1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 單片機原理及應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計的目的意義2</p><p>　　1.1 設(shè)計目的2</p><p>　　1.2 課程在教學(xué)計劃中的地位和作用2</p><p>　　第二章 基于18B20的溫度測量儀設(shè)計任務(wù)2</p>

2、<p>　　2.1 設(shè)計內(nèi)容及要求2</p><p>　　2.2 課程設(shè)計的要求2</p><p>　　2.2.1 控制要求2</p><p>　　2.2.2 設(shè)計要求2</p><p>　　第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計與選型3 </p><p>　　3.1 總體設(shè)計思想與選型3<

3、/p><p>　　3.2 硬件設(shè)計方案3</p><p>　　3.3 硬件設(shè)計系統(tǒng)原理圖3</p><p>　　3.4 選型芯片及其各自功能說明5</p><p>　　3.4.1 89C51的引腳與功能簡介5</p><p>　　3.4.2 DS18B20的引腳與功能簡介8</p><

4、;p>　　3.4.3 74LS138的引腳與功能簡介13</p><p>　　3.4.4 74LC573的引腳與功能簡介15</p><p>　　3.4.5 數(shù)碼管簡介15</p><p>　　第四章 軟件設(shè)計17</p><p>　　4.1 源程序說明17</p><p>　　第五章 系統(tǒng)調(diào)

5、試及使用說明20</p><p>　　5.1 系統(tǒng)使用說明20</p><p>　　5.2 系統(tǒng)調(diào)試25</p><p><b>　　收獲、體會26</b></p><p>　　附錄 系統(tǒng)源程序及實物圖27</p><p>　　第一章 單片機原理與技術(shù)應(yīng)用課程設(shè)計的目的意義<

6、;/p><p>　　1.1 課程設(shè)計目的</p><p>　　《單片機原理及技術(shù)應(yīng)用》主要內(nèi)容包括MCS-51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語言和C語言程序設(shè)計、并行接口和并行設(shè)備的擴展、中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與應(yīng)用、定時器／計數(shù)器原理與應(yīng)用、串行接口與串行通信、模擬量接口以及單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)。 </p><p>　　本課程設(shè)計目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用理論知識來分析和解

7、決實際問題的能力，是通過設(shè)計單片機檢測系統(tǒng)，加深學(xué)生對單片機技術(shù)的了解，進一步掌握其程序設(shè)計與硬件接口技術(shù)。 </p><p>　　本課程的主要任務(wù)是運用所學(xué)單片機技術(shù)、單片機原理等方面的知識，設(shè)計出一臺以89C51MCU為核心的單片機數(shù)據(jù)采集、通訊或測控系統(tǒng)，完成信息的采集、處理、輸出及人機接口電路等部分的軟、硬件設(shè)計。</p><p>　　1.2 課程設(shè)計在教學(xué)計劃中的地位和作

8、用</p><p>　　本課程是生物醫(yī)學(xué)工程的一門主要專業(yè)課之一。以MCS-51系列的8位單片機為教學(xué)對象，介紹單片機的發(fā)展概況、原理及應(yīng)用。</p><p>　　主要內(nèi)容：單片機的基本概念，MCS-51系列單片機的結(jié)構(gòu)，MCS-51系列單片機指令系統(tǒng)，程序設(shè)計基礎(chǔ)，中斷系統(tǒng)，MCS-51系列單片機內(nèi)部定時器/計數(shù)器及其應(yīng)用，串行接口，單片機應(yīng)用系統(tǒng)擴展設(shè)計基礎(chǔ)，模擬量輸入輸出接口技術(shù)，人

9、機接口技術(shù)，功率接口技術(shù)，單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)，單片機應(yīng)用系統(tǒng)舉例，新型單片機介紹等。</p><p>　　學(xué)生獲得的知識和能力：單片機的基本結(jié)構(gòu)和原理、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、C51開發(fā)技術(shù)，簡單的單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計等。</p><p>　　《單片機原理及應(yīng)用》課程設(shè)計的目的就是讓同學(xué)們在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過完成一個涉及MCS-51單片機多種資源應(yīng)用并具有綜合功能的小系統(tǒng)目標(biāo)板

10、的設(shè)計與編程應(yīng)用，使學(xué)生不但能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，而且能夠?qū)﹄娮与娐?、電子元器件、印制電路板等方面的知識進一步加深認識，同時在軟件編程、排錯調(diào)試、焊接技術(shù)、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。使學(xué)生增進對單片機的感性認識，加深對單片機理論方面的理解，為以后設(shè)計和實現(xiàn)單片機應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。</p><p>　　第二章 基于18B20的溫度測量儀設(shè)計任務(wù)</p&g

11、t;<p><b>　　2.1 設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　基于18B20的溫度測量儀是以溫度傳感器DS18B20為關(guān)鍵的測溫系統(tǒng)，測得的溫度由三位數(shù)碼管顯示，精確到一度。</p><p>　　2.2 課程設(shè)計要求</p><p>　　掌握18B20溫度傳感器原理；</p><p>　　三位

12、數(shù)碼管顯示溫度值。</p><p>　　2.2.1 控制要求</p><p>　　設(shè)計技術(shù)參數(shù)，溫度測量精確到一度。</p><p>　　2.2.2 設(shè)計要求</p><p>　　設(shè)計出硬件電路，說明工作原理，編寫程序，調(diào)試、得到要求現(xiàn)象。</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計與選型</p>

