畢業(yè)設(shè)計(jì)基于at89s5單片機(jī)的暖風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)

1、湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文 題題 目目: 基于基于 at89s5 單片機(jī)的暖風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)單片機(jī)的暖風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)學(xué) 生生 黃方亮 專(zhuān)專(zhuān) 業(yè)業(yè) 應(yīng) 用 電 子 技 術(shù) 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 趙高峰 講師 完成日期完成日期 2010 年 1 月 摘摘 要要 本文設(shè)計(jì)了一種以 at89s52 單片機(jī)為核心的低成本、高精度、微型化 led 顯示溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并使用一些常用芯片如：ds18b20、ghs-20e 等。系統(tǒng)由 單片機(jī)、溫度檢測(cè)電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、報(bào)警電路以及顯示電路構(gòu)成。由芯片 at89s52 控制溫濕度傳感器檢測(cè)到的溫濕度值進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換，從而在顯示電路中 數(shù)碼管中顯示出來(lái)。本系統(tǒng)具

2、有易安裝檢測(cè)、軟件功能完善，工作可靠、準(zhǔn)確度 高等優(yōu)點(diǎn)。 本文論述了單片機(jī)技術(shù)研制成功的暖風(fēng)機(jī)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本原理，溫濕度傳 感器信號(hào)采集通過(guò)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)方案。采用軟件校正，提高了測(cè)量精度和整機(jī)的 可靠性。實(shí)際使用表明，極大的提高了安全性、可靠性和準(zhǔn)確度。 關(guān)鍵詞：暖風(fēng)機(jī)，溫濕度傳感器，單片機(jī) at89s52 目 錄 摘要 .i 目 錄 .ii 第 1 章 概述 .20 1.1 選題背景 .20 1.2 設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求 .20 1.3 設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn) .20 第 2 章 方案論證與比較 .21 2.1 溫度傳感器的選擇 .21 2.2 濕度傳感器的選擇 .21 第 3 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3、.23 3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) .23 3.2 芯片 at89s52 介紹 .23 3.3 傳感器的介紹 .26 3.3.1 傳感器的定義及作用.26 3.3.2 傳感器的特性.26 3.3.3 溫度傳感器 ds18b20 .26 3.3.4 濕度傳感器 ghs-20e .31 3.3.5 a/d 轉(zhuǎn)換 tlc549 .31 3.4 溫濕度采集電路設(shè)計(jì) .33 3.5 顯示電路的設(shè)計(jì) .34 3.6 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) .35 3.7 按鍵電路的設(shè)計(jì) .36 第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試 .37 4.1 軟硬件的調(diào)試 .37 4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .37 總 結(jié) .40 致 謝 .41 參 考 文 獻(xiàn) .42

4、附 錄 .43 第 1 章 概述 1.1 選題背景 帶液晶顯示屏的暖風(fēng)機(jī)，越來(lái)越受到用戶(hù)的歡迎，配合液晶屏顯示，可顯 示環(huán)境溫度及設(shè)定狀態(tài)，大大方便了產(chǎn)品的使用。目前，各大廠商為了在市場(chǎng) 上占有一席之地，紛紛在遙控型暖風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，重量，體積，厚度， 色彩，價(jià)格大大下功夫。如：海寶馳的 奔馳暖風(fēng)取暖器nsb-200遙控型暖風(fēng)機(jī)， sanyo的三洋暖風(fēng)機(jī)r-p201mr等，樣式新穎，都占有很高的性?xún)r(jià)比。消費(fèi)者可以 量身挑選適合自己的。 1.2 設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求 一、基本功能 吹出恒定的暖風(fēng) 檢測(cè)溫度 顯示溫度 過(guò)限報(bào)警 二、主要技術(shù)參數(shù) 溫度檢測(cè)范圍 ： 0-+50 測(cè) 量 精 度 ：

5、0.5 檢 測(cè) 精 度 ： 1%rh 顯 示 方 式 ： 溫度：二位顯示 濕度：四位顯示 報(bào) 警 方 式 ： 三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴音報(bào)警 1.3 設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn) 本設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)暖風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，可以應(yīng)用于溫濕度有一定要求的區(qū) 域。測(cè)量時(shí)能夠清晰穩(wěn)定地顯示出監(jiān)測(cè)結(jié)果。 系統(tǒng)組成的設(shè)計(jì)：各部分硬件的選取很有講究，要十分合理。 設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是： 1、溫度濕度模塊設(shè)計(jì) 2、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 3、顯示電路設(shè)計(jì) 4、流程圖及程序的設(shè)計(jì) 第 2 章 方案論證與比較 當(dāng)將單片機(jī)用作測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)總要有被測(cè)信號(hào)懂得輸入通道，由計(jì)算 機(jī)拾取必要的輸入信息。對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)而言，如何準(zhǔn)確獲得被測(cè)信號(hào)是其核心 任務(wù)；而對(duì)測(cè)控

6、系統(tǒng)來(lái)講，對(duì)被控對(duì)象狀態(tài)的測(cè)試和對(duì)控制條件的監(jiān)察也是不 可缺少的環(huán)節(jié)。 傳感器是實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒(méi)有 傳感器對(duì)原始被測(cè)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測(cè)量和控制都 將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化測(cè)量和控制，幾乎主要依靠各種傳感器來(lái) 檢測(cè)和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各種參量，使設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行在最佳狀態(tài)，從而 保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。 2.1 溫度傳感器的選擇 方案一：采用熱電阻溫度傳感器。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的 特性制成的測(cè)溫元件。現(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻。其主要的特點(diǎn)為 精度高、測(cè)量范圍大、便于遠(yuǎn)距離測(cè)量。 鉑的物理、化學(xué)性能極穩(wěn)定

