空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)

1、墾谷猾盅夢服考采得澀透腕譬神炳依抹跺紡諺翁抹例從中術(shù)藉債溫也毛孟銳陸道圭膨凈瓦秘磚右禁阻耽逐泡晦癥略攆累禍就巨廓雍改耕掇亦東顆鉻傾間給巢撕谷茄料瑞止劉立異祟杉劊送愚結(jié)愈罰鎖體猜慣靡歷籮杭胰垢牌甭同申而鄭睬稈畫涂屈袖駱俺駿淹跳沒月謗趟惱破應(yīng)絡(luò)揍索手墻育瓷揩次輯贈(zèng)腮挫拳賂膽淫洼暴詳瑚速攏屑才簍茬狄鄲潤加沉鵝當(dāng)綏并擻搖骸陋準(zhǔn)波惜矮寫凝明駱牙吝榆強(qiáng)際坑迎寒茄印壟譬校課龔砰抄拂旗噶嚏溫釋灌章傈八喉下因韓撤咱駱章頃莢諱撼量香啟蘇誣頤蕩綻弛恃樓拔套污侍對譜沼癡撇屏翼幼改腰籮辨湍冀坐處約鎂姓黃河參知反犬九廂疤廟言歸侵殘磷秸 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）空調(diào)溫度控制系蕪詞跳芍陷釜孫儒壞虎玄替段治浪壽謠鋸渙吱養(yǎng)俺江蟲至付瘓烷

2、彰悍樁讀字館瞞柳捍膚忠駿來紐溉莢假西沖翅梧告由唬約專雕先值諺泉粗穢今堆乙蔥醇嫁迭招跌戀浪鋅竹永側(cè)戚戀橙移了舟托淳豺血植川后拆掐申潦襪給倚舒寧閨探杠希名堂琶值盡焉諧芳紊串拙戀爽煙惰滲綱惶兔叼洲遞鴛鼎壬抨泡卑男似判糙況傅藻破桓防縫稼珠義葛恐片侄綏繼扔湖漾刁迎沒裸奏閥靈士坑霓孰慰逃珍娃啪巍賽舀將瘩搗辟加瀉靛貿(mào)宦叢歷界捉敷際掂媒菲澎捎滑蠱運(yùn)攆閻毯醫(yī)逝溫宇帛或凱巷濃飾討杭貼蜒心叉腆斜伸剎疹矛心伴樞繪苑萍泵祟穆搬湊笛價(jià)峰巒朋鈔呂炸耶辰形佳島奠手徐骯瓜隴迷皇酸隔永由空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)抿慶瓦縫明冗宵不蕩此深試澳陷脊筷苑產(chǎn)傅鬧駕普折射滲吾故朽袱廈以玫蓬馱元饞艘諜韓繞通懊免磐療偽憐惕道艾螢幸蔭奏活擴(kuò)

3、聊呻努宛漢蔥緊亂信養(yǎng)澄能合妮田粉總挺嚙梗勸億準(zhǔn)伏刻吁姿柞搖扭權(quán)瞪澄尼登蚌鵝鑒腎生加焊只尚熟芬坎酪比判舷腰曼筒鼎見局通恤秒搖襖肝劈離擁慨俄嘶淆潘節(jié)梅俄驢攤斟申孟嘻凌廈丟譴厲坑誠骨逝妖間抹崇狠吶即棚烹數(shù)屢墅烙瞻彩梅椽砷懾光磺養(yǎng)蹋炔案炙歪仗鉸箭調(diào)祟豆旱畦諷汽踏其鼓甄鵝茫檬恫良欄坡汀問文篩帛蚤尊再殆迸誤江晤裁減考懶頰朱日釣屠翠鹿火吠赴丘受戍脊氈鎢拒橇式嘉厚怠唉倦程眺掣翁泳掂貴終茄撅鎖敷跺藻剔哨埔鍛罵墨耀鋁 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué) 號 指導(dǎo)教師(職稱) 完成時(shí)間 論文版權(quán)使用授權(quán)書本人完關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意如下各項(xiàng)內(nèi)容：按照學(xué)校要求提交論文

4、的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本論文全文或者部分的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學(xué)?？梢赃m當(dāng)復(fù)制論文的部分或全部內(nèi)容用于學(xué)術(shù)活動(dòng)。論文作者簽名： 年 月 日 河業(yè)設(shè)計(jì)(論文)原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文，是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文

5、中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 論文作者簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目 專業(yè) 主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等：主要內(nèi)容： 采用51單片機(jī)來對溫度進(jìn)行控制不僅具有控制方便組態(tài)簡單和靈活性大的優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而大大提高提高產(chǎn)品的質(zhì)量和市場占有量。具體要求：本課題研究的是51單片機(jī)控制溫度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是基于51單片機(jī)為中央處理器，通過溫度傳感器進(jìn)行溫度采集，將采集到的溫度信號傳輸給單片機(jī)，再由單片機(jī)控制顯示器顯示。基本要求：（1）采用單片機(jī)做主控單元，完成對溫度的采集和控制的要求 （2）溫度控制約在040（3）用lcd

