基于單片機(jī)數(shù)字溫度測(cè)量系統(tǒng)教材

1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目基于單片機(jī)數(shù)字溫度測(cè)量系統(tǒng)異文題目 Digital temperature measurement system based on single chip microcomputer院 系 專(zhuān) 業(yè)姓 名年 級(jí)指導(dǎo)教師2015 年3 月摘要隨著科技的不斷進(jìn)步，在工業(yè)生產(chǎn)中溫度是常用的被控參數(shù)， 而采用單片機(jī)來(lái)對(duì)這些被控參數(shù)進(jìn)行控制已成為當(dāng)今的主流。本文介 紹了數(shù)字溫度測(cè)量及自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) 溫度的控制。它的主要組成部分有： AT89S51 單片機(jī)、溫度傳感器、 鍵盤(pán)與顯示電路、溫度控制電路。它可以實(shí)時(shí)的顯示和設(shè)定溫度，實(shí) 現(xiàn)對(duì)溫度的自動(dòng)控制。通過(guò)測(cè)

2、試表明，本設(shè)計(jì)對(duì)溫度的控制有方便、 簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，從而大幅提高了被控溫度的技術(shù)指標(biāo) 。- III -AbstractAbstract: As the technology advances in industrial production in the temperature is charged with common parameters, and the use of those charged with SCM to the parameters of control has become the mainstream. In this paper, digital temperatur

3、e measurement and automatic control system design. In this paper, SCM to achieve the temperature control. It is a major component of: AT89S51 SCM, temperature sensor, keyboard and display circuit, temperature control circuit. It can display real-time and temperature settings, and the temperature con

4、trol. Passed the tests show that the design of the temperature control is convenient and simple characteristics thus g, reatly raisin g the temperature was charged with the technical indicators.第1章系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì).1.1設(shè)計(jì)背景1.2電路的總體工作原理第2章方案論證2.1 題目分析2.1.1具體指標(biāo)2.1.2具體控制要求.2.2溫度傳感器的選擇.2.3顯示器的選擇2.4單片機(jī)的選擇，錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

5、錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。V.VIVIVIV.IV.IVJ II第3章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.2溫度傳感電路設(shè)計(jì).3.3溫度控制電路的設(shè)計(jì).3.4鍵盤(pán)電路的設(shè)計(jì)3.5顯示電路的設(shè)計(jì)第4早系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).4.1系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì).IX，錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。X錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。.錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。X.IV，錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。164.2中斷程序的設(shè)計(jì)第5章系統(tǒng)的控制5.1溫控電路及報(bào)警電路的控制5.2 LCD顯示電路的控制. 第6章全文總結(jié)6.1經(jīng)濟(jì)效益分析6.2社會(huì)效益分析致謝參考文獻(xiàn)1.7.錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。.錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。17.錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。.錯(cuò)誤！未定義書(shū)

6、簽。1.8.錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。7_-V -1.1設(shè)計(jì)背景溫度控制廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活中，人們使用溫度計(jì)來(lái)采集溫度，通過(guò)人工 操作加熱、通風(fēng)和降溫設(shè)備來(lái)控制溫度，這樣不但控制精度低、實(shí)時(shí)性差，而且操作人 員的勞動(dòng)強(qiáng)度大。即使有些用戶采用半導(dǎo)體二極管作溫度傳感器，但由于其互換性差， 效果也不理想。在某些行業(yè)中對(duì)溫度的要求較高，由于工作環(huán)境溫度不合理而引發(fā)的事 故時(shí)有發(fā)生。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可靠進(jìn)行造成影響，甚至操作人員的安全。為了避免這些缺點(diǎn)， 需要在某些特定的環(huán)境里安裝數(shù)字溫度測(cè)量及控制設(shè)備。本設(shè)計(jì)由于采用了新型單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行控制，以其測(cè)量精度高，操作簡(jiǎn)單。本設(shè)計(jì)是一個(gè)數(shù)字溫度

