基于51單片機(jī)溫度控制電路的設(shè)計與制作畢業(yè)論文

1、韶 關(guān) 學(xué) 院畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計題題 目：目：基于單片機(jī)溫度控制電路的設(shè)計與制作學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 學(xué)學(xué) 號：號：院院 （系）：（系）：物理與機(jī)電工程學(xué)院 電子系專專 業(yè)：業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)班班 級：級：2007 級指導(dǎo)老師姓名及職稱：指導(dǎo)老師姓名及職稱：凌晟 講師起止時間：起止時間： 2010 年 9 月 2011 年 5 月摘 要基于單片機(jī)溫度控制電路的設(shè)計與制作基于單片機(jī)溫度控制電路的設(shè)計與制作摘摘 要要：本設(shè)計以 STC89C52RC 單片機(jī)為控制核心，由實時時鐘芯片 DS1302 和數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 構(gòu)成了一個高溫和低溫時,分別對相應(yīng)的器件進(jìn)行控制的系統(tǒng)。詳細(xì)

2、地介紹了整個系統(tǒng)的硬件組成結(jié)構(gòu)、工作原理和系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計，重點(diǎn)闡述了時鐘模塊、顯示模塊、溫度檢測模塊及相關(guān)控制模塊等的模塊化設(shè)計思路與制作。系統(tǒng)采用液晶LCD1602 作為顯示器，具有實時時間顯示、環(huán)境溫度顯示，顯示系統(tǒng)連續(xù)工作前 24 小時整點(diǎn)的溫度值。在本設(shè)計中，軟件程序均采用 C 語言編寫，便于移植與升級。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：STC89C52RC； 單片機(jī)； DS1302； LCD1602； 溫度控制；Based on single-chip microcomputer temperature control circuit design and production AbstractAb

3、stract：This design with STC89C52RC microcontroller as control core, by real time clock chip DS1302 and digital temperature sensor DS18B20 constitute a high temperature and low temperature respectively on the corresponding device to control system. Introduced the whole systems hardware structure, wor

4、king principle and system software program design in detail, expounds the clock module, display module, temperature detecting module and related control module of modularization design and production. System adopts LCD monitor, LCD1602 as with real-time time display, environmental temperature displa

5、y, display the system worked 24 hours before the temperature on the hour value. In this design, software program all use written in C language, for transplantation and upgrades. Key words: STC89C52RC； single-chip； ds1302； lcd1602；Temperature control；目 錄目錄目錄1 背景與意義背景與意義.11.1背景.11.2意義.11.3功能介紹.22方案比較與

6、論證方案比較與論證.32.1設(shè)計任務(wù)與要求.32.2方案比較與論證.32.2.1方案比較與論證 .32.2.2方案的選擇 .43系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計.43.1總體電路框圖.43.2單元電路設(shè)計.53.2.1單片機(jī)模塊 .53.2.2時鐘模塊 .63.2.3溫度采集模塊 .63.2.4液晶顯示模塊 .83.2.5按鍵模塊 .84系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計.94.1總體軟件框圖.94.2各模塊程序設(shè)計.104.2.1時鐘驅(qū)動程序： .104.2.2溫度數(shù)據(jù)采集： .114.2.3液晶驅(qū)動程序： .135系統(tǒng)調(diào)試與測試系統(tǒng)調(diào)試與測試.145.1硬件調(diào)試.145.2軟件調(diào)試.156設(shè)計總結(jié)設(shè)計總結(jié).

7、15致致 謝謝.17參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).18附錄附錄.19附錄 A：電路圖 .19附錄 B：程序清單.19正 文0基于單片機(jī)溫度控制電路的設(shè)計與制作基于單片機(jī)溫度控制電路的設(shè)計與制作專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 1 背景與意義背景與意義1.1背景隨著社會的發(fā)展,科技的進(jìn)步,以及測溫儀器在各個領(lǐng)域的應(yīng)用,智能化已是現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。特別是近年來，溫度控制系統(tǒng)已應(yīng)用到人們生活的各個方面，設(shè)計一個溫度控制系統(tǒng)，具有廣泛的應(yīng)用前景與實際意義。溫度是科學(xué)技術(shù)中最基本的物理量之一，物理，化學(xué)，生物等學(xué)科都離不開溫度。在工業(yè)生產(chǎn)和實驗研究中，像電力，化工，石油，冶金，航空航天，機(jī)械制造，糧食存儲， 酒