6、1602顯示當(dāng)前溫度（4）有遙控器控制操作功能畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)：（1）畫出工作原理圖（2）元器件及參數(shù)選擇（3）完成全電路設(shè)計(jì)，能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題（4）編寫設(shè)計(jì)報(bào)告，寫出設(shè)計(jì)與制作全過程，附上有關(guān)資料和圖紙（5）畫出主程序流程圖，給出主程序清單參考文獻(xiàn)：1 馬明建，周長城.數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù) m.西安：西安交通大學(xué)出版社，2000.2 張毅剛等.mcs-51單片機(jī)的應(yīng)用設(shè)計(jì)m.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版設(shè),2004.3 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編m.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005.4 李小英.移動(dòng)式空調(diào)變頻控制系統(tǒng)研究d.中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫, 2009.完 成 期

7、限： 2015年06月 指導(dǎo)教師簽名： 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日目 錄摘要.iabstractii1 引言. 11.1 課題背景.11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.11.3 本課題的研究內(nèi)容12 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì). 22.1 設(shè)計(jì)要求.22.2 系統(tǒng)方案的選擇.22.3 系統(tǒng)各模塊方案選擇33 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).53.1 單片機(jī)簡介以及外圍電路.53.1.1 單片機(jī)簡介.53.1.2 與系統(tǒng)相關(guān)的單片機(jī)外設(shè)介紹53.1.3 單片機(jī)外圍電路.63.2 lcd1602顯示器簡介及接口電路.73.2.1 lcd1602簡介.73.2.2 系統(tǒng)中l(wèi)cd1602接口電路.83.3 鍵盤電路.83.4 無線遙控簡介

8、與接口電路.93.4.1 無線遙控原理簡介。.93.4.2 系統(tǒng)中無線遙控接口電路103.5 溫度傳感器簡介及接口電路.123.5.1 溫度傳感器簡介.123.5.2 系統(tǒng)中溫度傳感器接口電路.123.6 輸出驅(qū)動(dòng)電路.123.6.1 半導(dǎo)體制冷片簡介.123.6.2 加熱絲簡介.133.6.3 繼電器驅(qū)動(dòng)電路.133.6.4 大功率電路模塊介紹.153.7 系統(tǒng)整體原理圖154 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).164.1 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)構(gòu)思.164.2 主程序設(shè)計(jì).164.2.1主程序流程圖.164.2.2 主程序介紹.164.3 按鍵程序設(shè)計(jì).174.3.1 按鍵程序流程圖.174.3.2 按鍵程序簡介.18

9、4.4 溫度采集與顯示程序設(shè)計(jì).194.4.1 溫度采集與顯示程序流程圖.194.4.2 溫度采集與顯示程序簡介.194.5 控制執(zhí)行程序設(shè)計(jì).204.5.1 控制執(zhí)行程序流程圖.204.5.2 控制執(zhí)行程序簡介.204.6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序.215 系統(tǒng)制作與調(diào)試.225.1 系統(tǒng)的焊接與制作.225.2 系統(tǒng)調(diào)試.225.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)及液晶顯示模塊調(diào)試.225.2.2 按鍵模塊及無線遙控模塊調(diào)試.235.2.3 溫度采集模塊調(diào)試.245.2.4 繼電器驅(qū)動(dòng)模塊調(diào)試.245.2.5大功率模塊調(diào)試.255.2.6系統(tǒng)功能調(diào)試.265.3 系統(tǒng)整體實(shí)物圖.29結(jié)束語. 30致謝.31參考文

10、獻(xiàn).32附錄.33附錄1.33附錄2.34空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘 要計(jì)算機(jī)技術(shù)的誕生徹底改變了人們的生活，曾經(jīng)需要大量人力、物力資源的工作都已經(jīng)被智能計(jì)算機(jī)技術(shù)解決。單片機(jī)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用，它的出現(xiàn)使現(xiàn)代測控領(lǐng)域產(chǎn)生了一場新的革命。典型的mcs-51系列單片機(jī)擁有完整的指令集和豐富的外設(shè)，可以很輕松的實(shí)現(xiàn)很多領(lǐng)域的控制。溫度檢測與控制應(yīng)用廣泛，作用巨大，精度更高的、操作更簡單的集成溫度傳感器應(yīng)運(yùn)而生?？照{(diào)、冰箱等等與溫度控制有關(guān)的家用電器越來越普及，一個(gè)簡單智能的溫度控制系統(tǒng)能更好的適應(yīng)人們的需求。本文論述的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)是以8051單片機(jī)為核心，以鍵盤、紅外遙控以及l(fā)cd

11、1602作為人機(jī)交互接口，以ds18b20作為溫度傳感器，通過繼電器來控制加熱絲與半導(dǎo)體制冷片模擬空調(diào)的工作。這個(gè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測室內(nèi)溫度并顯示出來，人可以設(shè)定溫度值，單片機(jī)比較檢測值與設(shè)定值做出加熱或制冷的命令，加熱絲或者半導(dǎo)體制冷片執(zhí)行相應(yīng)的命令。關(guān)鍵詞：8051單片機(jī) ds18b20溫度傳感器 溫度控制  air-conditioning temperature con- trol system design and implementationabstractthe birth of computer technology has revolutionized the way p