7、測(cè)量及控制系統(tǒng)， 能測(cè)柜內(nèi)的溫度，并能在超限的情況下進(jìn)行控制、調(diào)整，并報(bào)警。保證環(huán)境保持在限定 的溫度中。1.2電路的總體工作原理溫度控制系統(tǒng)采用 AT89S51八位機(jī)作為微處理單元進(jìn)行控制。采用 4X4鍵盤(pán)把設(shè) 定溫度的最高值和最低值存入單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，還可以通過(guò)鍵盤(pán)完成溫度檢測(cè)功能 的轉(zhuǎn)換。溫度傳感器把采集的信號(hào)與單片機(jī)里的數(shù)據(jù)相比較來(lái)控制溫度控制器。圖1.1溫度測(cè)量系統(tǒng)第 2 章 方案論證 本章主要對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目進(jìn)行了分析，根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能，綜合比較幾種設(shè)計(jì)方 法，提出了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的最佳方案。2.1 題目分析 本設(shè)計(jì)是一個(gè)數(shù)字溫度控制系統(tǒng)，能測(cè)量溫度，并能在超限的情況下進(jìn)行控制、

8、調(diào) 整，并報(bào)警。2.1.1 具體指標(biāo)正常工作溫度范圍：5 C 60C溫度誤差：1C2.1.2 具體控制要求根據(jù)設(shè)計(jì)的要求， 要利用溫度傳感器實(shí)時(shí)溫度。 當(dāng)溫度高于設(shè)定的溫度時(shí) （60C）， 打開(kāi)降溫裝置進(jìn)行調(diào)整使溫度在設(shè)定的范圍內(nèi)。當(dāng)溫度低于設(shè)定的溫度時(shí)（5C），打開(kāi)升溫裝置進(jìn)行調(diào)整使溫度在設(shè)定的范圍內(nèi)。同時(shí)要求能設(shè)定溫度。畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任 務(wù)是能對(duì)溫度進(jìn)行自動(dòng)的檢測(cè)和控制。設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)來(lái)控制溫度，因此要有溫度的 采集電路，鍵盤(pán)顯示電路，溫控電路，報(bào)警電路等幾個(gè)部分。要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要用到的知識(shí)點(diǎn)有單片機(jī)的原理及其應(yīng)用， 溫度傳感器的原理和 應(yīng)用，及鍵盤(pán)和顯示電路的設(shè)計(jì)等。2.2 溫度傳感

9、器的選擇2.2.1 采用模擬集成溫度傳感器集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的， 因此亦稱(chēng)硅傳感器或單片集成溫度 傳感器，它是將溫度傳感器集成在一個(gè)芯片上、可完成溫度測(cè)量及模擬信號(hào)輸出功能的 專(zhuān)用IC。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一（僅測(cè)量溫度）、測(cè)溫誤差小、價(jià)格 低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn) 行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單。圖2-1是AD590用于測(cè)量熱力學(xué)溫度的基本應(yīng)用電路。因?yàn)榱鬟^(guò)AD590的電流與 熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻 R1和電位器R2的電阻之和為1kQ時(shí)，輸出電壓V。隨溫度 的變化為1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，

10、電阻也有誤差，因此應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào) 整。調(diào)整的方法為：把 AD590放于冰水混合物中，調(diào)整電位器 R2,使Vo=273.2mV。 或在室溫下（25 C）條件下調(diào)整電位器，使V =273.2+25=298.2 （mV。但這樣調(diào)整只可保 證在0C或25E附近有較高精度。AD590把被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換為電流再通過(guò)放大器和 A/D轉(zhuǎn)換器，輸出數(shù)字量送給單片 機(jī)進(jìn)行溫度控制。圖2.1 基于AD590測(cè)溫基本應(yīng)用電路2.2.2采用數(shù)字單片智能溫度傳感器智能溫度傳感器（亦稱(chēng)數(shù)字溫度傳感器）是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù) （ATE）的結(jié)晶。目前，已開(kāi)發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部都 包含溫

