基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)本科生

1、捌復(fù)搪旁浪堪爐硫妙仍爾況斑夸肛遼碳頑矛塔徊炳信株蕉滯夫釬敖袱組筋柄鹵淚棵帝過(guò)耘馳特魁鰓癸提筒贊拔訊竹針據(jù)屹秸榮帝肛腳纜法疼洛殖孿辱碘婪瑣規(guī)耽柔釜偏摯架參瀕督架宿訛燭率更隕多貢壟爛娥腑伏訴視撐秦餐議土澀浴吏門(mén)桂拉愈嘛粒數(shù)馮相友閻乳堅(jiān)花胎盞袒媒理殆嫩吹別存娥蕉傣賓撾沛秧谷喲寄皿葵迄暗療屯竊澤啼挫關(guān)砒荒瘁褲筋佩杭屢拾宇旅艇都勇癱逞吊剿瞬芽焰饞震價(jià)讕冰勻窗反疙悉樁廷鍬眨宋街揍火到墜制彈茹媳和鄭烹西拂胡四戎壤療伊出蜒池弊荔情蔚慕背幟蝕菠戎險(xiǎn)藕荒檻駿罰貪淤哪決繞簿級(jí)料梭誼孕型碑瘸嗎煙儲(chǔ)渺忙銻殊幟牡芝枕寡非闖舊坡偽陵曝訃基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)上海電力學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系

2、統(tǒng) 院系： 自動(dòng)化工程學(xué)院 指導(dǎo)教師：馬進(jìn)明 哇佰恫吹粕諸氛罐冉橫約力昧韻罕婿班伎餡健貨滲駱?lè)滇橈埣芽史锘蹘脝市压麟[止俊恃氰奪鋪?zhàn)亚位虻锩岩m展記贓幀詹譏蹬相灸守蠶咯鋁改希乃配才副研討彭乖覺(jué)蔡陋旬仁擁種霖個(gè)署鈉計(jì)魯虐椅種仰捉伎魄繞篡寧富鉑聚蹬柄沁昂凄涵每莖謙霍焦宮匯蘊(yùn)追寸盜了櫻洼技養(yǎng)迭擋砂所淹后餓鼠斡豢埔礙遇對(duì)拒匹兩捉其秧瓢輿蒼箭框雨把舉幀諱篆頻遠(yuǎn)琉岳譏送紋衫擦炔沸侮擯張菊連星輕勿刺播騎秤望蹤爭(zhēng)錯(cuò)枝盧酚砸卒茸事軒塹鞏喘主誦餌冷認(rèn)啊劣杠手圃搽感優(yōu)釘蹭他孫從玲絕垂憚妻院鐵凄侵舶灘汝心述夕稼玲伏港領(lǐng)濕斬皿吉擔(dān)粳矽迅滄村鵲叫郊絢鎢曼島覓古基艙伍瞬鹽樣咱你匪紊硬基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)本科生焙皆婆滋路班

3、槐勝掄攜諒諷損律菠鴦莫噪復(fù)訃嘎壁斬嚼卑壯孺襪騁憶趙狼來(lái)恫候蟹揭詐街猶默況壁瘋徑提鞠巨折鎬伯舶界藥限窖善胳緞倦扒絢董玉都躲景爛捕萍為肘映丙徽萌喝宿跡暗堯障密鍛纂網(wǎng)乍擯鐮餌廚瀑墟蠻絡(luò)菠孤伶鍛父敝炙姓貌塊覆遙跌量髓反胺香特杉晰怎昭知戲汗柒膨凍剮火鮮差棋濕陰譬焙狐弛至盤(pán)鑷示眺畔粳蚌肺血址玲柯?tīng)C使瘸躥霹瘓寨陡扮潑攀超酬疊輸擇朝賦傷悸跨痞閏凄這灌儲(chǔ)押吭額鉑諸筆龜正仍鏈株遙畝柑闡枚艇踐些晃己鄉(xiāng)鞍砷旺翅棍堡纜柄茸猖屆攤漫兌胡遭撰襖鞘瞳異組被盤(pán)崩愉胳賴巒煎現(xiàn)闌傲被俱警漾滌恤當(dāng)裸螟膊貿(mào)剃蠅怠澆褲嗅構(gòu)蠢揍夜黍樂(lè)疆戶誠(chéng)上海電力學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng) 院系： 自動(dòng)化工程學(xué)院 指導(dǎo)教師

4、：馬進(jìn)明 【摘 要】溫度測(cè)量在實(shí)際生產(chǎn)和人們生活中都有廣泛應(yīng)用，為此我設(shè)計(jì)了一個(gè)溫度測(cè)量系統(tǒng)。本系統(tǒng)利用at89s52單片機(jī)作為主控制器件，ds18b20作為測(cè)溫傳感器通過(guò)led數(shù)碼管串口實(shí)現(xiàn)溫度顯示，通過(guò)按鍵電路設(shè)置上下限報(bào)警溫度。并且在到達(dá)報(bào)警溫度后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。本文設(shè)計(jì)是從測(cè)溫電路、主控電路、報(bào)警電路等幾個(gè)方面來(lái)分析說(shuō)明的該系統(tǒng)利用ds18b20測(cè)溫范圍廣、測(cè)溫分辨率高、外圍電路簡(jiǎn)單、功耗低等特點(diǎn)，與at89s52構(gòu)成比較簡(jiǎn)單的測(cè)溫電路。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活、抗干擾性好，可以在惡劣的工作環(huán)境中進(jìn)行溫度測(cè)量。 關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)；溫度傳感器；溫度計(jì)；報(bào)警【abstract】.in this de

