摘要
环境温度对工业、农业、商业和人们的日常生活都有很大的影响，而温度的测量也就成为人们生产生活中一项必不可少的工作。传统的测温仪测量费时，准确度也较低，数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示。
本设计所介绍的多点数字温度计使用AT89C52单片机，测温传感器使用DS1621， LCD1602液晶显示屏实现温度显示。DS1621数字温度传感器与AT89C52单片机组成的测温系统，具有线路简单、体积小等特点，而且可以挂接多个DS1621，因此可以构成多点温度测控系统。
关键词：单片机；DS1621；多点；数字温度计
Abstract
The ambient temperature has a great impact on industry, agriculture, business and people's daily lives, and temperature measurement has become an essential work for people to produce life.Traditional thermometer measuring time-consuming，accuracy is also low，digital thermometer compared with the traditional thermometer，with easy reading，temperature wide range, accurate temperature measurement, the output temperature digital display.
Multi-point digital thermometer system described in this design include AT89C52 microcontroller, the DS1621 temperature sensor and LCD1602 liquid crystal display. This system has simple lines, small size and other good characteristics, it can be attached to multiple DS1621.
Keywords:Microcontroller; DS1621; multi-point; digital thermometer
目录
摘要........................................................................ I Abstract . (Ⅱ)
第1章绪论 (1)
1.1 研究背景 (1)
1.2 温度计的原理与发展 (1)
1.3 电子温度计的概述 (2)
1.4 开发软件 (4)
1.5 仿真软件 (4)
1.6 本论文主要工作 (6)
第2章系统总体方案设计 (1)
2.1 引言 (1)
2.2 系统概述 (1)
2.3 硬件电路介绍 (1)
2.3.1 单片机 (1)
2.3.2 复位电路 (2)
2.3.3 时钟振荡电路 (3)
2.3.4 按键电路 (4)
2.3.5 显示电路 (5)
2.3.6 数字温度传感器DS1621 (6)
2.3.7 I2C总线 (8)
第3章系统软件设计 (11)
3.1 主程序 (11)
3.2 显示子程序 (14)
3.3 温度转换命令子程序 (16)
第4章系统调试与仿真 (20)
4.1 利用Keil和Proteus进行调试 (20)
4.1.1 Proteus原理图绘制 (20)
4.1.2 Keil程序编译 (20)
4.1.3 Proteus仿真 (21)
4.2 仿真结果 (22)
第5章总结 (24)
参考文献 (25)
致谢........................................................ 错误！未定义书签。附录. (26)
第1章绪论
1.1 研究背景
21世纪，科学技术的发展日新月异，科技的进步带动了测量技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了翻天覆地的变化。我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术也成为当今科技的一个主流，广泛地深入到研究和应用工程的各个领域。
温度计作为测温器件广泛应用于日常生活、工业、农业、军事、教育、航天
航空等领域，是应用最广泛的产品之一。传统温度计采用水银热胀冷缩原理制成，价格便宜，但使用、保存、运输、携带都十分不便，并伴有环境污染。而数字温度计正好满足了这个需求。电子数字温度计以单片机为核心，以温度传感器为基础，具有使用方便，操作简单，测温范围大，测量精确，输出温度数字显示等特点。它不仅使用方便，而且调节灵活，给人们的生产生活带来极大方便，近几年来被广泛用于单片机控制的仪器仪表和低功耗电子产品中，是未来工业生产家庭显示器发展的主流方向。
分布式温度传感器在电力工业、煤矿、森林、火灾、高层建筑、航空、航天飞行器等有着重要的应用前景，引起研究人员的广泛关注。近年来，已经有不少分布式温度传感器的报道，包括基于光纤非线性效应的拉曼温度传感器等，但由于其昂贵的成本而无法得到广泛的应用。
1.2 温度计的原理与发展
两个冷热不同的物体放在一起，互相接触，经过一段时间后，两个温度就会达到相同的冷热程度。这时用科学术语说，它们相互达到了热平衡。再进一步，如果有三个物体A、B、C，其冷热程度不同，A 和B 互相隔开，并使A 和B 与物体C 相接触。经过一段时间后，A 和C 及B 和C 都达到了热平衡。这时，如果再使A 和B 相接触，则会发现A 和B 之间不发生热传递，各自的温度也不发生变化。这
说明A 和B 在开始接触时就处于热平衡状态。由此会得到一个结论：如果物体A 和B 都跟第三个物体C 处于热平衡状态，则A 和B 也必定处于热平衡状态，即一切互为热平衡的物体都具有相同的温度。这就是用温度计测定物体温度的依据。
最早的温度计是在 1593 年由意大利科学家伽利略(1564～1642)发明的。他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管，另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热，然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化，玻璃管中的水面就会上下移，根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。这种温度计，受外界大气压强等环境因素的影响较大，所以测量误差大。
以后荷兰人华伦海特在1709 年利用酒精，在1714 年又利用水银作为测量物质，制造了更精确的温度计。他观察了水的沸腾温度、水和冰混合时的温度、盐水和冰混合时的温度，经过反复实验与核准，最后把一定浓度的盐水凝固时的温度定为0℉，把纯水凝固时的温度定为32℉，把标准大气压下水沸腾的温度定为212℉，用℉代表华氏温度，这就是华氏温度计。在华氏温度计出现的同时，法国人列缪尔(1683～1757)也设计制造了一种温度计。他认为水银的膨胀系数太小，不宜做测温物质。他专心研究用酒精作为测温物质的优点。他反复实践发现，含有1/5 水的酒精，在水的结冰温度和沸腾温度之间，其体积的膨胀是从1000 个体积单位增大到1080 个体积单位。因此他把冰点和沸点之间分成80 份，定为自己温度计的温度分度，这就是列氏温度计。
华氏温度计制成后又经过30 多年，瑞典人摄尔修斯于1742 年改进了华伦海特温度计的刻度，他把水的沸点定为零度，把水的冰点定为100 度。后来他的同事施勒默尔把两个温度点的数值又倒过来，就成了现在的百分温度，即摄氏温度，用℃表示。华氏温度与摄氏温度的关系为：℉＝9/5℃+32，或℃＝5／9(℉-32)。现在英、美国家多用华氏温度，德国多用列氏温度，而世界科技界和工农业生产中，以及我国、法国等大多数国家则多用摄氏温度。随着科学技术的发展和现代工业技术的需要，测温技术也不断地改进和提高。由于测温范围越来越广，根据不同的要求，又制造出满足不同需要的测温仪器。
1.3 电子温度计的概述
电子温度计以单片机为核心，以温度传感器为基础，具有使用方便，操作简
单，测温范围大，测量准确，输出温度数字显示等特点，它不仅使用方便，而且调节灵活，给人们的生活带来极大的方便。近几年来被广泛用于单片机控制的仪器仪表和低功耗电子产品，是未来工业生产和家庭显示器发展的主流。
温度测量涉及各行各业，而传统的温度测量仪器有酒精温度计、煤油温度计、水银温度计等，都需人工手动测量。在科学技术发展的今天很多场合(有毒、高温、无人等)，用传统的温度测量技术就显得比较麻烦，所以数字化温度计的需求就变得非常迫切。单片机的出现，电子技术的飞速发展，使温度计的自动化、数字化就变得容易实现。
