数字频率计是一种基本的测量仪器。它被广泛应用与航天、电子、测控等领域。它利用VHDL硬件描述语言进行设计，并在EDA（电子设计自动化）工具的帮助下，用大规模可编程器件（CPLD）实现数字频率计的设计原理及相关程序。通过了Max+plusⅡ软件进行仿真、硬件调 ... 你可以去这个网 址看看
频率测量的方法常用的有测频法和测周法两种。
测频法的基本思想是让计数器在闸门信号的控制下计数1秒时间，计数结果是1秒内被测信号的周期数，即被测信号的频率。若被测信号不是矩形脉冲，则应先变换成同频率的矩形脉冲。测频法的原理框图如图所示。
图中，秒脉冲作为闸门信号，当其为高电平时，计数器计数；低电平时，计数器停止计数。显然，在同样的闸门信号作用下，被测信号的频率越高，测量误差越小。当被测频率一定时，闸门信号高电平的时间越长，测量误差越小。但是闸门信号周期越长，测量的响应时间也越长。
2、当被测信号频率较低时，为保证测量精度，常采用测周法。即先测出被测信号的周期，再换算成频率。测周法的实质是把被测信号作为闸门信号。
在它的高电平的时间内，用一个标准频率的信号源作为计数器的时钟脉冲。若计数结果为N，标准信号频率为f1，则被测信号的周期为：T = T1·N。被测信号的频率为：f = 1/T1·N = f1/N。
利用测周法所产生的最大绝对误差，显然也等于±1个标准信号周期。如果被测信号周期的真值为T真= T1·N，则T测= T1·（N±1）σmax= （f测-f真）/ f真= T真/T测 – 1=±1/（N±1）由上式可知，对于一定的被测信号，标准信号的频率越高，则N的值越大，因而相对误差越小。
3、低频段的测量，鉴于上述困难，对于低频信号，为了达到规定的精度，要采取一些比较特殊的方法。例如，可考虑将被测信号倍频后再用测频法测量。
或将闸门信号展宽。由于倍频电路比较复杂，所以一般采用后一种方法，实际上闸门信号展宽与被测信号倍频在效果上是相同的。
闸门信号展宽比较容易做到，例如采用分频电路就可以实现。若闸门信号高电平时间从1秒展宽到10秒，则相对误差可以按比例下降，但响应时间也增大相同的比例。
4、显示方式：共用右边四个数码管，左三个显示数据，最右端一个显示单位，为0时单位为Hz，为1时单位为Khz
5、代码：
//#include<>
#include<>
#include<>
#define uint unsigned int
uint a,b,c,d;
unsigned long x;
unsigned long count;
unsigned char flag=0;
void Timer0_Init()interrupt 1
{
TH0=(65535-10000)/256;
TL0=(65535-10000)%256;
if(++count==40)
{
count=0;
TR1=0;
x=TH1*256+TL1;
TH1=0;
TL1=0;
TR1=1;
flag=1;
}
}
void show(void)
{if(x>=10&&x<100)
{
a=0;
b=x*10%100;
c=x/10;
d=x%10;
ZLG7289_Download(1,7,0,a);
ZLG7289_Download(1,6,0,b);
ZLG7289_Download(1,5,1,d);
ZLG7289_Download(1,4,0,c);
}
else if(x>=100&&x<1000)
{
a=0;
b=x/100;
c=x%100/10;
d=x%10;
ZLG7289_Download(1,7,0,a);
ZLG7289_Download(1,6,1,d);
ZLG7289_Download(1,5,0,c);
ZLG7289_Download(1,4,0,b);
}
else if(x>=1000&&x<10000)
{
a=x/1000;
b=x%1000/100;
c=x%100/10;
d=1;
ZLG7289_Download(1,7,0,d);
ZLG7289_Download(1,6,0,c);
ZLG7289_Download(1,5,0,b);
ZLG7289_Download(1,4,1,a);
}
}
main(void)
{
system_init();
systemclk_init();
port_init();
ZLG7289_Init(40);
ZLG7289_Reset();
timer_init();
while(1)
{
if(flag==1)
{
show();
flag = 0;
}
}}
#include <>
#include <>
void system_init()
{
PCA0MD&=~0x40;
}
void systemclk_init()
{
OSCICL=OSCICL+42; //设置内部振荡器为24MHZ
OSCICN|=0x01; //内部振荡器4分频
}
void port_init()
{
P0SKIP=0x00; //跳过做做INT1(模拟输出不跳)
P1SKIP=0x00; //跳过，，
XBR0=0x00; //交叉开关使能UART0
XBR1=0x60; //打开交叉开关
//IT01CF=0x10; //INT0配置在，INT1配置在
P0MDIN=0xFF; //数字输入
P1MDIN=0xFF;
P0MDOUT=0xFF; //推挽
P1MDOUT=0xFF;
}
void timer_init()
{
TMOD=0X51;
TH0=(65535-2500)/256;
TL0=(65535-2500)%256;
EA=1;