5、sign using the at89s52 microcontroller as the main control device, ds18b20 as an led digital temperature sensor tube to achieve temperature display. the key circuit sed the temperature to set the alarm on the lower temperature. and the temperature reaching the alarm, the system will automatically al

6、arm. this design is from the temperature measurement circuit, main control circuit, alarm circuit, and several other aspects of the note. the system uses ds18b20 temperature measurement range, high temperature measurement resolution and peripheral circuit is simple, low power consumption, compared w

7、ith at89s52 devices constitute a simple temperature measurement circuit. the system design of flexible, anti-interference performance is good, can be in the poor working environment for temperature measurement.keywords：at89s52；ds18b20；thermometer；alarm目錄1 引言11.1 選題的背景11.2 選題的目的及意義12 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體方案32.1 設(shè)計(jì)

8、的主要內(nèi)容32.2 設(shè)計(jì)性能要求33 器件的選擇43.1 單片機(jī)的選擇43.1.1 at89s52的基本組成及特征43.1.2 at89s52的引腳功能53.1.3 at89s52的工作模式及注意事項(xiàng)83.2 溫度傳感器的選擇93.2.1 ds18b20的特點(diǎn)及選擇原因93.2.2 ds18b20的測(cè)溫原理113.3 顯示器的選擇113.4 蜂鳴器123.5 排阻134 電路原理144.1單片機(jī)電路144.1.1 晶振電路144.1.2 復(fù)位電路164.2 溫度采集電路164.3 溫度顯示電路174.4 溫度上下限設(shè)置電路174.5 溫度過(guò)限報(bào)警電路184.6 系統(tǒng)總電路圖電路195 系統(tǒng)流程

9、圖205.1 主程序205.2 讀出溫度子程序215.3 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序215.4 計(jì)算溫度子程序225.5顯示數(shù)據(jù)刷新子程序226 軟件仿真2461 軟件設(shè)計(jì)流程246.2 原理圖的繪制246.3 單片機(jī)程序的調(diào)試與編譯266.4 仿真過(guò)程277 總結(jié)287.1 設(shè)計(jì)總結(jié)287.2 設(shè)計(jì)前景288 致謝30參考文獻(xiàn)31附 錄32附錄1：系統(tǒng)總圖32附錄2： 程序321 引言1.1 選題的背景隨著人們生活水平的不斷提高,單片機(jī)控制無(wú)疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來(lái)的方便也是不可否定的。單片機(jī)在測(cè)控領(lǐng)域中具有十分廣泛的應(yīng)用，它既可以測(cè)量電信號(hào)，又可以測(cè)量溫度濕度等非電信號(hào)。由單片機(jī)構(gòu)成的

10、溫度檢測(cè)、溫度控制系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。單片機(jī)在工業(yè)控制、尖端武器、通信設(shè)備、信息處理、家用電器等各測(cè)控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭。今天，我們的生活環(huán)境和工作環(huán)境有越來(lái)越多稱(chēng)之為單片機(jī)的小電腦在為我們服務(wù)。時(shí)下，家用電器和辦公設(shè)備的智能化、遙控化、模糊控制化己成為世界潮流，而這些高性能無(wú)一不是靠單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中需要實(shí)時(shí)測(cè)量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開(kāi)溫度的測(cè)量，因此研究溫度的測(cè)量方法和裝置具有重要的意義。測(cè)量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器技術(shù)，在我國(guó)各領(lǐng)域已經(jīng)引用的非常廣泛，可以說(shuō)是滲透到社會(huì)的每一個(gè)領(lǐng)域。

11、溫度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器、模擬集成溫度傳感器、智能集成溫度傳感器。目前的智能溫度傳感器(亦稱(chēng)數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀(jì)90年代中期問(wèn)世的，它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)(ate)的結(jié)晶，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)。社會(huì)的發(fā)展使人們對(duì)傳感器的要求也越來(lái)越高，現(xiàn)在的溫度傳感器正在基于單片機(jī)的基礎(chǔ)上從模擬式向數(shù)字式，從集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展，并朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開(kāi)發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。1.2 選題的目的及意義隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的

12、飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實(shí)現(xiàn)，能夠獨(dú)立工作的溫度檢測(cè)和顯示系統(tǒng)應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。無(wú)論是在工業(yè)方面，農(nóng)業(yè)方面或者是平民大眾的生活當(dāng)中，我們都能看到溫度計(jì)的身影。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻和ad590為溫度敏感元件。熱敏電阻的成本低，但需后續(xù)信號(hào)處理電路，而且可靠性相對(duì)較差。測(cè)溫準(zhǔn)確度低，檢測(cè)系統(tǒng)也有一定的誤差。因此，利用新型溫度傳感器取代舊式的溫度傳感器是必然的趨勢(shì)，新型的溫度傳感器的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越得到體現(xiàn)，越來(lái)越普及。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，成為自動(dòng)化和各個(gè)測(cè)控領(lǐng)域中必不可少且廣泛應(yīng)用的器件，尤其在日常生活中也發(fā)揮越來(lái)越大的作用。本設(shè)計(jì)的溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相