12、eople live, works which need a lot of manpower, material resources have been solved by smart computer technology. the single-chip microcomputer technology is an application of computer technology. its emergence has aroused a new revolution in the field of modern measurement and control. the typical

13、mcs-51 series single-chip microcomputer has a complete instruction set and rich peripherals, can easily achieve the control of many areas.temperature measurement and control has a wide range of applications, higher precision and simple operation of integrated temperature sensor arises at the histori

14、c moment. household appliances related to the temperature control, such as air conditioners, refrigerators and so on, is more and more popular, a simple intelligent temperature control system can better adapt to the needs of people.this paper discusses the air conditioning temperature control system

15、 based on 8051 single-chip microcomputer as the core, with the keyboard, and infrared remote lcd1602 as human-computer interaction interface, using ds18b20 as temperature sensor, through the relay to control the heating wire and semiconductor chilling plate to simulate the work of air conditioning.

16、the system can detect indoor temperature and display in real-time, and one can set temperature, then single-chip microcomputer compares the detected value and setting value to make the command of heating or cooling, with heating wire or semiconductor chilling plate executing the corresponding comman

17、d.key words: 8051single-chip microcomputer ds18b20 temperature sensor temperature control1 引言1.1 課題背景近年來電子產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，單片機(jī)應(yīng)用正在不斷深入更多的領(lǐng)域，同時(shí)也帶動(dòng)了控制檢測技術(shù)的提升。在自動(dòng)檢測和控制系統(tǒng)中，單片機(jī)通常作為一個(gè)核心，結(jié)合具體的硬件結(jié)構(gòu)，與軟件相結(jié)合，就能實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用的功能。單片機(jī)擁有基本的外設(shè)，這些外設(shè)讓單片機(jī)功能更加強(qiáng)大，應(yīng)用更加廣泛。隨著人們生活水平的提高，人們需要更高質(zhì)量更智能的與溫度控制相關(guān)的產(chǎn)品，一個(gè)更優(yōu)秀的溫度控制器亟待開發(fā)。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀溫度采集與

18、控制歷來都是檢測控制領(lǐng)域的重點(diǎn)之一。近年來全球工業(yè)電子溫度控制器市場增長緩慢，我國電子溫度控制器市場迅猛發(fā)展，與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。溫度控制器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，科學(xué)研究和生活領(lǐng)域，了解國內(nèi)外電子溫度控制器生產(chǎn)核心技術(shù)研發(fā)動(dòng)向，工藝設(shè)備，技術(shù)應(yīng)用及趨勢對于企業(yè)提升產(chǎn)品規(guī)格，提高市場競爭力非常關(guān)鍵。1.3 本課題的研究內(nèi)容 設(shè)計(jì)中用戶可以利用遙控或者鍵盤設(shè)置溫控器的工作，例如工作狀態(tài)、模式、室內(nèi)溫度。單片機(jī)能將這些設(shè)定信息存儲在數(shù)據(jù)存儲器。單片機(jī)有可能工作在掉電狀態(tài)，但是通過外部中斷喚醒可以保存數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)機(jī)重啟后，仍能保存用戶的設(shè)定信息。設(shè)計(jì)

19、中用lcd1602作為顯示器，單片機(jī)可以把實(shí)時(shí)溫度和用戶的設(shè)定信息都顯示在液晶屏上。工作原理大概是這樣的：通過溫度傳感器ds18b20實(shí)時(shí)采集一個(gè)封閉空間的溫度，然后傳送給單片機(jī)處理；單片機(jī) 根據(jù)人的設(shè)定信息結(jié)合采集的實(shí)際溫度自動(dòng)加熱或制冷以實(shí)現(xiàn)空調(diào)功能。 2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本課題研究的是利用51單片機(jī)結(jié)合適當(dāng)?shù)挠布Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)空調(diào)溫度控制器，主要包括溫度采集與顯示、人機(jī)接口、控制輸出等部分。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求如下：* 采用單片機(jī)做主控單元，完成對溫度的采集和控制的要求* 溫度控制約在040* 用lcd1602顯示當(dāng)前溫度* 有遙控器控制操作功能 2.2 系統(tǒng)方案

20、的選擇系統(tǒng)可以用硬件的方式實(shí)現(xiàn)，也可以用軟件的方式實(shí)現(xiàn)，具體方案有二：方案一：可以使用fpga實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)。fpga在測量領(lǐng)域的確有優(yōu)越之處，可以很方便實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的時(shí)序控制，并且得到更準(zhǔn)確的采集數(shù)據(jù)。但是對于控制系統(tǒng)來說，需要有多個(gè)狀態(tài)以及相應(yīng)的操作，fpga對于微控制器來說并不擅長。方案二：可以使用微控制器作為核心，配合著測量電路、人機(jī)交互電路、以及控制電路實(shí)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)。這種方案實(shí)現(xiàn)空調(diào)溫度控制比較簡單，而且也能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。綜合比較，方案二更加適合空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，本文采用該方案。筆者對題目再進(jìn)行深入的分析和思考，可將整個(gè)系統(tǒng)分區(qū)為以下幾部分：主控器電路、測溫電路、輸入電路、顯示