7、，耐氧化能力強(qiáng)，易提純，復(fù)制性好，工業(yè)性 好，電阻率較高，因此，鉑電阻用于工業(yè)檢測(cè)中高精密測(cè)溫和溫度標(biāo)準(zhǔn)。缺點(diǎn) 是價(jià)格貴，溫度系數(shù)小，受到磁場(chǎng)影響大，在還原介質(zhì)中易被玷污變脆。按 iec 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫范圍-200650，百度電阻比 w（100）=1.3850 時(shí)，r0 為 100 和 10，其允許的測(cè)量誤差 a 級(jí)為（0.15+0.002 |t|） ，b 級(jí)為 （0.3+0.005 |t|） 。銅電阻的溫度系數(shù)比鉑電阻大，價(jià)格低，也易于提純和加 工；但其電阻率小，在腐蝕性介質(zhì)中使用穩(wěn)定性差。在工業(yè)中用于-50180 測(cè)溫。 方案二：采用 ds18s20，獨(dú)特的單線接口，多點(diǎn)能力使分布式溫度檢測(cè)應(yīng)

8、用簡(jiǎn)單，不需要外部元件和備份電源，可用數(shù)據(jù)線供電，測(cè)量范圍從- 55+125，增量值為 0.5，并且以 9 位數(shù)值方式讀出溫度且可在 1 秒內(nèi)把 溫度變成數(shù)字。綜合比較方案一與方案二，方案二更為適合于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)于 溫度傳感器的選擇。 2.2 電機(jī)選擇與論證 方案一：采用步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是具有快速啟停能力， 如果負(fù)荷不超過(guò)步進(jìn)電機(jī)所能提供的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩值，就能夠立即使步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng) 或反轉(zhuǎn)。另一個(gè)顯著特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高，正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)控制靈活。但是步進(jìn)電機(jī)價(jià) 格昂貴。 方案二： 采用直流伺服電機(jī)，直流伺服電機(jī)具有優(yōu)良的速度控制性能，它 輸出較大的轉(zhuǎn)矩，直接拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行，同時(shí)它又受控制信號(hào)的

9、直接控制進(jìn)行轉(zhuǎn) 速調(diào)節(jié)，在很多方面具有優(yōu)越性，但是直流伺服電機(jī)價(jià)格昂貴，且不易購(gòu)買(mǎi)。 方案三: 采用普通的直流電機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、 方便，調(diào)整范圍廣；過(guò)載能力強(qiáng)，能承受頻繁的沖擊負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)頻繁的無(wú)級(jí) 快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)；能滿(mǎn)足各種不同的特殊運(yùn)行要求，且價(jià)格實(shí)惠，容易 購(gòu)買(mǎi)。 由于普通的直流電機(jī)價(jià)廉物美，且能完成所需的功能，故我們采用方案三 作為小車(chē)的動(dòng)力源。 2.2 測(cè)速模塊測(cè)速模塊： 方案 1： 采用采用霍爾開(kāi)關(guān)元器件 a44e 檢測(cè)輪子上的小磁鐵從而給單片機(jī)中斷脈沖， 達(dá)到測(cè)量速度的作用?；魻栐哂畜w積小，頻率響應(yīng)寬度大，動(dòng)態(tài)特性好， 對(duì)外圍電路要求簡(jiǎn)單，使

10、用壽命長(zhǎng)，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，電源要求不高，安裝也 較為方便?；魻栭_(kāi)關(guān)只對(duì)一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)起作用，抗干擾能力強(qiáng)，因此可以在 車(chē)輪上安裝小磁鐵，而將霍爾器件安裝在固定軸上，通過(guò)對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)進(jìn)行車(chē) 速測(cè)量。 2.3.2 方案 2： 采用紅外傳感器進(jìn)行測(cè)速。但無(wú)論是反射式紅外傳感器還是對(duì)射式紅外傳 感器，他們對(duì)都對(duì)外圍環(huán)境要求較高，易受外部環(huán)境的影響，穩(wěn)定性不高，且 價(jià)格較為昂貴。 通過(guò)對(duì)方案 1、方案 2 的比較其優(yōu)缺點(diǎn)，綜合多方面因素決定選用方案 1， 其原理圖接線如（圖 5）所示： （圖 5） 第 3 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)的高敏感和可控性、溫濕度傳感器可以

11、產(chǎn) 生模擬信號(hào)，和 a/d 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的性能，我設(shè)計(jì)了以 at89s52 基本系統(tǒng) 為核心的一套檢測(cè)系統(tǒng)，其中包括 a/d 轉(zhuǎn)換、單片機(jī)、復(fù)位電路、溫度檢測(cè)、 按鍵及顯示、報(bào)警電路、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計(jì)。見(jiàn)圖 3.1 所示： 紅外傳感器 tlc549 單片機(jī) at89s52 串行口 led 顯示 ds18b20 溫度傳感器 報(bào)警電路 圖 3.1 系統(tǒng)總體框圖 本設(shè)計(jì)由信號(hào)采集、信號(hào)分析和信號(hào)處理三個(gè)部分組成的。 （一） 信號(hào)采集 由紅外傳感器、ds18b20 及 tlc549 組成； （二） 信號(hào)分析 由 a/d 轉(zhuǎn)換器 tlc549、單片機(jī) 89s52 基本系統(tǒng)組成； （三） 信號(hào)處理

12、 由串行口 led 顯示器和報(bào)警系統(tǒng)等組成。 3.2 芯片 at89s52 介紹 at89s52 是一種低功耗、高性能 cmos 8 位微控制器，具有 8k 在系統(tǒng)可 編程 flash 存儲(chǔ)器。使用 atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工 業(yè) 80c51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程， 亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 cpu 和在系統(tǒng)可編程 flash，使得 at89s52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方 案。 由于此單片機(jī)應(yīng)用在倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)上，所以本設(shè)計(jì)選用了低功耗、高性 能、低價(jià)格、小管腳(40 腳

13、)的 at89s52 單片機(jī)。如圖 3.2 所示： ： 圖 3.2 at89s52 芯片引腳圖 at89s52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k 字節(jié) flash，256 字節(jié) ram，32 位 i/o 口 線，看門(mén)狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，at89s52 可降至 0hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，cpu 停止工 作，允許 ram、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， ram 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬 件復(fù)位為止。

