基于單片機(jī)的單總線多點(diǎn)的溫度控制.doc

蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 論 文題 目 基于單片機(jī)的 單總線多點(diǎn)的溫度控制 院系名稱： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2010 年 05 月 05 日摘 要 設(shè)計(jì)了一種以80C552單片機(jī)為核心的工件熱處理控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以80C552單片機(jī)為核心，配以信號(hào)調(diào)理電路、溫度采集單元、信號(hào)輸出電路和鍵盤/顯示單元等幾個(gè)部分。工作時(shí)，通過(guò)溫度傳感器采集電爐溫度產(chǎn)生的電壓模擬信號(hào)，信號(hào)經(jīng)放大、濾波送入80C552單片機(jī)進(jìn)行處理后，控制電爐的電熱絲功率的輸出。實(shí)踐結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案合理可行，具有成本低廉，操作簡(jiǎn)便靈活，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞 80C552 熱處理 溫度控制目 錄1 緒論 42 元件資料 5 2.1 芯片原理5 2.2 芯片介紹63 系統(tǒng)分析 11 3.1需求背景 113.2芯片選擇 114 硬件設(shè)計(jì)12 4.1 protues仿真電路圖 125 軟件設(shè)計(jì) 13參考文獻(xiàn) 14附錄1 源代碼 15附錄2 元器件清單 26基于單片機(jī)的單總線多點(diǎn)溫度控制緒論研究的意義隨著新技術(shù)的不斷開發(fā)與應(yīng)用，近年來(lái)單片機(jī)發(fā)展十分迅速，一個(gè)以微機(jī)應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到電力、冶金、化工、建材、機(jī)械、食品、石油等各個(gè)行業(yè)。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且精度差，單片機(jī)的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問(wèn)題能夠得到很好的解決。溫度是工業(yè)對(duì)象中的一個(gè)重要的被控參數(shù)。然而所采用的測(cè)溫元件和測(cè)量方法也不相同；產(chǎn)品的工藝不同，控制溫度的精度也不相同。因此對(duì)數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制方法也不相同。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們需要對(duì)各中加熱爐，熱處理爐，反應(yīng)爐和鍋爐中溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。采用單片機(jī)來(lái)對(duì)他們控制不僅具有控制方便，簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。2、元件資料2.1 芯片原理系列單片機(jī)是采用高性能的靜態(tài)80C51，設(shè)計(jì)由先進(jìn)CMOS 工藝制造并帶有非易失性Flash 程序存儲(chǔ)器全部支持12 時(shí)鐘和6 時(shí)鐘操作。定時(shí)/計(jì)數(shù)器6 輸入4 優(yōu)先級(jí)嵌套中斷結(jié)構(gòu)1 個(gè)串行I/O 口可用于多機(jī)通信I/O 擴(kuò)展或全雙工UART以及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。此外由于器件采用了靜態(tài)設(shè)計(jì)可提供很寬的操作頻率范圍頻率可降至0， 可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)由軟件選擇的節(jié)電模式空閑模式和掉電模式空閑模式凍結(jié)CPU， 但RAM 定時(shí)器串口和中斷系統(tǒng)仍然工作。掉電模式保存RAM 的內(nèi)容但是凍結(jié)振蕩器導(dǎo)致所有其它的片內(nèi)功能停止工作由于設(shè)計(jì)是靜態(tài)的，時(shí)鐘可停止而不會(huì)丟失用戶數(shù)據(jù)運(yùn)行可從時(shí)鐘停止處恢復(fù)。