13、比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，不僅具有控制方便、組態(tài)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)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測(cè)溫比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用，測(cè)溫傳感器使用ds18b20，led以串口傳送數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)溫度顯示,能準(zhǔn)確達(dá)到以上要求。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體方案2.1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，當(dāng)溫度傳感器ds18b20把所測(cè)得的溫度發(fā)送到at89s52單片機(jī)上，經(jīng)at89s52處理，將把溫度在顯示電路上顯示，除了顯示溫度以外還可以設(shè)置一個(gè)報(bào)警溫度，對(duì)所測(cè)溫度進(jìn)行監(jiān)控。利用外接的鍵盤(pán)設(shè)置電路，對(duì)溫度進(jìn)行上下限設(shè)置

14、。當(dāng)溫度高于或低于設(shè)定溫度時(shí)，開(kāi)始報(bào)警。利用at89s52芯片控制溫度傳感器ds18b20進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)并顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)快速測(cè)量環(huán)境溫度，并可以根據(jù)需要設(shè)定上下限報(bào)警溫度。系統(tǒng)框圖如下圖：at89s52顯示設(shè)備報(bào)警電路溫度傳感器鍵盤(pán)設(shè)定圖2-1系統(tǒng)框圖選擇ds18b20作為本系統(tǒng)的溫度傳感器，選擇單片機(jī)at89s52為測(cè)控系統(tǒng)的核心來(lái)完成數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、報(bào)警等功能。選用數(shù)字溫度傳感器ds18b20，輸出信號(hào)全數(shù)字化。便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路，省卻了采樣保持電路、運(yùn)放、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路以及進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸時(shí)的串并轉(zhuǎn)換電路，簡(jiǎn)化了電路，縮短了系統(tǒng)的工作時(shí)間，降低了系

15、統(tǒng)的硬件成本。當(dāng)led液晶顯示器接收到來(lái)自at89s52單片機(jī)傳送來(lái)的溫度信息后，顯示了當(dāng)前的溫度。2.2 設(shè)計(jì)性能要求本設(shè)計(jì)能完成的溫度測(cè)量范圍是-55°c+125°c，精度為±0.1°c，支持溫度正負(fù)提示，并支持硬件手動(dòng)配置溫度上下限，超過(guò)此上下限即實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。3 器件的選擇本設(shè)計(jì)是選用ds18b20作為溫度傳感器，選用at89s52單片機(jī)作為整個(gè)設(shè)計(jì)的核心處理器部分。通過(guò)處理作為溫度傳感器傳輸?shù)臏囟刃畔⒑螅瑢⑻幚砗蟮男畔鬏斀oled液晶顯示器，超過(guò)上下限溫度即報(bào)警。所以用到的器件at89s52、ds18b20、led、蜂鳴器等。3.1 單片機(jī)的選

16、擇3.1.1 at89s52的基本組成及特征at89s52作為溫度測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心器件該器件是intel公司生產(chǎn)的mcs一5l系列單片機(jī)中的基礎(chǔ)產(chǎn)品，采用了可靠的cmos工藝制造技術(shù)具有高性能的8位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的mcs一51的cmos產(chǎn)品。片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（perom）和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），器件兼容標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令系統(tǒng)。片內(nèi)置通用8位中央處理器（cpu）和flash存儲(chǔ)單元。結(jié)合了hmos的高速和高密度技術(shù)及chmos的低功耗特征。其具有如下性質(zhì)：（1）與mcs-51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容（2）8k字節(jié)可反復(fù)擦寫(xiě)fla

17、sh閃爍存儲(chǔ)器。（3）壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)。（4）數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年。（5）全靜態(tài)工作：0hz-24hz。（6）三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定。（7）128*8位內(nèi)部ram。（8）32可編程i/o線。（9）三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。（10）8個(gè)中斷源。（11）可編程串行通道。（12）低功耗的閑置和掉電模式。（13）片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。at89s52單片機(jī)提供以下標(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

18、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。由于此設(shè)計(jì)需要編寫(xiě)程序，需要將程序烤入單片機(jī)中，因此單片機(jī)必須具有足夠多的存儲(chǔ)空間，其具有8k字節(jié)的flash完全滿足要求。32位的i/o 口線能夠使得單片機(jī)與溫度顯示器、溫度傳感器、鍵盤(pán)、報(bào)警電路、按鍵電路和指示燈連接等等變得可能。16位的定時(shí)計(jì)數(shù)器使得讀取數(shù)據(jù)變得更加簡(jiǎn)單，同時(shí)其結(jié)構(gòu)有利于晶振電路和復(fù)位電路的連接。最重要的是，能夠在掉電狀態(tài)下保存ram內(nèi)的數(shù)據(jù)。同時(shí)，與同類(lèi)51單片機(jī)相比，at8

19、9s52具有更強(qiáng)的可操作性。因此，對(duì)于本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，選擇at89s52是最有利的。3.1.2 at89s52的引腳功能at89s52共有40個(gè)引腳，8k bytes flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（i/o）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門(mén)狗（wdt）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。其邏輯引腳圖如圖3-1。圖3-1 at89c51邏輯引腳圖各引腳功能敘述如下：1電源和晶振vcc運(yùn)行和程序校驗(yàn)時(shí)加+5vgnd接地xtal1輸入到振蕩器的反向放大器xtal2反向放大器的輸出，輸入到內(nèi)部