14、引腳功能介紹 1.vcc：電源電壓。 2.gnd：地。 3. p0 口：p0 口是一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路的雙向 i/o 口。作為輸出口，每位能驅(qū) 動(dòng) 8 個(gè) ttl 邏輯電平。對(duì) p0 端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p0 口也被作為低 8 位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下,p0 具有內(nèi)部上拉電阻。 在 flash 編程時(shí)，p0 口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字 節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 4. p1 口：p1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p1 輸出緩 沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) ttl 邏輯電平。對(duì) p1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，

15、內(nèi)部上拉電阻把端口拉 高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部 電阻的原因，將輸出電流（iil） 。 此外，p1.0 和 p1.2 分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（p1.0/t2）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex） ，具體 如表 3.1 所示: 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，p1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 表 3.1 p1 口的第二功能 引腳號(hào)第二功能 p1.0t2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 t2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 p1.1t2ex（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 t2 的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） p1.5mosi（在系統(tǒng)編程用） p1.6mis

16、o（在系統(tǒng)編程用） p1.7sck（在系統(tǒng)編程用） 5.p2 口：p2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p2 輸出緩 沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) ttl 邏輯電平。對(duì) p2 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉 高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部 電阻的原因，將輸出電流（iil） 。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 movx dptr）時(shí)，p2 口送出高八位地址。在這種 應(yīng)用中，p2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址（如 movx ri）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p2 口輸出 p2 鎖存器的內(nèi)容。在

17、flash 編程和校 驗(yàn)時(shí)，p2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 6. p3 口：p3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p3 輸出緩 沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) ttl 邏輯電平。對(duì) p3 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉 高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部 電阻的原因，將輸出電流（iil） 。 p3 口亦作為 at89s52 特殊功能（第二功能） 使用，如表 3.2 所示。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，p3 口也接收一些控制信號(hào)。 表 3.2 p3 口的第二功能 端口引腳第二功能 p3.0rxd(串行輸入口 ) p3.1 txd

18、(串行輸出口 ) p3.2into(外中斷 0) p3.3int1(外中斷 1) p3.4to(定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0) p3.5t1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1) p3.6wr(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 ) p3.7rd(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) 此外，p3 口還接收一些用于 flash 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 rst復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，rst 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平 將是單片機(jī)復(fù)位。 ale/prog當(dāng)訪問(wèn)外部程存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ale（地址鎖存允 許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下，ale 仍以時(shí)鐘振蕩頻 率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用

19、于定時(shí)目的。要注 意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ale 脈沖。 對(duì) flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（prog） 。如有 必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中的 8eh 單元的 d0 位置位，可禁 止 ale 操作。該位置位后，只有一條 movx 和 movc 指令才能將 ale 激活。 此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ale 禁止位無(wú)效。 psen程序儲(chǔ)存允許（psen）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)， 當(dāng) at89c52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 psen 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外

20、部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 psen 信號(hào)。 ea/vpp外部訪問(wèn)允許，欲使 cpu 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000h-ffffh） ，ea 端必須保持低電平（接地） 。需注意的是：如果加密位 lb1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 ea 端狀態(tài)。如 ea 端為高電平（接 vcc 端） ，cpu 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。 flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12v 的編程允許電源 vpp，當(dāng)然這必 須是該器件是使用 12v 編程電壓 vpp。 3.3 傳感器的介紹 3.3.1 傳感器的定義及作用 一、廣義地來(lái)說(shuō)，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電 信號(hào)的器件。國(guó)際電工委員會(huì)

21、(iec:international electrotechnical committee)的定 義為：“傳感器是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的 信號(hào)”。按照 gopel 等的說(shuō)法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”， 而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理(模擬或數(shù)字)能力的傳感器”。傳感器是 傳感器系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它是被測(cè)信號(hào)輸入的第一道關(guān)口。 二、傳感器的作用 1.信息的收集； 2.信息數(shù)據(jù)的交換； 3.控制信息的采集。 3.3.2 傳感器的特性 1、靈敏度高、可靠性強(qiáng)、穩(wěn)定性好； 2、防塵耐濕、耐高低溫、耐沖擊、耐振動(dòng)等嚴(yán)酷環(huán)境條件； 3、收發(fā)兼用，

22、使用方便。 3.3.3 溫度傳感器 ds18b20 數(shù)字溫度傳感器 ds-18b20 是美國(guó) dallas 公司生產(chǎn)的 ds18b20 可組網(wǎng) 數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式 多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。 一、主要特性 ds18b20 溫度傳感器是美國(guó) dallas 半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智 能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫。這 一部分主要完成對(duì)溫度信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換工作，由 ds18b20 數(shù)字溫度傳感器及 其與單片機(jī)的接口部分組成。數(shù)字溫度傳感器 ds18b20 把采集到的溫度通過(guò)數(shù) 據(jù)引腳傳到

23、單片機(jī)。 (1) ds18b20 的性能特點(diǎn)如下9： 1) 獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信； 2) 多個(gè) ds18b20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能； 3) 無(wú)須外部器件； 4) 可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 3.05.5v； 5) 零待機(jī)功耗； 6) 溫度以 3 位數(shù)字顯示； 7) 用戶(hù)可定義報(bào)警設(shè)置； 8) 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件； 9) 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常 工作。 (2) ds18b20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ds18b20 采用 3 腳 pr35 封裝，ds18b20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖 3.