数字温度计的应用主要是在温度控制上。凡需加热的场合，往往都需要对加热功率、加热温度和加热时间进行控制、调节和显示。而电热控制元件按其控制目的分成温度控制、功率控制和时间控制三种方式。其中温度控制又分热双金属温控元件、磁性温控元件，功率控制分开关调位和可控硅调位。时间控制分机械式定时器和电子式定时器。热双金属温控元件控温精度±l0℃，本身结构和应用系统均较简单，价格便宜，控温点调节方便。但精度较差，适用于家用电热器。磁性温控元件控温精度±1℃，结构简单，温度控制精度高，但是控温点调节不方便。热电阻和热电偶温控元件温控精度分别可达±1℃、±0.5℃，温度控制精度高，本身结构不复杂，但系统复杂，价格较贵，控温点调节方便，可实现自动化，适合于工业电热装置。特别是热电阻能够真实地反映被测点的温度，信号传输受干扰较小，应用最趋于广泛。热电阻的R t =R0(1+At+Bt2+Ct3+……)，式中R0—0℃时的电阻件(Ω)，t—被测介质温度，A、B、C—分度常数。开关调位控温精度约±10℃，温度控制精度低、温度波动较大，但系统简单、价格低、故障少、可靠性强。可控硅调位温度控制精度±3℃，比开关调位高、无噪声、无触点，但移相能发电路对电网波形有干扰。零位触发线路系统较复杂。机械式定时控温精度
±10℃，定时精度不高，但动作可靠性较高。维修方便，价格便宜。电子定时器控温精度士5%，定时精度较高，但系统较复杂，价格较贵。此外，还有温包式温控元件，电接点水银温度计温控元件等等。
数字显示温度调节仪还有TA091～097、DB500、DBl000 等型号。为了满足生产工艺的要求。还有数字式程序调节仪，如上海大华仪表公司的KP系列产品。可最多贮藏19种程序段，每个程序段最多能由19个步进组成，程序段可以随意连接和反复。可灵活地进行程序段的组合，在每个步进中8种PID常数可任意选择，另8
种PID常数由SV值自动选择，在广泛的温度范围内可实现最佳的程序控制。
1.4 开发软件
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。
Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows 界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍Keil C51开发系统各部分功能和使用。
C51工具包的整体结构，uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos 的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及C51编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。
Keil的优点：
1.Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。
2.与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。
1.5 仿真软件
目前，存在的仿真软件有WAVE、SKYEYE、ARMULATOR、KEIL 等。其中南京伟
福实业有限公司的WAVE 软件既可配合仿真器使用，也可脱机仿真，仿真的是51、PIC、ARM 等系列单片机。SKYEYE 是一个在Linux 和Windows平台上实现纯软件仿真的IDE，是指令级仿真器，可仿真多款MCU 硬件系统，但要针对相应的开发板硬件。ARM 公司的IDE-ADS 中的指令集模拟器ARMULATOR，仿真的对象是ARM 核，仿真了特定的硬件。德国KEIL 公司的KEIL 软件是基于5051 的单片机编译、仿真软件，其功能强大，但价格昂贵。
本次设计使用的是 Proteus 仿真软件。Proteus 是英国Labcenter 公司开发的电路分析与仿真软件，用于仿真、分析各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：
1）实现了单片机仿真和Spice 电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS 232 动态仿真、I2C 调试器、SPI 调试器、键盘和LCD 系统仿真的功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
2）支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有:68000 系列、8051系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各种外围芯片。
3）提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态,因此在该软件仿真系统中,也必须具有这些功能; 同时支持第三方的软件编译和调试环境, 如
KeilC51μVision 2 等软件。
4）具有强大的原理图绘制功能。启动Proteus 后将出现ISIS 的设计窗口。包括:标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮(最下面一行)、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。
Proteus 与其它单片机仿真软件不同的是,它不仅能仿真单片机CPU 的工作
情况, 也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。因此在仿真和程序调试时, 关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变, 而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验, 从某种意义上讲, 是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。同时, 当硬件调试成功后, 利用Proteus ARES 软件, 很容易获得其PCB 图,为今
后的制造提供了方便。
1.6 本论文主要工作
本文将介绍一种基于单片机 AT89C52 控制的多点数字温度计，以DS1621 为温度传感器、LCD1602液晶显示器显示温度。通过Keil软件来进行程序编写，最后通过proteus软件对整个系统进行仿真。
第2章系统总体方案设计
2.1 引言
随着计算科学的迅速发展，设计一个数字温度计的方法也变的多种多样。可以用ARM，有的基于数字电路，有的则是利用CPLD 设计温度计，像这样的设计很多，而本设计所选择的方案是利用单片AT89C52 来设计一个简单的多点数字温度计。
2.2 系统概述
此设计介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确的优点。控制器使用的是单片机AT89C52，测温传感器使用的是DS1621，LCD液晶显示屏实现温度显示。系统构成如图
图 2.1
2.3 硬件电路介绍
2.3.1 单片机
单片机采用美国ATMEL公司生产的AT89C52 单片机。AT89C52是一种低功耗、
高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。AT89C52使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业89C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，AT89C52拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89C52主要功能参数：
1、兼容MCS51指令系统
2、8k可反复擦写(大于1000次）Flash ROM；
3、32个双向I/O口；
4、256x8bit内部RAM；
5、3个16位可编程定时/计数器中断；
6、时钟频率0-24MHz；
7、2个串行中断，可编程UART串行通道；
8、2个外部中断源，共8个中断源；
9、2个读写中断口线，3级加密位；
10、低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能；
11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式，以适应不同产品的需求。AT89C52 的引脚图如图2.1所示：
图2.2 AT89C52引脚示意图
2.3.2 复位电路
复位电路采用RC充电电路组成上电复位单片机电路，当系统上电时，在上电