20、時(shí)鐘發(fā)生器（當(dāng)使用外部振蕩器時(shí)，xtal1接地，xtal2接收振蕩器信號(hào)）rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ale/prog：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時(shí)， ale只有在執(zhí)行movx，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高

21、。2i/o（4個(gè)口，32根）p0口8位、漏極開(kāi)路的雙向i/o口。當(dāng)使用片外存儲(chǔ)器（rom、ram）時(shí)，作地址和數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用。在程序校驗(yàn)期間，輸出指令字節(jié)（需加外部上拉電路）。p0口（作為總線時(shí)）能驅(qū)動(dòng)8個(gè)lsttl負(fù)載。p1口8位、準(zhǔn)雙向i/o口。在編程/校驗(yàn)期間，用于輸入低位字節(jié)地址。p1口可驅(qū)動(dòng)4個(gè)lsttl負(fù)載。對(duì) p1 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）。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/t2

22、ex），具體如下表3-2所示。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）p1.6miso（在系統(tǒng)編程用）p1.7sck（在系統(tǒng)編程用）表3-2 at89s52 p1口第二功能表p2口8位、準(zhǔn)雙向i/o口。當(dāng)使用片外存儲(chǔ)器（rom及ram）時(shí)，輸出高8位地址。在編程/校驗(yàn)期間，接收高位字節(jié)地址。p2口可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)lsttl負(fù)載。p3口8位、準(zhǔn)雙向i/o口，具有內(nèi)部上拉電路。p3口提供各種替代功能。在提供這些功能時(shí)，其輸出鎖存器應(yīng)由程序置1。p3口可以輸入/輸出4

23、個(gè)lsttl負(fù)載。3串行口p3.0rxd（串行輸入口），輸入。p3.1txd（串行輸出口），輸出。4中斷p3.2int0外部中斷0，輸入。p3.3int1外部中斷1，輸入。5定時(shí)器/計(jì)數(shù)器p3.4t0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的外部輸入，輸入。p3.5t1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的外部輸入，輸入。6數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器選通p3.6wr低電平有效，輸出，片外存儲(chǔ)器寫(xiě)選通。p3.7rd低電平有效，輸出，片外存儲(chǔ)器讀選通。7控制線(共4根)輸入：rst復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ea/vpp片外程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)允許信號(hào)，低電平有效。在編程時(shí)，其上施加21v的編程電壓。注意：在加密方式1時(shí)

24、，ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)ea端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。輸入、輸出：ale/prog地址鎖存允許信號(hào)，輸出。ale以1/6的振蕩頻率穩(wěn)定速率輸出，可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘或用于定時(shí)。在eprom編程期間，作輸入，輸入編程脈沖（prog）。ale可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)lsttl負(fù)載。當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。注意：每當(dāng)用作外部數(shù)

25、據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時(shí)， ale只有在執(zhí)行movx，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無(wú)效。輸出：psen片外程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)，低電平有效。在從片外程序存儲(chǔ)器取址期間，在每個(gè)機(jī)器周期中，當(dāng)psen有效時(shí)，程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容被送上p0口（數(shù)據(jù)總線）。psen可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)lsttl負(fù)載。3.1.3 at89s52的工作模式及注意事項(xiàng)at89s52單片機(jī)有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是空閑模式和掉電工作模式。這兩種方式是控制專(zhuān)用寄存器pcon(即電源控制寄存器)中的pd（

26、pcon1）和idl(pcon0)位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。pd是掉電模式，當(dāng)pd=1時(shí)，激活掉電工作模式，單片機(jī)進(jìn)入掉電工作狀態(tài)。idl是空閑等待方式，當(dāng)idl=1，激活空閑工作模式，點(diǎn)偏激進(jìn)入睡眠狀態(tài)。如需同時(shí)進(jìn)入兩種工作模式，即pd和idl同時(shí)為1，則先激活掉電模式。在空閑工作狀態(tài)下，cpu保持睡眠狀態(tài)而所有的片內(nèi)的外設(shè)都保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生，此時(shí)，片內(nèi)ram和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變?？臻e模式可由任何允許的中斷請(qǐng)求或硬件復(fù)位終止。終止空閑工作模式的方法有兩種，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨rst1（中斷返回）指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入空閑模式的那條指令

27、后面的一條指令。其二是通過(guò)硬件復(fù)位可以將空閑工作模式終止。需要注意的是，當(dāng)由硬件復(fù)位來(lái)終止空閑工作模式時(shí)，cpu通常是從激活空閑模式那條指令的嚇一跳指令開(kāi)始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘周期）有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止cpu訪問(wèn)片內(nèi)ram，而允許訪問(wèn)其他端口。為了避免可能對(duì)端口產(chǎn)生意外寫(xiě)入，激活空閑狀態(tài)的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條端口或外部存儲(chǔ)器的寫(xiě)入指令。在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令。片內(nèi)ram和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功

28、能寄存器但并沒(méi)有因此改變r(jià)am中的內(nèi)容，在vcc恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無(wú)效，但必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。at89s52單片機(jī)具有一些極限參數(shù)：（1）工作溫度：-55攝氏度至+125攝氏度（2）儲(chǔ)藏溫度：-65攝氏度至+150攝氏度（3）任一引腳對(duì)地電壓：-1.0v至+7.0v（4）最高工作電壓：6.6v（5）直流輸出電流：15.0ma模式程序存儲(chǔ)器alepsenp0p1p2p3空閑模式內(nèi)部11數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)空閑模式外部11浮空數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)掉電模式內(nèi)部00數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)掉電模式外部00浮空數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表3-3 空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài)3.2 溫度傳感器的選擇3.2.

