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基于单片机多路温度采集与记录系统.doc

发布时间：2022-06-06 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.53M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    一、引言
    二、硬件设计
    2.1系统硬件设计方案
    2.2 AT89C51简介
    2.3温度传感器介绍
    2.4单片机的串行接口
    2.4.1工作方式控制寄存器(TMOD)
    2.4.2串行通信控制寄存器（SCON）
    三、软件设计
    3.1设计题目及要求
    3.1.1基本要求
    3.1.2发挥部分
    3.2程序设计
    3.2.1 DS18B20温度计程序
    3.2.2VB界面设置及其编程
    3.3虚拟实验室
    3.3.1单片机虚拟实验室的构成
    3.3.2系统硬件的建立
    3.3.4虚拟环境的集成
    3.3.5上下位机联合调试及结果
    四、调试过程及问题分析
    六、参考文献
    附件1：源程序代码
    附件2：VB上位机程序
    实习报告 物理与电子科学 学院 电子信息科学与技术专业 班 学生姓名： 号： 学 实习名称:专业实践综合训练（一） 课题名称: 多路温度采集与记录系统 起止时间：2010.6.21-2010.7.4 指导教师： 小组成员：
    实习成绩评定表 学生姓名： 学号： 专业班级： 课题名称： 多路温度采集与记录系统 评分项目 要求 分值 得分 学习态度 学习态度认真，遵守纪律。 方案 调研充分，方案设计合理。 工作量 完成了规定的工作量。实际设计、 调试效果好。 完全符合撰写规范要求，结构严谨， 实习报告 逻辑性强，层次清晰，表述准确， 文字流畅。 准备充分，概念清楚，能准确流利 地回答各种问题。 总分 答辩 备注： 10 20 40 20 10 成绩： 指导教师： 年 月 日
    专业实践综合训练——多点温度采集与记录系统 目录 一、引言......................................................................................3 二、硬件设计..............................................................................4 2.1 系统硬件设计方案.........................................................................4 2.2 AT89C51 简介................................................................................ 5 2.3 温度传感器介绍.............................................................................8 2.4 单片机的串行接口.......................................................................10 2.4.1 工作方式控制寄存器(TMOD)...........................................10 2.4.2 串行通信控制寄存器（SCON）.......................................11 三、软件设计............................................................................13 3.1 设计题目及要求...........................................................................13 3.1.1 基本要求..............................................................................13 3.1.2 发挥部分..............................................................................13 3.2 程序设计.......................................................................................13 3.2.1 DS18B20 温度计程序.........................................................13 3.2.2VB 界面设置及其编程........................................................14 3.3 虚拟实验室...................................................................................17 3.3.1 单片机虚拟实验室的构成................................................. 18 3.3.2 系统硬件的建立................................................................. 19 3.3.3 系统软件的建立................................................................ 20 3.3.4 虚拟环境的集成................................................................. 23 第 1 页
    专业实践综合训练——多点温度采集与记录系统 3.3.5 上下位机联合调试及结果................................................. 24 四、调试过程及问题分析....................................................... 25 五、结论................................................... 错误！未定义书签。 六、参考文献............................................................................26 附件 1：源程序代码................................................................ 27 附件 2：VB 上位机程序..........................................................33 第 2 页
    专业实践综合训练——多点温度采集与记录系统 一、引言 温度是日常生活中常见的物理量。随着现代科学技术的不断发展，温度在工 业等方面的影响也日趋显著，在工业生产等方面也越来越重视。此次课题是“多 点温度采集与记录系统”就是加深了对温度的采集和控制。此次设计巩固、加深 和扩大单片机、VB、 C 语言等应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解 决工业控制的能力；培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料 的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力；通过对课题设计方案的分 析、选择、比较、熟悉单片机等用于系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、 内容及步骤；学会将所学专业知识联系起来思考问题的方法，并培养小组合作能 力 第 3 页
    专业实践综合训练——多点温度采集与记录系统 二、硬件设计 2.1 系统硬件设计方案 系统整体硬件电路包括，传感器数据采集电路，温度显示电路，上下限报警 电路，单片机主板电路等。 根据系统功能要求，构造如下图所示的系统原理结构框图。 Protues虚拟仿真 复位电路 时钟振荡 U2 DS18B20 U3 DS18B20 . 0 2 8 . 0 7 5 VCC C C V Q D D N G C C V Q D D N G 3 2 1 3 2 1 8 7 6 5 DSW1 OFF ON DIPSW_4 单 片 机 19 18 9 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 PC 机 显 示 DS18B20 DS18B20 历史温度 分布曲线 越线报警 及越线变色： 红色：最大上限 黄色：上限报警 绿色：下限报警 蓝色：最小下限 图 1 系统原理结构框图 RXD TXD RTS CTS SW1 SW-SPDT 形式：51的对外接口 功能：计算机的串口1 P1 1 6 2 7 3 8 4 9 DCD DSR RXD RTS TXD CTS DTR RI ERROR COMPIM U1 XTAL1 XTAL2 RST PSEN ALE EA P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 AT89C51 SRCFILE=ds18b20s.hex P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 图2 整体硬件图 第 4 页
    专业实践综合训练——多点温度采集与记录系统 2.2 AT89C51 简介 AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能 CMOS8 位微 处理器，俗称单片机。AT89C2051 是一种带 2K 字节闪烁可编程可擦除只读存储 器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 100 次。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相 兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器，AT89C2051 是它的一种精简版本。AT89C51 单片机为很多 嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 图 3 AT89C51 管脚图 主要特性： ·与 MCS-51 兼容 ·4K 字节可编程闪烁存储器 寿命：1000 写/擦循环 数据保留时间：10 年 ·全静态工作：0Hz-24Hz ·三级程序存储器锁定 ·128*8 位内部 RAM ·32 可编程 I/O 线 ·两个 16 位定时器/计数器 ·5 个中断源 第 5 页
    专业实践综合训练——多点温度采集与记录系统 ·可编程串行通道 ·低功耗的闲置和掉电模式 ·片内振荡器和时钟电路 管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 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，如下表所示： 口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3.3 /INT1（外部中断 1） P3.4 T0（记时器 0 外部输入） P3.5 T1（记时器 1 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） 第 6 页
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