13、<p>　　3.1 總體設(shè)計思想與選型</p><p>　　本次課程設(shè)計會用到的主要器件是51單片機和DS18B20溫度傳感器以及數(shù)碼管，主要就是通過溫度傳感器的檢測，把實際測得的溫度值轉(zhuǎn)換成二進制，再傳回單片機處理，然后通過數(shù)碼管顯示出溫度值。</p><p>　　其次是74LS138和74LCX573芯片，用來控制數(shù)碼管顯示。</p><p>&l

14、t;b>　　3.2硬件設(shè)計方案</b></p><p>　　系統(tǒng)的硬件部分主要包括：電源、晶振、復(fù)位、單片機、數(shù)碼管、DS18B20、</p><p>　　74LS138和74LCX573。</p><p>　　3.3 硬件設(shè)計系統(tǒng)原理圖</p><p>　　硬件電路原理圖反映了所用到的芯片的連接情況， 也可以清楚看到各硬

15、件是如何連接的，具體請看圖</p><p>　　3.4 選型芯片及其各自功能說明</p><p>　　3.4.1 芯片列表</p><p>　　依照設(shè)計思路，本次設(shè)計使用了如下芯片：</p><p><b>　　微處理器89C51</b></p><p>　　溫度傳感器 DS18B20<

16、;/p><p>　　譯碼器 74LS138</p><p>　　集成芯片74LC573</p><p>　　3.4.2 89C51的引腳與功能簡介</p><p>　　MCS-51系列單片機是美國Intel公司在1980年推出的高性能8位單片機，它包含51和52兩個子系列。單片機由于體積小、功耗低、易于產(chǎn)品化，面向控制，抗干擾能力強，適用溫度范

17、圍寬，可以方便地實現(xiàn)和分布式控制等優(yōu)點，因而被廣泛地應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)中。</p><p>　　89C51和MCS-51是完全兼容的，是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器。 其主要特點如下：</p><p><b>

18、;　　? 8位CPU。</b></p><p>　　? 工作頻率最高為24M。</p><p>　　? 128B數(shù)據(jù)存儲器。</p><p>　　? 4KB程序存儲器。</p><p>　　? 程序存儲器的尋址空間為64KB。</p><p>　　? 片外數(shù)據(jù)存儲器的尋址空間為64KB。</p>

19、<p>　　? 128個用戶位尋址空間。</p><p>　　? 21個字節(jié)特殊功能寄存器。</p><p>　　? 4個8位的并行I/O接口：P0、P1、P2、P3。</p><p>　　? 兩個16位定時/計數(shù)器。</p><p>　　? 兩個優(yōu)先級別的5個中斷源。</p><p>　　? 1個全雙工

20、的串行I/O接口，可多機通信。</p><p>　　? 111條指令，喊乘法指令和除法指令。</p><p>　　? 較強的位處理能力 。</p><p>　　? 采用單一+5V電源。</p><p>　　對于89C52而言，不同之處在于：有256B的數(shù)據(jù)存儲器、8K的程序存儲器、全雙工串行I/O接口、6個中斷源、3個16位定時/計數(shù)器，工作

21、頻率可升直33Mhz。比51擁有更高的性能。</p><p>　　圖1-1是51單片機的接口硬件分布圖</p><p>　　我們此次采用的是AM-51H學(xué)習(xí)板（如圖1-2），板載的芯片是89C52芯片，擁有豐富功能模塊及外接電路，如圖的標(biāo)注。</p><p>　　I. 89C51單片機兩種封裝形式:</p><p>　　(1) 雙列直插（

22、PDIP）: 40引腳。</p><p>　　(2) 方形（PLCC）封裝形式: 44引腳，有4條引腳是空腳（標(biāo)為NC）。</p><p>　　圖3-2（a）為引腳排列圖。</p><p>　　圖3-2（b）為邏輯符號圖。 </p><p>　　II. 89C51引腳功能：</p><p>　　1. 電源引腳V

23、cc和Vss</p><p>　　(1) Vcc ：電源端，接+5V電源。</p><p>　　(2) Vss ：接地端。</p><p>　　2. 外接晶體引腳XTALl和XTAL2</p><p>　　(1) XTAL1：片內(nèi)振蕩電路的輸入端； </p><p>　　(2) XTAL2：片內(nèi)振蕩

24、電路的輸出端。</p><p>　　3. 控制信號引腳 </p><p>　　(1) RST / VPD：</p><p>　　RST是復(fù)位信號輸入端，高電平有效。出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平時復(fù)位；</p><p>　　圖3-4 89C51單片機引腳排列及邏輯符號圖</p><p>　　RST引腳的第二功能：備用

25、電源VPD的輸入端；</p><p>　　當(dāng)主電源VCC發(fā)生故障，降低到規(guī)定值時，此引腳可接備用供電，由VPD向內(nèi)部RAM提供備用供電，以保持片內(nèi)RAM中的數(shù)據(jù)。 </p><p>　　(2) ALE/PROG：地址鎖存允許信號 </p><p>　　訪問外部存儲器時，ALE信號的輸出用于鎖存低8位地址的控制信號。</p><p>　　信號