初期，电容C充电，使复位脚持续高电平，当C充电到达一定程度复位脚电位会慢慢变低，最后被电阻R 完全拉低，高电平复位的时间由充电的时间决定，充电时间又由R 与C 的阻值和容值之积决定。
在复位输入端出现高电平的时候实现单片机复位和初始化。在振荡器运行的情况下，要实现复位操作，必须使复位脚至少保持两个机器周期（24 个振荡周期）的高电平。CPU 在第二个机器周期内执行内部复位操作，以后每个机器周期重复一次，直到复位端电平变低。复位期间不产生ALE 和PSEN 信号。内部复位操作使得堆栈指示器SP 为07H，各端口都为1（P0—P3 口全部都是0FFH）。特殊功能寄存器都复位为0，但不影响内部RAM 的状态，当RST 脚返回低电平以后，CPU 从0 地址开始执行程序。
加电瞬间复位端的电位与 VCC 相同，随着RC 电路充电电流减小，复位端的电位逐渐下降。只要复位端保持10 豪秒以上的高电平就能使AT89C52 单片机有效的复位。复位电路中的RC 参数通常都由实验调整，当振荡频率选用11.0592M 的时候，C选用10u 电容，R选用200，便能可靠地实现加电自动复位。若采用RC 电路接斯密特电路的输入端，斯密特电路输出端接AT89C52 单片机和外围电路的复位端，能使系统可靠的同步复位。
图 2.3
2.3.3 时钟振荡电路
AT89C52内部有一个用于构成震荡器的高增益反向放大器，此放大器的输入端和输出端分别是XTAL1和XTAL2，在XTAL1和XTAL2上外接晶振可构成时钟电路。时钟电路在单片机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢。本次设计采用内部方式的外部时钟接法。为达到振荡周期是12MHZ的要求，这里要采用12MHZ的晶振，电容C1、C2
对频率有微调作用，故外接晶振时，C1和C2在本设计中选择20pF，振荡频率取12MHz。晶振的两个引脚分别连到XTAL1和XTAL2振荡脉冲输入引脚。具体连接图如图所示：
图2.4
2.3.4 按键电路
按键电路主要功能是对多个温度传感器进行切换，从而是各个温度传感器的温度可以显示在LCD屏幕上。按键采用动态扫描方式得到键值。如图：P1.0 的电位在没有按键按下的时候是高电平，当KEY1 按下后，P1.0 会迅速拉低成低电平，然后再判断KEY1 键是不是松开，若松开得到键值后调用键盘按下功能程序。
图2.5
2.3.5 显示电路
显示屏是最常用的输出设备。特别是发光二极管显示器（LED）和液晶显示器（LCD），由于结构简单，价格便宜，接口容易等特点得到广泛的应用。尤其
是单片机系统中大量使用。本设计选用的LCD1602液晶显示屏，1602LCD微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧，常用在袖珍式仪表和低功耗应用系统中。
1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔每行之间也有间隔起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以他不能显示图形。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。
1602LCD特性：
●+5V电压，对比度可调
●内含复位电路
●提供各种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能
●有80字节显示数据存储器DDRAM
●内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM
●8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM
图2.6
2.3.6 数字温度传感器DS1621
DS1621是DALLAS公司生产的一种功能较强的数字式温度传感器和恒温控制器。与同系列的DS1620相比控制更为简单，接口与I2C总线兼容，且可以使用一片控制器控制多达8片的DS1621。其数字温度输出达9位，精度为0.5℃。通过读取内部的计数值和用于温度补偿的每摄氏度计数值，利用公式计算还可提高温度值的精度。DS1621可工作在最低2.7V电压下，适用于低功耗应用系统。利用DS1621和一片2051单片机即可构成一个简洁但功能强大的低电压温度测量控制系统。
1. DS1621基本特性
DS1621无需外围元件即可测量温度，将结果以9位数字量(两字节传输)给出，测量范围为－55℃～＋155℃，精度为0.5℃；典型转换时间为1s；用户可自行设置恒温计的温度值，且将该设置值存储在非易失存储器中。数据的读出和写入通过一个2－线串行接口完成，DS1621采用8脚DIP或SOIC封装。
DS1621的引脚描述如下所示：
DS1621既可独立工作(此时作为恒温控制器)，也可通过2－线接口在MPU的控制下完成温度的测量和计算。DS1621的工作方式是由片上的设置/状态寄存器来决定的，该寄存器的定义如下：
其中DONE为转换完成位，温度转换结束时置1，正在进行转换时为0；THF为
高温标志位，当温度超过TH预置值时置1；TLF为低温标志位，当温度低于TL预置值时置1；NVB为非易失存储器忙位，向片内E2PROM写入时置1，写入结束后复位写入E2PROM通常需要10ms；PCL为输出极性位，为1时激活状态为逻辑高电平，为0时激活状态为逻辑低电平，该位是非易失的；1SHOT为一次模式位，该位为1时每次收到开始转换命令执行一次温度转换，为0时执行连续温度转换，该位亦是非易失的。
DS1621在嵌入一个系统前，需由MPU将设置/状态寄存器值通过2－线接口写入该寄存器，之后DS1261或作为恒温计独立工作，或在MPU控制下进行温度测量和计算。MPU对DS1621的控制和写入是通过2－线接口进行数据传输的，MPU对DS1621发命令字，之后完成对DS1621的读或写。由于数据传输协议满足I2C总线规范，MPU可将DS1621作为具有I2C总线接口的从器件对待，器件地址为1001A2A1A0R/W，通过A2A1A0编码，一次可控制最多8片DS1621，完成8点温度采样。写入和读出数据格式和时序完成按串行通讯接口规范，SCL和SDA线满足串口通讯启动条件，MPU发出器件地址字节，其中R/W决定读/写方向。MPU发出DS1621的命令字，DS1621发出ACK信号，之后为从器件的数据字节，主器件的ACK信号，……，最后为串口通讯结束条件，完成一次数据通讯。
DS1621的命令集包含下述8个命令字：
该命令读出最近一次温度转换的结果。DS1621将送出两字节数据：第一字节为8位二进制温度值(摄氏温度)，该数据以二进制补码形式给出，其中最高位为温度符号位(0为高于0℃，1为低于0℃)，第二字节最高位为精度位(0为0.0℃，1为0.5℃)，其余位不用。
●读写TH寄存器命令[A1h]
若R/W为0，该命令写入高温寄存器TH，之后MPU发出两字节温度上限值以确定DS1621的恒温上限；若R/W为1，DS1621送出两字节的TH寄存器值。
●读写TL寄存器命令[A2h]
若R/W为0，该命令写入低温寄存器TL，之后MPU发出两字节温度下限值以确定DS1621的恒温下限；若R/W为1，DS1621送出两字节的TL寄存器值。
●读写设置命令[ACh]
若R/W为0，该命令写入设置/状态寄存器，之后MPU发出一字节设置/状态寄存器值以确定DS1621的工作方式；若R/W为1，DS1621送出设置/状态寄存器值。
●读计数器命令[A8h]
该命令只在R/W为1时有效，发出命令后，DS1621送出计数器计数值COUNT_REMAIN。
●读斜率命令[A9h]
该命令只在R/W为1时有效，发出命令后，DS1621送出用于温度补偿的斜率计数器值，即前面提到的每摄氏度计数值COUNT_RER桟。
●开始温度转换命令[EEh]
该命令启动温度转换，无需更多数据。在一次工作方式下，该命令启动转换，DS1621完成之后保持空闲；在连续工作方式下，该命令启动DS1621连续进行温度转换。
●结束温度转换命令[22h]
该命令结束温度转换，无需更多数据。在连续工作方式下，该命令停止DS1621的温度转换，之后DS1621保持空闲直到MPU发出新的开始温度转换命令来继续温度转换。
通过该命令集可以看出，DS1621既可以作为独立的恒温控制器单独工作(利用命令A1h、A2h、ACh)，也可以进行实时的温度测量(利用命令AAh、ACh、EEh、22h，精度为0.5℃)，还可配合命令A8h、A9h，通过软件计算得到更高的温度精度，计算公式为：
T=TR－0.25＋[(N－M)/N]
式中，T2为读出温度值，N为计数器计数值COUNT_RER_C，M为每摄氏度计数值COUNT_REMAIN。
2.3.7 I2C总线
I2C（Inter－Integrated Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。
1、I2C总线特征：