11、度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品 還帶多路選擇器、中央控制器（CPU）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）。 智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器 （MCU）.智能溫度傳感器的總線技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，所采用的總線主要有單 線(1-WIRE)總線、I2C總線、SMBUS總線和SPI總線。溫度傳感器作為從機(jī)可通過(guò)專(zhuān) 用總線接口與主機(jī)進(jìn)行通信。智能溫度控制器是在智能溫度傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展而成 的。典型產(chǎn)品有 DS18B20, 智能溫度控制器適配各種微控制器 , 構(gòu)成智能化溫控系統(tǒng) ;它 們還可以脫離微控

12、制器單獨(dú)工作,自行構(gòu)成一個(gè)溫控儀。DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn) 的一線式數(shù)字溫度傳感器 , 具有 3 引腳 TO92 小體積封裝形式 ; 溫度測(cè)量范圍為 55C+ 125C ,可編程為9位12位A/D轉(zhuǎn)換精度,測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625 C ,被測(cè)溫 度用符號(hào)擴(kuò)展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄 生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能 與諸多 DS18B20 通信, 占用微處理器的端口較少 , 可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。同 DS1820一樣，DS18B20也 支持“一線總線”接口，測(cè)量溫度范圍為 -55

13、 C+125C, 在-10 C +85C范圍內(nèi),精度為0.5 Co DS18B20的精度較差為土 0.2 C?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接 以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng) 溫度測(cè)量。如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類(lèi)消費(fèi)電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不 同，新的產(chǎn)品支持3V5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更 便宜，體積更小。DALLAS 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS18B20 是世界上第一片支持 “一線 總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器 網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念?，F(xiàn)在，新一代的“ D

14、S1820”體積更小、更經(jīng)濟(jì)、 更靈活。使您可以充分發(fā)揮“一線總線”的長(zhǎng)處。DS18B20、 DS1822 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器 o由于DS18B20將溫度傳感器、信號(hào)放大調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換、接口全部集成于一芯片， 與單片機(jī)連接簡(jiǎn)單、方便，與 AD590 相比是更新一代的溫度傳感器，所以溫度傳感器 采用 DS18B20o2.3 顯示器的選擇2.3.1 LED 顯示器采用傳統(tǒng)的七段數(shù)碼LED顯示器。LED雖然價(jià)格便宜，但在現(xiàn)代的許多儀表、各 種電子產(chǎn)品中逐漸被LCD所取代。-IX -2.3.2 LCD 液晶屏采用 LCD 液晶屏進(jìn)行顯示。 LCD 液晶顯示器是一種低壓、微功耗的顯示器件，只

15、 要23伏就可以工作，工作電流僅為幾微安，是任何顯示器無(wú)法比擬的，同時(shí)可以顯 示大量信息，除數(shù)字外，還可以顯示文字、曲線，比傳統(tǒng)的數(shù)碼 LED 顯示器顯示的界 面有了質(zhì)的提高。在儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)為：1 顯示質(zhì)量高， 由于液晶顯示器的每一個(gè)點(diǎn)收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度 恒定發(fā)光，因此液晶顯示器的畫(huà)質(zhì)高而且不會(huì)閃爍。2 數(shù)字式接口，液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)的接口簡(jiǎn)單操作也很方便。3 功率消耗小，相比而言液晶顯示器的主要功耗在內(nèi)部電極和驅(qū)動(dòng) IC 上，因而耗 電量比其他器件要小很多。雖然 LCD 顯示器的價(jià)格比數(shù)碼管要貴，但它的顯示效果好，是當(dāng)今顯示器的主

16、流， 所以采用 LCD 作為顯示器。2.4 單片機(jī)的選擇2.4.1 采用凌陽(yáng)單片機(jī) 隨著單片機(jī)功能集成化的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸地由傳統(tǒng)的控制，擴(kuò)展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號(hào)處理（DSP，Digital SignalProcessing等領(lǐng)域。凌陽(yáng)的16 位單片機(jī)就是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計(jì)的。它的CPU內(nèi)核采用凌陽(yáng)最新推出的 卩nSP?（Microcontroller and Signal Processor 16 位微處理器芯片（以下簡(jiǎn)稱(chēng) 卩nSP?。圍繞nSP所形成的16位卩nSP系列單片機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)nSP家族）采用的是模塊式 集成結(jié)構(gòu)，它以卩nSP內(nèi)核為中心集成不同規(guī)模的 ROMRA