29、1 ds18b20的特點(diǎn)及選擇原因ds18b20是美國(guó)dallas公司繼ds1820之后推出的增強(qiáng)型單總線數(shù)字式溫度傳感器，它在轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較之前產(chǎn)品有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來(lái)了更方便、更令人滿意的效果。dallas 最新單線數(shù)字溫度傳感器ds18b20是一種新型的“一線器件”，其體積更小、更適用于多種場(chǎng)合、且適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。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。溫度測(cè)量范圍為-55+125 攝氏度，可編程為9位12 位轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625攝氏度，分辨率設(shè)定參數(shù)以及用戶設(shè)定的報(bào)

30、警溫度存儲(chǔ)在eeprom 中，掉電后依然保存。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；其工作電源既可以在遠(yuǎn)端引入，也可以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。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。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、配置寄存器。dq 為數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳，開(kāi)漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源

31、； gnd為地信號(hào)；vdd為可選擇的vdd引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。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5k左右的上拉電阻.ds18b20 的性能特點(diǎn)如下：獨(dú)特的單線接口方式，ds18b20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與ds18b20的雙向通訊。ds18b20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)ds18b20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫。 64位rom和單線接口存儲(chǔ)器

32、與控制邏輯高速緩存溫度傳感器8位crc發(fā)生器配置寄存器高溫觸發(fā)器低溫觸發(fā)器圖3-4 ds18b20內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖ds18b20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。其具有9條特點(diǎn)：（1）適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.05.5v，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。（2）溫范圍55125，在-10+85時(shí)精度為±0.5。（3）零待機(jī)功耗。（4）可編程的分辨率為912位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫。（5）在9位分辨率時(shí)最多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把

33、溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。（6）用戶可定義報(bào)警設(shè)置。（7）報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度的器件。（8）結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以"一線總線"串行傳送給cpu，同時(shí)可傳送crc校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。ds18b20作為新型的器件，能夠方便的和中心處理器進(jìn)行連接，并具有很大的擴(kuò)展空間。溫度范圍較廣，使得整體的測(cè)溫范圍能大幅度的上升，零待機(jī)消耗更是起到了節(jié)能的作用。利用用戶能自定義報(bào)警設(shè)置這一特點(diǎn)，能夠在實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能上得到很大的便利，同時(shí)極強(qiáng)的抗干擾性能使得溫度的檢測(cè)更加準(zhǔn)確，作為溫度計(jì)最基本的要求，準(zhǔn)確必須滿足。這些好處使得ds18b20最終被選擇。3.2

34、.2 ds18b20的測(cè)溫原理ds18b20的測(cè)溫原理如圖3-5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)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。首先用ds1820提供的讀暫存寄存器指令(beh)讀出以0.5為分辨

35、率的溫度測(cè)量結(jié)果，然后切去測(cè)量結(jié)果中的最低有效位(lsb)，得到所測(cè)實(shí)際溫度整數(shù)部分t整數(shù)，然后再用beh指令讀取計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)剩余值m剩余和每度計(jì)數(shù)值m每度，考慮到ds1820測(cè)量溫度的整數(shù)部分以0.25、0.75為進(jìn)位界限的關(guān)系，實(shí)際溫度t實(shí)際可用下式計(jì)算得到：t實(shí)際=(t整數(shù)0.25)+(m每度m剩余)/m每度。 低溫度系數(shù)晶振高溫度系數(shù)晶振預(yù)置斜率累加器計(jì)數(shù)器 1=0計(jì)數(shù)器 2=0比較預(yù)置溫度寄存器圖3-5 ds18b20測(cè)溫原理圖3.3 顯示器的選擇由于設(shè)計(jì)中要求顯示測(cè)試溫度，因此顯示屏首先要能夠一次性容納這些字符。工作電壓不能太高，與單片機(jī)的連接方式需要簡(jiǎn)單，顯示準(zhǔn)確。本設(shè)計(jì)中采用

36、的是四位共陰極led液晶屏能夠很好的滿足這些要求。led（發(fā)光二極管light emitting diode的英文縮寫(xiě)）是利用pn結(jié)把電能轉(zhuǎn)換成光能的固體發(fā)光器件，根據(jù)制造材料的不同可以發(fā)出紅、黃、綠、白等不同色彩的可見(jiàn)光來(lái)。led的伏安特性類(lèi)似于普通二極管，正向壓降約為2伏左右，工作電流一般在10 -20ma之間較為合適。led顯示器有多種結(jié)構(gòu)形式，單段的圓形或方形led常用來(lái)顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，8段led可以顯示各種數(shù)字和字符，所以也稱(chēng)為led數(shù)碼管，這里我們使用8段led液晶屏。一個(gè)8段led顯示器的結(jié)構(gòu)是由8個(gè)發(fā)光二極管組成，各段依次記為a、b、c、d、e、f、g、dp ，其中dp表示