表1.1 選型表80C51 核心處理單元4k 字節(jié)FLASH 89C51X28k 字節(jié)FLASH 89C52X216k 字節(jié)FLASH 89C54X232k 字節(jié)FLASH 89C58X2128 字節(jié)RAM 89C51X2256 字節(jié)RAM 89C52X2/54X2/58X2布爾處理器全靜態(tài)操作12 時(shí)鐘操作可選6 個(gè)時(shí)鐘(通過(guò)軟件或并行編程器)存儲(chǔ)器尋址范圍64K 字節(jié)ROM 和64K 字節(jié)RAM電源控制模式時(shí)鐘可停止和恢復(fù)空閑模式掉電模式兩個(gè)工作頻率范圍6 時(shí)鐘模式時(shí)為0 到20MHz12 時(shí)鐘模式時(shí)為0 到33MHzLQFP, PLCC 或DIP 封裝擴(kuò)展溫度范圍雙數(shù)據(jù)指針3 個(gè)加密位4 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)6 個(gè)中斷源4 個(gè)8 位I/O 口全雙工增強(qiáng)型UART幀數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)自動(dòng)地址識(shí)別3 個(gè)16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0 T1 標(biāo)準(zhǔn)80C51 和增加的T2 捕獲和比較可編程時(shí)鐘輸出異步端口復(fù)位低EMI (禁止ALE 以及6 時(shí)鐘模式)掉電模式可通過(guò)外部中斷喚醒2.2 芯片介紹表1.2 編號(hào)含義下表所示為操作模式電源電壓以及最大外部時(shí)鐘頻率之間的關(guān)系表1.3 電壓及時(shí)鐘頻率的關(guān)系表圖1.1 框圖(CPU)圖1.2 邏輯符號(hào)圖1.3 管腳功能表1.4 管腳描述表1.5 管腳描述(續(xù))3、系統(tǒng)分析3.1需求背景本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)作為核心進(jìn)行控制。單片機(jī)具有集成度高，通用性好，功能強(qiáng)，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。本系統(tǒng)所使用的單片機(jī)8052有128K的RAM，使溫度控制大為簡(jiǎn)便。本設(shè)計(jì)采用8052作為主控制芯片。8052的接口電路有ADC0809等芯片。ADC0809為溫度測(cè)量電路的輸入接口。3.2元件選擇AT89C52 ADC0809 LED SPEAK BUTTON4、硬件設(shè)計(jì)4.1仿真電路圖LCD的控制端接在P2口，數(shù)據(jù)端口接在P0口，另外加了兩個(gè)led燈，獨(dú)立按鍵個(gè)。圖1.4 protues仿真電路圖5、軟件設(shè)計(jì)void delay(int )延時(shí)函數(shù)提供硬件與源代碼之間的同步此函數(shù)依據(jù)每條語(yǔ)句運(yùn)行的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能Void LCD_write_instruction(unsigned char ) 寫指令函數(shù)將指令寫入LCD中Void LCD_write_data(unsigned char ) 寫數(shù)據(jù)函數(shù) 將數(shù)據(jù)寫入LCD中void main( )主函數(shù)鍵盤的檢測(cè)以及LCD的顯示全在函數(shù)里。LCD每按一個(gè)鍵，會(huì)顯示相應(yīng)的信息反饋給操作者，該液晶可以直接用字符引用顯示，不必自己取字模，并且移動(dòng)的每個(gè)位置已規(guī)定好。參考文獻(xiàn)：1 閆玉德 俞虹，MCS-51單片機(jī)原理與應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，2008年2 周鳴爭(zhēng) 錢峰，微機(jī)原理與接口技術(shù)，電子科技大學(xué)出版社，2006年 附錄1/*LCD模塊/*LCD模塊#define LCD_DATA P1 /LCD的數(shù)據(jù)口sbit LCD_BUSY=LCD_DATA7; /LCD忙信號(hào)位sbit LCD_RS=P20; /LCD寄存器選擇sbit LCD_RW=P21; /LCD讀寫控制sbit LCD_EN=P22; /LCD使能信號(hào)void LCD_check_busy(void) /檢測(cè)LCD狀態(tài) while(1) LCD_EN=0; LCD_RS=0; /指令寄存器通信 LCD_RW=1; /read data LCD_DATA=0xff; LCD_EN=1; /EN=1，執(zhí)行當(dāng)前操作 if(!LCD_BUSY)break; / D7=0，空閑 LCD_EN=0;void LCD_cls(void) /LCD清屏 LCD_check_busy(); LCD_RS=0; /指令寄存器通信 LCD_RW=0; /write data LCD_DATA=1; /D0=1，清屏 LCD_EN=1; LCD_EN=0; void LCD_write_instruction(unsigned char LCD_instruction) /寫指令到LCD LCD_check_busy(); LCD_RS=0; LCD_RW=0; LCD_DATA=LCD_instruction; LCD_EN=1; LCD_EN=0; void LCD_write_data(unsigned char LCD_data) /輸出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)到LCD LCD_check_busy(); LCD_RS=1; /數(shù)據(jù)寄存器通信 LCD_RW=0; LCD_DATA=LCD_data; LCD_EN=1; LCD_EN=0; void LCD_set_position(unsigned char x) /LCD光標(biāo)定位到x處LCD_write_instruction(0x80+x); /0x000x27:第一行;0x400x67:第二行void LCD_printc(unsigned char lcd_data) /輸出一個(gè)字符到LCD LCD_write_data(lcd_data);void LCD_prints(unsigned char *lcd_string) /輸出一個(gè)字符串到LCD unsigned char i=0; while(lcd_stringi!