ET0=1;
TR1=1;
TR0=1;
}
#ifndef __port_H_
#define __port_H_
void system_init(void);
void systemclk_init(void);
void port_init(void);
void timer_init(void);
#endif
1、频率计嘛就是用来测试信号频率的啊！2、用FPGA来做就最简单不过了！3、我做了一个频率范围在，一点都不夸张的，而且精度还很高，比你想象的要高的多！4、软件设计就只要QUARTUS II,很好做的也很容易！5、就连报告也都有的！
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你问的也太多了吧。真是舍得用百度啊。1.频率计应该是能对输出的信号的频率进行调整。比如要求输出10kHZ的某种波。指标：频率，波形，占空比，最高电压，最低电压，振幅等。2.可以模块化，你自己参考资料去实现吧。3.依旧百度，百科里有。是基于硬件的编程，相对ASIC很灵活，能调整来实现你的功能。在视频处理，工业控制，DSP上都有很大的使用。他也作为ASIC的模型。
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频率计相关毕业设计 ·波形发生器、频率计和数字电压表设计·智能数字频率计·数字频率计毕业设计论文·单片机控制的微型频率计设计·等精度数字频率计·基于FPGA和单片机的多功能等精度频率计·基于VHDL数字频率计的设计与仿真·数字频率计 课程设计·基于CPLD器件的数字频率计的设计·多功能频率计的设计·等精度频率计的设计·数字频率计·小型数字频率计的设计·基于单片机的频率计设计·基于VHDL语言设计数字频率计·等精度数字频率计的设计和分析·基于单片机的频率计的设计·基于单片机的数字频率计的设计·数字频率计设计
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1.频率计是干什么的?问这个问题的应该不是工科生吧！不是工科生做什么频率计啊~~哪凉快待哪去
第1节 引言 数字频率计概述 频率测量仪的设计思路与频率的计算 基本设计原理3第2节 数字频率计（低频）的硬件结构设计4 系统硬件的构成系统工作原理图单片机及其引脚说明 信号调理及放大整形模块时基信号产生电路显示模块8第3节 软件设计 定时计数 量程转换 BCD转换 LCD显示15第4节 结束语 16参考文献 20附录 汇编源程序代码28
我也需要一份。。求好心人帮忙= =QQ402986090
这是大规模数字集成电路在系统可编程领域的经典课程设计。数字频率计是近代电子技术领域的重要测量工具之一，同时也是其他许多领域广泛应用的测量仪器。数字频率计是在规定的基准时间内把测量的脉冲数记录下来，换算成频率并以数字形式显示出来。数字频率计用于测量信号（方波，正弦波或其他周期信号）的频率，并用十进制数字显示，它具有精度高，测量速度快，读数直观，使用方便等优点。一个用VHDL语言实现的实例如下：-- Project Name: 恒精度频率计-- Target Devices: FPGA or CPLD-- Revision - File Created-- Comments: clk--系统工作时钟，2MHz-------------reset--系统复位信号，高电平有效-------------Fx--为待测信号-------------FreqNx--为待测信号的计数值-------------FreqNs--为标准信号的计数值-------------Freq--为待测信号的频率------------------------------------------------------------------------------------library IEEE;use ;use ;use ;----------------------------------------------------------entity Cymometer is generic(clk_freq : integer := 2000000);--系统工作时钟频率 Port ( clk : in STD_LOGIC; reset : in STD_LOGIC; Fx : in STD_LOGIC; ----待测信号 FreqNs : out natural; FreqNx : out natural); --Freq : out natural);end Cymometer;----------------------------------------------------------architecture Behavioral of Cymometer is---------------------------------------- signal start : STD_LOGIC;--此信号为高电平时计数器开始计数 signal CTRL : STD_LOGIC;--CTRL信号为待测信号和门控信号产生的计数器启动信号 signal CNTx : natural;--待测信号计数器 signal CNTs : natural;--标准信号计数器----------------------------------------begin--***************************************----产生一个门控信号，高电平有效 GateCtrl : process(clk) --------------------------- variable CNT0 : integer range 0 to 2_097_152;--门控信号计数器 --------------------------- begin if rising_edge(clk) then if reset='1' then CNT0 := 0; else CNT0 := CNT0 + 1; end if; --------- if reset='1' then start <= '0'; elsif CNT0 < (clk_freq*3/4) then start <= '1'; else start <= '0'; end if; end if; end process GateCtrl;--***************************************----产生CTRL信号，由待测信号和门控信号产生的计数器启动信号 CtrlGen : process(Fx) begin if rising_edge(Fx) then if reset='1' then CTRL <= '0'; else CTRL <= start; end if; end if; end process CtrlGen;--***************************************----用两个计数器分别对标准信号clk和待测信号signal计数------------------------------------计数标准信号，CTRL高电平期间有效 CountS : process(clk) begin if rising_edge(clk) then if reset='1' then CNTs <= 0; elsif CTRL='1' then CNTs <= CNTs + 1; else CNTs <= 0; end if; end if; end process CountS;------------------------------------计数待测信号，CTRL高电平期间有效 CountX : process(Fx) begin if rising_edge(Fx) then if reset='1' then CNTx <= 0; elsif CTRL='1' then CNTx <= CNTx + 1; else CNTx <= 0; end if; end if; end process CountX;--***************************************----CTRL下降沿将技术结果和测量值输出 CountOut : process(CTRL) begin if falling_edge(CTRL) then if reset='1' then FreqNs <= 0; FreqNx <= 0;-- Freq <= 0; else FreqNs <= CNTs; FreqNx <= CNTx;-- Freq <= (clk_freq / CNTs * CNTx); end if; end if; end process CountOut;end Behavioral;下面是为上面的模块编写的测试平台，在Modelsim下仿真通过，因为数据量较大，建议不要使用Altera及ISE仿真。--------------------------------------------------------------------------------LIBRARY ieee;USE ;USE ;USE ; ENTITY tb ISEND tb; ARCHITECTURE behavior OF tb IS -- Component Declaration for the Unit Under Test (UUT) COMPONENT Cymometer PORT( clk : IN std_logic; reset : IN std_logic; Fx : IN std_logic; FreqNs : OUT natural; FreqNx : OUT natural; Freq : OUT natural ); END COMPONENT;--Inputs signal clk : std_logic := '0'; signal reset : std_logic := '1'; signal Fx : std_logic := '0'; --Outputs signal FreqNs : natural; signal FreqNx : natural;-- signal Freq : natural; -- Clock period definitions constant clk_period : time := 500ns; BEGIN -- Instantiate the Unit Under Test (UUT) uut: Cymometer PORT MAP ( clk => clk, reset => reset, Fx => Fx, FreqNs => FreqNs, FreqNx => FreqNx, -- Freq => Freq ); -- Clock process definitions clk_process :process begin clk <= '0'; wait for clk_period/2; clk <= '1'; wait for clk_period/2; end process; --产生待测信号 Fx_process : process begin Fx <= '0'; wait for 2*clk_period; Fx <= '1'; wait for 2*clk_period; end process; -- Stimulus process stim_proc: process begin -- hold reset state for 100ms. wait for clk_period*10; reset <= '0'; -- insert stimulus here wait; end process;END;参考原理M/T测频法。