17、M和功能豐富的各種外設(shè)接 口部件。nSP內(nèi)核是一個(gè)通用的核結(jié)構(gòu)。除此之外的其它功能模塊均為可選結(jié)構(gòu)， 亦即這種結(jié)構(gòu)可大可小或可有可無(wú)。借助這種通用結(jié)構(gòu)附加可選結(jié)構(gòu)的積木式的構(gòu)成， 便可形成各種不同系列派生產(chǎn)品，以適合不同的應(yīng)用場(chǎng)合。這樣做無(wú)疑會(huì)使每一種派生 產(chǎn)品具有更強(qiáng)的功能和更低的成本。利用凌陽(yáng)單片機(jī)有一定的好處凌陽(yáng)的優(yōu)勢(shì)是硬件性能，抗干擾能力強(qiáng)，但凌陽(yáng)單片 機(jī)我們沒(méi)有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，這對(duì)于剛接觸單片機(jī)的我們來(lái)說(shuō)不是很容易上手，其價(jià)格也要 比 89S51 昂貴一些，因此我們并沒(méi)有將其作為首選。2.4.2 采用 AT89S51 單片機(jī)由于單片機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用， 世界上許多集成

18、電路生產(chǎn)廠 家相繼推出了各種類(lèi)型的單片機(jī)，在單片機(jī)家族的眾多成員中， MCS-51 系列單片機(jī)以 其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)及高可靠性和高性能價(jià)格比，迅速占領(lǐng)了工業(yè)測(cè)控和自動(dòng)化 工程應(yīng)用的主要市場(chǎng)，成為國(guó)內(nèi)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的主流。單片機(jī)的誕生標(biāo)志著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩個(gè) 分支。通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要用于海量高速數(shù)值運(yùn)算，不必兼顧控制功能，其數(shù)據(jù)總線的 寬度不斷更新，從 8位、16 位迅速過(guò)渡到 32 位、 64位，并且不斷提高運(yùn)算速度和完善 通用操作系統(tǒng)， 以突出其高速海量數(shù)值運(yùn)算的能力， 在數(shù)據(jù)處理、模擬仿真、 人工智能、 圖像處理、多媒體、網(wǎng)絡(luò)通信中得到了廣泛應(yīng)用；

19、單片機(jī)作為最典型的嵌入式系統(tǒng)，由 于其微小的體積和極低的成本，廣泛應(yīng)用于家用電器、機(jī)器人、儀器儀表、工業(yè)控制單 元、辦公自動(dòng)化設(shè)備以及通信產(chǎn)品中， 成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。 因此， 單片機(jī)的出現(xiàn)大大促進(jìn)了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展， 成為近代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上一 個(gè)重要里程碑。由于 MCS 系列單片機(jī)集成了幾乎完善的中央處理單元，處理功能強(qiáng)，中央處理單 元中集成了方便靈活的專(zhuān)用寄存器，這給我們利用單片機(jī)提供了極大的便利。單片機(jī)把 微型計(jì)算機(jī)的主要部件都集成在一塊芯片上，使得數(shù)據(jù)傳送距離大大縮短，運(yùn)行速度更 快，可靠性更高，抗干擾能力更強(qiáng)。由于屬于芯片化的微型計(jì)算機(jī)，各功能部件在芯片

20、 中的布局和結(jié)構(gòu)達(dá)到最優(yōu)化，工作也相對(duì)穩(wěn)定。 51 的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)錢(qián)便宜 ,I/O 口多, 程序空 間大。因此，測(cè)控系統(tǒng)中，使用 51 單片機(jī)是最理想的選擇。單片機(jī)屬于典型的嵌入式 系統(tǒng)，所以它是低端控制系統(tǒng)最佳器件。單片機(jī)的開(kāi)發(fā)環(huán)境要求較低，軟件資源十分豐 富，開(kāi)發(fā)工具和語(yǔ)言也大大簡(jiǎn)化。單片機(jī)的典型代表是 Intel 公司在 20 世紀(jì) 80 年代初 研制出來(lái)的 MCS51 系列單片機(jī)。 MCS51 單片機(jī)很快在我國(guó)得到廣泛的推廣應(yīng)用，成為 電子系統(tǒng)中最普遍的應(yīng)用手段，并在工業(yè)控制、交通運(yùn)輸、家用電器、儀器儀表等領(lǐng)域 取得了大量應(yīng)用成果。- # -以MCS-51技術(shù)核心為主導(dǎo)的單片機(jī)已成為許多廠