24、3 所示 引腳說(shuō)明： 地 數(shù)據(jù)線 可選 圖 3.3 ds18b20 封裝 64 位 rom 和單線端口 存儲(chǔ)器和控制邏輯 暫 存 器 溫度傳感器 上限觸發(fā) th 下限觸發(fā) tl8 位 crc 產(chǎn)生 器 電源 控制 dq vdd 圖 3.4 ds18b20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 二 ds18b20 的工作原理 1 ds18b20 的工作時(shí)序 根據(jù) ds18b20 的通訊協(xié)議，主機(jī)控制 ds18b20 完成溫度轉(zhuǎn)換須經(jīng)過(guò)三個(gè) 步驟： 1）. 每一次讀寫(xiě)之前都必須要對(duì) ds18b20 進(jìn)行復(fù)位； 2）. 復(fù)位成功后發(fā)送一條 rom 指令； 3）. 最后發(fā)送 ram 指令，這樣才能對(duì) ds18b20 進(jìn)行預(yù)定的操

25、作。 復(fù)位要求主 cpu 將數(shù)據(jù)線下拉 500 微秒，然后釋放，ds18b20 收到信號(hào)后 等待 1560 微秒左右后發(fā)出 60240 微秒的存在低脈沖，主 cpu 收到此信號(hào) 表示復(fù)位成功。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序和讀時(shí)序，具體工作方法 見(jiàn)圖 3.5，3.6，3.7 所示。 (1) 初始化時(shí)序 響應(yīng)脈 沖60240 等待15-60 主機(jī)最小480 主機(jī)復(fù)位脈沖 最小480us 圖 3.5 初始化時(shí)序 總線上的所有傳輸過(guò)程都是以初始化開(kāi)始的，主機(jī)響應(yīng)應(yīng)答脈沖。應(yīng)答脈 沖使主機(jī)知道，總線上有從機(jī)設(shè)備，且準(zhǔn)備就緒。主機(jī)輸出低電平，保持低電 平時(shí)間至少 480us，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖。接著主機(jī)釋

26、放總線，4.7k 上拉電阻將 總線拉高，延時(shí) 1560us，并進(jìn)入接受模式，以產(chǎn)生低電平應(yīng)答脈沖，若為低 電平，再延時(shí) 480us12。 (2) 寫(xiě)時(shí)序 采 樣1545 采 樣1545 11 主機(jī)寫(xiě)1時(shí)序 主機(jī)寫(xiě)0時(shí)序 圖 3.6 寫(xiě)時(shí)序 寫(xiě)時(shí)序包括寫(xiě) 0 時(shí)序和寫(xiě) 1 時(shí)序。所有寫(xiě)時(shí)序至少需要 60us，且在 2 次獨(dú) 立的寫(xiě)時(shí)序之間至少需要 1us 的恢復(fù)時(shí)間，都是以總線拉低開(kāi)始。寫(xiě) 1 時(shí)序， 主機(jī)輸出低電平，延時(shí) 2us，然后釋放總線，延時(shí) 60us。寫(xiě) 0 時(shí)序，主機(jī)輸出 低電平，延時(shí) 60us，然后釋放總線，延時(shí) 2us8。 (3) 讀時(shí)序 主機(jī)采樣 主機(jī)采樣 4545 11 主機(jī)

27、寫(xiě)1時(shí)序 主機(jī)寫(xiě)0時(shí)序 圖 3.7 讀時(shí)序 總線器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)序是，才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機(jī)發(fā)出 讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)序，以便從機(jī)能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有讀時(shí)序至 少需要 60us，且在 2 次獨(dú)立的讀時(shí)序之間至少需要 1us 的恢復(fù)時(shí)間。每個(gè)讀時(shí) 序都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線 1us。主機(jī)在讀時(shí)序期間必須釋放總線，并且在 時(shí)序起始后的 15us 之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。主機(jī)輸出低電平延時(shí) 2us，然后主機(jī)轉(zhuǎn) 入輸入模式延時(shí) 12us，然后讀取總線當(dāng)前電平，然后延時(shí) 50us4。 2 rom 操作命令 當(dāng)主機(jī)收到 dsl8b20 的響應(yīng)信號(hào)后，便可以發(fā)出 rom 操作命令之一，這 些

28、命令如表 3.1.3：rom 操作命令。 三 ds18b20 的測(cè)溫原理 每一片 dsl8b20 在其 rom 中都存有其唯一的 48 位序列號(hào)，在出廠前已寫(xiě) 入片內(nèi) rom 中。主機(jī)在進(jìn)入操作程序前必須用讀 rom(33h)命令將該 dsl8b20 的序列號(hào)讀出。程序可以先跳過(guò) rom，啟動(dòng)所有 dsl8b20 進(jìn)行溫度 變換，之后通過(guò)匹配 rom，再逐一地讀回每個(gè) dsl8b20 的溫度數(shù)據(jù)。 ds18b20 的測(cè)溫原理如圖 3.9 所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫 度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器 1，高溫度系數(shù) 晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)

29、作為減法計(jì)數(shù)器 2 的脈沖 輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門(mén)，當(dāng)計(jì)數(shù)門(mén)打開(kāi)時(shí)，ds18b20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩 器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量。計(jì)數(shù)門(mén)的開(kāi)啟時(shí)間由高溫 度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將-55 所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì) 數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在-55 所對(duì)應(yīng)的一 個(gè)基數(shù)值。減法計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng) 減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置 將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器 1 重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行 計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2 計(jì)

30、數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此 時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖 3.5 中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正 測(cè)溫過(guò)程中的非線性，其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門(mén)仍未 關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值，這就是 ds18b20 的 測(cè)溫原理。 另外，由于 ds18b20 單線通信功能是分時(shí)完成的，他有嚴(yán)格的時(shí)隙概念， 因此讀寫(xiě)時(shí)序很重要。系統(tǒng)對(duì) ds18b20 的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議 為：初始化 ds18b20（發(fā)復(fù)位脈沖）發(fā) rom 功能命令發(fā)存儲(chǔ)器操作命令 處理數(shù)據(jù)。見(jiàn)圖 3.8 所示： 初始化 ds18b20 跳過(guò) rom 匹配 溫度變換延