8、類生產(chǎn)等領(lǐng)域內(nèi)，溫度常常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要的參數(shù)之一。比如，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范圍之內(nèi)；許多化學(xué)反應(yīng)的工藝過程必須在適當(dāng)?shù)臏囟认虏拍苷＿M(jìn)行；煉油過程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進(jìn)行分餾才能得到汽油，柴油，煤油等產(chǎn)品。沒有合適的溫度環(huán)境，許多電子設(shè)備就不能正常工作，糧倉的儲糧就會變質(zhì)霉?fàn)€，酒類的品質(zhì)就沒有保障。因此，各行各業(yè)對溫度控制的要求都越來越高。可見，溫度的測量和控制是非常重要的。單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測和溫度控制。隨著溫度控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的智能溫度控制器應(yīng)運(yùn)而生。比較成熟

9、的產(chǎn)品就有水溫測控溫度控制系統(tǒng)和語音報警的溫度監(jiān)控儀等。其中水溫測控溫度控制系統(tǒng)的功能可以實現(xiàn)從常溫開始對自來水加溫，加熱到人工設(shè)定的溫度的恒溫控制。而語音報警的溫度監(jiān)控儀可以通過控制空調(diào)對溫度進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，使被控環(huán)境的溫度達(dá)到要求的范圍，并能實現(xiàn)對所控區(qū)域內(nèi)環(huán)境溫度的自動監(jiān)控的遠(yuǎn)程智能調(diào)控系統(tǒng)。1.2意義基于單片機(jī)溫度控制的測試控制系統(tǒng)，控制對象是溫度。溫度控制在日常Comment 園園園園1: 此時，如何工作？Comment 園園園園2: Comment 園園園園3: 不知道什么意思？Comment 園園園園4: 正 文1生活及工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，比如溫室，水池，發(fā)酵缸，電源等場所的溫度

10、控制。而以往溫度控制是由人工完成的而且不夠重視，其實在很多場所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。針對此問題，本系統(tǒng)設(shè)計的目的是實現(xiàn)可以根據(jù)外界環(huán)境溫度控制電機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，它應(yīng)用廣泛，功能強(qiáng)大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實用又廉價的控制系統(tǒng)。1.3 功能介紹1.3.1 按 Model 鍵可切換設(shè)置模式，液晶屏顯示相應(yīng)模式頁面。 1.3.2 當(dāng)液晶屏顯示頁面 1 時，即液晶屏的第一行顯示年、月、日、星期，第二行顯示時、分、秒、溫度時，按 Set 鍵,可實現(xiàn)風(fēng)扇的自動控制和手動控制工作方式的切換。1.3.3 當(dāng)液晶屏顯示頁面 2 時，是時間設(shè)置模式，在該模式下按一下 Set 鍵后，通過按左鍵、右鍵

11、、加鍵和減鍵就可以對時間進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完后再按 Set鍵后就可以保存設(shè)定的時間。1.3.4 當(dāng)液晶屏顯示頁面 3 時，可查看系統(tǒng)連續(xù)工作時前 24 小時內(nèi)整點(diǎn)的溫度值，即系統(tǒng)連續(xù)工作 24 小時后，輸入整點(diǎn)的時間，液晶屏顯示對應(yīng)該點(diǎn)時間的溫度值。1.3.5 當(dāng)液晶屏顯示頁面 4 時，是繼電器工作情況的顯示，繼電器用于控制加熱設(shè)備的工作。當(dāng)光標(biāo)在 AuTo/Manuel 時，按加或減鍵可設(shè)置繼電器的自動或手動工作方式，手動（Manuel）工作方式時，繼電器一直打開，此時，風(fēng)扇無論何種情況下都是按照風(fēng)扇本身最大速度運(yùn)轉(zhuǎn)；自動時，由設(shè)定溫度控制繼電器的開或關(guān)，當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)定溫度時，繼電器才打開。

