项目八 电子体温计的制作与实现电子教案 中职 单片机c语言程序设计及仿真.doc

项目八 电子体温计的制作与实现 教学设计任务（课题）名称任务1 模拟温度传感器LM35授课班级课 型理实一体化课 时4授课时间任务（教学内容）描述本任务主要学习ADC0808的工作原理；LM35的工作原理；编写模拟温度传感器LM35的程序等内容。教学目标知识目标理解ADC0808的工作原理；理解LM35的工作原理；理解温度计算原理；能力目标会利用Keil软件编写模拟温度传感器LM35的程序；会利用Proteus软件仿真调试模拟温度传感器LM35程序；情感态度与价值观目标培养学生自主讨论学习的能力；教学重难点重点ADC0808的工作原理；难点ADC0808的工作原理；教学方法讲授法、分组讨论教学资源多媒体教学设备、PPT、EDA仿真机房教学过程教学环节教学内容知识点与技能点一、布置任务任务描述利用温度传感器LM35检测外界环境温度，检测结果经LM358放大后，送到ADC0808中进行模数转换，转换结果送给单片机AT89C51，通过单片机控制1602显示模块将温度显示在显示屏上。二、新课讲解1.ADC0808工作原理ADC0808采用双列直插式（DIP）封装，具有28条引脚，各引脚功能如下：IN0IN7：8路模拟量输入端,通过3根地址译码线ADDA、ADDB、ADDC来选通一路。D0D7：A/D转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数据线连接。8位排列顺序是D7为最低位，D0为最高位。ADDA，ADDB，ADDC：模拟输入通道地址选择线。模拟通道选择地址信号，ADDA为低位，ADDC为高位。2.LM35工作原理LM35是由National Semiconductor所生产的模拟温度传感器，其输出电压与摄氏温标呈线性关系，即0时输出电压为0V，每升高1，输出电压增加10mV，这使得A/D转换后的“电压温度”换算非常简单。在常温下，LM35不需要额外的校准处理即可达到±0.25的线性度和0.5的精度。其电源供应模式有单电源与正负双电源两种，其接脚如图8-1-3所示，双电源供电可以测量负温度，测量范围是55110；单电源模式在25下电流约50mA，工作电压较宽，可在420V的供电电压范围内正常工作非常省电。温度与电压的转换公式为：3.LM358放大器4.数字温度计的数学计算原理假设当前温度为T，LM35输出电压为Uo，Uo经过运算放大电路放大5倍后变为5Uo，该信号输入到ADC0808的IN0，经过A/D转换后输出数字量为x。由于数字量x与ADC0808的输入电压值U关系为：U/5Vx/255，即Ux/51。而U5Uo，Uo0.01×T，则：0.05Tx/51。因此温度T与数字量x的关系为：T20x/511.任务分析因为LM35的输出电压是毫伏级，而ADC0808的输入电压范围为05V，虽然在ADC0808的电压允许范围内，但电压信号较弱，直接进行模数转换会导致数字量太小、精度低等不足，因此需要经过放大后再输入到ADC0808进行转换。LM35的输出电压范围为00.8V，放大5倍后，输出电压为04V，在ADC0808的输入电压范围05V之内，而LM35温度传感器的测温范围为080，完全可以满足日常生活的需要，所以设计放大倍数为5倍。2.程序流程图3.程序编写void conv_start(void) /ADC模数转换函数 ALE = 1； START = 1； delay_ms(1)； ALE = 0； START = 0；int read_data(void) /读出ADC转换的结果函数 uchar i=0； OE = 1； conv_start()； while(!EOC)； i = P3； OE = 0； return i；void init_interrupt() /定时器初始化函数TMOD = 0x02； TH0 = 0xfb； TL0 = 0xfb； EA = 1； ET0 = 1； TR0 = 1；void timer_T0(void) interrupt 1 /定时器中断函数（产生500KHz的时钟信号）clk = clk；void write_cmd(uchar com) /向1602模块写指令函数 RS = 0； LCDRW = 0； DATA_PORT = com； delay_ms(5)； EN = 1； delay_ms(5)； EN = 0；void write_data(uchar dat) /向1602模块写数据函数 RS = 1； LCDRW = 0； DATA_PORT = dat； delay_ms(5)； EN = 1； delay_ms(5)； EN = 0；void convers_temp (void) /数字信号转温度函数并显示到1602模块上int res = 0； int vol = 0.0；res = read_data()； /将读出的数据放入变量res中 vol = 200/51*res； /放大10倍后进行电压到温度的转换（46度×10460度）temp0 = vol/100+48； /取放大之后的百位数值 temp1 = vol%100/10+48； /取放大之后的十位数值temp3 = vol%10+48； /取放大之后的个位数值 write_cmd(0x80)； /写LCD的第一行的第一个字符存放地址for(frt=0；frt<16；frt+)write_data(arrayfrt)； /写字符数组“temperature”write_cmd(0xC6)； /写LCD的第二行的第六个字符存放地址for(scn=0；scn<10；scn+)write_data(tempscn)； /写温度值void lcd_init (void) /LCD初始化函数 delay_ms(5)； /延时10ms write_cmd(0x38)； /连续执行3次，等待LCM上电自复位结束 delay_ms(2)； write_cmd(0x38)； delay_ms(2)； write_cmd(0x38)； /功能设定，接口DB宽度8位，2行显示 delay_ms(2)； write_cmd(0x08)； /显示关闭 delay_ms(2)； write_cmd(0x01)； /清屏 delay_ms(2)； write_cmd(0x06)； /进入模式设定 delay_ms(2)； write_cmd(0x0c)； /显示开关控制void main() init_interrupt()； RS = 0； LCDRW = 0； EN = 0； lcd_init()； while(1) convers_temp()； 4.