26、頻率為振蕩器的1/6；</p><p>　　ALE端可以驅(qū)動8個TTL負載；</p><p>　　對Flash存儲器編程時，用于輸入編程脈沖信號。</p><p>　　(3) /PSEN：片外程序存儲器讀選通信號 </p><p>　　低電平有效，可驅(qū)動8個TTL負載。</p><p>　　(4) /EA(VP

27、P)：片內(nèi)、外程序存儲器選擇端 </p><p><b>　　編程電壓輸入端；</b></p><p>　　當(dāng)/EA端為高電平時，先訪問片內(nèi)EPROM；</p><p>　　當(dāng)/EA端接地時，只訪問片外EPROM；</p><p>　　在Flash存儲器編程時，提供編程電壓。 </p><p>　

28、　4. I / O引腳</p><p>　　(1) P0口（P0.0～P0.7）：</p><p>　　第一功能：通用I/O口，用來輸入/輸出數(shù)據(jù)</p><p>　　第二功能：當(dāng)CPU訪問片外存儲器時，分時提供低8位地址和高8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。</p><p>　　(2) P2口（P2.0～P2.7）：</p>&

29、lt;p>　　第一功能：不擴展片外存儲器時，作為通用I/O口。</p><p>　　第二功能：擴展片外存儲器時，輸出片外存儲器的高8位地址。</p><p>　　(3) P1口（P1.0～P1.7）：</p><p>　　第一功能：通用I/O口。</p><p>　　第二功能：片內(nèi)ROM編程或校驗時，輸入片內(nèi)ROM的低8位地址。<

30、/p><p>　　(4) P3口（P3.0～P3.7）：</p><p>　　第一功能：通用的I/O口。</p><p>　　第二功能：控制功能。</p><p>　　III. 89C51的外部總線</p><p>　　外部總線結(jié)構(gòu)圖如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5 外部總線結(jié)構(gòu)圖&

31、lt;/p><p>　　(1) 地址總線(AB)。16位，尋址范圍64KB。高8位(A15～A8)由P2口輸出，低8位(A7 ～ A0)由P0口輸出。</p><p>　　(2) 數(shù)據(jù)總線(DB)。8位，由P0口提供。</p><p>　　(3) 控制總線(CB)。由4條控制線和P3口的第二功能狀態(tài)組成。 </p><p>　　IV. 89C5

32、1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　89C51單片機在一塊芯片中集成了CPU、RAM、 ROM、定時器/計數(shù)器和I/O口等基本功能部件。各功能部件由內(nèi)部總線連接在一起。89C51基本結(jié)構(gòu)見圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6 89C51單片機基本結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　CPU是單片機的核心部件，由運算器和控制器等部件組成。運算器的功能主要是進行算術(shù)運算和

33、邏輯運算。由8位ALU單元，兩個8位的暫存器，8位的累加器ACC、B寄存器，程序狀態(tài)寄存器PSW等組成?？刂破饔糜诳刂茊纹瑱C各部分的運行，由程序計數(shù)器PC，指令寄存器、譯碼器及定時控制邏輯和數(shù)據(jù)指針DPTR組成。</p><p>　　3.4.3 DS18B20溫度傳感器簡介</p><p>　　DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器芯片，具有3引腳TO-92小體積封裝形

34、式；溫度測量范圍為-55℃~+125℃，可編程為9-12為A/D轉(zhuǎn)換精度，測量分辨率可達0.0625℃，被測溫度用16位補碼方式串行輸出；其工作電源既可在遠端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少?？蓮V泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測量及控制儀器、測控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。</p><p>　　（一）DS

35、18B20的主要特性如下：</p><p>　　適應(yīng)電壓范圍寬：3.0V-5.5V，在寄生電源方式可有數(shù)據(jù)線共電。</p><p>　　在使用中不需要任何外圍元件。</p><p>　　獨特的單線接口方式：DS18B20與微處理器連接時僅需要一條信號線既可實現(xiàn)微處</p><p>　　理器與DS18B20的雙向通信。</p>&

36、lt;p>　　溫度范圍：-55℃~+125℃，在-10℃-+85℃時精度為±0.5℃。</p><p>　　編程可實現(xiàn)分辨率為9-12位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和</p><p>　　0.0625℃，可實現(xiàn)高精度測溫。</p><p>　　在9位分辨率時最多在93.75ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時最多在7

37、50ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字。</p><p>　　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。</p><p>　　用戶可自設(shè)定非易失性的報警上下限值。</p><p>　　負壓特性：電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒壞，但不能正常工作。</p><p>　?。ǘ〥S18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：

38、</p><p>　　64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。該裝置信號線高的時候，內(nèi)部電容器儲存能量通由1線通信線路給片子供電，而且在低電平期間為片子供電直至下一個高電平的到來重新充電。 DS18B20的電源也可以從外部3V-5 .5V的電壓得到。</p><p>　　DS18B20的外部機構(gòu)圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（如圖1-3、1-4）</p>

39、<p>　　圖1-4 DS1820內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖1-3 TQ-92封裝及8腳SOIC封裝</p><p>　?。ㄈ〥S18B20溫度值格式</p><p>　　默認的12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲在18B20的兩個8比特的RAM中，二進制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于0，這5位為0，只要將測到的數(shù)值乘于0.0625即可

