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计算机硬件综合课程设计报告.docx

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1 设计题目
2 设计说明
2.1 设计目的
2.2 实验设备
2.3芯片介绍
2.3.1 CH451芯片
2.3.2 89S52芯片
2.3.3 CD4052芯片
2.3.4 DS18B20芯片
3 实验原理
4 实验步骤
4.1 硬件连接
4.2 软件设计
4.2.1 18B20芯片的控制
4.2.2温度获取
4.2.3 主函数
5 实验成功标志
6 程序说明
6.1常量定义头文件def.h
6.2 向CH451发送命令
6.3 测试显示LED数码管
6.4 显示一个整数
6.5 读写18B20数据
6.6检测并显示温度
6.7 数码管操作display
7 操作说明
7.1 软件安装
7.2 添加文件
7.3 硬件连线
7.4 使用在线编程软件
7.5 显示检测温度
7.6 测试手指温度
8实验结果
9 心得体会
目录 1 设计题目 ..........................................................2 2 设计说明 ..........................................................2 2.1 设计目的 .................................................... 2 2.2 实验设备 .................................................... 2 2.3芯片介绍 ..................................................... 3 2.3.1 CH451芯片 ............................................. 3 2.3.2 89S52芯片 ............................................. 5 2.3.3 CD4052芯片 ............................................ 6 2.3.4 DS18B20芯片 ........................................... 6 3 实验原理 ..........................................................8 4 实验步骤 ..........................................................9 4.1 硬件连接 .................................................... 9 4.2 软件设计 ................................................... 10 4.2.1 18B20芯片的控制 ...................................... 10 4.2.2温度获取 .............................................. 10 4.2.3 主函数 ............................................... 11 5 实验成功标志 ..................................................... 11 6 程序说明 .........................................................11 6.1常量定义头文件def.h ......................................... 11 6.2 向CH451发送命令 ............................................ 12 6.3 测试显示LED数码管 .......................................... 13 6.4 显示一个整数 ............................................... 14 6.5 读写18B20数据 .............................................. 14 6.6检测并显示温度 .............................................. 16 6.7 数码管操作display .......................................... 17 7 操作说明 .........................................................18 7.1 软件安装 ................................................... 18 7.2 添加文件 ................................................... 18 7.3 硬件连线 ................................................... 18 7.4 使用在线编程软件 ........................................... 19 7.5 显示检测温度 .............................................. 19 7.6 测试手指温度 ............................................... 19 8实验结果 .........................................................20 9 心得体会 .........................................................22 1
环境温度测试例程设计 1 设计题目 环境温度测试例程设计 2 设计说明 2.1 设计目的 (1)掌握 IO 口操作; (2)掌握显示及键盘芯片的运用; (3)了解中断的运用; (4)了解单总线操作。 2.2 实验设备 (1)PC 机一台 (2)ZG-211 单片机系统实验板一块 (3)实验连接线若干 (4)芯片:CH451,89S52 ,CD4052, DS18B20 (5)并口编程线一根 (6)配套电源 1 个 2
2.3芯片介绍 2.3.1 CH451芯片 CH451 是一个整合了数码管显示驱动和键盘扫描控制以及μP 监控的多功能外围芯 片。CH451 内置RC 振荡电路,可以动态驱动8 位数码管或者64 位LED,具有BCD 译 码、闪烁、移位等功能;同时还可以进行64 键的键盘扫描;CH451 通过可以级联的 串行接口与单片机等交换数据;并且提供上电复位和看门狗等监控功能。 3