以下均可参考,从参考网址进入,合适的话,给我加分!谢谢1.基于labVIEW虚拟滤波器的设计与实现 2.双闭环直流调速系统设计3.单片机脉搏测量仪 4.单片机控制的全自动洗衣机毕业设计论文电梯控制的设计与实现 6.恒温箱单片机控制7.基于单片机的数字电压表 8.单片机控制步进电机毕业设计论文9.函数信号发生器设计论文 变电所一次系统设计11.报警门铃设计论文 单片机交通灯控制13.单片机温度控制系统 通信系统中的接入信道部分进行仿真与分析15.仓库温湿度的监测系统 16.基于单片机的电子密码锁17.单片机控制交通灯系统设计 18.基于DSP的IIR数字低通滤波器的设计与实现19.智能抢答器设计 20.基于LabVIEW的PC机与单片机串口通信设计的IIR数字高通滤波器 22.单片机数字钟设计23.自动起闭光控窗帘毕业设计论文 24.三容液位远程测控系统毕业论文25.基于Matlab的PWM波形仿真与分析 26.集成功率放大电路的设计27.波形发生器、频率计和数字电压表设计 28.水位遥测自控系统 毕业论文29.宽带视频放大电路的设计 毕业设计 30.简易数字存储示波器设计毕业论文31.球赛计时计分器 毕业设计论文 数字滤波器的设计毕业论文机与单片机串行通信毕业论文 34.基于CPLD的低频信号发生器设计毕业论文变电站电气主接线设计 序列在扩频通信中的应用37.正弦信号发生器 38.红外报警器设计与实现39.开关稳压电源设计 40.基于MCS51单片机温度控制毕业设计论文41.步进电动机竹竿舞健身娱乐器材 42.单片机控制步进电机 毕业设计论文43.单片机汽车倒车测距仪 44.基于单片机的自行车测速系统设计45.水电站电气一次及发电机保护 46.基于单片机的数字显示温度系统毕业设计论文47.语音电子门锁设计与实现 48.工厂总降压变电所设计-毕业论文49.单片机无线抢答器设计 50.基于单片机控制直流电机调速系统毕业设计论文51.单片机串行通信发射部分毕业设计论文 52.基于VHDL语言PLD设计的出租车计费系统毕业设计论文53.超声波测距仪毕业设计论文 54.单片机控制的数控电流源毕业设计论文55.声控报警器毕业设计论文 56.基于单片机的锁相频率合成器毕业设计论文57.基于Multism/protel的数字抢答器 58.单片机智能火灾报警器毕业设计论59.无线多路遥控发射接收系统设计毕业论文 60.单片机对玩具小车的智能控制毕业设计论文61.数字频率计毕业设计论文 62.基于单片机控制的电机交流调速毕业设计论文63.楼宇自动化--毕业设计论文 64.车辆牌照图像识别算法的实现--毕业设计65.超声波测距仪--毕业设计 66.工厂变电所一次侧电气设计67.电子测频仪--毕业设计 68.点阵电子显示屏--毕业设计69.电子电路的电子仿真实验研究 70.基于51单片机的多路温度采集控制系统71.基于单片机的数字钟设计 72.小功率不间断电源(UPS)中变换器的原理与设计73.自动存包柜的设计 74.空调器微电脑控制系统75.全自动洗衣机控制器 76.电力线载波调制解调器毕业设计论文77.图书馆照明控制系统设计 78.基于AC3的虚拟环绕声实现79.电视伴音红外转发器的设计 80.多传感器障碍物检测系统的软件设计81.基于单片机的电器遥控器设计 82.基于单片机的数码录音与播放系统83.单片机控制的霓虹灯控制器 84.电阻炉温度控制系统85.智能温度巡检仪的研制 86.保险箱遥控密码锁 毕业设计变电所的电气部分及继电保护 88.年产26000吨乙醇精馏装置设计89.卷扬机自动控制限位控制系统 90.铁矿综合自动化调度系统91.磁敏传感器水位控制系统 92.继电器控制两段传输带机电系统93.广告灯自动控制系统 94.基于CFA的二阶滤波器设计95.霍尔传感器水位控制系统 96.全自动车载饮水机97.浮球液位传感器水位控制系统 98.干簧继电器水位控制系统99.电接点压力表水位控制系统 100.低成本智能住宅监控系统的设计101.大型发电厂的继电保护配置 102.直流操作电源监控系统的研究103.悬挂运动控制系统 104.气体泄漏超声检测系统的设计105.电压无功补偿综合控制装置 型无功补偿装置控制器的设计电机调速 频段窄带调频无线接收机109.电子体温计 110.基于单片机的病床呼叫控制系统111.红外测温仪 112.基于单片微型计算机的测距仪113.智能数字频率计 114.基于单片微型计算机的多路室内火灾报警器115.信号发生器 116.基于单片微型计算机的语音播出的作息时间控制器117.交通信号灯控制电路的设计 118.基于单片机步进电机控制系统设计119.多路数据采集系统的设计 120.电子万年历 121.遥控式数控电源设计 降压变电所一次系统设计 变电站一次系统设计 124.智能数字频率计 125.信号发生器126.基于虚拟仪器的电网主要电气参数测试设计 127.基于FPGA的电网基本电量数字测量系统的设计 128.