（1）只要求两条总线线路：一条串行数据线SDA，一条串行时钟线SCL。
（2）每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的简单的主机/从机关系软件设定地址，主机可以作为主机发送器或主机接收器。
（3）它是一个真正的多主机总线，如果两个或更多主机同时初始化，数据传输可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏。
（4）串行的8 位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s，快速模式下可达400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s。
（5）连接到相同总线的IC 数量只受到总线的最大电容400pF 限制。
2、I2C总线位传输
由于连接到I2C 总线的器件有不同种类的工艺（CMOS、NMOS、双极性），逻辑0（低）和逻辑1（高）的电平不是固定的，它由电源VCC的相关电平决定，每传输一个数据位就产生一个时钟脉冲。
SDA 线上的数据必须在时钟的高电平周期保持稳定。数据线的高或低电平状态只有在SCL 线的时钟信号是低电平时才能改变。
图2.7
3、起始和停止条件
SCL 线是高电平时，SDA 线从高电平向低电平切换，这个情况表示起始条件； SCL 线是高电平时，SDA 线由低电平向高电平切换，这个情况表示停止条件。起始和停止条件一般由主机产生，总线在起始条件后被认为处于忙的状态，在停止条件的某段时间后总线被认为再次处于空闲状态。如果产
生重复起始条件而不产生停止条件，总线会一直处于忙的状态，此时的起始条件（S）和重复起始条件（Sr）在功能上是一样的。
图2.8
第3章系统软件设计
系统程序主要包括主程序，温度转换命令子程序，显示数据子程序,按键切换子程序等。
3.1 主程序
主程序的主要功能是负责温度的实时显示，读出并处理当前DS1621的温度值。其流程如下图所示:
N
/********************************************************
//主函数
数字温度计的设计 【摘要】 本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，就是用单片机实现温度测量，传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于AT89S52单片机的数字温度计的设计用LCD数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求，可以用于温度等非电信号的测量，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。 【关键词】关键词1温度计；关键词2单片机；关键词3数字控制；关键词4DS1620 目录 第一章绪论 (2) 1.1 前言 (3) 1.2 数字温度计设计方案 (3) 1.3 总体设计框图 (3) 第二章硬件电路设计............................ 错误!未定义书签。 2.1 主要芯片介绍 (5) 2．1．1 AT89C51的介绍 (5) 2.1.2 AT89C51各引脚功能介绍 (5) 2．2 温度传感器 (7) 2.2．1 DS1620介绍 (7) 第三章软件设计................................ 错误!未定义书签。
3.1 主程序流程图 (11) 3.4 计算温度子程序流程图 (13) 3.5 显示数据刷新子程序流程图 (13) 第四章 Proteus仿真调试......................... 错误!未定义书签。 4.1 Proteus软件介绍 (15) 4.2 Proteus界面介绍 (16) 4.2.1 原理图编辑窗口 (18) 4.2.2 预览窗口 (23) 4.2.3 模型选择工具栏 (31) 4.2.4 元件列表 (35) 4.2.5 方向工具栏 (37) 4.2.6 仿真工具栏 (38) 4.3 本次设计仿真过程 (39) 4.3.1 创建原理图 (40) 设计总结 (50) 结论 (57) 参考文献 (59) 致谢 (62) 附录 (72)
实验八 Proteus仿真软件使用方法 1.实验目的: （1）了解Proteus仿真软件的使用方法。 (2)了解51单片机编程器Keil与Proteus仿真软件的联用方法。 2.实验要求: 通过讲授与操作练习,学会正确使用Proteus仿真软件及Keil编程及其联合调试。 3.实验内容: (1)Proteus 仿真软件介绍 Proteus 软件就是由英国LabCenter Electronics 公司开发的EDA工具软件,由ISIS与ARES两个软件构成,其中ISIS就是一款便捷的电子系统仿真平台软件,ARES就是一款高级的布线编辑软件。它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计。 通过Proteus ISIS软件的VSM(虚拟仿真技术), 用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路,以及基于微控制器的系统连同所有外围接口电子元器件一起仿真。 图8-1就是Proteus ISIS的编辑窗口: 图8-1 ISIS的编辑界面 图中最顶端一栏就是“标题栏”,其下的“File View Edit ……”就是“菜单栏”,再下面的一栏就是“命令工具栏”,最左边的一栏就是“模式选择工具栏”;左上角的小方框就是“预览窗口”,其下的长方框就是“对象选择窗口”,其右侧的大方框就是“原理图编辑窗口”。 选择左侧“模式选择工具栏”中的图标,并选择“对象选择窗口”中的P按钮,就会出现如图8-2的元器件选择界面:
图8-2 元器件库选择界面 在元器件列表框中点击您需要的器件类型(例如:电阻-Resistors,单片机芯片-MicroprocessorICs, LED-Optoelectronics)或在左上角的关键字(Keywords)框中输入您需要的器件名称的关键字(如:信号源 - Clock, 运放 - CA3140等),就会在图8-2中间的大空白框列出您所需的一系列相关的元件。此时,您可用鼠标选中您要的元件,则图8-2右上角的预览框会显示您所要元件的示意图,若就就是您要的元器件,则点击OK按钮,该元器件的名称就会列入位于图8-1左侧的“对象选择窗口”中(参见图1左侧下方框)。 所需元器件选择好后,在“对象选择窗口”选择某器件,就可以将它放到图8-1中的“原理图编辑窗口”中(若器件的方向不合适,您可以利用图1左下角的旋转按钮来改变它)。将所要的元器件都选好后,将它们安放到合适的位置,就可以用连接线把电路连接好,结果存盘(请按规定的目录存盘,并记住其路径/目录/文件名[学号-实验序号])。 (2)51单片机编程器– Keil V3的使用 Keil编程器可用于MCS-51单片机软件编程与调试,它的工作界面如图8-3所示: Keil编程器就是Keil Software Inc/Keil Electronic GmbH 开发的基于80C51内核的微处理器软件开发平台,可以完成从工程(Project)的建立与管理、程序的编译与连接、目标代码的形成、软件仿真等一套完整的软件开发流程。它与Proteus挂接,可以进行单片机应用系统的硬件仿真。 汇编语言编程方法: ①打开“File”菜单→选择新建“New、、、”→在弹出的文本框(Text1)中编写所需的汇编语言程序→程序写好后,保存(从 As、、→选择某目录,文件名、ASM, 存盘); ②打开“Project”菜单→选择新建工程“New Project、、、”→在弹出的窗口填写:工程名→保存(文件名的后缀就是、uv2 。此时图8-3的工程窗口中将建立Target1及Source Group 1) ; ③打开“Project”菜单→选择Components,Environment,Books、、、→在弹出的窗口的Project Components 点击“Add Files”→加入所写的汇编文件(选中该文件,Add);
单片机课程设计 题目动态数码管显示 学院机电工程学院 专业班级电子信息工程12-1班 姓名 组员 指导教师张、王老师 2015 年 5 月30 日
课程设计量化评分标准
目录 一、概述 (1) 1. 单片机简介 (1) 2. Proteus简介 (2) 3. 设计任务与要求 (3) 二、硬件设计 (3) 1. 单片机最小系统设计 (1) 2. 数码管显示部分 (4) 3. 数码管驱动部分 (5) 三、软件设计 (6) 1. 仿真原理图 (6) 2. 仿真参数设置 (6) 3. 仿真结果 (7) 4. 程序流程图 (8) 5. 程序代码.................................................... .9 四、心得体会............................................... (11) 五、参考文献 (12)
