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大工17春《单片机原理及应用》大作业题目及要求_图文


网络教育学院 《单片机原理及应用》大作业 题 目: 基于单片机的温度采集系统设计 学习中心:xxxxx 奥鹏学习中心 层 专 年 学 次: 高起专 业: 机械制造与自动化 级: 号: 2015 年 1xxxxxxx xxxx 秋季 学生姓名: 基于单片机的温度采集系统设计 内容摘要 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。 单片机是一种集成电 路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器 CPU、 随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、多种 I/O 口和中断系统、定时器/计数器等功 能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等 电路) 集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领 域广泛应用。 为适应更多的应用领域,厂家采取了在一块单片机芯片上集成多种 功能部件和大容量存储器的方法。 因而, 整个应用系统不需要扩展, 而体积变小、 可靠性增高,使单片机成为真正意义上的单片机系统。 本设计是基于 STC89C52 单片机和 DS185B20 实现温度的测量系统, 单片机在 本系统中作为温度输入和显示控制器件,DS18B20 被用作温度数据的采集和温度 输出器件。本系统采用单总线操作,线路简单,测量值精确,可实现多点测量, 并对温度超过限制值,产生报警和数据采集。本系统被广泛应用于温度控制、温 度检测、温度采、消防等系统中。 关键词: 单片机;温度;采集系统 1 系统功能 1.1 温度测量功能 利用 DS18B20 数字温度传感器实现对温度进行准确的测量,使温度值显示到 数码管上。 1. 2 温度采集功能 利用 DS18B20 数字温度传感器进行温度的采集,单片机作为控制器件,数据 通过串口(RS232)传至计算机,进行温度的采集。 1. 3 系统工作流程 系统上电初始化 DS18B20 进行数据的采集并将数 据以二进制的形式传至单片机 单片机对数据进行处理 数码管进行温度显示 通过串口将数据传至计算机 图 1-1 系统工作流程 1.2 本系统优点 1.2.1 线路简单 DS18B20 与单片机之间一根导线进行数据传输,不需要对数据进行转换,接 线简单。 1.2.2 温度测量准确 DS18B20 的温度分辨率为 0.0625,所以对温度值可以进行准确的温度转换。 2 系统硬件介绍 2.1 系统硬件及软件组成 2.1.1 硬件组成 本系统所用的硬件有:见表 2-1。 表 2-1 系统硬件清单 器件名称 STC89C52 单片机 74HC573 锁存器 LED 发光二级管 蜂鸣器 独立键盘 数码管(两个一组) 三极管 DS18B20 MAX233 串口芯片 电容 电阻 导线 数量 1个 2个 8个 1个 5个 2个 1个 1个 1个 若干 若干 若干 2.1.2 软件组成 软件有:keil 软件、windows 操作系统和串口调试助手等软件组成。 2.2 STC 单片机介绍 单片机作为微型计算机的一个重要分支, 其应用范围很广, 发展也很快。 1971 年 Intel 公司首次宣布 4004 的 4 位微处理器,1974 年 12 月 Fairchild(仙童) 公司即推出了 8 位单片机 F8,开创了单片机的门户。 单片机在我国的应用始于 20 世纪 70 年代末,那时我国的科研工作者开始对 单片机的应用进行了初期探索, 20 世纪 80 年代, 单片机在我国得以广泛的应用, 各理工科院校陆续开设了有关应用课程。在教学及应用上,Zilog 公司生产的 Z80CPU 成为我国工业控制的主流,以 Z80 为 CPU 组成的 TP801 单板机在教学上 及应用领域发挥过巨大作用。20 世纪 80 年代末至 90 年代初,我国在工业控制 领域开始转向使用 Intel 公司生产的 MCS-51。 单片机从 1976 年公布 8 位机至今不到 30 年的时间,它没有像微处理器那样 从 8 位、16 位,一直发展到 32 位、64 位,8 位机目前依然是单片机的主流机型。 但是, 它突破了原有的集成结构, 在内部继承了越来越多的外围电路和外设接口, 从而发展成为控制器(MicroController)的体系结构,其发展历程大致分为以下 几步: 第一阶段:单片机的控索阶段 第二阶段:单片机的完善阶段 第三阶段:8 位单片机的巩固发展及 16 位单片机的推出阶段 第四阶段:微控制器的全面发展阶段 单片机已在各行业得到广泛应用,为适应更多的应用领域,厂家采取了在一 块单片机芯片上集成多种功能部件和大容量存储器的方法。因而,整个应用系统 不需要扩展,而体积变小、可靠性增高,使单片机成为真正意义上的单片机系统 2.2.1 STC 单片机功能介绍 单片机是随着大规模集成电路的出现极其发展,将计算机的 CPU,RAM,ROM, 定时/计数器和多种 I/O 接口集成在一片芯片上,形成了芯片级的计算机,因此 单片机早期的含义称为单片微型计算机(single chipmicrocomputer).它拥有优 异的性价比、集成度高、体积小、可靠性高、控制功能强、低电压、低功耗的显 著优点.主要应用于智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面,并且取得 了显著的成果.单片机应用系统可以分为:(1)最小应用系统是指能维持单片机 运行的最简单配置的系统。这种系统成本低廉,结构简单,常构成一些简单的控 制系统,如开关状态的输入/输出控制等。片内有 ROM/EPROM 的单片机,其最小 应用系统即为配有晶振,复位电路,电源的单个单片机.片内无 ROM/EPROM 的单 片机,其最小应用系统除了外部配置晶振,复位电路,电源外,还应外接 EPROM 或 EEPROM 作为程序存储器用.(2)最小功耗应用系统是指为了保证正常运行, 系统的功耗最小. (3)典型应用系统是指单片机要完成工业测控功能所必须的硬 件结构系统。 STC89C

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