风力发电电能变换装置的研究与设计 129.电流继电器设计 130.大功率电器智能识别与用电安全控制器的设计 131.交流电机型式试验及计算机软件的研究 132.单片机交通灯控制系统的设计 133.智能立体仓库系统的设计 134.智能火灾报警监测系统 135.基于单片机的多点温度检测系统 136.单片机定时闹钟设计 137.湿度传感器单片机检测电路制作 138.智能小车自动寻址设计--小车悬挂运动控制系统 139.探讨未来通信技术的发展趋势 140.音频多重混响设计 141.单片机呼叫系统的设计 142.基于FPGA和锁相环4046实现波形发生器 143.基于FPGA的数字通信系统 144.基于单片机的带智能自动化的红外遥控小车 145.基于单片机AT89C51的语音温度计的设计 146.智能楼宇设计 147.移动电话接收机功能电路 148.单片机演奏音乐歌曲装置的设计 149.单片机电铃系统设计 150.智能电子密码锁设计 151.八路智能抢答器设计 152.组态控制抢答器系统设计 153.组态控制皮带运输机系统设计 154..基于单片机控制音乐门铃 155.基于单片机控制文字的显示 156.基于单片机控制发生的数字音乐盒 157.基于单片机控制动态扫描文字显示系统的设计 158.基于LMS自适应滤波器的MATLAB实现 功率放大器毕业论文 160.无线射频识别系统发射接收硬件电路的设计 161.基于单片机PIC16F877的环境监测系统的设计 162.基于ADE7758的电能监测系统的设计 163.智能电话报警器 164.数字频率计 课程设计 165.多功能数字钟电路设计 课程设计 166.基于VHDL数字频率计的设计与仿真 167.基于单片机控制的电子秤 168.基于单片机的智能电子负载系统设计 169.电压比较器的模拟与仿真 170.脉冲变压器设计 仿真技术及应用 172.基于单片机的水温控制系统 173.基于FPGA和单片机的多功能等精度频率计 174.发电机－变压器组中微型机保护系统 175.基于单片机的鸡雏恒温孵化器的设计 176.数字温度计的设计 177.生产流水线产品产量统计显示系统 178.水位报警显时控制系统的设计 179.红外遥控电子密码锁的设计 180.基于MCU温控智能风扇控制系统的设计 181.数字电容测量仪的设计 182.基于单片机的遥控器的设计 电话卡代拨器的设计 184.数字式心电信号发生器硬件设计及波形输出实现 185.电压稳定毕业设计论文 186.基于DSP的短波通信系统设计(IIR设计) 187.一氧化碳报警器 188.网络视频监控系统的设计 189.全氢罩式退火炉温度控制系统 190.通用串行总线数据采集卡的设计 191.单片机控制单闭环直流电动机的调速控制系统 192.单片机电加热炉温度控制系统 193.单片机大型建筑火灾监控系统 接口设备驱动程序的框架设计 195.基于Matlab的多频率FMICW的信号分离及时延信息提取 196.正弦信号发生器 197.小功率UPS系统设计 198.全数字控制SPWM单相变频器 199.点阵式汉字电子显示屏的设计与制作 200.基于AT89C51的路灯控制系统设计 200.基于AT89C51的路灯控制系统设计 201.基于AT89C51的宽范围高精度的电机转速测量系统 202.开关电源设计203.基于PDIUSBD12和K9F2808简易USB闪存设计 204.微型机控制一体化监控系统205.直流电机试验自动采集与控制系统的设计 206.新型自动装弹机控制系统的研究与开发 207.交流异步电机试验自动采集与控制系统的设计208.转速闭环控制的直流调速系统的仿真与设计209.基于单片机的数字直流调速系统设计210.多功能频率计的设计信息移频信号的频谱分析和识别212.集散管理系统—终端设计213.基于MATLAB的数字滤波器优化设计214.基于AT89C51SND1C的MP3播放器215.基于光纤的汽车CAN总线研究216.汽车倒车雷达217.基于DSP的电机控制218.超媒体技术219.数字电子钟的设计与制作220.温度报警器的电路设计与制作221.数字电子钟的电路设计222.鸡舍电子智能补光器的设计223.高精度超声波传感器信号调理电路的设计224.电子密码锁的电路设计与制作225.单片机控制电梯系统的设计226.常用电器维修方法综述227.控制式智能计热表的设计228.电子指南针设计229.汽车防撞主控系统设计230.单片机的智能电源管理系统231.电力电子技术在绿色照明电路中的应用232.电气火灾自动保护型断路器的设计233.基于单片机的多功能智能小车设计234.对漏电保护器安全性能的剖析235.解析民用建筑的应急照明236.电力拖动控制系统设计237.低频功率放大器设计238.银行自动报警系统
1.频率计是干什么的?问这个问题的应该不是工科生吧！不是工科生做什么频率计啊~~哪凉快待哪去
一篇完整的关于数字温度计的毕业设计或者毕业论文
数字温度计的毕业设计我有。专业毕业论文 如果觉得不会写的话，论文可以直接使用，没有在网上公布的