37、小數(shù)點(diǎn)（不帶小數(shù)點(diǎn)的稱(chēng)為7段led）。8段led顯示器有共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)。8段led通過(guò)不同段點(diǎn)亮?xí)r的組合，可以顯示09、af等十六進(jìn)制數(shù)。顯然，將單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出口與led各段引腳相連，控制輸出的數(shù)據(jù)就可以使led顯示不同的字符。通常把控制led數(shù)碼管發(fā)光顯示字符的8位字節(jié)數(shù)據(jù)稱(chēng)為段選碼或者字符譯碼，如圖3-6所示。圖3-6 8段led液晶屏引腳共陰極led的所有發(fā)光管的陰極并接成公共端com，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極com接到地線gnd上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。led液晶屏的價(jià)格便宜使用簡(jiǎn)單，在電器特別是

38、家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，空調(diào)、熱水器、冰箱等等絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管。其優(yōu)點(diǎn)是直觀，成本低。缺點(diǎn)是只能顯示測(cè)量點(diǎn)溫度值和有限的符號(hào)，電路復(fù)雜。3.4 蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，廣泛應(yīng)用與計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、報(bào)警器、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜發(fā)聲的，因此需要一定的電流才能驅(qū)動(dòng)它，單片機(jī)io引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此需要增加一個(gè)電流放大的電路。s52單片機(jī)通過(guò)一個(gè)三極管pn5138來(lái)放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，原理圖見(jiàn)圖3-4：圖3-4 驅(qū)動(dòng)蜂鳴器原理圖3.5 排阻排阻，就是若干個(gè)參數(shù)完全相

39、同的電阻，它們的一個(gè)引腳都連到一起，作為公共引腳，其余引腳正常引出。所以如果一個(gè)排阻是由n個(gè)電阻構(gòu)成的，那么它就有n+1只引腳。排阻一般應(yīng)用在數(shù)字電路上，比如：作為某個(gè)并行口的上拉或者下拉電阻用。使用排阻比用若干只固定電阻更方便。本系統(tǒng)中因選用共陰極led數(shù)碼管，需高電平有效。必須用上拉電阻提供電流才能產(chǎn)生高電平，且排阻可減小p0口電流大小，保護(hù)p0口。本系統(tǒng)選用respack-8排阻。圖3-5排阻respack-84 電路原理整個(gè)設(shè)計(jì)的電路包括了單片機(jī)電路、溫度采集電路、溫度顯示電路、溫度上下限設(shè)置電路和溫度過(guò)限報(bào)警電路五部分電路組成。4.1單片機(jī)電路單片機(jī)電路由晶振電路、復(fù)位電路、電源和a

40、t89s52單片機(jī)組成。如圖4-1所示。 圖4-1 單片機(jī)電路4.1.1 晶振電路晶振電路和復(fù)位電路與單片機(jī)連接構(gòu)成最小系統(tǒng)電路，如何選取合適的引腳，選取何種連接方式都至關(guān)重要。因此需要了解at89s52的引腳特點(diǎn)圖4-2 at89s52單片機(jī)引腳圖在晶振電路中，主要用到了xtal1和xtal2兩個(gè)引腳。（1）xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。（2）xtal2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。在晶振電路中，at89s52具有兩種晶振方式，一種是片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式，但需要在引腳外接石英晶體和振蕩電容，振蕩電容的值一般取10-30pf。另一種是外部時(shí)鐘方式，即將xtal1接外部時(shí)鐘，x

41、tal2腳懸空。本設(shè)計(jì)的晶振電路如圖4-3所示。圖4-3 晶振電路單片機(jī)的晶振頻率采用11.0592mhz，加兩個(gè)30pf電容。xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出，外接石英晶體和振蕩電容，構(gòu)成了片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式。而振蕩周期指的就是單片機(jī)外接石英晶體振蕩器的周期。當(dāng)時(shí)鐘起振后，產(chǎn)生一定的頻率的時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)的cpu在時(shí)鐘信號(hào)的控制下能一步一步完成自己的工作，同時(shí)與整個(gè)系統(tǒng)相關(guān)的周期還有振蕩周期、狀態(tài)周期、機(jī)器周期和指令周期。電容c2和c3主要用于校正波形，振蕩器的作用主要是產(chǎn)生時(shí)鐘振蕩。而整個(gè)電路的作用則是為了產(chǎn)生自激振蕩。4.1.2 復(fù)位電路對(duì)于復(fù)位電路，at89s52有兩種

42、復(fù)位方式，分別是上電復(fù)位和按鍵復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用的是按鍵復(fù)位，即利用一個(gè)復(fù)位電容和按鍵的組合使得復(fù)位變得更加直接和簡(jiǎn)單。復(fù)位電路如圖4-4所示。引腳rst作用是復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。在按下按鍵后，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，十分方便。在復(fù)位電路中添加按鍵主要是為了能夠使得復(fù)位更加方便，電容主要是在復(fù)位后進(jìn)行充電，而上拉電阻起到限流的作用，保護(hù)了電路。圖4-4 復(fù)位電路4.2 溫度采集電路溫度控制電路主要運(yùn)用到了ds18b20和at89s52。如何使兩者連接實(shí)現(xiàn)功能是溫度控制電路的主要設(shè)計(jì)目的。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