21、家、電氣公司競(jìng)相選用的對(duì)象， 并以此為基核，推出許多與 MCS51有極好兼容性的CHMOS單片機(jī)，同時(shí)增加了一些 新的功能,所以用AT89S51。擇為30pF左右，該電容的大小會(huì)影響到振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起 振的快速性。晶體的振蕩頻率為12MHz。把EA腳接高電平，單片機(jī)訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，但在PC值超過(guò)0FFFH（4Kbyte地址范圍）時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。MCS-51的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用最簡(jiǎn)單的外部按鍵復(fù)位電路。按 鍵自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的來(lái)實(shí)現(xiàn)的我們選用時(shí)鐘頻率為12MHz,C1取47卩。 3.2溫度傳感電路設(shè)計(jì)DS18B20的性能

22、特點(diǎn)：采用單總線專(zhuān)用技術(shù)，既可通過(guò)串行口線，也可通過(guò)其它I/O 口線與微機(jī)接口，無(wú)須經(jīng)過(guò)其它變換電路，直接輸出被測(cè)溫度值（9位二進(jìn)制數(shù)，含符號(hào)位）測(cè)溫范圍為-55 C -+125 C，測(cè)量分辨率為0.0625 C內(nèi)含64位經(jīng)過(guò)激光修正的只讀存儲(chǔ)器 ROM適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)機(jī)用戶可分別設(shè)定各路溫度的上、下限內(nèi)含寄生電源。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM,溫度傳感器，非揮發(fā)的溫度 報(bào)警觸發(fā)器TH和TL,高速暫存器。DS18B20的管腳排列如圖3.2所示。DS18B20123GND I/O VCCI/O，18GND2DS18B20 7NC36NC45VCCNCNCNC-15

23、 -圖3.2 DS18B20 管腳圖在硬件上，DS18B20與單片機(jī)的連接有兩種方法，一種是 VCC接外部電源，GND 接地，I/O與單片機(jī)的I/O線相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí) UDD、GND接地， I/O接單片機(jī)I/O。無(wú)論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O 口線要接5KQ左右的上拉電 阻我們采用的是第一種連接方法,如圖3.3所示：把DS18B20的數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的13 管腳連接,再加上上拉電阻。3938373635343332282726252423222110113029圖3.3溫度傳感電路圖DS18B20有六條控制命令，如表 3.1所示：表3-1 DS18B20控制命令指令約定

24、代碼操作說(shuō)明溫度轉(zhuǎn)換44H啟動(dòng)DS18B2C進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換讀暫存器BEH讀暫存器9個(gè)字節(jié)內(nèi)容寫(xiě)暫存器4EH將數(shù)據(jù)寫(xiě)入暫存器的TH TL字節(jié)復(fù)制暫存器48H把暫存器的TH TL字節(jié)寫(xiě)到E2RAM中重新調(diào)E2RAMB8H把E2RAM中的TH TL字節(jié)寫(xiě)到暫存器 TH TL字節(jié)讀電源供電方式B4H啟動(dòng)DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號(hào)給主CPUQ2C9012令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。心1CPU對(duì)DS18B20的訪問(wèn)流程是：先對(duì) DS18B20初始化，再進(jìn)行ROM操作命令， 最后才能對(duì)存儲(chǔ)器操作，數(shù)據(jù)操作。DS18B20每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時(shí)序和通 信協(xié)議