40、得到實際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，測到的數(shù)值需要取反加1再乘于0.0625即可得到實際溫度。</p><p>　　圖1-5 DS18B20溫度值格式表</p><p>　　（四）DS18B20采用一線通信接口。因為一線通信接口，必須在先完成ROM設(shè)定，否則記憶和控制功能將無法使用。主要首先提供以下功能命令之一： 1 ）讀ROM， 2 ）ROM匹配， 3 ）搜索ROM， 4 ）跳過

41、ROM， 5 ）報警檢查。這些指令操作作用在沒有一個器件的64位光刻ROM序列號，可以在掛在一線上多個器件選定某一個器件，同時，總線也可以知道總線上掛有有多少，什么樣的設(shè)備。</p><p>　　若指令成功地使DS18B20完成溫度測量，數(shù)據(jù)存儲在DS18B20的存儲器。一個控制功能指揮指示DS18B20的演出測溫。測量結(jié)果將被放置在DS18B20內(nèi)存中，并可以讓閱讀發(fā)出記憶功能的指揮，閱讀內(nèi)容的片上存儲器。溫度

42、報警觸發(fā)器TH和TL都有一字節(jié)EEPROM 的數(shù)據(jù)。如果DS18B20不使用報警檢查指令，這些寄存器可作為一般的用戶記憶用途。在片上還載有配置字節(jié)以理想的解決溫度數(shù)字轉(zhuǎn)換。寫TH,TL指令以及配置字節(jié)利用一個記憶功能的指令完成。通過緩存器讀寄存器。所有數(shù)據(jù)的讀，寫都是從最低位開始。</p><p>　　DS18B20有4個主要的數(shù)據(jù)部件：</p><p>　　（1）光刻ROM中的64位序列

43、號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20的目的。</p><p>　?。?） DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的

44、測量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以0.0625℃/LSB形式表達，其中S為符號位。</p><p>　　DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM，溫度傳感器，溫度報警觸發(fā)器TH和TL,配置寄存器。</p><p><b>　　存儲器</b></p><p>　　DS18B20的存儲器包括高速暫存

45、器RAM和可電擦除RAM，可電擦除RAM又包括溫度觸發(fā)器TH和TL，以及一個配置寄存器。存儲器能完整的確定一線端口的通訊，數(shù)字開始用寫寄存器的命令寫進寄存器，接著也可以用讀寄存器的命令來確認這些數(shù)字。當(dāng)確認以后就可以用復(fù)制寄存器的命令來將這些數(shù)字轉(zhuǎn)移到可電擦除RAM中。當(dāng)修改過寄存器中的數(shù)時，這個過程能確保數(shù)字的完整性。</p><p>　　高速暫存器RAM是由8個字節(jié)的存儲器組成；第一和第二個字節(jié)是溫度的顯示位

46、。第三和第四個字節(jié)是復(fù)制TH和TL，同時第三和第四個字節(jié)的數(shù)字可以更新；第五個字節(jié)是復(fù)制配置寄存器，同時第五個字節(jié)的數(shù)字可以更新；六、七、八三個字節(jié)是計算機自身使用。用讀寄存器的命令能讀出第九個字節(jié)，這個字節(jié)是對前面的八個字節(jié)進行校驗。存儲器的結(jié)構(gòu)圖如圖4.6所示。</p><p>　　64位光刻ROM的前8位是DS18B20的自身代碼，接下來的48位為連續(xù)的數(shù)字代碼，最后的8位是對前56位的CRC校驗。64-位

47、的光刻ROM又包括5個ROM的功能命令：讀ROM，匹配ROM，跳躍ROM，查找ROM和報警查找。64-位光刻ROM的結(jié)構(gòu)圖如圖4.7所示。</p><p>　　DS18B20外部電源的連接方式</p><p>　　DS18B20可以使用外部電源VDD，也可以使用內(nèi)部的寄生電源。當(dāng)VDD端口接3.0V—5.5V的電壓時是使用外部電源；當(dāng)VDD端口接地時使用了內(nèi)部的寄生電源。無論是內(nèi)部寄生電源

48、還是外部供電，I/O口線要接5KΩ左右的上拉電阻。連接圖如圖4.8、圖4.9所示。</p><p><b>　　配置寄存器</b></p><p>　　配置寄存器是配置不同的位數(shù)來確定溫度和數(shù)字的轉(zhuǎn)化。R1，R0是溫度的決定位，由R1，R0的不同組合可以配置為9位，10位，11位，12位的溫度顯示。這樣就可以知道不同的溫度轉(zhuǎn)化位所對應(yīng)的轉(zhuǎn)化時間，四種配置的分辨率分別為

49、0.5℃，0.25℃，0.125℃和0.0625℃，出廠時以配置為12位。4.3.4.2 溫度的讀取</p><p>　　DS18B20在出廠時以配置為12位，讀取溫度時共讀取16位，所以把后11位的2進制轉(zhuǎn)化為10進制后在乘以0.0625便為所測的溫度，還需要判斷正負。前5個數(shù)字為符號位，當(dāng)前5位為1時，讀取的溫度為負數(shù)；當(dāng)前5位為0時，讀取的溫度為正數(shù)。16位數(shù)字擺放是從低位到高位</p>&l

