文档介绍：应用电子技术专业09级
《基于单片机产品的开发与制作》职业核心技能课程
基于工作过程导向的理论与实践融合互动学习
基于DS18B20,DS1302和SMC1602A的实时温度采集监控系统技术报告
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(一)概述
本系统是由单片机AT89C52,液晶显示器SMC1602A,温度传感器DS18B20,时钟芯片DS1302以及4*4矩阵键盘组成。单片机AT89C52RC做为数字传输中心,是通信·显示部分·温度部分·时钟·键盘的核心处理中心;SMC1602A液晶屏完成对DS18B20和DS1302传输数字的显示;温度采集检测器件,,通过单总线实现温度转换和读取,并在液晶SMC1602A上显示;DS1302作为实时时钟最小系统,通过简单的串行接口与单片机进行通信,提供秒·分·时·星期·日·月·年的信息。
;~~14引脚对应连接,,,;,,。
(二)硬件设计
温度硬件部分:
图(1)DS18B20接口图图(2)DS18B20实物封装
DS18B20使用原理说明:
,通过单总线实现温度转换和读取。
系统将DS18B20作为前端温度采集器,由于DS18B20可以将采集信号通过串行的方式直接传送给CPU能够接受的数字信号,所以在实物设计中不需要外围元件,仅需一根线将DQ端与CPU一端口相连就可以实现信号的传输。
DS18B20的特征:
a 独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯
b 每个器件有唯一的 64 位的序列号存储在内部存储器中
c 简单的多点分布式测温应用
d 无需外部器件
e 可通过数据线供电。
f 测温范围为-55~+125℃(-67~+257℉)
g 在-10~+85℃范围内精确度为±5℃
h 温度计分辨率可以被使用者选择为9~12位
I 最多在 750ms 内将温度转换为12 位数字
时钟硬件部分:
图(3)DS1302管脚图
管脚使用说明:
GND为地
RST复位脚
I/O数据输入/输出引脚
SCLK串行时钟
Vcc1,Vcc2电源供电管脚
DS1320是对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时,采用三线接口与CPU进行同步通信,,,。
图(4)DS1302接口图
显示硬件部分:
系统将日期以及DS18B20温度采集器测试的实时温度通过液晶显示器SMC1602A显示出来。
图(5)SMC1602A封装图
图(6)SMC1602A实物图
SMC1602A其1~16脚线路相连为下表:
图(7)液晶显示屏接口电路
键盘硬件部分:
本系统采用AT89C52的并行口P1接4*4矩阵键盘。
图(8)键盘原理图
由上图可以看的出:-,-。
按键排列:
图(9)键盘实物排列图
4×4矩阵键盘是用4条I/O线作为行线,4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上,设置一个按键。这样键盘中按键的个数是4×4个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。
硬件整体连接:
图(10)硬件实物连接
(三)软件设计
整个系统的功能是由硬件电路配合软件来实现的,当硬件基本定型后,软件的功能也就基本定下来了。从软件的功能不同可分为三大类:一是时钟计时与温度检测(主程序),它是整个监控系统的核心。二是键盘控制程序专门用来协调各执行模块和操作者的关系。三是显示程序(子程序),它是用来显示各种实质性的功能如测量、计时等。每一个执行软件也就是一个小的功能执行模块。这里将各执行模块一一列出,并为每一个执行模块进行功能定义和接口定义。各执行模块规划好后,就可以规划监控程序了。首先要根据系统的总体功能和键盘设置选择一种最合适的监控程序结构,然后根据实时性的要求,合理地安排