温度测量系统设计

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I 目 录 第1章 单片机系统硬件电路 ................................................................................ 1 1.1 实习目的 ............................................................................................. 1 1.2 单片机型号及特性 ............................................................................. 1 1.3 单片机开发板 ..................................................................................... 2 第2章 单片机应用系统软件 ................................................................................ 6 2.1 STC下载软件 ...................................................................................... 6 2.2 Keil软件 ............................................................................................... 6 2.3 外部电路驱动 ..................................................................................... 7 第3章 温度测量系统设计 .................................................................................... 9 3.1 DS18B20 ............................................................................................... 9 3.2 设计原理 ........................................................................................... 10 3.3 实现方法 ........................................................................................... 10 第4章 实习总结 .................................................................................................. 11 4.1 实习体会 ........................................................................................... 11 4.2 设计硬件体会 ................................................................................... 11 参考文献 ................................................................................................................ 12 附录1 实物图 ....................................................................................................... 13 附录2 系统主要程序 ........................................................................................... 14 东北石油大学生产实习总结报告

1 第1章 单片机系统硬件电路 1.1 实习目的 1、了解单片机最小系统; 2、了解keilc软件操作,程序下载及调试方法; 3、掌握单片机外部电路使用; 4、掌握键盘和数码管显示编程方法; 5、应用单片机开发板进行实验开发;

1.2 单片机型号及特性 1、AT89S51单片机功能及特点 5l系列单片机中典型芯片(AT89S51)采用40引脚双列直插封装(DIP)形式,内部由CPU,4kB的ROM,256 B的RAM,2个16b的定时/计数器TO和T1,4个8 b的I/O端I: P0,P1,P2,P3,一个全双功串行通信口等组成。特别是该系列单片机片内的Flash可编程、可擦除只读存储器(E~PROM),使其在实际中有着十分广泛的用途,在便携式、省电及特殊信息保存的仪器和系统中更为有用。 5l系列单片机提供以下功能:4 kB存储器;256 BRAM;32条工/O线;2个16b定时/计数器;5个2级中断源;1个全双向的串行口以及时钟电路。空闲方式:CPU停止工作,而让RAM、定时/计数器、串行口和中断系统继续工作。掉电方式:保存RAM的内容,振荡器停振,禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件复位。5l系列单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。充分利用他的片内资源,即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统。 2、STC89C52单片机功能及特点 STC89C52单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机,12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。 增强型8051单片机,12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任选选择,指令代码完全兼容传统8051;工作电压:5.5V~3.3V(5V单片机)/3.8V~2.0V(3V单片机);工作频率范围:0~40MHz,相当于普通8051的0~80MHz,实际工作频率可达48 MHz;用户应用程序空间为8K字节;片上集成512字节PAM;通用I/O口(32个),复位后为:P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉,P0口是漏极开路输出,作为总线扩展用时,不用加上拉电阻,作为I/O口用时,需加上拉电阻;ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器,无需专用仿真器,可通过串口(RxD/P3.0,TxD/P3.1)直东北石油大学生产实习总结报告 2 接下载用户程序,数秒即可完成一片;具有EEPROM功能;具有看门狗功能;共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2;外部中断4路,下降沿中断或低电平触发电路,Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒;通用异步串行口(UART),还可用定时器软件实现多个UART;工作温度范围:-40~+85摄氏度(工业级)/0~75摄氏度(商业级);PDIP封装。

1.3 单片机开发板

1、复位电路 单片机的复位操作使单片机进入初始化状态。复位后,PC内容为0000H,P0口~P3口内容为FFH,SP内容为07H,SBUF内容不定,IP、IE和PCON的有效位为0,其余的特殊功能寄存器的状态均为00H.

图1-1为复位电路 当单片机的复位引脚RST(全称REASTA)出现2个机器周期以上的高电平时,单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平,单片机就处于循环复位状态。根据应用的要求,复位操作通常有两种基本形式:上电自动复位或按钮复位两种。 上电复位要求接通电源后,自动实现复位操作。上电自动复位是通过外部复位电路给C充电加至RST引脚一个短的高电平信号,此信号随着Vcc对电容C的充电过程而逐渐回落,即RST引脚上的高电平持续时间取决于电容C的充电时间。因此为保证系统能可靠地复位,RST引脚上的高电平必须维持足够长的时间。 东北石油大学生产实习总结报告 3 该电路参数为:晶振为12MHz时,电容为10μF,电阻为8.2KΩ;晶振为6MHz时,电容为22μF,电阻为1KΩ。本设计采用上电复位电路,电路参数为电容10μF,电阻8.2K。

2、晶振电路

图1-2为晶振电路 晶振选择是单片机应用设计的重要环节之一,因此很有必要了解晶振电路的特点,作用等。 在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以有外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCO)。晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。 单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。 晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同的时钟信号,可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。 单片机工作时,是一条一条地从ROM中提取指令,然后一步一步地执行。单片机访问一次存储器的时间,称之为一个机器周期,这是一个时间基准。一个机器周期包括12个时钟周期。如果一个单片机选择了12MHz晶振,它的时钟周期为1/12us,它的一个机器周期是12×(1/12us),也就是1us。