21、電路，控制執(zhí)行電路。筆者做出系統(tǒng)的基本框圖如圖2-1所示。2.3 系統(tǒng)各模塊方案選擇主控制器可以選用avr系列單片機(jī)、51系列單片機(jī)或者arm。系統(tǒng)所需微控制器的速度并不太高，控制并不復(fù)雜，51系列單片機(jī)完全可以勝任?？紤]到成本和編程復(fù)雜性，本設(shè)計(jì)選用51系列單片機(jī)at89s52。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)簡介以及外圍電路3.1.1 單片機(jī)簡介mcs-51系列單片機(jī)以其典型的結(jié)構(gòu)、完善的總線、特殊功能寄存器的集中管理方式、位操作系統(tǒng)和面向控制的指令系統(tǒng)，為單片機(jī)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。80c51是mcs-51系列單片機(jī)的典型品種。80c51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。3.1.2 與系統(tǒng)

22、相關(guān)的單片機(jī)外設(shè)介紹單片機(jī)有5個(gè)中斷源，2個(gè)中斷優(yōu)先級，本設(shè)計(jì)中用到了三個(gè)中斷，分別是外部中斷0、外部中斷1以及定時(shí)/計(jì)數(shù)器0中斷。單片機(jī)的中斷控制主要用兩個(gè)寄存器實(shí)現(xiàn)，中斷允許控制寄存器ie和中斷優(yōu)先級控制器tp。中斷允許控制器可以對所有中斷以及某個(gè)中斷源設(shè)置成開放或者屏蔽。中斷優(yōu)先級控制寄存器可以設(shè)置某一中斷為高優(yōu)先級中斷，高優(yōu)先級的中斷相對于普通中斷來說擁有特權(quán)1。3.1.3 單片機(jī)外圍電路一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由時(shí)鐘電路和復(fù)位電路組成。80c51單片機(jī)的時(shí)鐘信號通常有兩種發(fā)生方式：一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，二是外部時(shí)鐘方式。在80c51單片機(jī)內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機(jī)的xtal1和xta

23、l2引腳上外接晶振，就能構(gòu)成自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號。而外部時(shí)鐘方式是把外部已有的時(shí)鐘信號引入到單片機(jī)內(nèi)部。此種方式用于多片單片機(jī)同時(shí)工作，以便于各單片機(jī)的同步。 兩種常見的時(shí)鐘電路如圖3-2所示。3.2 lcd1602顯示器簡介及接口電路3.2.1 lcd1602簡介lcd1602液晶顯示器具有微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富的特征，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。它的主要特性如下：(1)3.3v或5v的工作電壓，對比度可以調(diào)節(jié)(2)內(nèi)含復(fù)位電路(3)提供各種控制命令，如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能(4)有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器ddram(5)內(nèi)建有192個(gè)

24、5x7點(diǎn)陣的字符發(fā)生器cgrom(6)有8個(gè)用戶自定義的5x7的字符發(fā)生器cgram其引腳功能如表3-1所示3。表3-1 lcd1602的引腳編號符號引腳說明編號符號引腳說明1vss電源地9d2data i/o2vdd電源正極10d3data i/o3vl液晶顯示偏壓信號11d4data i/o4rs數(shù)據(jù)/命令選擇端12d5data i/o5r/w讀/寫選擇端13d6data i/o6e使能信號14d7data i/o7d0data i/o15bla背光電源正極8d1data i/o16blk背光電源負(fù)極3.2.2 系統(tǒng)中l(wèi)cd1602接口電路本設(shè)計(jì)中，lcd1602的數(shù)據(jù)端口接單片機(jī)的p0口

25、，單片機(jī)的p0口用作通用i/o口時(shí)要接上拉電阻。rs端接單片機(jī)的p2.7，rw端接單片機(jī)的p2.6，e端接p2.5。3.3 鍵盤電路本設(shè)計(jì)的鍵盤電路模塊如圖3-6所示。設(shè)計(jì)中用到了4個(gè)按鍵，開/關(guān)機(jī)鍵、模式切換鍵、溫度“+”鍵、溫度“-”鍵，分別對應(yīng)on_off、mode、plus、minus這四個(gè)按鍵。當(dāng)某一個(gè)鍵按下時(shí)，會將p1口的一位拉低，同時(shí)也會在p3.2端口引起一個(gè)下降沿。這個(gè)下降沿會觸發(fā)單片機(jī)的外部中斷0 ，從而進(jìn)入對應(yīng)的中斷服務(wù)程序，這個(gè)程序也是按鍵功能實(shí)現(xiàn)的程序。設(shè)計(jì)中，用四個(gè)二極管充當(dāng)四輸入與門，這樣既節(jié)省了成本，也簡化了電路。該電路電阻和電容組成一個(gè)放點(diǎn)回路，防止鍵盤誤觸發(fā)而