精品文档 一、概述 1. 单片机简介 如图1.1和图1.2分别为PDI P封装的AT89C52引脚图和实物图 图1.1 引脚图图1.2 实物图 AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2 个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。 AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。本课程设计中使用的是PDIP封装的AT89C52单片机。 2．Proteus简介 如图1.3为Proteus7.0的工作界面图
单片机原理与应用设计课程综述 设计项目数字温度计 任课教师 班级 姓名 学号 日期
基于AT89C51的数字温度计设计与仿真摘要：随着科学技术的不断发展，温度的检测、控制应用于许多行业，数字温度计就是其中一例，它的反应速度快、操作简单，对环境要求不高，因此得到广泛的应用。 传统的温度测量大多使用热敏电阻，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路将模拟信号转换成数字信号才能由单片机进行处理。本课题采用单片机作为主控芯片，利用DS18B20来实现测温，用LCD液晶显示器来实现温度显示。 温度测量范围为0～119℃，精确度0.1℃。可以手动设置温度上下限报警值，当温度超出所设报警值时将发出报警鸣叫声，并显示温度值，该温度计适用于人们的日常生活和工、农业生产领域。 关键词：数字温度计；DS18B20；AT89C51； LCD1602 一、绪论 1.1 前言 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求也越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用。 1.2 课题的目的及意义 数字温度计与传统温度计相比，具有结构简单、可靠性高、成本低、测量范围广、体积小、功耗低、显示直观等特点。该设计使用AT89C51，DS18B20以及通用液晶显示屏1602LCD等。通过本次设计能够更加了解数字温度计工作原理和熟悉单片机的发展与应用，巩固所学的知识，为以后工作与学习打下坚实的基础。 数字温度计主要运用在工业生产和实验研究中，如电力、化工、机械制造、粮食存储等领域。温度是表征其对象和过程状态的重要参数之一。比如：发电厂锅炉
实验一 Proteus仿真软件使用方法 一．实验目的： （1）了解Proteus仿真软件的使用方法。 （2）了解51单片机编程器Keil与Proteus仿真软件的联用方法。 二．实验要求： 通过讲授和操作练习，学会正确使用Proteus仿真软件及Keil编程及其联合调试。 三．实验内容： （1）Proteus 仿真软件介绍 Proteus 软件是由英国LabCenter Electronics 公司开发的EDA工具软件，由ISIS 和ARES两个软件构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件，ARES是一款高级的布线编辑软件。它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计。 通过Proteus ISIS软件的VSM(虚拟仿真技术), 用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路，以及基于微控制器的系统连同所有外围接口电子元器件一起仿真。 图1是Proteus ISIS的编辑窗口： 图1 ISIS的编辑界面 图中最顶端一栏是“标题栏”，其下的“File View Edit ……”是“菜单栏”，再下面的一栏是“命令工具栏”，最左边的一栏是“模式选择工具栏”；左上角的小方框是“预览窗口”，其下的长方框是“对象选择窗口”，其右侧的大方框是“原理图编辑窗口”。 选择左侧“模式选择工具栏”中的图标，并选择“对象选择窗口”中的P按钮，就会出现如图2的元器件选择界面：
图2 元器件库选择界面 在元器件列表框中点击你需要的器件类型（例如：电阻-Resistors,单片机芯片-MicroprocessorICs, LED-Optoelectronics）或在左上角的关键字（Keywords）框中输入你需要的器件名称的关键字（如：信号源 - Clock, 运放 - CA3140等），就会在图2中间的大空白框列出你所需的一系列相关的元件。此时，你可用鼠标选中你要的元件，则图2右上角的预览框会显示你所要元件的示意图，若就是你要的元器件，则点击OK按钮，该元器件的名称就会列入位于图1左侧的“对象选择窗口”中（参见图1左侧下方框）。 所需元器件选择好后，在“对象选择窗口”选择某器件，就可以将它放到图1中的“原理图编辑窗口”中（若器件的方向不合适，你可以利用图1左下角的旋转按钮来改变它）。将所要的元器件都选好后，将它们安放到合适的位置，就可以用连接线把电路连接好，结果存盘（请按规定的目录存盘，并记住其路径/目录/文件名[学号-实验序号]）。 （2）51单片机编程器– Keil V3的使用 Keil编程器可用于MCS-51单片机软件编程与调试，它的工作界面如图3所示： Keil编程器是Keil Software Inc/Keil Electronic GmbH 开发的基于80C51内核的微处理器软件开发平台，可以完成从工程（Project）的建立和管理、程序的编译和连接、目标代码的形成、软件仿真等一套完整的软件开发流程。它与Proteus挂接，可以进行单片机应用系统的硬件仿真。 汇编语言编程方法： ①打开“File”菜单→选择新建“New...”→在弹出的文本框（Text1）中编写所需的汇编语言程序→程序写好后，保存（从File→Save As..→选择某目录，文件名.ASM, 存盘）； ②打开“Project”菜单→选择新建工程“New Project...”→在弹出的窗口填写：工程名→保存（文件名的后缀是 .uv2 。此时图3的工程窗口中将建立Target1
课程设计任务书 学生姓名：专业班级：电子1102班 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目:方波发生电路 初始条件： 计算机、Proteus软件、Cadence软件 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写 等具体要求） 1、课程设计工作量：1.5周 2、技术要求： （1）学习Proteus软件和Cadence软件。 （2）设计一个方波发生电路。 （3）利用Cadence软件对该电路设计原理图并进行PCB制版，用Proteus软件对该电路进行仿真。 3、查阅至少5篇参考文献。按要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 2015.1.12做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。 2015.1.12-1.15学习Proteus软件和Cadence软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。 2015.1.16-1.20对方波发生电路进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。 2015.1.21提交课程设计报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要.....................................................................................................I Abstract................................................................................................II 1绪论.. (1) 2方案论证 (2) 3利用Proteus软件进行电路设计及仿真 (5) 4利用Cadence软件进行电路设计及PCB绘制 (9) 4.1电路原理图设计 (9) 4.2PCB设计 (10) 5心得体会 (13) 参考文献 (14)
