 20:17 PE10自行車無(wú)級(jí)變速器設(shè)計(jì)10/07 09:23 話機(jī)機(jī)座下殼模具的設(shè)計(jì)與制造09/08 20:20 T108噸自卸車拐軸的斷裂原因分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)09/21 13:39 X-Y型數(shù)控銑床工作臺(tái)的設(shè)計(jì)09/08 20:25 YD5141SYZ后壓縮式垃圾車的上裝箱體設(shè)計(jì)10/07 09:20 ZH1115W柴油機(jī)氣缸體三面粗鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì)09/21 15:34 ZXT-06型多臂機(jī)凸輪軸加工工藝及工裝設(shè)計(jì)10/30 16:04 三孔連桿零件的工藝規(guī)程及鉆35H6孔的夾具

42、設(shè)計(jì)08/30 17:57 三層貨運(yùn)電梯曳引機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)10/29 14:08 上蓋的工工藝規(guī)程及鉆6-4.5孔的夾具設(shè)計(jì)10/04 13:45 五噸單頭液壓放料機(jī)的設(shè)計(jì)10/04 13:44 五噸單頭液壓放料機(jī)設(shè)計(jì)09/09 23:40 儀表外殼塑料模設(shè)計(jì)09/08 20:57 傳動(dòng)蓋沖壓工藝制定及沖孔模具設(shè)計(jì)09/08 21:00 傳動(dòng)系統(tǒng)測(cè)繪與分析設(shè)計(jì)10/07 23:46 保護(hù)罩模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)09/20 15:30 保鮮膜機(jī)設(shè)計(jì)10/04 14:35 減速箱體數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)10/04 13:20 鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝探索設(shè)計(jì)09/08 21:33 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備設(shè)計(jì)10/30 15:26 制定左擺動(dòng)杠桿的工工藝規(guī)程及鉆12孔的夾具設(shè)計(jì)10/29 14:03 前蓋板零件的工藝規(guī)程及鉆8-M16深29孔的工裝夾具設(shè)計(jì)10/07 08:44 加油機(jī)油槍手柄護(hù)套模具設(shè)計(jì)09/20 15:17 加熱缸體注塑模設(shè)計(jì)10/07 09:17 動(dòng)模底板零件的工藝規(guī)程及鉆52孔的工裝夾具設(shè)計(jì)10/08 20:23 包縫機(jī)機(jī)體鉆孔組合機(jī)床