50、t;p>　　DS18B20常用ROM、RAM指令（如表1、表2）</p><p>　　表1 ROM指令表</p><p>　　表2 RAM指令表</p><p>　　(四)DS18B20操作時序</p><p>　　DS18B20的時序有著嚴格的要求，每個操作之間的電平時間必須按照資料上面的進行，不然就不能對溫度傳感器正確的操作，

51、一般有芯片初始化操作、讀操作和寫操作。</p><p>　　DS18B20控制方法</p><p>　　指令約定代碼操作說明</p><p>　　溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動DS18B20進行溫度轉(zhuǎn)換</p><p>　　讀暫存器 BEH 讀暫存器9個字節(jié)內(nèi)容</p><p>　　寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的TH、T

52、L字節(jié)</p><p>　　復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的TH、TL字節(jié)寫到E2RAM中</p><p>　　重新調(diào)E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字節(jié)寫到暫存器TH、TL字節(jié)</p><p>　　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</p><p>　　1.DS18B20的初始化</

53、p><p>　?。?） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。</p><p>　　（2） 延時（該時間要求的不是很嚴格，但是盡可能的短一點）</p><p>　　（3） 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。</p><p>　　（4） 延時750微秒（該時間的時間范圍可以從480到960微秒）。</p><p>　　（5） 數(shù)據(jù)線拉到高電平“1

54、”。</p><p>　　（6）延時等待（如果初始化成功則在15到60毫秒時間之內(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)注意不能無限的進行等待，不然會使程序進入死循環(huán)，所以要進行超時控制）。</p><p>　?。?）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。<

55、/p><p>　　（8） 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。</p><p>　　2. DS18B20的寫操作</p><p>　?。?） 數(shù)據(jù)線先置低電平“0”。</p><p>　?。?） 延時確定的時間為15微秒。</p><p>　?。?） 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。</p>

56、<p>　　（4） 延時時間為45微秒。</p><p>　?。?） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。</p><p>　?。?） 重復(fù)上（1）到（6）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。</p><p>　　（7） 最后將數(shù)據(jù)線拉高。</p><p>　　3. DS18B20的讀操作</p><p>　　（1）將數(shù)據(jù)

57、線拉高“1”。</p><p><b>　?。?）延時2微秒。</b></p><p>　?。?）將數(shù)據(jù)線拉低“0”。</p><p>　?。?）延時15微秒。</p><p>　　（5）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。</p><p>　?。?）延時15微秒。</p><p>　?。?/p>

58、7）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個狀態(tài)位，并進行數(shù)據(jù)處理。</p><p>　?。?）延時30微秒。</p><p>　　3.4.3 74LS138的引腳與功能簡介</p><p>　　74ls138引腳圖</p><p>　　74HC138管腳圖:</p><p>　　74LS138 為3 線－8 線譯碼器，共有 54/7

59、4S138和 54/74LS138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其工作原理如下：      當(dāng)一個選通端（G1）為高電平，另兩個選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平時，可將地址端（A、B、C）的二進制編碼在一個對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。     利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可級聯(lián)擴展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成 32 線譯碼器。

60、     若將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器用與非門組成的3線-8線譯碼器74LS138</p><p>　　3線-8線譯碼器74LS138的功能表</p><p>　　無論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到74LS138的八個輸出引腳，任何時刻要么全為高電平1—芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個為低電平0，其余7個輸出引腳全為高

61、電平1。如果出現(xiàn)兩個輸出引腳同時為0的情況，說明該芯片已經(jīng)損壞。</p><p>　　當(dāng)附加控制門的輸出為高電平（S＝1）時，可由邏輯圖寫出</p><p>　　由上式可以看出，同時又是這三個變量的全部最小項的譯碼輸出，所以也把這種譯碼器叫做最小項譯碼器。</p><p>　　71LS138有三個附加的控制端、和。當(dāng)、時，輸出為高電平（S＝1），譯碼器處于工作狀態(tài)。

62、否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如表3.3.5所示。這三個控制端也叫做“片選”輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來以擴展譯碼器的功能。</p><p>　　帶控制輸入端的譯碼器又是一個完整的數(shù)據(jù)分配器。在圖3.3.8電路中如果把作為“數(shù)據(jù)”輸入端（同時），而將作為“地址”輸入端，那么從送來的數(shù)據(jù)只能通過所指定的一根輸出線送出去。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。例如當(dāng)＝101時，門的輸入端除

63、了接至輸出端的一個以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會被送到其他任何一個輸出端上。</p><p>　　3.4.4 74HC573的引腳與功能簡介</p><p>　　74HC573包含八進制3態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器，是一種高性能硅門CMOS器件。</p><p>　　74HC573跟LS/AL573的管腳一樣。器件的輸入是和標(biāo)準(zhǔn)CMOS輸出兼容的，加

64、上拉電阻他們能和LS/ALSTTL輸出兼容。</p><p><b>　　鎖存器</b></p><p>　　輸入是和標(biāo)準(zhǔn) CMOS 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和 LS/ALSTTL 輸出兼容。</p><p>　　當(dāng)鎖存使能端LE為高時，這些器件的鎖存對于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同步）。當(dāng)鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數(shù)據(jù)會被

