205电子系统实践报告

XX大学XX学院电子系统实践报告系 别: 专 业: 班 级: 姓 名: 学 号: 一、摘要：本实践教学环节是应用已经学过的单片机知识、智能仪器原理、电子系统设计理论、相关编程技术以及相关仿真软件等知识，设计一个简单的电子应用系统多路温度传感器。数字式多路温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路组成。二、关键词: 单片机、温度传感器、80C51、DS18B20、1602 LCD三、系统总体设计及方案设计题目、内容、要求设计题目：简单的数据采集系统。设计内容：设计一个多路温度采集系统，基本要求为至少采集3路温度信号（采用DS18B20温度传感器） ，采集的数据系统自动存储并显示，采用数1602 LCD显示屏显示多路采集的结果。设计要求：1采集的温度数据精确到小数点一位，如：23.52LCD上实时显示多路的采集结果，至少3路；3外扩按键，可以设置采集温度的上、下界限，当检测到温度超过此界限时，系统会自动进行声光报警等。4.设计过程可先通过PROTEUS仿真软件对系统进行软硬件设计及仿真，再进行实物制作。系统原理及基本框图系统基本流程图1-1主控制器（AT89C51）多路温度采集（DS18B20）温度显示器（LED）输入控制电路（按键）报警控制电路(蜂鸣器) 如图1-1所示，采用智能温度传感器（DS18B20）采集环境温度并进行简单的模数转换；单片机（AT89C51）执行程序对温度传感器传输的数据进行进一步的分析处理，转换成环境对应的温度值，通过I/O口输出到数码显示管（LED）显示；由键盘输入控制选择某采集电路检测温度及显示；报警电路对设定的最高最低报警温度进行监控报警。方案说明温度采样处理电路由温度传感器、放大电路、A/D转换电路等组成。采用分块结构的温度采样处理电路，其硬件电路结构复杂，也不便于数据的处理。采用智能温度传感器采样处理电路，能够方便的进行温度的采集及简单的数据处理。并且可以达到设计的技术指标要求。本系统选择智能温度传感器DS18B20作为温度采集电路的核心器件。由DS18B20及辅助电路构成温度采集电路。方案论证1、显示部分YB1602A 是一种字符型液晶模块。共可以显示 2 行×16 个字符，每个字符是由 5×8点阵组成的字符块集。字符型液晶显示模块由字符型液晶显示屏（LCD），控制驱动主芯片SPLC780C 及其扩展驱动芯片 SPLC1OO，配以少量外围阻容元件结构件等装配在 PCB 板上而成。YB1602A 采用 COB 工艺制作，结构稳定，使用寿命长。YB1602A 应用于智能仪器仪表通讯办公自动化以及军工领域。具体引脚接法：第1脚：VSS为地电源，第2脚：VDD接5V正电源，第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度（建议接地，弄不好有的模块会不显示），第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第1516脚：空脚（有的用来接背光）2、温度转换部分温度采样处理电路由温度传感器、放大电路、A/D转换电路等组成。采用分块结构的温度采样处理电路，其硬件电路结构复杂，也不便于数据的处理。采用智能温度传感器采样处理电路，能够方便的进行温度的采集及简单的数据处理。并且可以达到设计的技术指标要求。本系统选择智能温度传感器DS18B20作为温度采集电路的核心器件。由DS18B20及辅助电路构成温度采集电路。3、报警部分（1）报警控制电路采用压电式蜂鸣器作发声体，用三极管对蜂鸣器发声进行控制。报警控制电路由单片机AT89C51的P3.5口作输出，通过一个限流电阻与三极管C945的基极相连接。三极管C945集电极连接电源。三极管C945射电极接蜂鸣器（BUZZER）的一端。报警控制信号由单片机AT89C51的P3.5端输出，通过一个限流电阻加到三极管C945的基极。当P3.5端的输出信号发生变化时，则三极管C945将交替的工作于截止、饱和状态，形成高低电平的波，从而使压电蜂鸣器发出声音。（2）使用两个发光二极管作为上限和下限的报警。四、芯片介绍（1）DS18B20DS18B20供电方式外部电源供电方式是DS18B20最佳的工作方式，工作稳定可靠，抗干扰能力强，而且电路也比较简单，可以开发出稳定可靠的多点温度监控系统。在外接电源方式下，可以充分发挥DS18B20宽电源电压范围的优点，即使电源电压VCC降到3V时，依然能够保证测量精度。所以本系统采用外部电源供电方式。在外部电源供电方式下，DS18B20工作电源由VDD引脚接入，此时I/O线不需要强上拉，不存在电源电流不足的问题，可以保证转换精度，同时在总线上可以挂接任意多个DS18B20传感器，组成多点测温系统。外部电源供电方式如图7所示。在外部供电方式下，DS18B20的GND引脚必须接地，不能悬空，否则不能转换温度，读取的温度总是85。DS18B20外部电源供电图（2）80C51单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚     P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。     P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。      P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。     P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。     /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 五、设计总结通过这次电子系统实践，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新可以是在原有的基础上进行改进，使之功能不断完善，成为真己的东西。这次实习让我受益匪浅，无论从知识上还是其他的各个方面。上课的时候的学习从来没有接触过真正的单片机，只是从理论的角度去理解枯燥乏味。但在实习中模拟使用了单片机及其系统，能够理论联系实际的学习，开阔了眼界，提高了单片机知识的理解和水平。在这次课程设计中又让我体会到了合作与团结的力量，当遇到不会或是设计不出来的地方，我们就会相互讨论或者帮助。团结就是力量，无论在现在的学习中还是在以后的工作中，团结都是至关重要的，有了团结会有更多的理念、更多的思维、更多的情感。单片机是很重要的一门课程，尽管我们在课堂学到的内容很有限，但在以后的学习中单片机还需要好好的深入研究和学习，学好了单片机也就多了一项生存的本钱。附录主程序：#include<reg52.h>#include"lcd1602.h"#include"ds18b20.h"#include"ds18b20_2.h"#include"ds18b20_3.h"#define uchar unsigned char #define uint unsigned int#define TIMER0_COUNT 0xEE11sbit SPK=P35;sbit LED1=P36;sbit LED2=P37;sbit up=P27;sbit down=P26;uchar A7,A8;bit flag; uint wendu,w; uint wendu1; uint wendu2;uchar count,timer0_tick,count=0;static void timer0_initialize(void) EA=0; timer0_tick=0; TR0=0; TMOD=0X01; TL0=(TIMER0_COUNT & 0X00FF); TH0=(TIMER0_COUNT >> 8); PT1=1; ET0=1; TR0=1; EA=1; void display_temp() uchar A1,A2; uchar A3,A4; uchar A5,A6; tmpchange(); wendu=tmp(); A1=wendu/10; A2=wendu%10; gotoxy(1,1); display_data(A1);