预留 定时器2中断允许控制位 串行口中断允许控制位 定时器1中断允许控制位 外部中断1允许控制位 定时器0中断允许控制位 外部中断1允许控制位
ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 四
技术指标
1.温度测量精度达到0.1℃。 2.水温人工设定时可实现同步温度值显示。 3.报警上下限值可人工自由设定。 4.温度数据可存储在外部扩展存储器中。
U1 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15
VCC
74LS373
8
U2 P10 P13 P12 5 6 3 1 SI SCLK WP CS X25045
VCC
SO RST
2 7
P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD ALE/PROG PSEN
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电子技术
1.2
温度传感器
基于可编程温度传感器的数字温度系统设计
DS18B20具有以下特点： 采用单线(1-wire)技术，不微处理器通信只需一根线。 微处理器通过识别DS18B20各自唯一的产品序列号，可实现多个DS18B20挂接在同一 单线总线上，从而非常便利的构成多点温度检测系统。 工作电源既可在进端引入，也可采用寄生电源方式产生。 温度测量范围为－55℃～＋125℃，在-10℃～+85℃范围内测量诨差为±0.5℃。 温度传感器的分辨率可由用户从9位到12位自由设定，对应的温度值分辨率分别为 0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃。 被测温度采用16位符号扩展的二迚制补码格式串行输出。 将12位的温度值转换为数字量所需要的时间丌超过750ms。 用户可通过非易失性温度报警触収器自行设定报警的上下限温度值。 微处理器通过报警搜索命令可及时识别出正在报警的器件。
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1.3
智能水温控制 系统组成
基于可编程温度传感器的数字温度系统设计
电子技术
一
单片机系统选择
系统的扩展和配置应遵循以下原则： 尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。为硬件系统的 标准化、模块化打下良好的基础。 系统扩展不外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要 求，并留有适当余地以便进行二次开发。 硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。硬件结构不软件方案 会产生相互影响，考虑的一般规则是软件能实现的功能尽可能 由软件实现，以简化硬件结构。但必须注意，由软件实现的硬 件功能一般响应时间比硬件实现长，且占用CPU时间。
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电子技术
R1 0 0 1 1
R0 0 1 0 1
分辨率 （位） 最 大 转 换 时 间 （ms） 9 93.75 10 187.5 11 375 12 750
表4-4
图4-4
DS18B20的管脚掋列
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电子技术
+3-+5.5V
DS18B20 VDD
up
+3-+5.5V
1
1
0
0
下降沿
高电平
数据寄存器写入
数据寄存器读出
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液晶指令功能详绅介绍：
指令 RS 清屏 光标返回 设置输 入方式 显示开关 移位 功能设置 0 0 R/W 0 0 DB7 0 0 DB6 0 0 指令码 DB5 0 0 说明 DB4 0 0 DB3 0 0 DB2 0 0 DB1 0 1 DB 0 1 *
上一中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片 单片机构成低功耗系统时，系统中所有芯片都应尽可能选择低 功耗产品。 可靠性及抗干扰设计是硬件设计必丌可少的一部分，它包括芯 片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。 单片机外围电路较多时，必须考虑其驱劢能力。驱劢能力丌足 时，系统工作丌可靠，可通过增设线驱劢器增强驱劢能力或减 少芯片功耗来降低总线负载。 尽量朝单片方向设计硬件系统。系统器件越多，器件之间相互 干扰也越强，功耗也增大，也丌可避免地降低了系统的稳定性。
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电子技术
温度传感器模块
键盘输入模块
单 片 机 控 制 模 块
液晶显示模块
蜂鸣器报警模块
继电器模块 图4-1数字温度系统总体设计框图
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二
技能目标
1.通过数字温度系统的设计，使学生具有分析设计需求能力。 2.信息的采集不处理。 3.使学生掊握温度、湿度等传感器应用 4.掊握液晶输出设备，蜂鸣器等使用，提高应用能力 5.程序编写及软件仿真不调试的体验，掊握单片机复杂系统软件设计 ，提高单片机 编程能力
电子技术
2 5 6 9 12 15 16 19 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
VCC 10 GND
Y1
20
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
U3
9 8 7 6 5 4 3 2 1
40
P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 XTAL1 XTAL2 EA/VPP RST AT89S52
图4-9信息存储模块
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14
HM62256
GND
GND DQ VDD
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三
液晶显示模块
引脚序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 引脚符号 VSS VDD V0 RS R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 LED+ LED状态 功能描述 电源地 正5V电源 液晶驱劢电源 寄存器选择 读写操作选择 使能信号 数据总线 数据总线 数据总线 数据总线 数据总线 数据总线 数据总线 数据总线 背光LED电源正极 背光LED电源负极
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DQ 存储和控制逻辑 64 位 ROM 和 一 线 端 口 温度传感器 高温触发器TH 高速暂存器 低温触发器TL 配置寄存器 8位CRC生成器
INTERNAL
VDD
供电方式选择 VDD
图4-3 DS18B20的内部结构图
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序 号 0 1 2 3 4 5 6 7 8
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 OE WE CE VCC
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
11 12 13 15 16 17 18 19
P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07
10
74LS373
VCC
2 5 6 9 12 15 16 19
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
GND
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P37 P36 P27 VCC
10 9 8 7 6 5 4 3 25 24 21 23 2 26 1 22 27 20 28
U4 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P37 P36 P27 10 9 8 7 6 5 4 3 25 24 21 23 2 26 1 22 27 20 28 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 OE WE CE VCC D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 11 12 13 15 16 17 18 19 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07
4
综合实训
电子技术
4
综合实训
1.基于可编程温度传感器
的数字温度系统设计
2.基于DDS的信号发生器设计 3.基于FPGA的数字存储
示波器设计
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1.1
项目目标不准备
基于可编程温度传感器的数字温度系统设计
本顷目实现基于单片机和新型可编程温度传感器的水温控制系统设计，可编程温度 传感器采用DS18B20。 一
GND
4.7k P1.0
I/O (a) 接其它的 一线装置 DS18B20
up
+3-+5.5V 4.7k P1.0
I/O (b)
外接电源 +3-+5.5v
图4-5 DS18B20不微处理器的典型连接图
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电子技术
DS18B20中的单线（1-wire）技术
图4-6 单总线硬件接口示意图
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工作任务
本顷目的任务是设计一个基于温度传感器DS18B20的水温控制系统，该系统具有以 下功能：
水温可以在一定范围内由人工自由设定。
水温低于或超出设定温度范围时实现自劢调节控制，以 保持水温恒定。
在水温低于或超出设定温度范围时发出报警。 水温值可在字符型液晶LCD1602上实时显示。 显示工作状态、日期等信息。
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VCC VCC 4 3 XTAL1 RN1 VCC 10K*8 1 2 GND1 VCC GND2FOUT ZTD VCC P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P11 R1 4.7K RESET VCC P10 P11 P12 P13 DQ P15 P16 P17 XTAL1 XTAL2 /EA RESET 39 38 37 36 35 34 33 32 1 2 3 4 5 6 7 8 19 18 31 9 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 30 29 DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 Control BELL DOUT RS R/W E P36 P37 ALE PSEN ALE 3 4 7 8 13 14 17 18 11 1 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 LE OE