江苏省联合职业技术学院常州旅游商贸分院专科毕业论文 基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计设计 姓 名：(××××××××3号黑体)学 号：(××××××××3号黑体)班 级：(联院班级号×××3号黑体)专 业：(××××××××3号黑体)指导教师：(××××××××3号黑体)系 部：创意信息系××××3号黑体)二〇二0年××月××日摘 要本设计采用的主控芯片是ATMEL公司的AT89S52单片机，数字温度传感器是DALLAS公司的DS18B20。本设计用数字传感器DS18B20测量温度，测量精度高，传感器体积小，使用方便。所以本次设计的数字温度计在工业、农业、日常生活中都有广泛的应用。单片机技术已经广泛应用社会生活的各个领域，已经成为一种非常实用的技术。51单片机是最常用的一种单片机，而且在高校中都以51单片机教材为蓝本，这使得51单片机成为初学单片机技术人员的首选。本次设计采用的AT89S52是一种flash型单片机，可以直接在线编程，向单片机中写程序变得更加容易。本次设计的数字温度计采用的是DS18B20数字温度传感器，DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。本设计根据设计要求，首先设计了硬件电路，然后绘制软件流程图及编写程序。本设计属于一种多功能温度计，温度测量范围是-55℃到125℃。温度值的分辨率可以被用户设定为9-12位，可以设置上下限报警温度，当温度不在设定的范围内时，就会启动报警程序报警。本设计的显示模块是用四位一体的数码管动态扫描显示实现的。在显示实时测量温度的模式下还可以通过查询按键查看设定的上下限报警温度。 关键词：单片机、数字温度计、DS18B20、AT89S52目 录 1 引言 12 系统总体方案及硬件设计 系统总体方案 系统总体设计框图 各模块简介 系统硬件设计 单片机电路设计 DS18B20温度传感器电路设计 显示电路设计 按键电路设计 报警电路设计 83 软件设计 DS18B20程序设计 DS18B20传感器操作流程 DS18B20传感器的指令表 DS18B20传感器的初始化时序 DS18B20传感器的读写时序 DS18B20获取温度程序流程图 显示程序设计 按键程序设计 134实物制作及调试 145电子综合设计体会 15参考文献 161 引言本系统所设计的数字温度计采用的是DS18B20数字温度传感器测温，DS18B20直接输出的就是数字信号，与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，上下限报警功能。其输出温度采用LED数码管显示，主要用于对测温比较准确的场所。该设计控制器使用的是51单片机AT89S52，AT89S52单片机在工控、测量、仪器仪表中应用还是比较广泛的。测温传感器使用的是DS18B20，DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。显示是用4位共阴极LED数码管实现温度显示，LED数码管的优点是显示数字比较大，查看方便。蜂鸣器用来实现当测量温度超过设定的上下限时的报警功能。2 系统总体方案及硬件设计 系统总体方案系统总体设计框图由于DS18B20数字温度传感器具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠，所以在该设计中采用DS18B20数字温度传感器测量温度。 温度计电路设计总体设计框图如图2-1所示，控制器采用单片机AT89S52，温度传感器采用DS18B20，显示采用4位LED数码管，报警采用蜂鸣器、LED灯实现，键盘用来设定报警上下限温度。 图2-1 温度计电路总体设计框图各模块简介1.控制模块AT89S52单片机是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含有8kb的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程的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。2.显示模块显示电路采用4位共阴LED数码管，从P0口输出段码，P2口的高四位为位选端。用动态扫描的方式进行显示，这样能有效节省I/O口。3.温度传感器模块DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；无须外部器件；可通过数据线供电，电压范围为～；零待机功耗；温度以9或12位二进制数字表示；用户可定义报警设置；报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；负电压特性，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；DS18B20采用3脚TO－92封装或8脚SO或µSOP封装，其其封装形式如图2-2所示。图2-2 DS18B20的封装形式DS18B20的64位ROM的结构开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入户报警上下限。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图2-3所示。图2-3 DS18B20的高速暂存RAM的结构头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率，DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值，该字节各位的定义如表2-1所示。表2-1：配置寄存器D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0TM R1 R0 1 1 1 1 1配置寄存器的低5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率，“R1R0”为“00”是9位，“01”是10位，“10”是11位，“11”是12位。