65、鎖存。</p><p>　　·三態(tài)總線驅(qū)動輸出　　·置數(shù)全并行存取　　·緩沖控制輸入　　·使能輸入有改善抗擾度的滯后作用　　原理說明：　　74HC573的八個鎖存器都是透明的D 型鎖存器，當(dāng)使能（G）為高時，Q 輸出　　將隨數(shù)據(jù)（D）輸入而變。當(dāng)使能為低時，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。輸出控制不影響鎖存器的內(nèi)部工作，即老數(shù)據(jù)可以保持，甚至當(dāng)輸出被關(guān)閉時，　

66、　新的數(shù)據(jù)也可以置入。這種電路可以驅(qū)動大電容或低阻抗負載，可以直接與系統(tǒng)總線接口并驅(qū)動總線，而不需要外接口。特別適用于緩沖寄存器，I/O 通道，雙向總線驅(qū)動器和工作寄存器。</p><p><b>　　數(shù)碼管簡介</b></p><p>　　此系統(tǒng)采用的是共陰極性的LED數(shù)碼管，高電平點亮。如圖1-6</p><p>　　圖1-6 數(shù)碼管極性及

67、端口分布 </p><p>　　不過，我們此次是采用的四合一的數(shù)碼管。如圖1-7</p><p><b>　　圖 四合一數(shù)碼管</b></p><p>　　圖 數(shù)碼管的硬件連接圖</p><p><b>　　第四章 軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　

68、4.1 源程序說明</b></p><p>　　#include "reg52.h"</p><p>　　#include "intrins.h" //_nop_();延時函數(shù)用</p><p>　　#define Disdata P0

69、 //段碼輸出口</p><p>　　#define discan P2 //掃描口</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p&g

70、t;　　sbit DQ=P1^3; //溫度輸入口</p><p>　　uint h; </p><p>　　uint temp;</p><p>　　uchar code dis_7[12]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f

71、,0x6f,0x00,0x40};</p><p>　　//共陰LED段碼表 "0" "1" "2" "3" "4" "5" "6" "7" "8" "9" "不亮"

72、; "-" </p><p>　　uchar code scan_con[4]={0xfb,0xfa,0xf9,0xf8}; //列掃描控制字</p><p>　　uchar data temp_data[2]={0x00,0x00}; //讀出溫度暫放</p><p>　　uchar da

73、ta display[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; //顯示單元數(shù)據(jù)，共4個數(shù)據(jù)和一個運算暫用</p><p>　　/*****************11us延時函數(shù)*************************/</p><p>　　void delay(uint t)</p><p><b>　　{<

74、/b></p><p>　　for (;t>0;t--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/****************顯示掃描函數(shù)***************************/</p><p><b>　　scan()</b></p&g

75、t;<p><b>　　{</b></p><p><b>　　char k;</b></p><p>　　for(k=1;k<4;k++) //4位LED掃描控制</p><p><b>　　{</b></p><p

76、>　　Disdata=dis_7[display[k]]; //數(shù)據(jù)顯示</p><p>　　discan=scan_con[k]; //位選</p><p>　　delay(200);</p><p><b>　　}</b></p><p><

77、;b>　　}</b></p><p>　　/****************DS18B20復(fù)位函數(shù)************************/</p><p>　　ow_reset(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　char presence=1;</p

78、><p>　　while(presence)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(presence)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DQ=1;_nop_();_nop_(); //從高拉倒低<

79、;/p><p>　　DQ=0; </p><p>　　delay(50); //550 us</p><p>　　DQ=1; </p><p>　　del

80、ay(6); //66 us</p><p>　　presence=DQ; //presence=0 復(fù)位成功,繼續(xù)下一步</p><p><b>　　} </b></p><p>　　delay(45); //延時500 u

81、s</p><p>　　presence=~DQ; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　DQ=1; //拉高電平</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/****

82、************DS18B20寫命令函數(shù)************************/</p><p>　　//向1-WIRE 總線上寫1個字節(jié)</p><p>　　void write_byte(uchar val)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　uchar

83、 i;</b></p><p>　　for(i=8;i>0;i--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DQ=1;_nop_();_nop_(); //從高拉倒低</p><p>　　DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_

84、nop_(); //5 us</p><p>　　DQ=val&0x01; //最低位移出</p><p>　　delay(6); //66 us</p><p>　　val=val/2; /

85、/右移1位</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　DQ=1;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******

86、*********DS18B20讀1字節(jié)函數(shù)************************/</p><p>　　//從總線上取1個字節(jié)</p><p>　　uchar read_byte(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b>&l

87、t;/p><p>　　uchar value=0;</p><p>　　for(i=8;i>0;i--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DQ=1;_nop_();_nop_();</p><p>　　value>>=1;</p><p

88、>　　DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); //4 us</p><p>　　DQ=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); //4 us</p><p>　　if(DQ)value|=0x80;</p><p>　　delay(6);

89、 //66 us</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　DQ=1;</b></p><p>　　return(value);</p><p><b>　　}</b></p><p>

90、　　/****************讀出溫度函數(shù)************************/</p><p>　　read_temp()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ow_reset(); //總線復(fù)位</p><p>　　delay(200);&

91、lt;/p><p>　　write_byte(0xcc); //發(fā)命令</p><p>　　write_byte(0x44); //發(fā)轉(zhuǎn)換命令</p><p>　　ow_reset(); </p><p><b>　　delay(1);</b></p><p&g