在此次课题设计中将使用到的对CH451进行操作的命令如下表所示: 操作命令 11 10 设置系统参数 0 设置显示参数 0 加载字数据0 加载字数据1 加载字数据2 加载字数据3 加载字数据4 加载字数据5 加载字数据6 加载字数据7 1 1 1 1 1 1 1 1 读取按键代码 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 9 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 位 5 0 4 0 3 0 7 0 6 0 2 1 0 WDOG KEYB DISP MODE LIMIT INTENSITY DIG_DATA, DIG0 对应的字数据 DIG_DATA, DIG1 对应的字数据 DIG_DATA, DIG2 对应的字数据 DIG_DATA, DIG3 对应的字数据 DIG_DATA, DIG4 对应的字数据 DIG_DATA, DIG5 对应的字数据 DIG_DATA, DIG6 对应的字数据 DIG_DATA, DIG7 对应的字数据 8 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 × × × × × × × × 4
2.3.2 89S52芯片 AT89S52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。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 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,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得AT89S52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。AT89S52具有以下标准功能:8k字节 Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位 定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另 外,AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式 下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方 式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或 硬件复位为止。 寄存器中各个位的功能如下,课题设计中我们只使用到了EA和EX0,EX0控制的 是键盘按键的外部中断: 符号 位地址 功能 中断总允许控制位。EA=0,中断总禁止;EA=1,各中断由各自的中 EA IE.7 断控制位决定 — IE.6 预留 ET2 IE.5 定时器2中断允许控制位 ES IE.4 串行口中断允许控制位 ET1 IE.3 定时器1中断允许控制位 EX1 IE.2 外部中断1允许控制位 ET0 IE.1 定时器0中断允许控制位 EX0 IE.0 外部中断0允许控制位 5
2.3.3 CD4052芯片 CC4052 是一个差分4 通道数字控制模拟开关,有A0、A1 两个二进制控制输 入端和INH 输入,具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4.5~20V 的数字 信号可控制峰-峰值至20V 的模拟信号。例如,若VDD=+5V,VSS=0,VEE= -13.5V,则0~5V 的数字信号可控制-13.5~4.5V 的模拟信号。这些开关电路在 整个VDD-VSS 和VDD-VEE 电源范围内具有极低的静态功耗,与控制信号的逻 辑状态无关。当INH 输入端=“1”时,所有的通道截止。二位二进制信号选通4通 道中的一通道,可连接该输入端至输出。CC4052 提供了16 引线多层陶瓷双列直插 (D)、熔封陶瓷双列直插(J)、塑料双列直插(P)和陶瓷片状载体(C)4 种封 装形式。 2.3.4 DS18B20芯片 DS1820 数字温度计以 9 位数字量的形式反映器件的温度值。 DS1820 通过一个单线接口发送或接收信息,因此在中央微处理器和 DS1820 之间仅 需一条连接线(加上 地线)。用于读写和温度转换的电源可以从数据线本身获得, 无需外部电源。 因为每个 DS1820 都有一个独特的片序列号,所以多只 DS1820 可以同时连在一 根单线总线上,这样就 可以把温度传感器放在许多不同的地方。这一特性在 HVAC 环境控制、探测建筑物、仪器或机器的温度以及 过程监测和控制等方面非常有用。 对应的十进制温度值。 6
BIT BYTE 对应单位(℃) BYTE 对应单位(℃) 0 1 2 3 4 5 6 7 低 低 低 低 低 低 低 低 1/16 1/8 1/4 1/2 1 2 4 8 高 高 高 高 高 高 高 高 16 32 64 128 — — — 符号位 18B20 的访问通过命令来实现,命令即为通过写操作向芯片发送的数据。 与温度检 测相关的命令有 4 个,分别为: 初始化(复位) 忽略 ROM 匹配(命令 CC) 温度转换(命令 44) 读温度(命令 BE) (1)初始化 单线总线上的所有处理均从初始化序列开始。初始化序列包括总线主机发出一复位 脉 冲,接着由从属器件(即 18B20)送出存在脉冲。 (2)忽略 ROM 匹配 一旦总线主机检测到从属器件的存在,它便可以向器件发出命令。所有命令均为 8 位 (BIT)长。 在单点总线系统中,可以使用忽略 ROM 匹配命令允许总线主机不 提供 64 位从属器件的 ROM 编码而访问从属器件。(注意:若总线上有多个从属器 件,则会发生数据冲突。) 该命令的编码为CC(十六进制) 7
(3)温度转换 启动 18B20,进行温度测量,并将测量结果保存在 18B20 的 RAM 中 该命令的编码 为44(十六进制) (4)读温度 向 18B20 发送命令,要求 18B20 将᳔ 近存放在 RAM 中的温度发送到总线上。 该 命令的编码为BE(十六进制) 软件中就是利用上面介绍的命令对 18B20 芯片进行操作以得到环境温度。 3 实验原理 传统的温度测试,需要温度探头和 A/D 传换模块,电路复杂,不易控制。本实 验板采用 高精度温度传感器 DS18B20 芯片。该芯片将温度探头与 A/D 转换模块集 成在一起,同时采用 单总线与 CPU 通信,简化了电路,使大数量多点温度检测成 为可能。 单总线协议是指通过总线上的不同高低电平的时间控制来代表数字’0’或 者’1’。由 于单片机的 IO 口资源有限, DS18B20 的 IO 口通过 4 通道数字 控制模拟开关 CD4052 接到单 片机的 IO 口上。 实验线路连接图如下: 图一 8
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