12、1.3.6 當(dāng)液晶屏顯示頁面 5 時，是顯示風(fēng)扇自動工作時不能打開的時間段顯示，即是在液晶頁面顯示的時間范圍內(nèi)，自動工作時，風(fēng)扇不允許打開，直到過了這個時間段，自動控制才能再次正常工作。這個時間段是通過程序設(shè)定的，而且設(shè)定好之后不允許再次修改。正 文22方案比較與論證方案比較與論證2.1設(shè)計任務(wù)與要求2.1.1 當(dāng)傳感器檢測出的環(huán)境溫度偏低時,控制繼電器,實現(xiàn)電暖爐的開與關(guān)的狀態(tài)。2.1.2 當(dāng)傳感器檢測出的環(huán)境溫度偏高時,隨著溫度的改變,控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速作出相應(yīng)的改變。2.1.3 通過時鐘芯片 DS1302 自動控制電機(jī),使其在某個時間段不工作。2.1.4 當(dāng)環(huán)境溫度超出了設(shè)定值時,蜂鳴器發(fā)出

13、聲響報警。2.2方案比較與論證2.2.1 方案比較與論證方案一：單片機(jī)按照一定的控制算法對采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到控制量，以控制電機(jī)的功率，從而實現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制。傳感器采用集成的AD599，但是這個方案的電路結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，A/D 轉(zhuǎn)換器的精度實現(xiàn)既定功能的困難很大，而且由于器件很多，使得單片機(jī) 89C51 的內(nèi)部資源不能滿足需要，調(diào)試和安裝都十分不方便，同時實現(xiàn)擴(kuò)展功能困難。方案組成方框圖如圖 1 所示：正 文3溫度傳感器信號放大A/D 轉(zhuǎn)換單片機(jī)鍵盤液晶顯示蜂鳴器或門放大光耦可控硅電機(jī)過零觸發(fā)電路220V 圖 1 方案一組成方框圖方案二：采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，它能夠?qū)?/p>

14、度直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，可以通過一根數(shù)據(jù)線與單片機(jī)進(jìn)行通信，而且它不需要外部元件，在-100C850C 范圍內(nèi)可以精確到+0.50C。完全滿足設(shè)計要求。這樣設(shè)計就可以不使用 A/D 轉(zhuǎn)換器，從而使系統(tǒng)的精度得以提高，也能夠大大節(jié)省單片機(jī)得系統(tǒng)資源，所以我又加了 DS1302 時鐘模塊電路，使時間能夠?qū)崟r顯示。方案組成方框圖如圖 2 所示：DS18B20鍵盤DS1302單片機(jī)STC89C525RCLCD 顯示負(fù)載蜂鳴器 圖 2 方案二組成方框圖2.2.2 方案的選擇 通過以上兩種方案的比較，我選擇的是方案二作為設(shè)計方案，因為方案二與正 文4方案一相比，它的硬件系統(tǒng)更簡單，但是功能卻更強(qiáng)大，它本身的

15、模塊化設(shè)計又使它的系統(tǒng)通用性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過方案一，在現(xiàn)在的條件下我能夠完成這個方案，所以最終選擇了這個方案。3系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1總體電路框圖本設(shè)計以 STC89C52RC 單片機(jī)為主控核心設(shè)計的一個溫度控制系統(tǒng)，低溫時可控制加熱設(shè)備，高溫時控制風(fēng)扇，超出設(shè)定最高溫度值時蜂鳴器發(fā)出聲響報警。硬件方框圖如圖 3 所示：DS18B20溫度檢測模塊DS1302時鐘模塊鍵盤STC89C52RC 單片機(jī)LCD 顯示模塊蜂鳴器繼電器光耦可控硅加熱設(shè)備風(fēng)扇圖 3 總體硬件方框圖3.2單元電路設(shè)計3.2.1 單片機(jī)模塊STC89C52RC 單片機(jī)為 40 引腳雙列直插芯片,有四個 I/O 口 P0,P1,