目录 目录 (1) 摘要 (2) 第一章 Proteus绘制仿真原理图 (3) 1.1 Proteus简介 (3) 1.2 Proteus ISIS简介 (3) 第二章硬件电路设计 (4) 2.1 步进电机 (5) 2.1.1 步进电机简介 (5) 2.1.2 步进电机的特点 (5) 2.2 STC8951单片机 (6) 2.2.1 总述 (6) 2.2.2 性能 (6) 2.2.3 结构概览 (7) 2.2.4 芯片的引脚排列和说明 (8) 2.3 ULN2003A介绍 (10) 2.4 复位电路和时钟电路 (11) 2.5 整个电路的原理 (12) 第三章软件系统设计 (13) 3.1 电路流程图 (13) 第四章电路仿真 (13) 4.1 Proteus原理图绘制过程 (13) 4.2 仿真设置 (16) 第五章硬件电路的制作与调试 (19) 5.1焊接准备与注意事项 (19) 5.2单片机程序写入 (20) 5.3 硬件安装 (21) 5.4硬件调试 (22) 总结 (23) 参考文献 (24) 附录（程序） (25)
摘要 步进电机广泛应用在生产实践的各个领域。它最大的应用是在数控机床的制造中，因为步进电机不需要A/D转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，所以被认为是理想的数控机床的执行元件。本设计利用proteus仿真软件进行电路仿真，系统通过设置四个按键分别控制不进电机的起止、圈数、方向、不进速度，使用1602液晶显示以上参数。整个系统具有稳定性好，实用性强，操作界面友好等优点。本文应用单片机、步进电机驱动芯片、字符型LCD和键盘阵列，构建了集步进电机控制器和驱动器为一体的步进电机控制系统。二维工作台作为被控对象通过步进电机驱动滚珠丝杆在X/Y轴方向联动。文中讨论了一种以最少参数确定一条圆弧轨迹的插补方法和步进电机变频调速的方法。步进电机控制系统的开发采用了软硬件协同仿真的方法，可以有效地减少系统开发的周期和成本。最后给出了步进电机控制系统的应用实例。
课程设计报告书 课程名称：电工电子课程设计 题目：数字温度计 学院：信息工程学院 系：电气工程及其自动化 专业班级：电力系统及其自动化113 学号：6100311096 学生姓名：李超红 起讫日期：6月19日——7月2日 指导教师：郑朝丹职称：讲师 学院审核（签名）： 审核日期：
内容摘要： 目前，单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用，它除了可以测量电信以外，还可以用于温度、湿度等非电信号的测量，能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。 单片机是一种特殊的计算机,它是在一块半导体的芯片上集成了CPU,存储器，RAM，ROM，及输入与输出接口电路，这种芯片称为:单片机。由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便的优点，使它迅速的得到了推广应用，目前已成为测量控制系统中的优选机种和新电子产品中的关键部件。单片机已不仅仅局限于小系统的概念，现已广泛应用于家用电器，机电产品，办公自动化用品，机器人，儿童玩具，航天器等领域。 本次课程设计，就是用单片机实现温度控制，传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于51单片机的数字温度计的设计。 本文介绍了一个基于STC89C52单片机和数字温度传感器DS18B20的测温 系统，并用LED数码管显示温度值，易于读数。系统电路简单、操作简便，能 任意设定报警温度并可查询最近的10个温度值，系统具有可靠性高、成本低、功耗小等优点。 关键词：单片机数字温度传感器数字温度计
目录 1 课程设计的目的 (1) 2 课程设计的任务和要求 (1) 3 设计方案与论证 (1) 4 电路设计 (2) 4.1 温度测量电路 (3) 4.2 单片机最小系统 (6) 4.3 LED数码显示电路 (8) 5 系统软件设计 (9) 6 系统调试 (9) 7 总结 (11) 参考文献 (13) 附录1：总体电路原理图 (14) 附录2：元器件清单 (15) 附录3：实物图 (16) 附录4：源程序 (17)
1 课程设计的目的 （1）掌握单片机原理及应用课程所学的理论知识； （2）了解使用单片机设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题； （3）学习单片机仿真、调试、测试、故障查找和排除的方法、技巧； （4）培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度； （5）锻炼自己的动手动脑能力，以提高理论联系实际的能力。 2 课程设计的任务和要求 （1）采用LED 数码管显示温度； （2）测量温度范围为-10℃~110℃； （3）测量精度误差小于0.5℃。 3 设计方案与论证 方案一：本方案主要是在温度检测部分利用了一款新型的温度检测芯片DS18B20，这个芯片大大简化了温度检测模块的设计，它无需A/D 转换，可直接将测得的温度值以二进制形式输出。该方案的原理框图如图3-1所示。 DS18B20是美国达拉斯半导体公司生产的新型温度检测器件，它是单片结构，无需外加A/D 即可输出数字量，通讯采用单线制，同时该通讯线还可兼作电源线，即具有寄生电源模式。它具有体积小、精度易保证、无需标定等特点，特别适合与单片机合用构成智能温度检测及控 制系统。 图3-1 方案一系统框图 单片机 最小系统 数码 显示 温度传感器 DS18B20
题目：基于Proteus的数字电子钟的设计 与仿真 课程名称：单片机系统设计与Proteus仿真 学生姓名：马珂 学生学号： 1305010323 系别：电子工程学院 专业：通信工程 年级： 13级 任课教师：徐锋 电子工程学院 2015年5月
目录 一、设计目的与要求 (3) 二、设计内容与方案制定 (3) 三、设计步骤 (3) 1．硬件电路设计 (3) 1.1.硬件电路组成框图 (3) 1.2.各单元电路及工作原理 (4) 1.3.绘制原理图 (5) 1.4.元件清单列表 (6) 2.程序设计 (6) 2.1程序流程 (6) 2.2汇编程序 (7) 四、调试与仿真 (12) 五、心得体会 (14) 六、参考文献： (14)
基于Proteus的数字电子钟的设计与仿真 一、设计目的与要求 设计目的:通过课程设计，培养学生运用已学知识解决实际问题的能力、查阅资料的能力、自学能力和独立分析问题、解决问题的能力和能通过独立思考。 设计要求:设计一个时、分可调的数字电子钟、开机显示“9-58-00”。 二、设计内容与方案制定 具有校时功能，按键控制电路其中时键、分键两个键分别控制时、分时间的调整。按分键分加1；按时键时加1。 以AT89C51单片机进行实现秒、分、时上的正常显示和进位，其中显示功能由单片机控制共阴极数码管来实现，数码管进行动态显示。 三、设计步骤 1、硬件电路设计 1.1.硬件电路组成框图 1.2.各单元电路及工作原理 （1）晶振电路 单片机的时钟产生方法有两种:内部时钟方式和外部时钟方式。本系统中
AT89C51单片机采用内部时钟方式。采用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。其电路图如下： （2）键盘控制电路 键盘可实现对时间的校对，用两个按键来实现。按时键来调节小时的时间，按分键来调节分针的时间。其电路连接图如下： （3）显示电路 LED显示器是现在最常用的显示器之一发光二极管（LED）分段式显示器由7条线段围成8字型，每一段包含一个发光二极管。外加正向电压时二极管导通，发出清晰的光。只要按规律控制各发光段亮、灭，就可以显示各种字形或符号。显示电路显示模块需要实时显示当前的时间,即时、分、秒，因此需要6个数码管，采用动态显示方式显示时间，其硬件连接方式如下图所示。
直流电动机正反转Proteus仿真设计 引言 随着人民生活水平的提高，产品质量、性能、自动化程度等已经是人们选择产品的主要因素。其中，直流电动机正反转自动控制在生活中起了很大的作用，比如洗衣机的工作、遥控汽车的操作、DVD的应用等等，它在实际生活中给人们需求上提供了很大的方便与乐趣。不只是生活，它还在工业、农业、交通运输等各方面得到了广泛的应用，实现电动机正反转的控制是很多产品设计的核心问题。直流电动机显示出交流电动机不能比拟的良好启动性能和调速性能，比较广泛应用于速度调节要求过高，正反转频繁或多元同步协调运转的机械生产。因此，学会电动机正反转控制的原理是极其重要的。然而，在本直流电动机正反转仿真设计中，要借助Proteus软件、Keil软件和C语言的辅助进行仿真设计，通过仿真设计，让我们更清楚了解电动机正反转的原理和电路图，增强对直流电动机的认知。 在Proteus绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在Proteus的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。在本设计中，Proteus软件采用了电容、电阻、晶振、电动机、LED、开关、电动机等多种元件进行绘图，并基于80C51和ULN2003A进行电路图设计，充分展示Proteus软件元件库量大，掌握它的基本绘图操作。而对于Keil软件，采取创建工程，创建执行文件，利用C语言编写程序，生成hex文件，为Proteus 仿真提供驱动控制，实现直流电动机正反转的设计。 在本论文设计中，主要介绍直流电动机正反转原理，Proteus软件功能绘图、仿真调试，以及Keil软件功能、程序编写和仿真程序文件生成。让大家更清楚了解Proteus软件、Keil软件、C语言在直流电动机正反转仿真设计的应用。