25、。如主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換這一過(guò)程，根據(jù) DS18B20的通訊協(xié)議，須 經(jīng)三個(gè)步驟：每一次讀寫(xiě)之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指實(shí)際電路如圖 3.4 所示, 通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定溫度的上下限。把實(shí)際測(cè)量的溫度和設(shè)定的 上下限進(jìn)行比較 , 來(lái)控制 P0.0、P0.1、P0.7 端口的高低電平。把 P0.0、P0.1、P0.7 端口 分別與三極管的基極連接來(lái)控制溫度和報(bào)警。當(dāng)測(cè)量的溫度超過(guò)了設(shè)定的最高溫 度,P2.2由高電平變成低電平，就相當(dāng)于基極輸入為“ 0”，這時(shí)三極管導(dǎo)通推動(dòng)小風(fēng)扇 和控制電路工作，反之 , 當(dāng)基極輸入為“ 1”時(shí)，三極管不導(dǎo)通，報(bào)警器和控制電路

26、都不 工作。只要控制單片機(jī)的P0.0、P0.1、P0.7 口的高低電平就可以控制模擬電路的工作。 3.4 鍵盤(pán)電路的設(shè)計(jì)用AT89S51的并行口 P1接4X 4矩陣鍵盤(pán)，以P1.0- P1.3作輸入線，以P1.4- P1.7 作輸出線；液晶顯示器上顯示每個(gè)按鍵的“ 0-F”序號(hào)。對(duì)應(yīng)的按鍵的序號(hào)排列。微處理單元是AT89S51單片機(jī)，X1和X2接12M的兩腳晶振,接兩個(gè)30PF的起振 電容,J1是上拉電阻.單片機(jī)的P1 口 8位引腳與行列式鍵盤(pán)輸出腳相連，控制和檢測(cè)行列 式鍵盤(pán)的輸入 . 行線通過(guò)上拉電阻接到 +5V 上, 無(wú)按鍵按下時(shí) , 行線處于高電平狀態(tài) , 有 鍵按下時(shí) , 行線的電平

27、狀態(tài)將由與此行線相連接的列線的電平?jīng)Q定 . 鍵盤(pán)輸入的信息主 要進(jìn)程是 :1 CPU 判斷是否有鍵按下 .2 確定是按下的是哪個(gè)鍵 .3 把此鍵所代表的信息翻譯成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的代碼或者其他的特征符號(hào) .3.5 顯示電路的設(shè)計(jì)液晶顯示器是一種將液晶顯示器件 , 連接器件, 集成電路, PCB 線路板, 背光源, 結(jié)構(gòu) 器件裝配在一起的組件。根據(jù)顯示內(nèi)容和方式的不同可以分為 , 數(shù)顯 LCD, 點(diǎn)陣字符 LCD, 點(diǎn)陣圖形 LCD 在 此設(shè)計(jì)中我們采用點(diǎn)陣字符LCD，這里采用常用的2行16個(gè)字的1602液晶模塊。1602采用標(biāo)準(zhǔn)的 14腳接口，其中 :第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接5V正

28、電源第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng) RS 和RW共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址， 當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可 以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：DOD7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第1516腳：空腳。與單片機(jī)的連接如圖3.7

29、所示。+5U2C122PC2卄22PY1二 I，工11 .059 2Mtemp 0151431191776VCC 什 5 V)20C3106R1VCCP00P10P01P11P02P12P03P13P04P14P05P15P06P16P07P17P27INT 1P26INT 0P25P24T1P23T0P22P21EA/VPP20XTAL 1XTAL 2RES ETRXTRdTXDwrALE /PROGGNDPSEN401378AT8 9S5145o10113029 D-XLCD1123938336353432R4RES2282726242322LCD12 06(+5V)RP110kR3RES

30、28.2KD0D7D0 D7-XVII -4.1系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì)主程序是系統(tǒng)的監(jiān)控程序，在程序運(yùn)行的過(guò)程中必須先經(jīng)過(guò)初始化，包括鍵盤(pán)程序， 中斷程序，以及各個(gè)控制端口的初始化工作。流程圖如4.1所示。系統(tǒng)在初始化完成后 就進(jìn)入溫度測(cè)量程序，實(shí)時(shí)的測(cè)量當(dāng)前的溫度并通過(guò)顯示電路在LCD上顯示。程序中以中斷的方式來(lái)重新設(shè)定溫度的上下限。根據(jù)硬件設(shè)計(jì)完成對(duì)溫度的控制。按下4*4鍵盤(pán)上的A鍵可以設(shè)定溫度上限，按下B鍵可以設(shè)定溫度下限。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的總體流程 圖4.2中斷程序的設(shè)計(jì)MCS-51單片的中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷請(qǐng)求源，用戶可以用關(guān)中斷指令“CLR EA”來(lái) 屏蔽所有的中斷請(qǐng)求，也可以用開(kāi)中斷指令“