当DS18B20分辨率越高时，所需要的温度数据转换时间越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。高速暂存RAM的第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1。第9字节读出前面所有8字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以℃／LSB形式表示。当符号位s＝0时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位s＝1时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。输出的二进制数的高5位是符号位，最后4位是温度小数点位，中间7位是温度整数位。表2-2是一部分温度值对应的二进制温度数据。表2-2 DS18B20输出的温度值温度值 二进制输出 十六进制输出+125℃ 0000 07D0h+85℃ 0000 0550h+℃ 0001 0191h+℃ 0010 00A2h+℃ 1000 0008h0℃ 0000 ℃ 1000 ℃ 1110 ℃ 1111 FF6Fh-55℃ 0000 FC90hDS18B20完成温度转换后，就把测得的温度值与RAM中的TH、TL字节内容作比较。若T＞TH或T＜TL，则将该器件内的报警标志位置位，并对主机发出的报警搜索命令作出响应。因此，可用多只DS18B20同时测量温度并进行报警搜索。在64位ROM的最高有效字节中存储有循环冗余检验码（CRC）。主机ROM的前56位来计算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值作比较，以判断主机收到的ROM数据是否正确。4.调节模块介绍调节模块是由四个按键接地后直接接单片机的I/O口完成的。当按键没有按下时单片机管脚相当于悬空，默认下为高电平，当按键按下时相当于把单片机的管脚直接接地，此时为低电平。程序设计为低电平触发。5.报警模块介绍报警模块是由一个PNP型的三极管9012驱动的5V蜂鸣器，和一个加一限流电阻的发光二极管组成的。报警时蜂鸣器间歇性报警，发光二极管闪烁。 系统硬件设计 单片机电路设计 图2-4 单片机最小系统原理图单片机最小系统是由晶振电路，上电复位、按键复位电路，ISP下载接口和电源指示灯组成。原理图如图2-4所示。 DS18B20温度传感器电路设计DS18B20温度传感器是单总线器件与单片机的接口电路采用电源供电方。电源供电方式如图2-7，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。 图2-7 DS18B20电源供电方式当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10us。采用寄生电源供电方式时VDD端接地。由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。 显示电路设计显示电路是由四位一体的共阴数码管进行显示的，数码管由三极管9013驱动。四位一体的共阴数码管的管脚分布图如图2-5所示。 图2-5 四位一体的共阴数码管管脚分布图显示电路的总体设计如图2-6所示。 图2-6 显示电路 按键电路设计按键电路是用来实现调节设定报警温度的上下限和查看上下报警温度的功能。电路原理图如图2-10所示。 图2-10 按键电路原理图 报警电路设计报警电路是在测量温度大于上限或小于下限时提供报警功能的电路。该电路是由一个蜂鸣器和一个红色的发光二极管组成，具体的电路如图2-9所示。 图2-9 报警电路原理图3 软件设计 DS18B20程序设计 DS18B20传感器操作流程根据DS18B20的通讯协议，主机（单片机）控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：• 每一次读写之前都要对DS18B20进行复位操作• 复位成功后发送一条ROM指令• 最后发送RAM指令这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500μs，然后释放，当DS18B20收到信号后等待16～60μs左右，后发出60～240μs的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。DS18B20的操作流程如图3-1所示。 如图3-1 DS18B20的操作流程 DS18B20传感器的指令表DS18B20传感器的操作指令如表3-1所示。传感器复位后向传感器写相应的命令才能实现相应的功能。表3-1 DS18B20的指令表指 令 指令代码 功 能读ROM 0x33 读DS1820温度传感器ROM中的编码（即64位地址）符合 ROM 0x55 发出此命令之后，接着发出 64 位 ROM 编码，访问单总线上与该编码相对应的 DS1820 使之作出响应，为下一步对该 DS1820 的读写作准备。搜索 ROM 0xF0 用于确定挂接在同一总线上 DS1820 的个数和识别 64 位 ROM 地址。为操作各器件作好准备。跳过 ROM 0xCC 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 发温度变换命令。适用于单片工作。告警搜索命令 0xEC 执行后只有温度超过设定值上限或下限的片子才做出响应。温度变换 0x44 启动DS1820进行温度转换，12位转换时最长为750ms（9位为）。