学年论文毕业论文(2)

1.3主要元器件介绍 （1）单片机

STC89C52是STC公司生产的一种低功耗，高性能的8位CMOS控制器件。其内部有8K的Flash存储器。内部依旧是使用的MCS-51内核而它的功能比传统的51单片机做了一些改进这也使得它在多嵌入式控制系统中变得灵活。其具有以下标准功能：8K字节Flash、512字节RAM、32位I/O口、看门狗定时器、内置4K的E2PROM、3个16位定时计数器、4个外部中断、4级中断结构、全双工串口、最高运作频率35MHZ。

89C52引脚功能： 1）VCC（40）：电源+5V。

2）VSS（20）：接地，也就是GND。 3）XTL1（19）和XTL2（18）：振荡电路。

4）PSEN（29）：片外ROM选通信号，低电平有效。

5）ALE/PROG（30）：地址锁存信号输出端/EPROM编程脉冲输入端。 6）RST/VPD（9）：复位信号输入端/备用电源输入端。 7）EA/VPP（31）：内/外部ROM选择端。 8）P0口（39-32）：双向I/O口。 9）P1口（1-8）：准双向通用I/0口。 10）P2口（21-28）：准双向I/0口。

11）P3口（10-17）：准双向I/O口具有第二功能。

图4STC89C52引脚图

（2）DS18B20温度传感器模块

温度传感器DS18B20是美国达拉斯半导体公司在DS1820后推出的一种智能温度传感器它的结构如下图5所示。是三脚的单总线通信方式的温度传感器，传统的热敏电阻不能直接读出被测温度而DS18B20解决了这个问题。其温度测量范围在-55 0C—+125 0C，可编程9—12位A/D转换精度。测温的分辨率在0.0625 0C被测温度用符号扩展的16位数字量方式输出，供电电压位3V—5.5V的电压范围使得系统灵活而又方便。多个DS18B20可以并联到两或三根线上单片机只需一根线就可以与多个传感器通信从而大大减少对处理器端口的占用。也正因此非常适合远距离多点温度测量。其对温度的响应转换时间也很短完全满足基本的温度测量需求。并且以其独到的价格优势很受消费者的欢迎。

图5DS18B20芯片封装结构

DS18B20特点：

1）独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现与DS18B20的双向通讯。

2）在使用中不需要任何外围元件。

3）可用数据线供电，电压范围：+3.0~ +5.5 V。 4）测温范围：-55 ~+125 ℃。固有测温分辨率为0.5 ℃。 5）通过编程可实现9~12位的数字读数方式。 6）用户可自设定非易失性的报警上下限值。

7）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。 8）负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

（3）HC-SR04超声测速模块

超声波测距模块HC-SR04可提供2-400cm的非接触式的距离感测模块，测量精度3mm， 包括超声波发射器，接受器，和控制电路。如下图所示：

图6HC-SR04超声波测距模块

基本工作原理[5]：

1)采用I/O口TRIG触发测距，给最少10us的高电平信号。 2)模块自动发送8个40KHZ的方波，自动检测是否有信号返回。

3)有信号返回通过I/O口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=（高电平时间*声速（340m/s））/2。

表1HC-SR04电气参数

电气参数 工作电压 工作电流 工作频率 最远射程 最近射程 测量角度 DC 5V 15 mA 40KHZ 4m 2cm 15度 HC-SR04超声波模块 输入触发信号 输出回响信号 规格尺寸 10uS的TTL脉冲 输出TTL电平信号与射程成比例 45*20*15mm

第二章 单片机控制温度和速度传感器系统方案设计

2.1 方案综述：

由控制按钮控制发出指令，通过51单片机处理，信号由单片机发给执行电路机构（同时在液晶显示器上显示），各传感器模块收到到驱动信号开始工作其如下图所示：

控制按钮 单片机STC89C52 DS18B20与 HC-SR04 1602液晶显示模块 报警装置 图7系统设计流程图

编程语言方面C语言和汇编语言在单片机编程中最为常见。中在C语言和汇编语言中我对C语言编程较为熟悉，因其更为简洁易用尤其在寄存器操作方面无需检索复杂的地址使得其非常方便,而且在与其它软件混合编程时非常的方便所以现在很多主流的行业软件都带有C语言接口这是汇编语言所没有的因此本设计使用C语言为单片机编程[6]。

2.2显示方案选择

方案一：采用LED进行动态显示[7]，在LED上可以直观的得到数据与各项参数。这一方案操作简单，易于控制，成本低，但是其耗电量大，显示内容单一。无法满足本次设计的要求。

方案二：采用1602进行显示， LCD的优点主要包括零辐射、低功耗、散热小、体积

小、图像还原精确、字符显示锐利。而且显示的内容可以更为形象具体，能够分两行显示对本次设计再适合不过，通过它我们可以直观的了解温度以及速度的变化情况。而且LCD的显示技术也属于比较成熟的[8]。

综上综上所述，我决定选用方案二作为显示方案如图8所示：

图8显示设计原理图

2.3硬件设计原理图

图9测温部分原理图

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