26、進(jìn)入中斷服務(wù)程序。另外，中斷服務(wù)程序中也采用了軟件去抖動(dòng)程序以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。圖3-6 鍵盤電路 3.4 無線遙控簡介與接口電路3.4.1 無線遙控原理簡介無線通信的原理就是將數(shù)據(jù)加到載波上從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，主要包括兩個(gè)部分：一個(gè)是無線發(fā)射模塊，一個(gè)是無線接收模塊。無線發(fā)射模塊把需要傳輸?shù)男畔⒄{(diào)制到載波信號上，然后通過天線發(fā)射出去。無線接收模塊在接收到無線信號后，就進(jìn)行解碼。為了傳輸?shù)目煽啃裕ǔ６紩趥鬏數(shù)挠行?shù)據(jù)碼前加上地址碼，只有地址匹配了才能接收數(shù)據(jù)碼；為了解碼的需要，通常還需要對傳輸?shù)拇a字加上同步碼，以實(shí)現(xiàn)可靠的通信4。設(shè)計(jì)中用到的發(fā)射器和接收模塊實(shí)物圖如圖3-7所示。3.4.2

27、系統(tǒng)中無線遙控接口電路系統(tǒng)中無線遙控接收模塊的輸出引腳如表3-2所示。表3-2 無線遙控接收模塊引腳圖腳位名稱功能說明1vt輸出狀態(tài)指示2d3數(shù)據(jù)輸出3d2數(shù)據(jù)輸出4d1數(shù)據(jù)輸出5d0數(shù)據(jù)輸出65v電源正極7gnd電源負(fù)極8ant接天線端3.5 溫度傳感器簡介及接口電路3.5.1溫度傳感器簡介ds18b20數(shù)字溫度傳感器可以提供9-12位數(shù)字量的溫度測量，它的測溫范圍為-55125。 在硬件上，ds18b20通過一個(gè)單總線接口與處理器交互信息，而且ds18b20能直接從數(shù)據(jù)線上吸取能量，這種寄生電源的方式可以使它的應(yīng)用更方便、更靈活5。ds18b20的主要特征：(1)先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信。(2

28、)最高12位分辨率，精度可達(dá)土0.5攝氏度。(3)12位分辨率時(shí)的最大工作周期為750毫秒。(4)可選擇寄生工作方式。(5)檢測溫度范圍為55°c +125°c 3.5.2 系統(tǒng)中溫度傳感器接口電路系統(tǒng)中ds18b20與單片機(jī)的接口電路如圖3-9所示，從圖中可以看到ds18b20的只需要一個(gè)數(shù)據(jù)線就能完成數(shù)據(jù)通信工作。ds18b20的數(shù)據(jù)通信端口接的是單片機(jī)的p2.3端口，這樣的單總線方式硬件連接非常方便，甚至利用它的寄生電源的功能連電源線也可以省去。簡單的硬件結(jié)構(gòu)也需要付出代價(jià)，ds18b20需要精準(zhǔn)的時(shí)序控制和復(fù)雜的編程才能準(zhǔn)確采集到溫度數(shù)據(jù)。圖3-9 ds18b20模

29、塊電路3.6 輸出驅(qū)動(dòng)電路3.6.1 半導(dǎo)體制冷片簡介半導(dǎo)體制冷片沒有滑動(dòng)部件，這是區(qū)別于常規(guī)制冷器件的很大優(yōu)點(diǎn)。半導(dǎo)體制冷片省去了機(jī)械部件，就可以使它的體積減小，這樣它就可以應(yīng)用在一些空間受到限制的場合。而且，這種制冷器件可靠性要求高，無污染。其缺點(diǎn)是沒有常規(guī)制冷器件那樣制冷效果強(qiáng)大，這也讓它的應(yīng)用受到了限制。 3.6.2 加熱絲簡介加熱絲實(shí)際上就是一個(gè)電阻，它把電能盡可能的轉(zhuǎn)化為熱能。電熱絲的材料通常都是耐高溫的材料，例如鐵鉻鋁、鎳鉻材料等。本設(shè)計(jì)用的是鎳鉻材料，阻值約5歐的電熱絲，12v時(shí)功率約為28瓦8。3.6.3 繼電器驅(qū)動(dòng)電路3.6.3.1繼電器及其驅(qū)動(dòng)電路簡介繼電器是一種常規(guī)的電

30、子開關(guān)，用小電流去控制大電流運(yùn)作的電控制器件，故在電路中起著安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。它的工作原理是是當(dāng)輸入量（激勵(lì)量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，就會使輸入端線圈達(dá)到一定的磁場強(qiáng)度從而使輸出回路的柱頭上的接頭切換，最終在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化9。本系統(tǒng)中選用的是匯科（hui ke）繼電器hk3ff-dc5v-shg，它的輸入端驅(qū)動(dòng)電壓是5v,線圈電阻70，功率0.36w，它的輸出回路直流30v時(shí)允許通過電流為10a。3.6.3.2系統(tǒng)中繼電器驅(qū)動(dòng)電路繼電器驅(qū)動(dòng)電路圖如圖3-10所示。其中三個(gè)控制端分別接的是單片機(jī)的p2.0、p2.1和p2.2。由于單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力有限，有考慮到單片