结果存入内部9字节RAM中。读暂存器 0xBE 读内部RAM中9字节的内容写暂存器 0x4E 发出向内部RAM的3、4字节写上、下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据。复制暂存器 0x48 将RAM中第3 、4字节的内容复制到EEPROM中。重调 EEPROM 0xB8 将EEPROM中内容恢复到RAM中的第3 、4字节。读供电方式 0xB4 读DS1820的供电模式。寄生供电时DS1820发送“ 0 ”，外接电源供电 DS1820发送“ 1 ”。 DS18B20传感器的初始化时序DS18B20传感器为单总线结构器件，在读写操作之前，传感器芯片应先进性复位操作也就是初始化操作。DS18B20的初始化时序如图3-2所示。首先控制器拉高数据总线，接着控制器给数据总线一低电平，延时480μs，控制器拉高数据总线，等待传感器给数据线一个60-240μs的低电平，接着上拉电阻将数据线拉高，这样才初始化完成。 图3-2 DS18B20初始化时序 DS18B20传感器的读写时序 1.写时序DS18B20传感器的读写操作是在传感器初始化后进行的。每次操作只能读写一位。当主机把数据线从高电平拉至低电平，产生写时序。有两种类型的写时序：写“0”时序，写“1”时序。所有的时序必须有最短60μs的持续期，在各个写周期之间必须有最短1μs的恢复期。在数据总线由高电平变为低电平之后，DS18B20在15μs至60μs的时间间隙对总线采样，如果为“1”则向DS18B20写“1”， 如果为“0”则向DS18B20写“0”。如图3-2的上半部分。对于主机产生写“1”时序时，数据线必须先被拉至低电平，然后被释放，使数据线在写时序开始之后15μs内拉至高电平。对于主机产生写“1”时序时，数据线必须先被拉至低电平，且至少保持低电平60μs。2.读时序在数据总线由高电平变为低电平之后，数据线至少应保持低电平1μs，来自DS18B20的输出的数据在下降沿15μs后有效，所以在数据线保持低电平1μs之后，主机将数据线拉高，等待来自DS18B20的数据变化，在下降沿15μs之后便可开始读取DS18B20的输出数据。整个读时序必须有最短60μs的持续期。如图3-2的下半部分。读时序结束后数据线由上拉电阻拉至高电平。 图3-3 DS18B20传感器的读写时序 DS18B20获取温度程序流程图DS18B20的读字节，写字节，获取温度的程序流程图如图3-3所示。图3-4 DS18B20程序流程图 显示程序设计显示电路是由四位一体的数码管来实现的。由于单片机的I/O口有限，所以数码管采用动态扫描的方式来进行显示。程序流程图如图3-4所示。图3-5 显示程序流程图 按键程序设计按键是用来设定上下限报警温度的。具体的程序流程图如图3-5所示。图3-6 按键程序流程图4实物制作及调试制作好的实物如图4-1所示。 图4-1 数字温度计实物正面图在做实物时出现了不少问题。比如本来是采用NPN型9013驱动蜂鸣器，但是在实际调试中蜂鸣器驱动不了，经多次试验，在三极管的基极电阻与单片机的接口处接一个1、2kΩ的上拉电阻就能驱动了。但考虑到单片机的I/O口默认状态时为高电平，这样一上电蜂鸣器就会响，所以将NPN型9013换成了PNP型的9012三极管，效果还不错。5电子综合设计体会经过将近一个月的设计、焊接、编程、调试，我们终于完成了数字温度计的设计，基本能够达到设计要求，而且还设计了一些其他功能，比可以开启或消除按键音功能，开机动画功能，查看报警上下限温度功能。此次的设计使我从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我们所学到的知识运用到实践中去。在大学课堂的学习只是给我们灌输专业知识，而我们应把所学的知识应用到我们现实的生活中去。这次的设计不仅使我们将课堂上学到的理论知识与实际应用结合了起来，而且使我们对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识有了更进一步的认识，同时在软件编程、焊板调试、相关调试仪器的使用等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。此次单片机设计也为我们以后进行更复杂的单片机系统设计提供了宝贵的经验。在本次设计的过程中，我们遇到不少的问题，刚开始焊好的板子下不进去程序，经过一再仔细的检查，才发现是在下载口处出了问题，由于焊盘口比较小，排针插不进去，最后使了很大力气才插进去，插进去后才发现坏了，结果在去排针的时候把焊盘给去下来了，最后只能在旁边将下载口引了出来。还有就是文章中提到的蜂鸣器驱动问题等等。经过此次的硬件制作与调试，锻炼了我们的动手实践能了。本次设计的另一个重点就是软件程序的设计，其中需要有很巧妙的程序算法，虽然以前写过几次程序，但我觉的写好一个程序并不是一件简单的事，有好多的东西，只有我们去试着做了，才能真正的掌握，只学习理论，有些东西是很难理解的，更谈不上掌握。通过此次的综合设计，我们初步掌握了单片机系统设计的基本原理。充分认识到理论学习与实践相结合的重要性，对于书本上的很多知识，不但要学会，更重要的是会运用到实践中去。在以后的学习中，我们会更加注重实践方面的锻炼，多提高自己的动手实践能力。参考文献[1] 谭浩强.C程序设计（第三版）.北京:清华大学出版社, .[2] 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温度计能够显示时间，温度，日历，这个我以前做过的