数字温度计 摘要：温度计在实际生产和人们的生活中都有广泛应用。该设计是数字温度计，首先是对总体方案的选择和设计；然后通过控制LM35进行温度采集；将温度的变化转为电压的变化，其次设计电压电路，将变化的电压量通过放大系统转化为所需要的电压；再通过TC7107将模拟的电压转化为数字量后直接驱动数码管LED对实时温度进行动态显示。最后在Proteus仿真软件中构建了数字温度计仿真电路图，仿真结果表明：在温度变化时，可以通过电压的变化形式传递，最终通过3位十进制数显示出来。 关键词：温度计；电路设计；仿真
目录 1 设计任务与要求 (1) 2 方案设计与论证 (1) 3 单元电路的设计及仿真 (2) 3.1传感器 (2) 3.2放大系统 (2) 3.3 A/D转换器及数字显示 (4) 4 总电路设计及其仿真调试过程 (6) 4.1总电路设计 (6) 4.2仿真结果及其分析 (7) 5 结论与心得 (9) 6 参考文献 (11)
1 设计任务与要求 温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。本课题要求用中小规模集成芯片设计并制作一数字式温度计，即用数字显示被测温度。具体要求如下：（1）测量范围0～100度。 （2）测量精度0.1度。 （3）3位LED数码管显示。 掌握线性系统的根轨迹、时域和频域分析与计算方法； （2）掌握线性系统的超前、滞后、滞后-超前、一二阶最佳参数、PID等校正方法；（3）掌握MATLAB线性系统性能分析、校正设计与检验的基本方法。 2 方案设计与论证 数字温度计的原理是：通过控制传感器进行温度采集，将温度的变化转化为电压的变化；然后设计电压电路，将变化的电压通过放大系统转化为需要的电压；再通过A/D转换器将模拟的电压转换为数字量后驱动数码管对实时温度进行动态显示。 原理框图如图2-1所示： 传感器放大系统A/D转换显示 图2-1 数字温度计原理框图 由设计任务与要求可知道，本设计实验主要分为四个部分，即传感器、放大系统、模数转换器以及显示部分。经过分析，传感器可以选择对温度比较敏感的器件，做好是在某参数与温度成线性关系，比如用温敏晶体管构成的集成温度传感器或热敏电阻等；放大系统可以由集成运放组成或反相比例运算放大器；A/D转换器需要选择有LED 驱动显示功能的，而可供选择的参考元件有ICL7107，ICL7106，MC14433等；显示部分用3位LED数码管显示。 方案一：用一个热敏电阻,通过热敏电阻把温度转化为电压,再得到每一度热敏电
唐山学院 单片机原理课程设计 题目简易数字温度计 系 (部) 智能与信息工程学院 班级 姓名 学号 指导教师 2017 年 1 月 2 日至 1 月 6 日共 1 周 2017年1月4日
《单片机原理》课程设计任务书
课程设计成绩评定表
目录 1.方案论证 0 2.硬件设计............................................ 错误!未定义书签。 2.1系统构成 (1) 2.2器件选择 (1) 2.2.1 AT89C51概述 (1) 2.2.2 AT89C51引脚功能 (3) 2.2.3复位电路的设计 (4) 2.3数字温度传感器 (5) 2.3.1 DS1621的技术指标 (5) 2.3.2 DS1621的工作原理 (6) 2.4 单片机和DS1621接口电路...................... 错误!未定义书签。 2.5 七段LED数码显示电路 (7) 3.系统软件设计 (9) 3.1 编程语言选择 (9) 3.2 主程序的设计 (9) 3.3 温度采集模块设计 (10) 3.4 温度计算模块设计 (10) 3.5 串行总线编程 (11) 4.软硬件调试结果分析 (12) 5.设计总结 (13) 6.参考文献 (14) 附录A 多点温度采集系统电路原理图 (15)
1.方案论证 该系统可以使用方案一：热敏电阻；方案二：数字温度芯片DS1621实现。采用数字温度芯片DS1621 测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，此元件线形较好。在0—100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS1621 的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS1621和微控制器AT89C51构成的温度测量装置，它直接输出温度的数字信号，可直接与计算机连接。这样，测温系统的结构就比较简单，体积也不大。采用51 单片机控制，软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便。 控制工作，还可以与PC 机通信上传数据，另外AT89S51 在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。 该系统利用AT89C51芯片控制温度传感器DS1621进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。该系统扩展性非常强，它可以在设计中加入时钟芯片DS1302以获取时间数据，在数据处理同时显示时间，并可以利用AT24C16芯片作为存储器件，以此来对某些时间点的温度数据进行存储，利用键盘来进行调时和温度查询，获得的数据可以通过MAX232芯片与计算机的RS232接口进行串口通信，方便的采集和整理时间温度数据。故采用了方案二。 测温电路的总体设计方框图如图1-1所示，控制器采用单片机AT89C51，温度传感器采用DS1621，用5位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 图1-1 测温电路的总体设计方框图
沈阳航空航天大学电子信息工程学院 电子设计应用软件训练 总结报告 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 训练时间：2013年7月8日至2013年7月12日 电子信息工程学院电子设计应用软件训练任务 【训练任务】：
1、熟练掌握PROTEUS软件的使用； 2、按照设计要求绘制电路原理图； 3、能够按要求对所设计的电路进行仿真； 【基本要求及说明】: 1、按照设计要求自行定义电路图纸尺寸； 2、设计任务如下： 51单片机内部定时计数器T0，按计数器模式和方式1工作，对P3.4（T0）引脚进行计数，将其数值P1口驱动LED灯上显示出来，由按键产生计数脉冲，LED 分别显示脉冲个数（10个以内）。 3、按照设计任务在Proteus 6 Professional中绘制电路原理图； 4、根据设计任务的要求编写程序，在Proteus下进行仿真，实现相应功能。 成绩： 一、任务说明 51单片机内部定时计数器T0，按计数器模式和方式1工作，对P3.4（T0）引脚
进行计数，将其数值P1口驱动LED灯上显示出来，由按键产生计数脉冲，LED分别显示脉冲个数（10个以内）。按照设计任务在Proteus 6 Professional中绘制电路原理图。 根据设计任务的要求编写程序，在Proteus下进行仿真，实现相应功能。 二、PROTEUS软件的使用 1、软件概述： Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。②支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。③提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。④具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。 图1 proteus工作界面 2、对象的添加和放置 点击工具箱的元器件按钮，使其选中，再点击IsIs对象选择器左边中间的置P 按钮，出现“Pick Devices”对话框。在这个对话框里我们可以选择元器件和一些