31、時(shí) 1s 跳過(guò) rom 匹配 讀暫存器轉(zhuǎn)換成顯示碼數(shù)碼管顯示 圖 3.8 ds18b20 測(cè)溫流程 減法計(jì)數(shù)器 斜坡累加器 減到 0 減法計(jì)數(shù)器 預(yù) 置 低溫度系數(shù) 振 蕩 器 高溫度系數(shù) 振 蕩 器 計(jì)數(shù)比較器 預(yù) 置 溫度寄存器 減到 0 圖 3.9 測(cè)溫原理內(nèi)部裝置 3.3.4 tlc549 特性特性 一a/d 轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn) tlc549 是美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的 8 位串行 a/d 轉(zhuǎn)換器芯片.可與通用微 處理器控制器通過(guò) i/o clock cs data out 三條口線進(jìn)行串行接口.具有 4mhz 片內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘和軟.硬件控制電路.轉(zhuǎn)換時(shí)間最長(zhǎng) 45500 次/s,tlc549 允

32、許 的最高轉(zhuǎn)換速率為. 40000 次/s.tlc549 為 40000 次/s. 總失調(diào)誤差最大為? +- 0.5lsb.典型功耗值為 6mw 采用差分參考電壓高阻輸入.抗干擾.可按比例量程校 準(zhǔn)轉(zhuǎn)換范圍。為了把濕度檢測(cè)電路測(cè)出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送 cpu 處理， 本系設(shè)計(jì)選用了 a/d 轉(zhuǎn)換器 tlc549，它片型小.采樣速度快.功耗低.價(jià)格便宜. 控制簡(jiǎn)單。 二tlc549 轉(zhuǎn)換器件簡(jiǎn)介 tlc549 的內(nèi)部框圖和引腳名稱(chēng)如圖 3.10 所示: 8 位 模 數(shù) 轉(zhuǎn) 換 器 輸 出 數(shù) 據(jù) 寄 存 器 8-1 數(shù)據(jù) 選擇 器和 驅(qū)動(dòng) 器 控制邏輯和輸出數(shù)據(jù)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘 采 樣 保 持

33、ref+ ref- 3 1 2 analog in cs 5 886 data out 4 7 i/o clock 圖 3.10 tlc549 轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部邏輯框圖 tlc549 均有片內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘.該時(shí)鐘與 i/o clock 是獨(dú)立工作的.無(wú)須特殊的 速度或相位匹配其工作時(shí)序如圖 3.11 所示,當(dāng) cs 為高時(shí).數(shù)據(jù)輸出.(data out). 端處于高阻狀態(tài).此時(shí) i/o clock 不起作用這種 cs 控制作用允許在同時(shí)使用 多片 tlc549 時(shí).共用以減少多路.片 a/d 并用時(shí)的 i/o 控制端口.一組通常的控制 時(shí)序?yàn)? (1) .將 cs 置低內(nèi)部電路在測(cè)得 下降沿后.再等待

34、兩個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘上升沿和 一個(gè)下降沿后. 然后確認(rèn)這一變化. 最后自動(dòng)將前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高位(d7)位 輸出到 data out 端上. (2)前四個(gè) i/o clock 周期的下降沿依次移出第 2.3.4 和第 5 個(gè)位 (dd6.d5d4.d3)片上采樣保持電路在第 4 個(gè) i/o clock 下降沿開(kāi)始采樣模擬輸 入. (3) 接下來(lái)的 3 個(gè) i/o clock 周期的下降沿將移出第 6、7、8（d2、d1、d0）個(gè)轉(zhuǎn)換位 圖 3.11 工作時(shí)序圖 （4）最后. 片上采樣保持電路在第 8 個(gè) i/o clock 周期的下降沿將移出 第 6、7、8（d2、d1、d0）個(gè)轉(zhuǎn)換位保持功能將持續(xù)

35、 4 個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期，.然 后開(kāi)始進(jìn)行 32 個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期的 a/d 轉(zhuǎn)換 第 8 個(gè) i/o clock 后 cs 必須為 高.或 i/o clock 保持低電平.這種狀態(tài)需要維持 36 個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘周期以等待 保持和轉(zhuǎn)換工作的完成 如果 cs 為低時(shí) i/o clock 上出現(xiàn)一個(gè)有效干擾脈沖. 則微處理器/控制器將與器件的 i/o 時(shí)序失去同步.若 cs 為高時(shí)出現(xiàn)一次有效低 電平. 則將使引腳重新初始化. 從而脫離原轉(zhuǎn)換過(guò)程。 在 36 個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘周期結(jié)束之前. 實(shí)施步驟(1)(4),可重新啟動(dòng)一次新 的 a/d 轉(zhuǎn)換.與此同時(shí).正在進(jìn)行的轉(zhuǎn)換終止.此時(shí)的輸出是前一次的結(jié)果而不

36、是 正在進(jìn)行的轉(zhuǎn)換結(jié)果。 若要在特定的時(shí)刻采樣模擬信號(hào)應(yīng)使第 8 個(gè) i/o clock 時(shí)鐘的下降沿與該 時(shí)刻對(duì)應(yīng).因?yàn)樾酒m在第 4 個(gè) i/o clock 時(shí)鐘下降沿開(kāi)始采樣.卻在第 8 個(gè) i/o clock 的下降沿開(kāi)始保存。 3.5 顯示電路的設(shè)計(jì) led 數(shù)碼顯示管有兩種，一種是共陽(yáng)極數(shù)碼管，其內(nèi)部是由八個(gè)陽(yáng)極相連 接的發(fā)光二極管組成；另一種是共陰極數(shù)碼管，其內(nèi)部是由四個(gè)陽(yáng)極相連接的 發(fā)光二極管組成。二者原理不同但功能相同。其外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖 3.13 所 示： 圖 3.13 led 的管腳和電路原理 共陽(yáng)極 led 數(shù)碼顯示管是將二極管的陽(yáng)極連接在一起，形成共陽(yáng)極 led