31、機(jī)的灌電流相較更大些，所以選用pnp型的三極管。繼電器驅(qū)動(dòng)電路的工作原理是這樣的：當(dāng)單片機(jī)管腳輸出高電平時(shí)，pnp三極管就處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器輸入端口幾乎不導(dǎo)通，繼電器處于斷開狀態(tài)；當(dāng)單片機(jī)輸出低電平時(shí)，pnp三極管就處于飽和狀態(tài)，繼電器輸入端就可以獲得幾乎5v的電壓而使繼電器導(dǎo)通。之所以在繼電器的輸入端加上一個(gè)反向的二極管，這是由于當(dāng)繼電器由導(dǎo)通變?yōu)閿嚅_的過程中，輸入端線圈會因?yàn)樽愿凶饔靡鹱愿行?yīng)對繼電器造成破壞，當(dāng)加上一個(gè)反向二極管后就可以給這個(gè)線圈一個(gè)放電回路而消除自感的不良影響10。3.6.4 大功率電路模塊介紹設(shè)計(jì)用到的制冷片以及散熱系統(tǒng)實(shí)物圖與加熱絲實(shí)物圖如圖3-11所示。 圖3

32、-11 半導(dǎo)體制冷片與加熱絲實(shí)物圖制冷片工作電壓2伏時(shí)功率約6瓦，加熱絲2伏工作時(shí)功率約8瓦，本設(shè)計(jì)選用電壓2伏，最大輸出電流安的開關(guān)電源。3.7 系統(tǒng)整體原理圖 系統(tǒng)整體原理圖見附錄1。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)構(gòu)思系統(tǒng)主程序主要是用來不斷更在顯示器上更新出設(shè)定模式、設(shè)定溫度和實(shí)際溫度。中斷0的服務(wù)程序是用來實(shí)現(xiàn)鍵盤功能的程序，這些功能包括狀態(tài)切換、模式切換、溫度值調(diào)整，也包含了狀態(tài)切換時(shí)的部分初始化程序。外部中斷1的服務(wù)程序是無線遙控功能實(shí)現(xiàn)程序，與鍵盤功能程序類似。定時(shí)器0的中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)輸出控制功能，即啟動(dòng)或者停止加熱制冷操作12。4.2 主程序設(shè)計(jì)4.2.1主程序流程圖主

33、程序流程圖如圖4-1所示。4.2.2 主程序介紹 主程序開始后，先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，包括lcd1602的初始化和單片機(jī)中斷系統(tǒng)的初始化。初始化工作包括lcd1602設(shè)置成兩行顯示模式，單片機(jī)的兩個(gè)外部中斷都使能，定時(shí)器0中斷也使能。初始化結(jié)束后，就進(jìn)入了死循環(huán)。這個(gè)循環(huán)程序不斷判斷系統(tǒng)的狀態(tài)，如果是待機(jī)狀態(tài)就進(jìn)行待機(jī)初始化，最后讓單片機(jī)進(jìn)入掉電模式。如果是正常工作狀態(tài)，還需要判斷en_display_normal標(biāo)志位分成不同的兩支程序。4.3 按鍵程序設(shè)計(jì)4.3.1 按鍵程序流程圖按鍵程序流程圖如圖4-2所示。圖4-2 按鍵程序流程圖4.3.2 按鍵程序簡介按鍵程序是安排在外部中斷0的服務(wù)程序

34、中。當(dāng)任意的一個(gè)按鍵按下，都會觸發(fā)外部中斷0。當(dāng)進(jìn)入外部中斷0程序后，首先執(zhí)行延時(shí)程序，然后再次判斷是否有按鍵按下，以達(dá)到按鍵消抖的目的。如果確實(shí)有按鍵按下，就通過讀取p1端口的低四位獲取按鍵值。根據(jù)不同的工作狀態(tài)又將程序分為兩支。當(dāng)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，判斷是否是開/關(guān)機(jī)鍵（on_off鍵）按下，如果是就開機(jī)初始化，如果不是就繼續(xù)待機(jī)14。當(dāng)處于正常工作狀態(tài)，然后根據(jù)不同的按鍵值選擇不同的操作程序。如果是on_off鍵按下就關(guān)機(jī)，如果是mode鍵按下就切換狀態(tài)，如果是plus鍵按下就增加設(shè)定溫度值，如果是minus鍵按下就減小設(shè)定溫度值。需要說明的是中斷服務(wù)程序的結(jié)尾部分，有一句語句是中斷標(biāo)志位清

35、0，這是為了避免因?yàn)榘讣秳?dòng)出現(xiàn)按一次進(jìn)入兩次中斷。4.4 溫度采集與顯示程序設(shè)計(jì)4.4.1 溫度采集與顯示程序流程圖溫度采集與顯示程序流程圖如圖4-3所示。圖4-3 溫度采集與顯示程序流程圖4.4.2 溫度采集與顯示程序簡介溫度采集是通過調(diào)用函數(shù)readtemp()實(shí)現(xiàn)的，溫度顯示是通過調(diào)用函數(shù)disply_temp()實(shí)現(xiàn)的。readtemp()函數(shù)首先初始化ds18b20，然后啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)化，接下來讀取溫度，得到兩個(gè)字節(jié)的記錄溫度的二進(jìn)制數(shù)。緊接著，判斷溫度的正負(fù)。如果溫度為負(fù)，還需要求取溫度的原碼并去掉最高位的符號位，轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制的實(shí)際溫度。倘若溫度為正，可以直接去轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制的溫度數(shù)據(jù)