31、SET EA”來(lái)允許CPU接收中斷請(qǐng)求。在 本設(shè)計(jì)中我們選用INTO來(lái)作為中斷請(qǐng)求源。5.2 LCD顯示電路的控制把8根數(shù)據(jù)線和P2 口連接，把3根控制線和P2.5、P2.6、P2.7連接。給VCC端加 上+5V的電壓，GND端接地。VEE端的驅(qū)動(dòng)電壓不要過(guò)大，要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使 VEE 在0.7伏以下顯示器才能工作。5.3使用說(shuō)明鍵盤(pán)中阿拉伯?dāng)?shù)字09是數(shù)據(jù)輸入鍵，A鍵是寫(xiě)上限的功能鍵，B鍵是寫(xiě)下限的功 能鍵，C鍵是取消鍵，其他的鍵置空。VC5電風(fēng)扇加熱器Q2C90125.1硬件控制電路全文總結(jié)6.1 經(jīng)濟(jì)效益分析 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是為了保證某特定環(huán)境溫度維持在設(shè)定的范圍內(nèi)，以保證工作系統(tǒng) 在穩(wěn)

32、定的狀態(tài)下工作。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本很低，總成本不超過(guò) 50 元人民幣。如果采用 大批量生產(chǎn)的話，生產(chǎn)成本會(huì)更低。在市場(chǎng)上的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的價(jià)格在百元人民幣 以上。對(duì)于本系統(tǒng)的使用者來(lái)說(shuō)，本系統(tǒng)能夠很穩(wěn)定的控制溫度而且穩(wěn)定性很高。只要 配上適當(dāng)?shù)臏囟葌鞲衅?，這個(gè)系統(tǒng)便還可以實(shí)現(xiàn)很多領(lǐng)域的溫度自動(dòng)控制。這對(duì)于提高 系統(tǒng)的利用率，避免重復(fù)設(shè)計(jì)有很大的幫助的。在本系統(tǒng)的作用下，可以為工作系統(tǒng)提 供一個(gè)良好的環(huán)境，使產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量有很大的提高。使得產(chǎn)品的生產(chǎn)成本降低，從 而使系統(tǒng)的使用者獲得的利潤(rùn)提高了。通過(guò)分析表明：本系統(tǒng)是一個(gè)性價(jià)比比較好的系統(tǒng)，不論對(duì)于生產(chǎn)者還是使用者來(lái) 說(shuō)，它都可以帶來(lái)好的經(jīng)濟(jì)

33、效益。6.2 社會(huì)效益分析本設(shè)計(jì)是以 AT89S51 為核心，利用軟硬件相結(jié)合的自動(dòng)控制的典型例子。在單片 機(jī)自動(dòng)控制已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活的今天， 傳統(tǒng)用模擬電路來(lái)控制溫度的 做法，已經(jīng)逐漸被淘汰。這個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的溫度控制方法，為溫度的控制 開(kāi)辟了一條新的道路。根據(jù)我國(guó)的科技和工業(yè)水平，這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是符合工業(yè)生產(chǎn)的 需要。實(shí)現(xiàn)我國(guó)的工業(yè)化，自動(dòng)控制是其中的一個(gè)重要目標(biāo)，自動(dòng)控制系統(tǒng)正廣泛的應(yīng) 用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成功知識(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的 “冰山一角” ， 但它為以后更加智能化、人性化的自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，作了鋪墊。因此這種系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)具有比較好的社會(huì)效益。經(jīng)過(guò)四個(gè)多月的方案論證、系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的調(diào)試。查閱了大量的 關(guān)于傳感器、單片機(jī)及其接口電路、以及控制方面的理論。經(jīng)過(guò)了一番特殊的體