37、數(shù)碼顯示塊的公共端，該公共端接+5v，在共陽(yáng)極 led 數(shù)碼顯示塊中如某個(gè)發(fā) 光二極管的陰極為低電平時(shí)，該發(fā)光二極管被點(diǎn)亮；而共陰極 led 數(shù)碼顯示塊 的發(fā)光二極管陰極連接在一起，形成該模塊的公共端（通常稱(chēng)為位選端） ，因此 稱(chēng)為共陰極 led 數(shù)碼顯示器，8 個(gè)數(shù)碼管的另一端通常稱(chēng)為段選端，當(dāng)顯示器 的公共端接低電平，某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極接高電平時(shí)，該發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。 用單片機(jī)驅(qū)動(dòng) led 數(shù)碼管分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。 靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動(dòng)電路具有鎖存功能，單片機(jī)將所要顯示的數(shù)據(jù)送出 后就不再控制 led，直到下次顯示時(shí)再傳送一次新的顯示數(shù)據(jù)。靜態(tài)顯示的數(shù) 據(jù)穩(wěn)定，占用的 cpu 時(shí)間

38、少。靜態(tài)顯示中，每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有 鎖存功能的 i/o 接口，該接口用于筆劃段字型代碼。這樣單片機(jī)只要把顯示的 字形代碼發(fā)送到接口電路，該字段就可以顯示發(fā)送的字形。要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)， 單片機(jī)再發(fā)送新的數(shù)據(jù)。 另一種方法是動(dòng)態(tài)掃描顯示。由于單片機(jī)本生具有較強(qiáng)的邏輯控制能力， 所以采用動(dòng)態(tài)掃描軟件譯碼并不復(fù)雜。而且軟件譯碼其譯碼邏輯可隨意編程設(shè) 定，不受硬件譯碼邏輯限制。采用動(dòng)態(tài)掃描軟件譯碼地方式能大大簡(jiǎn)化硬件電 路結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)成本。它用分時(shí)地方法輪流控制各個(gè)顯示器地 com 端，使 各個(gè)顯示器輪流點(diǎn)亮。在輪流點(diǎn)亮掃描過(guò)程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間極為短 暫，但由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)

39、光二極管的余輝效應(yīng)，給人的印象就是一組 穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。 靜態(tài)顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的 cpu 時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的 顯 示驅(qū)動(dòng)電路，使用的電路硬件較少；動(dòng)態(tài)顯示需要 cpu 時(shí)刻對(duì)顯示器件進(jìn) 行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用的 cpu 時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié) 省線路板空間。 本設(shè)計(jì)的顯示電路采用共陽(yáng) led 四位數(shù)碼管和二位數(shù)碼管，位碼用 pnp 三極管驅(qū)動(dòng)。如圖 3.14 所示 圖 3.14 溫濕度 顯示電路 3.6 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 報(bào)警器的種類(lèi)很多，比如：揚(yáng)聲器、蜂鳴器等。本設(shè)計(jì)中選用壓電式蜂鳴 器作為報(bào)警器。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及 共

40、鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后 （1.515v 直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出 1.52.5khz 的音頻信號(hào)，阻抗 匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料 制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹 鋼片粘在一起。9 設(shè)計(jì)要求定時(shí)時(shí)間到時(shí)要有聲音提醒信號(hào)產(chǎn)生，可選擇一只蜂鳴器來(lái)實(shí)現(xiàn) 這一功能。壓電式蜂鳴器工作時(shí)約需 10ma 的驅(qū)動(dòng)電流，并設(shè)計(jì)一個(gè)相應(yīng)的驅(qū) 動(dòng)及控制電路。電路設(shè)計(jì)如圖 3.15 所示，蜂鳴器作為三極管 q1 的集電極負(fù)載， 當(dāng) q1 導(dǎo)通時(shí)，蜂鳴器發(fā)出鳴叫聲音，vt1 截止時(shí)，蜂鳴

41、器不發(fā)聲。 蜂鳴器電路與單片機(jī)的接口：q1 的基極接到單片機(jī) p1 口的 p1.5 引腳， 13.5 引腳作為輸出口使用。當(dāng) p1.6=1 時(shí)，q1 導(dǎo)通時(shí)，使蜂鳴器的兩個(gè)引腳間 獲得將近 5v 的直流電壓，蜂鳴器中有電流通過(guò)，而產(chǎn)生蜂鳴音。當(dāng) p1.6=0 時(shí)， q5 截止，蜂鳴器的兩引腳間的直流電壓接近于 0v，蜂鳴器不發(fā)聲。 圖 3.15 蜂鳴器報(bào)警電路 3.7 按鍵電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)在按鍵上運(yùn)用了按鍵 1、按鍵 2、按鍵 3 分別用于設(shè)置、設(shè)置+、設(shè) 置，三個(gè)按鍵與單片機(jī) p3 口的 p3.7、p3.6、p3.5 一一連接，如圖 3.16 所示： 圖 3.16 按鍵設(shè)置電路 第 4 章

42、 系統(tǒng)調(diào)試 4.1 軟硬件的調(diào)試 暖風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的制作和調(diào)試，利用溫度度傳感器來(lái)采集周?chē)h(huán)境的溫度。根 據(jù)設(shè)定溫度的不同，可適當(dāng)調(diào)整溫度正常范圍的區(qū)間值。當(dāng)達(dá)不到或者超過(guò)范 圍的通過(guò)報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)再正常范圍內(nèi)時(shí)則顯示出溫度的具體溫度值。 硬件電路制作完成并調(diào)試好后，便可將程序編譯好下載到單片機(jī)試運(yùn)行。 根據(jù)實(shí)際情況可以修改溫度的 初始范圍，以適應(yīng)不同地方，不同條件下的檢測(cè) 需要。根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路參數(shù)和程序，溫度檢測(cè)的范圍為 0-+50、溫度誤差 再0.5，系統(tǒng)調(diào)試完后應(yīng)對(duì)測(cè)量誤差和重復(fù)一致性進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)分析，不斷 優(yōu)化系統(tǒng)使其達(dá)到實(shí)際使用的測(cè)量要求。 4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)就是以 at