16、P2,P3, MCS-51 單片機(jī)共有 4 個 8 位的 I/O 口（P0、P1、P2、P3） ，每一條 I/O 線都能獨(dú)立地作輸出或輸入。Comment 園園園園5: 縮進(jìn)太多！正 文5單片機(jī)的最小系統(tǒng)如下圖所示,18 引腳和 19 引腳接時鐘電路,XTAL1 接外部晶振和微調(diào)電容的一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2 接外部晶振和微調(diào)電容的另一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出。第 9 引腳為復(fù)位輸入端,接上電容,電阻及開關(guān)后夠上電復(fù)位電路，20 引腳為接地端，40 引腳為電源端。31 引腳接電源端9-11，如圖 4 所示： 圖 4 單片機(jī)電路3.2.2 時鐘模塊DS130

17、2 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能，低功耗的實時時鐘芯片，附加 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI 三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和 RAM 數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒，分，時，日，星期，月和年，一個月小于 31 天時可以自動調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。工作電壓寬達(dá) 2.5V5.5V234-243。采用雙電源供電（主電源和備用電源） ，可設(shè)置備用電源供電方式，提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。DS1302 與單片機(jī)的連接僅需要 3 條線：RST 引腳、SCLK 串行時鐘引腳、I/O 串行數(shù)據(jù)引腳，由 Y2 組成 DS1302 時鐘振蕩

18、電路，提供計時脈沖，其中 Y2 為 32.768MHz。然后其中 SCLK,I/O,RST 分別接主控單片機(jī)的 P22,P23,P24 腳。電路原理圖如圖 5 所示：正 文6圖 5 DS1302 原理圖3.2.3 溫度采集模塊DS18B20 支持“一線總線” ，故可以大大提高系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣的環(huán)境溫度測量。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)，體積小。同時 DS18B20 的測量溫度范圍為-55 0C+125 0C,在-10+85 0C范圍內(nèi)，精度為+0.5 0C。同樣的，DS18B20 還可以程序設(shè)定 912 位的分辨率，精度為+0.5 0C。同時設(shè)定的報警溫度存

19、儲在 EEPROM 中，掉電后依然保存。并且支持 3V5V 的電壓范圍。便于系統(tǒng)設(shè)計。DS18B20 的主要特點(diǎn)：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；獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(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 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫；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)；溫范圍55125，在-10+85時精度為0.5；可編程的分辨率為 912 位，對應(yīng)的可分辨溫度分

20、別為 0.5、0.25、0.125和 0.0625，可實現(xiàn)高精度測溫；在 9 位分辨率時最多在 93.75ms 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12 位分辨率時最多在 750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快；測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以一線總線串行傳送給 CPU，同時可傳Comment 園園園園6: 正 文7送 CRC 校驗碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯能力；負(fù)壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作249-256。對 DS18B20 的設(shè)計外部供電方式單點(diǎn)測溫。在這種外部電源供電方式下，DS18B20 工作電源由 VDD 引腳接入，因為由 VDD 接入電源不存在電源電流不足的問題，

21、可以保證轉(zhuǎn)換精度。不過要注意。在這種外部供電的方式下，DS18B20的 GND 腳不能懸空，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是 80 oC。DS18B20 的硬件電路連接如下圖 6 所示： 圖 6 DS18B20 原理圖3.2.4 液晶顯示模塊字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、版本號等的點(diǎn)陣式液晶顯示模塊。它是由若干個 57 或 511 等點(diǎn)陣符位組成的，第一個點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個字符。點(diǎn)陣字符位之間有一定點(diǎn)距的間隔，這樣就起到了字符間距和行距的作用。本系統(tǒng)采用字符型液晶顯示模塊 1602，我設(shè)置單片機(jī)驅(qū)動 LCD1602 采用并行方式，RS,RW,EN 分別接主控單片機(jī)的 P