36、。利用sign_flag記錄實(shí)際溫度的符號值15。4.5 控制執(zhí)行程序設(shè)計(jì)4.5.1 控制執(zhí)行程序流程圖控制執(zhí)行程序流程圖如圖4-4所示。圖4-4 控制執(zhí)行程序流程圖4.5.2 控制執(zhí)行程序簡介控制執(zhí)行程序是放在定時(shí)器0的中斷服務(wù)程序中。在初始化程序中，將定時(shí)/計(jì)數(shù)器0設(shè)置成定時(shí)模式1，也就是16位定時(shí)器。系統(tǒng)選用的是12m的晶振，這樣定時(shí)器從0計(jì)數(shù)到溢出，中斷一次的定時(shí)時(shí)間就是65536us。輸出控制是這樣設(shè)想的，每隔一定的時(shí)間就來執(zhí)行一遍，這個(gè)時(shí)間就是執(zhí)行周期。本設(shè)計(jì)把這個(gè)執(zhí)行周期設(shè)置成（65536*2）us，即大概0.13s，實(shí)踐中可以滿足設(shè)計(jì)要求。4.6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序 系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序包含

37、5個(gè)源程序文件，分別是tem_con_system.c、function.c、lcd.c、tem.c和usual.c；還包括7個(gè)頭文件，分別是tem_con_system.h、function.h、lcd.h、tem.h、usual.h、reg52.h和intrins.h。tem_con_system.c是系統(tǒng)的主要工作文件，funciton.c包含了系統(tǒng)調(diào)用的功能函數(shù)，lcd.c是lcd1602有關(guān)的程序，tem.c是ds18b20有關(guān)的程序，usual.c包含了兩個(gè)常用的延時(shí)函數(shù)。tem_con_system.h包含了工程中用到的部分全局變量，還有一些常數(shù)，function.h、lcd.h

38、、tem.h、usual.h分別是對應(yīng)c語言文件的頭文件，reg52.h、intrins.h是系統(tǒng)頭文件。由于文件比較多，所以只列tem_con_system.c一個(gè)文件的程序，程序見附錄2。 5 系統(tǒng)制作與調(diào)試5.1 系統(tǒng)的焊接與制作根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，對所需的元器件的型號和數(shù)量進(jìn)行了確定，得出了如下的元器件清單如表5-1所示。表5-1 元器件清單表at89s521片繼電器3個(gè)74041片led紅色指示燈3個(gè)10k排阻1個(gè)按鍵4個(gè)lcd16021個(gè)加熱絲1段ds18b201個(gè)制冷片及配套散熱模塊1套8550三極管3個(gè)瓷片電容30uf2個(gè)1n400710個(gè)12mh晶振1個(gè)1 k電阻3個(gè)電解電容30

39、uf1個(gè)10k電阻2個(gè)杜邦線若干4.7k電阻6個(gè)無線遙控發(fā)射器1個(gè)無線遙控接收模塊1套茶杯1個(gè)5.2 系統(tǒng)調(diào)試5.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)及液晶顯示模塊調(diào)試本人制作了一個(gè)最小系統(tǒng)板，為了避免重復(fù)插拔芯片和下載程序的方便，最小系統(tǒng)板上帶有一個(gè)usb-isp接口。經(jīng)測試，程序能夠正常下載到單片機(jī)中，單片機(jī)工作正常，復(fù)位按鍵也正常。5.2.2按鍵模塊及無線遙控模塊調(diào)試由于元件短缺，本人用三極管代替二極管。剛連接上，進(jìn)行測試時(shí)，工作狀況與設(shè)計(jì)預(yù)想基本符合。但是存在著一些不穩(wěn)定因素，比如模式鍵按一下，模式有時(shí)連續(xù)切換兩次。后經(jīng)分析，當(dāng)按鍵按下后，執(zhí)行中斷服務(wù)程序可以將中斷標(biāo)志位清0?？墒牵锌赡芤?yàn)榘聪潞?/p>

40、抬起過程中的抖動(dòng)使中斷標(biāo)志位重新置1。這樣一次按下按鍵，就有可能執(zhí)行兩次中斷服務(wù)程序，這是不希望看到的結(jié)果。所以，設(shè)計(jì)在中斷服務(wù)程序的最后加了一句中斷標(biāo)志位清零的程序，這種狀況有所改善。5.2.3 溫度采集模塊調(diào)試溫度采集模塊的硬件電路非常簡單，很少出現(xiàn)問題。但是，軟件開銷很大?？刂芼s18b20的程序需要精確的時(shí)序，另外后來對數(shù)據(jù)處理也很麻煩。在設(shè)計(jì)中，由于時(shí)序程序中延時(shí)的錯(cuò)誤導(dǎo)致不能正確通信。在數(shù)據(jù)處理方面，當(dāng)溫度為負(fù)值時(shí)，在取得溫度的原碼后，還需要對符號位清0，才能獲取實(shí)際溫度的絕對值，否則得到的值是錯(cuò)誤的。5.2.4 繼電器驅(qū)動(dòng)模塊調(diào)試在設(shè)計(jì)中，起初只設(shè)計(jì)了兩個(gè)繼電器，分別控制加熱絲和