43、89s52 單片機(jī)為核心。它采用模塊化設(shè)計(jì)，由主程序、 549 讀取子程序、ds18b20 讀取子程序、鍵處理子程序、顯示子程序等模塊組 成。該系統(tǒng)的主程序處于鍵控循環(huán)工作方式，當(dāng)按下測(cè)量鍵時(shí)，主程序開(kāi)始調(diào) 用 549 讀取子程序、ds18b20 讀取子程序、鍵處理子程序，并把測(cè)量結(jié)果用顯 示子程序在數(shù)碼管上顯示出來(lái)，從而完成整個(gè)程序過(guò)程。 為了增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)在軟硬件上采用一些特殊措施。主程序框圖如 下圖 4.1 所示： 549 讀取子程序、ds18b20 讀取子程序作用是通過(guò) p1.0 p1.4 端口將采集 到的信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)進(jìn)行處理，在單片機(jī)內(nèi)部處理后，通過(guò)顯示電路顯示出 溫濕度值

44、。 549 讀取子程序、ds18b20 讀取子程序各自完成各自的信號(hào)的采集，另外 549 讀取子程序還需要通過(guò)轉(zhuǎn)換后才能讓單片機(jī)讀取來(lái)完成信號(hào)的采集。 ds18b20 讀取子程序、549 讀取子程序如圖 4.2 和圖 4.3 所示。 開(kāi) 始 單片機(jī)初始化 讀取 tlc549 濕度值 數(shù) 據(jù) 處 理 鍵 處 理 設(shè) 置 讀取 ds18b20 溫度值 數(shù) 據(jù) 處 理 顯 示 結(jié) 束 溫度過(guò)限 蜂鳴器告警 圖 4.1 主程序框圖 開(kāi)始 總 線 復(fù) 位 讀高位地位字節(jié)，并合并 數(shù) 據(jù) 處 理 是否滿(mǎn)足設(shè)限溫度？ 輸 出 數(shù) 據(jù) 結(jié) 束 產(chǎn)生報(bào)警 y n 圖 4.2 ds18b20 讀取子程序 結(jié) 束

45、tlc549,cs 置低 1.4 微秒后，置 i/o clock 為 高 讀 data out ，置 i/o clock 為高 cs 置高 是第 8 位嗎？ 初始化：cs=0；i/o clock=1，移位計(jì)數(shù)器為零 y n 圖 4.3 549 讀取子程序 總 結(jié) 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用了美國(guó) atmel 公司生產(chǎn)的單片機(jī) at89s52 芯片。以及其 它常用芯片如：溫度傳感器 ds18b20、直流電機(jī)等來(lái)設(shè)計(jì)暖風(fēng)機(jī)電路，實(shí)現(xiàn)了 溫濕度的讀取和顯示。本系統(tǒng)具有易安裝檢測(cè)、軟件功能完善，工作可靠、準(zhǔn) 確度高等優(yōu)點(diǎn)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)給我的感受很深刻，使我第一次系統(tǒng)全面的回顧了大學(xué)三年 所有的課程：模擬電路、數(shù)

46、字電路、編程等等。從中我還體會(huì)到了所學(xué)理論知 識(shí)的重要性：知識(shí)掌握得越多，設(shè)計(jì)得就更全面、更順利、更好。再有學(xué)會(huì)了 怎樣查閱資料和利用工具書(shū)。由于一個(gè)人不可能什么都學(xué)過(guò)，什么都懂，更加 不可能一學(xué)就通，因此，當(dāng)你在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要用一些不曾學(xué)過(guò)的東西時(shí)，就 要去有針對(duì)性地查找資料。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)大量的查閱資料，認(rèn)真研究教 材，對(duì)單片機(jī)有了更為深刻的理解，在設(shè)計(jì)軟件時(shí)，須仔細(xì)的分析硬件電路， 畫(huà)出程序流程圖，按著各部分模塊編寫(xiě)程序。畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事 求是的科學(xué)態(tài)度和吃苦耐勞的精神以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，提高了交流溝通和團(tuán)體協(xié) 作能力。這些對(duì)我以后的工作都非常有幫助的。 致 謝 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)

47、，我遇到很多問(wèn)題，通過(guò)向老師求教、和同學(xué)討論讓我知道 真正完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)是不容易的，在鞏固專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)也讓我學(xué)到了堅(jiān)持和努 力，在這里我要謝謝趙高峰老師的悉心指導(dǎo)，幫助解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的許多 問(wèn)題，還不斷向我們傳授分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的辦法，并指出了正確的努力方 向，使我在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中少走很多彎路。從他身上學(xué)到了很多東西，他認(rèn)真 負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我受益非淺。在此表 示深深的敬意與感謝。并對(duì)多年來(lái)教導(dǎo)關(guān)心過(guò)我的老師表示深深的謝意和敬意。 參 考 文 獻(xiàn) 1李光飛(2005)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo) （第2版）北京航空航天出版 社。 2張志良(2005). 單片機(jī)

48、原理及控制技術(shù)（第2版）.機(jī)械工業(yè)出版社。 3劉篤仁、韓保君(2003). 傳感器原理及應(yīng)用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社。 4劉華東(2006).單片機(jī)原理與應(yīng)用（第2版）.電子工業(yè)出版社。 5沙占友(2002).智能化集成溫度傳感器原理與應(yīng)用m機(jī)械工業(yè)出版社。 6賈伯年(2000).傳感器技術(shù)東南大學(xué)出版社。 7周志文(2007).c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社。 8夏路易(2002).電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程.北京希望電子出版社。 9趙亮、侯國(guó)銳(2003)單片機(jī)c語(yǔ)言編程與實(shí)例.人民郵電出版社。 10 吉雷(2004)protel99從入門(mén)到精通西安電子科技大學(xué)出版社。 三、源程序三、源程序 #

49、defineucharunsigned char #define uintunsigned int #define ulong unsigned long #include /導(dǎo)入頭文件 #include /導(dǎo)入頭文件 #include /導(dǎo)入頭文件 #include /導(dǎo)入頭文件 sbit setdown =p35;/設(shè)置減 sbit setup=p36;/設(shè)置加 sbit set =p37;/設(shè)置 sbit jdq =p13;/繼電器 sbit speak=p15; /報(bào)警 sbit gwei=p24; /千位 sbit swei=p23; /十位 sbit bwei=p22; /十位 s