=0x00) /0x00:字符串結(jié)束符 LCD_write_data(lcd_stringi); i+; void LCD_initial(void) /初始化LCD LCD_write_instruction(0x3c);/D7D5=001:FUNCTION SET:8bit,2line,5*10dot LCD_write_instruction(0x0c);/D7D3=00001:ON/OFF:turn on display,no cursor, LCD_write_instruction(0x06);/D7D3=000001:ENTRY MODE:add.increment,no shift LCD_cls();/*LCD模塊結(jié)束/*ADC0809.C主程序#includereg51.h#includelcd.h/0809各控制線sbit DOT=P17;sbit ST=P30; sbit OE=P31; sbit EOC=P32;/按鍵 sbit add=P37;sbit sub=P25;sbit set=P26;sbit enter=P27;/制冷/熱開關(guān)sbit cold=P23;sbit hot=P24;unsigned char b6=0,0,0,0,0,0;/放現(xiàn)場(chǎng)溫度和設(shè)置溫度顯示碼 unsigned char channel=0xbc; /1011 1100，ABC110選擇第三通道同時(shí)使ST=0，OE=0輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)，EOC=1。unsigned int getdata,flag,count;/getdata：ad采樣值；flag：溫度符號(hào)；count：中斷計(jì)數(shù)器 long int value;/ad數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換值（電壓）int temp,set_temp=28; /temp：現(xiàn)場(chǎng)溫度；set_temp：設(shè)置溫度（默認(rèn)28）/延時(shí)void dely(n) unsigned int i; for(i=0;in;i+);/顯示實(shí)際溫度；入口參數(shù)=flag，temp；出口參數(shù)=溫度的顯示碼bjvoid show_temp(unsigned int n)unsigned char j; b2=temp/10+0; b3=temp%10+0; if(n=1)/正溫度 LCD_set_position(0x09);/從第一行第10列開始顯示 LCD_prints(+); LCD_set_position(0x0a);/從第一行第11列開始顯示 for(j=2;j4;j+) LCD_printc(bj); else /負(fù)溫度 LCD_set_position(0x09);/從第一行第10列開始顯示 LCD_prints(-); LCD_set_position(0x0a);/從第一行第11列開始顯示 for(j=2;j4;j+) LCD_printc(bj); /顯示設(shè)置溫度，入口參數(shù)=set_temp；出口參數(shù)=溫度的顯示碼bivoid show_set() unsigned char i; b4=set_temp/10+0; b5=set_temp%10+0; LCD_set_position(0x4a); for(i=4;i3)st_s=1;LCD_printc(st_s+0); if(sub=0)dely(100);if(sub=1)st_s-;if(st_s9)st_g=0;LCD_printc(st_g+0); if(sub=0)dely(100);if(sub=1)st_g-;if(st_g電壓-溫度/入口參數(shù)=getdata；出口參數(shù)=temp，flagvoid datap() value=getdata*196; b0=value/10000; /整數(shù)位 b1=(value-b0*10000)/1000; /第一小數(shù)位 if(b0set_temp)cold=1;hot=0; else if(tempset_temp)hot=1;cold=0; else hot=0;cold=0; break; if(set=0)lcd_set(); void timer0() interrupt 1 using 1 TH0=0x3c; TL0=0xb0; count+; if(count=20)ad0809();count=0;/采樣時(shí)間為1s /*ADC0809.C主程序結(jié)束附錄2元器件清單AT89C52一個(gè)LM016L一個(gè)DS18b20 一個(gè)BUTTON四個(gè)LED二個(gè)DAC0809 一個(gè)排阻一個(gè)導(dǎo)線若干袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