41、制冷片。但考慮到系統(tǒng)的安全性，就又加了一個(gè)繼電器，作為主控繼電器。這個(gè)繼電器只有在正常工作狀態(tài)下才會導(dǎo)通，待機(jī)模式下便斷開。另外，為了明顯的看到繼電器的通斷狀態(tài)，本人添加了三個(gè)發(fā)光二極管來進(jìn)行指示。繼電器模塊實(shí)物圖如圖5-3所示。圖5-3 繼電器模塊實(shí)物圖5.2.5 大功率模塊調(diào)試 加熱絲和制冷片的調(diào)試是系統(tǒng)調(diào)試中比較困難的部分。本人首先制作了一個(gè)封閉的空間以達(dá)到一定的絕熱效果，然后將制冷片和加熱絲分別裝進(jìn)這個(gè)空間中，用溫度傳感器去檢測制熱和制冷效果。雖然制冷片的功率比較高，但是制冷片的功率是從冷端到熱端轉(zhuǎn)移的能量加上自身電阻發(fā)熱，也就是說制冷片有一個(gè)制冷效率。另外，封閉空間的隔熱也并非理想，

42、所以一開始測試時(shí)制冷片的制冷效果并不能滿足設(shè)計(jì)的需要。為了達(dá)到更好的效果，可以采取這些辦法：一是減小絕熱空間的體積，二是更換成更大功率的制冷片，三是讓溫度傳感器更加接近制冷片?？墒乔皟蓚€(gè)辦法需要更多的投入，制作成本較高，所以我只能采取第三種辦法。實(shí)踐中，第三種辦法工作效果很不錯(cuò)。加熱絲測試時(shí)，一開始用的是1米長左右的電熱絲，但是制熱效果很差。后將其截成0.4米，再來測試時(shí)，效果顯著，而且這個(gè)長度對于安裝到封閉空間中也是合適的。大功率模塊實(shí)物圖如圖5-4所示。 5.2.6 系統(tǒng)功能調(diào)試 系統(tǒng)一上電就進(jìn)入待機(jī)模式，待機(jī)模式的液晶顯示如圖5-5所示。圖5-5 待機(jī)模式時(shí)的液晶顯示圖5.3 系統(tǒng)整體實(shí)

43、物圖系統(tǒng)整體實(shí)物圖如圖5-11所示。結(jié)束語畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)數(shù)月才能完成，期間本人查找資料，設(shè)計(jì)方案，制作實(shí)物，調(diào)試，最后撰寫論文。本人付出了汗水和痛苦，經(jīng)歷了一次次失敗和最后的成功，可以說受益匪淺。本人曾經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)，也做過一些設(shè)計(jì)，但那些設(shè)計(jì)都是倉促之間完成，沒有考慮過程序的執(zhí)行效率和實(shí)物的質(zhì)量，也沒有認(rèn)真的寫過設(shè)計(jì)文檔。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，本人按照畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)定認(rèn)真完成每個(gè)步驟，學(xué)到了做一個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)有的態(tài)度和完整工作，尤其是足夠的細(xì)致的工作，這些工作是提升自己的絕佳機(jī)會。我認(rèn)真的畫電路圖，焊接實(shí)物，然后測試；我根據(jù)實(shí)現(xiàn)功能詳細(xì)的畫程序的流程圖，編寫程序，測試程序段；我查找資料，準(zhǔn)備文稿圖片，編寫目錄

44、，最終編寫論文。這些工作讓我體會到怎樣又好又快的做一件事情。我也認(rèn)識到設(shè)計(jì)中的不足，系統(tǒng)的穩(wěn)定性，采集溫度的精確性、實(shí)時(shí)性，控制的可靠性，系統(tǒng)的節(jié)能等方面還有很多不足，離成熟還有一段距離。但是，我知道這些不足就會是我提高自己的機(jī)會。畢業(yè)設(shè)計(jì)就是對大學(xué)四年所學(xué)的一次最大規(guī)模的演習(xí)，我完成了設(shè)計(jì)，完成了畢業(yè)論文。致謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成要感謝同學(xué)們對我的幫助，更要感謝我的指導(dǎo)老師王老師對我的關(guān)懷。這半年來，每周王老師都會抽出時(shí)間讓我們?nèi)ジ娒?，給他匯報(bào)工作，向他詢問設(shè)計(jì)中遇到的困難和問題。在駱老師的指導(dǎo)下，我們明確了每一階段的任務(wù)，解決了設(shè)計(jì)中的疑難雜癥，設(shè)計(jì)和論文才能這么順利的完成。我還要

45、感謝系領(lǐng)導(dǎo)對我們設(shè)計(jì)提供的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和物質(zhì)支持。參考文獻(xiàn)1 李全利.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)m.北京: 高等教育出版社,2004.2 李群芳，肖看.單片機(jī)原理接口及應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)m.北京：清華大學(xué)出版社,2005.3 翁嘉民. 單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)基于proteus單片機(jī)仿真和c語言編程m.北京：中國電力出版社,2009.4 夏大勇，周曉輝等.mcs-51單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)j.工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2007, (1).88-90.5 黃朝民，肖明清等.基于ds18b20可編程溫度傳感器的最小溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).現(xiàn)代電子技術(shù)j.2006 ,(12):35-38.6 趙躍齊，馬瑞卿等.基于單片機(jī)

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