程序仿真学生：在机房电脑上完成程序录入、仿真。教师：巡回指导。讲解仿真结果三、课堂总结1.学生总结（1）你的收获有哪些？（2）你还有哪些知识没有掌握好？2.教师总结点评作业布置试用4位7段数码管来显示最终温度值，请编写程序来实现该控制电路。 项目八 电子体温计的制作与实现 教学设计任务（课题）名称任务2电子体温计的制作与实现授课班级课 型理实一体化课 时4授课时间任务（教学内容）描述本任务主要18B20的工作原理及读取温度方法；电子体温计程序编写及仿真等内容。教学目标知识目标理解18B20的工作原理；掌握18B20读数据原理及驱动程序；能力目标会编写电子体温计语言程序；会利用Proteus软件调试仿真电子体温计程序；情感态度与价值观目标培养学生自主讨论学习的能力；教学重难点重点18B20读数据原理及驱动程序难点18B20读数据原理及驱动程序教学方法讲授法、分组讨论教学资源多媒体教学设备、PPT、EDA仿真机房教学过程教学环节教学内容知识点与技能点一、布置任务1.任务描述利用18B20制作一个电子体温计，要求能够测量人体温度，并在4位共阳数码管上显示出来。二、新课讲解1.DS18B20的结构DS18B20的内部有64位的ROM单元和9字节的暂存器单元。64位ROM包含了DS18B20唯一的序列号（唯一的名字）。2.DS18B20工作过程DS18B20的一般工作过程为：初始化发送ROM操作命令发送存储器操作命令读写数据。（1）初始化时序（2）单总线读/写时序3.数据处理TCL、TCH为转换后的温度数据低、高字节数据。当配置为12位采样精度时，数值乘以0.0625即得实际温度值；TH、TL分别为高、低温度超限报警阈值。配置字节，为定义采样精度，可选912位A/D转换。位数不同，转换的速度也不同。出厂时被设置为12位模式。4.DS18B20的操作命令（1）ROM操作命令读取ROM0x33：可读出64位编码：匹配ROM0x55：以此指令对某一个1820操作；跳过ROM0xCC：用于总线只有一个1820；搜索ROM0xFO：用于一次读取多个1820的6位编码；报警搜索0xEC：从多个1820中搜索哪个在报警；（2）存储器操作命令温度转换0x44：启动DS18B20进行温度转换读暂存器0xBE：读暂存器9个字节内容；写暂存器0x4E：将数据写入暂存器的TH、TL字节；复制暂存器0x48：把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中；调回暂存器0xB8：把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节；读电源供电方0xB4：启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU。1.任务分析（1）根据电路分析可知：单片机的P0端口作为四位共阳数码管的数据总线，由两个74HC573锁存器分别控制段码和位码。单片机P2.2作为DS18B20数据传输端口。（2）DS18B20驱动函数如下：DS18B20初始化函数void ds_reset()；读DS18B20函数：首先读取一位bit ds_read_bit()；再读取一个字节uchar ds_read_byte()；读取温度实现温度转换函数：uint read_temp()；2.程序流程图3.程序编写/*18b20初始化*/void ds_reset() DQ=1; delayus(5); DQ=0; delayus(80); DQ=1; delayus(14); if(DQ=0) flag=1; else flag=0; delayus(20);/*读一位18b20*/bit ds_read_bit() bit dat; DQ=0; _nop_(); _nop_(); DQ=1; _nop_(); dat=DQ; delayus(10); return dat;/*读一个字节*/uchar ds_read_byte() uchar i,j,k; for(i=0;i<8;i+) j=ds_read_bit(); k=(j<<7)|(k>>1); return k;/*写一个字节*/void ds_write_byte(uchar dat) uchar i; for(i=0;i<8;i+) DQ=0; _nop_(); DQ=dat&0x01; delayus(6); DQ=1; dat=dat>>1; delayus(6);/*读取温度*/uint read_temp() uchar a,b; ds_reset(); ds_write_byte(0xcc); ds_write_byte(0xbe); a=ds_read_byte(); /低8位 b=ds_read_byte(); /高8位 temp=b; temp=temp<<8; temp=temp|a; temp=temp*0.0625*10+0.5; return temp;void segxian(uint x) a0=x/100; a1=x%100/10+10; a2=x%10; a3=20; segdisplay(); /*主函数*/void main() while(1) ds_reset(); ds_write_byte(0xcc); ds_write_byte(0x44); segxian(read_temp(); /温度监测 4.程序仿真学生：在机房电脑上完成程序录入、仿真。教师：巡回指导。讲解仿真结果三、课堂总结1.学生总结（1）你的收获有哪些？（2）你还有哪些知识没有掌握好？2.教师总结点评作业布置利用LCD1602、DS18B20制作电子体温计，完成电路设计及程序仿真。