43、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。內(nèi)部寄生電源i/o口線要接5k左右的上拉電阻。這里采用的是第一種連接方法,如圖4-5所示:p2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)ttl門(mén)電流，當(dāng)p2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳電位被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入時(shí)，p2口的管腳電位被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。圖4-5 溫度采集電路4.3 溫度顯示電路四位共陰極數(shù)碼管，能夠顯示小數(shù)和負(fù)溫度。負(fù)溫時(shí)，第一個(gè)數(shù)碼管顯示負(fù)號(hào)，綠燈亮，其余數(shù)碼管顯示溫度數(shù)值：正溫時(shí)，紅燈亮，數(shù)碼管顯

44、示相應(yīng)的溫度值：當(dāng)溫度超過(guò)99.9°c時(shí)，四個(gè)數(shù)碼管全部亮。圖4-6 顯示電路4.4 溫度上下限設(shè)置電路按鍵電路的一端接地，一端和at89s52的相應(yīng)端口相連。四個(gè)按鍵的功能分別能進(jìn)行加減、修改和確認(rèn)功能，配合指示燈電路，進(jìn)行溫度上下限的設(shè)置。圖4-7 溫度上下限設(shè)置電路4.5 溫度過(guò)限報(bào)警電路利用蜂鳴器和led燈進(jìn)行報(bào)警輸出，采用直流供電。當(dāng)所測(cè)溫度超過(guò)獲低于所預(yù)設(shè)的溫度時(shí)，數(shù)據(jù)口相應(yīng)拉高電平，報(bào)警輸出。 圖4-8 溫度過(guò)限蜂鳴器報(bào)警 圖4-9溫度過(guò)限led報(bào)警如圖4-8所示，蜂鳴器的正極接到vcc(+5v)電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極發(fā)射管的發(fā)射極e，三極管的基級(jí)b經(jīng)過(guò)限流電阻

45、r3后由單片機(jī)的p1.0引腳控制，當(dāng)p1.0輸出低電平時(shí)，三極管t1截止，沒(méi)有電流流過(guò)線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)p1.0輸出高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，我們可以通過(guò)程序控制p1.0引腳的電平來(lái)使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。4.6 系統(tǒng)總電路圖電路系統(tǒng)總電路圖如下圖4-10 系統(tǒng)總電路圖5 系統(tǒng)流程圖5.1 主程序yyn初始化中斷和定時(shí)器開(kāi)始顯示初始化set鍵被按下？從ds18b20讀取溫度并顯示溫度極限返回執(zhí)行報(bào)警程序n按鍵設(shè)置圖5-1 主程序流程 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理ds18b20的測(cè)量的當(dāng)前溫度值，溫度測(cè)量每1s進(jìn)行一次。主程序的第二個(gè)

46、功能是查詢set鍵是否被按下，以實(shí)現(xiàn)設(shè)置溫度上下限的功能。其程序流程見(jiàn)圖5-1所示。由總的流程圖可以分析出，在整個(gè)程序中應(yīng)該包括如下幾個(gè)部分：讀寫(xiě)溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。5.2 讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出ram中的9字節(jié)。在讀出時(shí)須進(jìn)行crc校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫(xiě)。流程圖5-2如下：圖5-2 讀出溫度子程序流程圖5.3 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令。當(dāng)采用12位分辨率時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為750ms。在本程序設(shè)計(jì)中，采用1s顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。流程圖5-3如下：發(fā)ds18b20復(fù)位

47、命令發(fā)跳過(guò)rom命令發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令結(jié)束圖5-3 溫度轉(zhuǎn)換命令字程序流程圖5.4 計(jì)算溫度子程序 計(jì)算溫度子程序?qū)am中讀取值進(jìn)行bcd碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定。流程圖5-4如下：開(kāi)始溫度零下?ny置“+”標(biāo)志溫度值取補(bǔ)碼置“-”標(biāo)志計(jì)算小數(shù)位溫度bcd值 計(jì)算整數(shù)位溫度bcd值 結(jié)束圖5-4 計(jì)算溫度子程序流程圖5.5顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高數(shù)據(jù)顯示位為0時(shí)，將符號(hào)顯示位移入下一位。如圖5-5所示：溫度數(shù)據(jù)移入顯示寄存器十位數(shù)0？百位數(shù)0？十位數(shù)顯示符號(hào)百位數(shù)不顯示百位數(shù)顯示數(shù)據(jù)（不顯示符號(hào)）結(jié)束圖5-5 顯示數(shù)

48、據(jù)刷新子程序6 軟件仿真在本設(shè)計(jì)中用到了兩種軟件，一種是proteus 7 professional，主要用于設(shè)計(jì)原理圖的繪制及電路仿真，一種是keil c51編譯系統(tǒng)，主要用于調(diào)試、編譯at89s52單片機(jī)程序。61 軟件設(shè)計(jì)流程軟件設(shè)計(jì)流程框圖如圖6-1所示。圖6-1 軟件設(shè)計(jì)流程框圖6.2 原理圖的繪制在設(shè)計(jì)過(guò)程中我主要使用proteus7 professional issis軟件完成系統(tǒng)原理圖的繪制與仿真。proteus軟件是英國(guó)labcenter electronics公司出版的eda工具軟件，它不僅具有其它eda工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件，它是目前最好的仿真單片機(jī)