50、bit qwei=p25; /個(gè)位 sbit wei6=p26; /位 sbit wei5=p27; /位 sbit fanled =p31; / sbit hotled =p36; / sbit humiled =p37; / sbit fanjdq =p14; / sbit hotjdq =p15; / sfr xsout = 0 x80;/p0=0 x80,p1=0 x90,p2=0 xa0,p3=0 xb0.數(shù)據(jù)端口 sbit tmdat = p10;/溫度 uchartmpbuf6;/臨時(shí)保存 百位，十位，個(gè)位，點(diǎn)位，十點(diǎn)位，正負(fù)位，為1為負(fù)，為0 為正 /sbit tmdat =

51、p10;/溫度 /uchar code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71,0 x00;/顯示表 /uchar code table=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90,0 x88,0 x83,0 xc6,0 xa1,0 x86,0 x 8e;/共陽(yáng)表 uchar code table=0 xa0,0 xbb,0 x62,0 x2a,0 x39,

52、0 x2c,0 x24,0 xba,0 x20,0 x28,0 x30,0 x25,0 xe4,0 x23,0 x64,0 x74;/共陽(yáng)表 bit xsbz,setbz,setupbz,setdownbz; uchar ms,adjs,setmaxt,setmint,setmaxh,setminh,setmode; uint tmp;/溫度 /uint admezhi; /uchartmpbuf5;/臨時(shí)保存 /* 549控制引腳宏定義 */ sbittlc549_sdo =p13;/ 數(shù)據(jù) sbittlc549_cs =p14;/ 片選 sbittlc549_sck =p12;/*549時(shí)

53、鐘*/ uint adzhi; uint adyzhi; uint adzzhi; uint admezhi; uint xianzhi; uint sdzhi; bit clbz; uchar js; /ad相關(guān) /uint tmp;/溫度 uchar setzhi; /設(shè)定值 bit setbz,setkbz,setupbz,setdownbz; /設(shè)置標(biāo)志 void delay(int useconds) /延時(shí) int s; for (s=0; suseconds;s+);/延時(shí) ucharreset_bus(void) /ds18b20總線復(fù)位 ucharpresence; tmda

54、t = 0; /輸出為0 delay(29); /延時(shí) tmdat = 1; /輸出為1 delay(3); /延時(shí) presence = tmdat; delay(25); return(presence); void write_bit(char bitval) /ds18b20寫(xiě)入一位命令 tmdat = 0; if(bitval=1) tmdat =1; delay(5); tmdat = 1; void write_byte(char val) /ds18b20 寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)數(shù) uchari; uchartemp; for (i=0; ii; temp write_bit(temp)

55、; delay(5); ucharread_bit(void) /ds18b20讀一位 uchari; tmdat = 0; tmdat = 1; for (i=0; i3; i+); return(tmdat); ucharread_byte(void) /讀一個(gè)字節(jié) uchari; ucharvalue = 0; for (i=0;i8;i+) if(read_bit() value|=0 x01i; delay(6); return(value); void ds18b20_tmp_read(void) /ds18b20讀操作 uint temp; uchartemp_lsb,temp_

56、msb; reset_bus();/ds18b20總線復(fù)位 write_byte(0 xcc); /ds18b20命令 write_byte(0 x44); /ds18b20命令 delay(20); reset_bus(); write_byte(0 xcc); /ds18b20命令 write_byte(0 xbe); /ds18b20命令 temp_lsb = read_byte(); /ds18b20 讀低字節(jié) temp_msb = read_byte(); /ds18b20 讀高字節(jié) temp=temp_msb; temp=temp8; temp=temp|temp_lsb; if(

57、temp8) if(sign=0 xf0) tmp=(tmp)+1; /為負(fù) tmpbuf5=1; /elsesign_port=1; else tmpbuf5=0; tmpl=(uchar)(tmp tmph=(uchar)(tmp4) tmpl=tmpl*6.25; tmpbuf4=tmpl%10; tmpbuf3=tmpl/10; tmpbuf2=tmph%10; tmpbuf1=(tmph%100)/10; tmpbuf0=tmph/100; /if(tmpbuf0=0) / /tmpbuf0=10; /if(tmpbuf1=0) /tmpbuf1=10; / /處理 doing()

58、uchar tzhi; tzhi=tmpbuf1*10+tmpbuf2; if(tzhisetmaxt)|(tzhisetmaxh)|(sdzhisetmaxt) fanjdq=1;hotjdq=0;fanled=0;hotled=1;speak=1; if(tzhisetmint)speak=1; if(sdzhisetminh) humiled=0;speak=1;/加濕 if(setminhsdzhi)humiled=1;/關(guān) if(tzhisetmint) */ / /顯示處理/ xianshi() int abcd=0; if(setmode!=0) goto xsset; abcd

59、=sdzhi; /abcd%=100 ; xsout=tablesdzhi/10; wei6=0; delay(60); wei6=1; xsout=tablesdzhi%10; wei5=0; delay(60); wei5=1; xsout=table0; qwei=0; delay(60); qwei=1; if(tmpbuf5=1) xsout=0 x7f; else xsout=tabletmpbuf1; bwei=0; delay(60); bwei=1; xsout=tabletmpbuf2; xsout swei=0; delay(60); swei=1; xsout=tabl

60、etmpbuf3; gwei=0; delay(60); gwei=1; return; /設(shè)置顯示 xsset: xsout=tablesetmode; qwei=0; delay(60); qwei=1; xsout=xsout=0 x7f;/橫 bwei=0; delay(60); bwei=1; if(setmode=1) abcd=setmaxt; if(setmode=2) abcd=setmint; if(setmode=3) abcd=setmaxh; if(setmode=4) abcd=setminh; xsout=tableabcd/10; swei=0; delay(6