92、t;　　write_byte(0xcc); //發(fā)命令</p><p>　　write_byte(0xbe);</p><p>　　temp_data[0]=read_byte(); //讀溫度值的低字節(jié)</p><p>　　temp_data[1]=read_byte(); //讀溫度值的高字節(jié)</p><p&

93、gt;　　temp=temp_data[1];</p><p>　　temp<<=8; </p><p>　　temp=temp|temp_data[0]; // 兩字節(jié)合成一個整型變量。</p><p>　　return temp;

94、 //返回溫度值</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/****************溫度數(shù)據(jù)處理函數(shù)************************/</p><p>　　//二進制高字節(jié)的低半字節(jié)和低字節(jié)的高半字節(jié)組成一字節(jié),這個</p><p>　　//字節(jié)的二進制轉(zhuǎn)換為十進制

95、后,就是溫度值的百、十、個位值,而剩</p><p>　　//下的低字節(jié)的低半字節(jié)轉(zhuǎn)化成十進制后,就是溫度值的小數(shù)部分</p><p>　　/********************************************************/</p><p>　　work_temp(uint tem)</p><p><b

96、>　　{</b></p><p>　　uchar n=0;</p><p>　　if(tem>6348) // 溫度值正負判斷</p><p>　　{tem=65536-tem;n=1;} // 負溫度求補碼,標(biāo)志位置1</p><p>　　

97、display[4]=tem>>4; // 取中間八位,即整數(shù)部分的值</p><p>　　display[3]=display[4]/100; // 取百位數(shù)據(jù)暫存</p><p>　　display[1]=display[4]%100; // 取后兩位數(shù)據(jù)暫存</p><p>　　dis

98、play[2]=display[1]/10; // 取十位數(shù)據(jù)暫存</p><p>　　display[1]=display[1]%10; </p><p>　　/******************符號位顯示判斷**************************/</p><p>　　if(!display[3]) </p>&

99、lt;p><b>　　{</b></p><p>　　display[3]=0x0a; //最高位為0時不顯示</p><p>　　if(!display[2]) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　display[2]=0x0a;

100、 //次高位為0時不顯示</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(n){display[3]=0x0b;} //負溫度時最高位顯示"-"</p><p><b>　　}

101、</b></p><p>　　/****************主函數(shù)************************/</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Disdata=0xff; //初始化端口</

102、p><p>　　discan=0xff;</p><p>　　for(h=0;h<4;h++) //開機顯示"0000"</p><p>　　{display[h]=0;} </p><p>　　ow_reset(); //復(fù)位</p><

103、p>　　write_byte(0xcc); //Skip ROM</p><p>　　write_byte(0x44); //發(fā)轉(zhuǎn)換命令</p><p>　　for(h=0;h<100;h++) //開機顯示"0000"</p><p><b>　　{sc

104、an();}</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　work_temp(read_temp()); //處理溫度數(shù)據(jù)</p><p>　　scan();

105、 //顯示溫度值</p><p>　　//***********************結(jié)束**************************//</p><p>　　第五章 系統(tǒng)的調(diào)試與使用</p><p>　　5.1 系統(tǒng)使用說明</p><p><b>　　KEIL C51 </b></p&

106、gt;<p>　　㈠、KEIL C51編程軟件簡介</p><p>　　Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面，包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，

107、通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起?？梢酝瓿删庉?、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。</p><p>　?、妗EIL C51的使用方法</p><p><b>　　項目文件的建立</b></p><p>　　KEIL C51軟件是第二版本的（KEIL Uv2），所以打開的界面如圖2-1。</p>&l

108、t;p>　　圖 KEIL Uv3 主界面</p><p>　　選擇Project菜單下的New Project命令，彈出如圖2-2對話框。 </p><p>　　圖 Create New Project 對話框</p><p>　　在鍵入“測溫系統(tǒng)”過后彈出圖2-3芯片選擇對話框，在這里選擇使用的Atmel 公司的AT89C52芯片如圖2-4。

109、此時會提醒用戶是不是添加啟動代碼，這里選“是”。</p><p>　　圖 選擇AT89C52</p><p>　　2、給工程添加源文件</p><p>　　單擊右圖所標(biāo)的，在彈出的對話框中添加一個源文件后綴名為“*.C”的文件，我們這里添加“測溫系統(tǒng).C”文件，如圖所示。</p><p>　　圖 添加工程源文件</p&g

110、t;<p>　　不過，在剛開始建立的工程中一般沒有源文件的，所以我們要新建一個源文件。我們可以點擊右面標(biāo)注所以的圖標(biāo)，再保存、命名。如2-7所示，這里我們命名為“18B20溫度測量.C”</p><p><b>　　圖 保存對話框</b></p><p>　　3、編譯、連接項目，形成目標(biāo)文件</p><p>　　把保存了的工程

111、源文件添加到工程當(dāng)中過后，我們就可以編程、連接、調(diào)試了。在編譯之前我們設(shè)置一下，在通過過后會生成“*.HEX文件”，這就是單片機所需的程序文件。設(shè)置如圖.</p><p><b>　　圖 工程設(shè)置 </b></p><p>　　編譯、連接時，如果程序有錯，則編譯不成功，并在下面的信息窗口給出相應(yīng)的提示信息，以便用戶修改。如圖，這個是編譯成功的情況。</p>