基于AT89C52的数字温度计设计与仿真 谭亚平 （吉首大学物理科学与信息工程学院，湖南吉首416000） 摘要 温度采集显示及报警系统是一个应用于需要对温度进行精准控制报警的系统，实现了对温度进行精准采集显示和越限声光报警的功能。以方便系统使用者能够更好的了解当前温度安全状况，使相应地区场所的安全得到保证。 本系统以AT89C52单片机为微控制器，采用数字温度传感器DS18B20作为测温元件,温度传感器DS18B20采集温度信号送给单片机处理，单片机再把处理后的温度数据送到LED上显示出来。能够实现快速、准确的测温功能和越限声光报警功能。本论文完成了系统硬件电路的设计，给出了软件流程框图，编写了相关的软件程序，并记录了仿真与实现的过程。 关键词：温度报警；单片机（AT89C52）；数字温度传感器（DS18B20）；Keil C51 Digital Thermometer Design and Simulation Based on AT89C52 TanYaPing (College of Physics Science and Information Engineering,Jishou University,Jishou,Hunan 416000) Abstract The temperature acquisition display and alarm system is used a need for precise temperature control of the alarm system to achieve accurate temperature acquisition of the more limited display and sound and light alarm function. With convenient system users to better understand the current temperature security situation,it make corresponding regional sites safety guaranteed. The system uses AT89C52-SCM as Microprogrammed Control Unit and adopts digital temperature sensor DS18B20 as the temperature component. The temperature sensor DS18B20 collects temperature signals and sends them to SCM for dealing with, then SCM transfers the processed temperature data to LED for dispalying which can realize the fast and accurate temperature measurement function and the more limited sound and light alarm function. This thesis has
题目：闹钟的设计 学生姓名：黄书林 学生学号： 1114010110 系别：电气信息工程学院 专业：自动化 年级： 11 级 任课教师：张水锋 电气信息工程学院制 2013年10月
目录 摘要 (2) 课程任务与要求 (2) 方案论证 (2) 闹钟流程图 (3) 单元电路： (6) 单片机芯片 (6) 八位数码管显示电路 (7) 闹钟调节按键电路 (9) 晶振电路 (10) 复位电路 (10) 蜂鸣器体相电路 (11) 总图： (12) 心得体会 (13) 参考文献 (13) 附录 (13)
闹钟的设计 学生：黄书林 指导教师：张水锋 电气信息工程学院自动化 摘要 通过学习《基于Proteus的51系列单片机设计与仿真》让我知道我们不仅需要有过硬的理论知识,还应该有动手实践的能力。并且是将理论结合实际, 提升到应用层面。以后走上社会,还是会有很多新的知识是需要我们学习的,届时需要我们有比较强的自学能力。此次《基于Proteus的51系列单片机设计与仿真》课程设计。对理论结合实际的动手能力和自学能力有很强的体现。本次设计是基于 AT89C51 单片机的数字闹钟的设计。 关键词:数字闹钟 AT89C51 Proteus。 课程任务与要求 本次课程的任务就是要以51系列单片机为核心设计一个闹钟，它能通过单片机实现秒、分、小时的进位24 小时制，将当前时分秒在七段 LED 显示器上显示。可设置闹钟的时间当前值对准一时间,设置闹铃时间,闹铃功能的关闭和开放。 要求：通过Proteus软件来实现设计的仿真，提高自己的编程水平，增加设计兴趣。通过做自己喜欢的设计，提高自学能力。为以后毕业走上工作岗位打下坚实的基础。 二方案论证 经分析，计算器电路包括三个部分：显示部分八位数码管、闹钟时钟按键、 单片机电路。具体分析如下： 1 显示部分 1.1 LCD显示 LCD1602作为一个成熟的产品，使用简单，模式固定，便于移植到各种类型的程序，微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，价格大概15块钱左右。 1.2数码管显示 数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管按段数分为七
Proteus电路仿真软件在电路设计中的应用 摘要：随着现代计算机技术的迅速发展,使用EDA软件进行的电路设计与仿真已经成为现代电子技术系统设计的必然趋势,在实际电路设计中引入EDA技术能有效提高设计效率,该文介绍了Proteus软件的功能和特点,并结合了具体的例子说明了如何用Proteus实现EDA辅助设计与仿真。 关键词：EDA PROTEUS计算机辅助设计仿真 0引言 测井五公司技术研究室目前承担分公司各项科研工程和技术革新，在实际运行中涉及相关电路设计，电路的真实性需要成品验证，这种传统方法成本高风险大，实验周期长，根据实际需要和适用性，研究室引入了易用的小规模Proteus软件对设计电路进行仿真，提前对所设计电路进行仿真测试和评估，电路成品有很高的符合率，有效降低了设计成本和实验周期，以下简述Proteus电路仿真软件在实际电路设计中的应用，并以实例加以讲解。 1 Proteus简介 Proteus软件是英国Labcenter electronics公司的EDA工具软件，是一个电子设计的教案平台、实验平台和创新平台，涵盖了电工电子实验室、电子技术实验室、单片机应用实验室等的全部功能。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路。该软件的特点是： ①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 ②支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及Phil-lips公司的ARM(LPC系列)等。 ③提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil、ADS等软件。 ④具有原理图绘制功能。能够进行SCH(原理图)和PCB(印刷板)电路的设计。 2 使用Proteus软件进行简单电路的仿真
单片机原理及应用 课程设计报告书 题目：DS18B20数字温度计的设计 姓名学号：张琪05200102 吕群武05200166 蔡凌志05200178 专业班级：电信1班 指导老师：余琼蓉 设计时间：2010年12月
成绩评定
一、课题介绍 本设计是一款简单实用的小型数字温度计，所采用的主要元件有传感器18B20，单片机AT89S52，，四位共阴极数码管一个，电容电阻若干。18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围-55°C~+125°C 。在-10~+85°C 范围内,精度为±0.5°C 。18B20的精度较差为± 2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。 本次数字温度计的设计共分为五部分，主控制器，LED 显示部分，传感器部分，复位部分，时钟电路。主控制器即单片机部分，用于存储程序和控制电路；LED 显示部分是指四位共阳极数码管，用来显示温度；传感器部分，即温度传感器，用来采集温度，进行温度转换；复位部分，即复位电路。测量的总过程是，传感器采集到外部环境的温度，并进行转换后传到单片机，经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示。本设计能完成的温度测量范围是-55°C~+128°C ，由于能力有限，不能实现报警功能。 二、方案论证 方案一： 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D 转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D 转换电路，感温电路比较麻烦。 方案设计框图如下： 方案二：考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。