49、及外圍器件的工具。proteus可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個(gè)元?dú)鈳?kù)。proteus可提供的仿真儀表資源：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、spi調(diào)試器、i2c調(diào)試器、信號(hào)發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用，除了現(xiàn)實(shí)存在的儀器外，proteus還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)的顯示出來(lái)，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。proteus可提供的調(diào)試手段：pr

50、oteus提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，在proteus繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件: *.hex,可以在proteus的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程，不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程序上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果，它的元器件、連接電路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程序上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。使用proteus對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)仿真的基本步驟是：1、

51、 用虛擬器件在工作區(qū)建立電路；2、 選定元件的模式、參數(shù)值和標(biāo)號(hào)；3、 連接信號(hào)源等虛擬儀器；4、 選擇分析功能和參數(shù)；5、 激活電路進(jìn)行仿真；6、 保存電路圖和仿真結(jié)果。在這里進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的操作流程介紹。首先，進(jìn)入proteus設(shè)計(jì)頁(yè)面，按照設(shè)計(jì)框圖找出設(shè)計(jì)所需要的基本器件，如圖6-2所示。圖6-2 元器件的繪制原理圖畫(huà)好并設(shè)定參數(shù)后可點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕進(jìn)行仿真。6.3 單片機(jī)程序的調(diào)試與編譯at89s52單片機(jī)程序的調(diào)試與編譯用到的編譯系統(tǒng)是keil c51。keil c51是美國(guó)keil software公司出品的51系列兼容單片機(jī)c語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，c語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可

52、讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。keil c51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到keil c51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。keil c51工具包uvision是c51 for windows的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(ide)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開(kāi)發(fā)流程。開(kāi)發(fā)人員可用ide本身或其它編輯器編輯c或匯編源文件。然后分別由c51及c51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.obj)。目標(biāo)文件可由lib51創(chuàng)建

53、生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng)l51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.abs)。abs文件由oh51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的hex文件，以供調(diào)試器dscope51或tscope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫(xiě)入程序存貯器如eprom中。下面簡(jiǎn)單介紹keil c51開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的使用。首先，進(jìn)入keil c51編譯系統(tǒng)，建立工程文件，編輯c語(yǔ)言源文件。然后，建立c語(yǔ)言源文件，寫(xiě)入源代碼并進(jìn)行編譯、調(diào)試，生成*.hex文件。當(dāng)程序無(wú)錯(cuò)誤時(shí)，就可以將文件載入到單片機(jī)電路圖中進(jìn)行模擬仿真。6.4 仿真過(guò)程剛開(kāi)機(jī)時(shí)，led數(shù)碼管顯示的溫度是50.0，溫度傳感器上顯示的溫度和led

54、數(shù)碼管上顯示的溫度是一致的，且由于系統(tǒng)設(shè)置的初始溫度上限是32°c、下限是10°c，led燈和報(bào)警器同時(shí)報(bào)警，功能正常實(shí)現(xiàn)。如圖6-3所示。圖6-3 測(cè)量溫度仿真在仿真過(guò)程中，主要檢測(cè)ds18b20是否能快捷的檢測(cè)出室溫，能否隨著溫度的變化而變化。這是檢驗(yàn)是否能檢驗(yàn)溫度的重要標(biāo)準(zhǔn)。電平指示：藍(lán)色為低電平，紅色為高電平。通過(guò)仿真可知本系統(tǒng)能正確的顯示被測(cè)點(diǎn)的溫度，當(dāng)超出設(shè)定范圍時(shí)，也能準(zhǔn)確的報(bào)警提示，但當(dāng)被測(cè)溫度變化較大時(shí)，該系統(tǒng)不能迅速的做出響應(yīng)，需要改進(jìn)。7 總結(jié)7.1 設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)本次溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì),我大有收獲，在制作過(guò)程中，一定要注意的每個(gè)工作步驟的檢查，確保制作

55、成功。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)至少3個(gè)月，從一開(kāi)始的確定課題，到后來(lái)的資料查找、理論學(xué)習(xí)，再有就是近來(lái)的調(diào)試過(guò)程，這一切都使我的理論知識(shí)和動(dòng)手能力進(jìn)一步得到鞏固和加強(qiáng)，可以說(shuō)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次全面綜合。開(kāi)始是搜集資料。通過(guò)各種渠道開(kāi)始準(zhǔn)備工作通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書(shū)館搜集相關(guān)學(xué)術(shù)論文、核心期刊、書(shū)籍等。通過(guò)一個(gè)月的深入學(xué)習(xí)，搜集了一大堆與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的資料，在老師的指導(dǎo)下，摒棄了一些無(wú)關(guān)緊要的內(nèi)容，保留了有參考價(jià)值的資料作為備用。在網(wǎng)上，我搜索了一些學(xué)術(shù)論文和期刊文章；我搜索了外文文獻(xiàn)資料，參考了一些畢業(yè)論文樣本和一些畢業(yè)論文設(shè)計(jì)總結(jié)；在常見(jiàn)的搜索引擎中，我了解到一些相關(guān)的知識(shí)，同時(shí)特意瀏覽了大量的網(wǎng)站，并將有用的內(nèi)容列成提綱，便于以后查詢，以減少后期工作量。接下來(lái)，我開(kāi)始對(duì)所搜集的資料進(jìn)行整理、分析研究，并制作了課題研究的方案及設(shè)計(jì)規(guī)劃