112、;<p><b>　　圖 編譯成功</b></p><p><b>　　二、STC-ISP</b></p><p>　?、濉TC-ISP軟件簡介</p><p>　　STC-ISP 是一款單片機下載編程燒錄軟件，是針對STC系列單片機而設(shè)計的，可下載STC89系列、12C2052系列和12C5410等系列的

113、STC單片機，使用簡便，現(xiàn)已被廣泛使用。</p><p>　?、?、STC-ISP的使用方法</p><p>　　現(xiàn)目前使用的是STC-ISP的版本是V4.8.3的版本。打開軟件，出現(xiàn)如圖2-10所示的界面。 </p><p>　　圖2-10 STC-ISP V4.8。3 主界面</p><p>　　在程序下載之前要先設(shè)置，要選擇對應(yīng)的芯

114、片、COM口、波特率（一般可以默認不變）。</p><p>　　設(shè)置好過后再用串口線把電腦和開發(fā)板連接好就可以下載程序到芯片當(dāng)中了，點擊主界面的“OpenFile/打開文件”，彈出如圖2-11的對話框，選擇需要的“*.HEX或者是*.BIN”文件。</p><p>　　在下載時候，開發(fā)板需要重新復(fù)位一次，可用對開發(fā)板重新上電的辦法。</p><p>　　圖2-11

115、 Open file 對話框</p><p>　　5.2 系統(tǒng)的調(diào)試過程</p><p>　　在本次設(shè)計中碰到了許多的問題，大部分經(jīng)過努力都一一克服了。</p><p>　　由于溫度測量儀原理不是太復(fù)雜，因此此次設(shè)計僅僅碰到的問題有一下這些：</p><p>　　1．小數(shù)點顯示問題。課程設(shè)計要求溫度精確到一度，但是學(xué)習(xí)參考的程序都是精確

116、到0.1度，所以在修改程序時小數(shù)部分顯示為0，不能完全去除。后來通過修改for循環(huán)中的k初值，去掉數(shù)組的第0個才完善顯示部分。</p><p>　　2.硬件問題。此次硬件我使用的單片機開發(fā)板用了74LCX573鎖存器，查閱資料時找不到，參考了74HC573的引腳及功能。</p><p>　　3.程序編譯錯誤。程序編譯錯誤主要有3個方面：語法錯誤、邏輯錯誤、輸入錯誤。這就需要仔細認真的去多次

117、反復(fù)查看程序。</p><p>　　4.DS18B20復(fù)位值85度。DS18B20復(fù)位值是85度，所以第二次接通電源時總是顯示85，很郁悶，以為程序出了問題，查閱資料后才發(fā)現(xiàn)是傳感器的出廠復(fù)位值。</p><p><b>　　收獲與體會</b></p><p>　　經(jīng)過一周的努力，順利的完成了單片機課設(shè)。這是一個磨練意志的過程。此外，對于我們工

118、科的學(xué)生，思維方面就應(yīng)該要快，在此類型的實習(xí)當(dāng)中，對我們的思維能力有很好的鍛煉。單片機應(yīng)用系統(tǒng)所具備的就是要有清晰的思路，尤其是邏輯方面的思考，而且，在數(shù)電、模電方面的知識必須要有良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　我覺得此實習(xí)意義在于我們對所學(xué)知識的綜合運用的一個考驗，不僅鍛煉了我們綜合運用能力，還培養(yǎng)了學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)習(xí)不會那么枯燥，提高了教學(xué)質(zhì)量，對學(xué)生的理解有著很大的幫助，對我們以后的工作、學(xué)習(xí)、生活起到了積

119、極作用。更主要的是，通過這次課程設(shè)計體驗到了自己動手的樂趣，學(xué)習(xí)到了合作的重要性，更培養(yǎng)了自己謹慎與認真的品質(zhì)。其實如何有效和快速的找到資料也是課設(shè)給我的啟發(fā)，利用好圖書館和網(wǎng)絡(luò)，是資源的到最好的利用。與他人交流思想是取得成功的關(guān)鍵，在交流中，不僅強化了自己原有的知識體系，也擴展了自己的思維。課設(shè)是一個通過思考、發(fā)問、自己解惑并動手、提高的過程。我會在以后的學(xué)習(xí)中不斷學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗，完善自己。</p><p>　

120、　感謝老師為我們組織了這次課程設(shè)計綜合訓(xùn)練，一方面通過C51單片機等一些器件的設(shè)計讓我學(xué)習(xí)和掌握了單片機技術(shù)的基礎(chǔ)知識和技術(shù)要點，也使以前學(xué)的很多知識都得到了運用；另一方面在用DXP軟件畫電路圖時，然后再轉(zhuǎn)換成一維的WORD中進行編輯，這個過程中讓我掌握了計算機輔助的設(shè)計技術(shù)。當(dāng)然，這是一個需要不斷的嘗試，不斷的校核，不斷的修改，最后完成一個合理的設(shè)計的過程。需要的是細心和耐心。在很大程度上培養(yǎng)了我拼搏的工作精神。使我受益匪淺，更加明確

121、了自己專業(yè)的方向。</p><p><b>　　非常感謝金老師！</b></p><p><b>　　附錄 系統(tǒng)源程序</b></p><p>　　#include "reg52.h"</p><p>　　#include "intrins.h"