22、25,P26,P27 腳，DB0DB7 接到主控單片機(jī)的 P0 數(shù)據(jù)接口。BLA 接口通過一個+5V 電源,BLK 接地。LCD1602 的硬件連接原理圖如圖 7 所示：圖 7 液晶顯示 LCD1602 原理圖正 文83.2.5 按鍵模塊我在本設(shè)計中加入了 5 個按鍵，其中 S1 為模式鍵，按一次，選擇顯示當(dāng)前時間與溫度模式,按第二次,選擇顯示日期和時間設(shè)置模式,按第三次,選擇查看前 24 小時整點(diǎn)溫度模式，按第四次，選擇顯示繼電器工作情況模式，按第五次，顯示風(fēng)扇自動工作時不能工作的時間段。S2 為設(shè)置鍵,用于設(shè)置風(fēng)扇手動跟自動工作方式的設(shè)置及鎖定 S1 選擇的模式。S3 是對選中位的數(shù)據(jù)進(jìn)行

23、加 1，S4是對被選中位數(shù)據(jù)進(jìn)行減 1，S5 是左移鍵設(shè)置數(shù)據(jù)時,若按一次則光標(biāo)向當(dāng)前所設(shè)數(shù)據(jù)左移一位,按兩次,則再移一位,依此類推。S6 是右移鍵設(shè)置數(shù)據(jù)時,若按一次則光標(biāo)向當(dāng)前所設(shè)數(shù)據(jù)右移一位,按兩次,則再移一位,依此類推。如圖 8 所示：圖 8 按鍵原理圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1總體軟件框圖總體軟件框圖如圖 9 所示：正 文9圖 9 總體軟件框圖4.2各模塊程序設(shè)計4.2.1 時鐘驅(qū)動程序： DS1302 是 SPI 總線驅(qū)動方式。它不僅要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。下圖圖 10 是 DS1302 的控制字?？刂谱值淖罡哂行唬ㄎ?7）必須是邏輯 1，如果它為

24、 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到 DS1302 中。位 6：如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù)；位5 至位 1（A4A0）：指示操作單元的地址；位 0（最低有效位）：如為 0，表示要進(jìn)行寫操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作?？刂谱挚偸菑淖畹臀婚_始輸出。在控制字指令輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（0 位）開始。同樣，在緊跟 8 位的控制字指令后的下一個 SCLK圖 10 控制字（即地址和命令字節(jié)）正 文10脈沖的下降沿，讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。數(shù)據(jù)讀寫時序如下圖 11 所示：圖 11 DS

25、1302 讀寫時序圖4.2.2 溫度數(shù)據(jù)采集：根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，單片機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對 DS18B20 進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM 指令，最后發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對 DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作，復(fù)位要求單片機(jī)將數(shù)據(jù)線下拉 50 微秒，然后釋放，當(dāng) DS18B20 受到信號后等待1660 微秒左右，然后發(fā)出 60240 微秒的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號表示復(fù)位成功。指令約定代碼功能讀 ROM33H讀 DS1820 溫度傳感器 ROM 中的編碼（即 64 位地址）符合 ROM55H發(fā)出此命令之后

26、，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對應(yīng)的 BS1820 使之作出響應(yīng)，為下一步對該 DS1820 的讀寫作準(zhǔn)備。搜索 ROMOFOH用于確定掛接在同一總線上 DS1820 的個數(shù)和識別 64位 ROM 地址。為操作各器件作好準(zhǔn)備。跳過 ROMOCCH忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 發(fā)溫度變換命令。適用與單片工作。告警搜索命令OECH執(zhí)行后只有溫度超過設(shè)定值上限或下限的片子才做出響應(yīng)。正 文11指令約定代碼功能溫度變換44H啟動 DS1820 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 12 位轉(zhuǎn)換時最廠為750ms（9 位為 93.75ms） 。結(jié)果存入內(nèi)部 9 字節(jié) RAM 中

27、。讀暫存器OBEH讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的內(nèi)容。寫暫存器4EH發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的 3、4 字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。復(fù)制暫存器48H將 RAM 中第 3、4 字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到 EEPROM 中重調(diào) EEPROMOB8H將 EEPROM 中內(nèi)容恢復(fù)到 RAM 中的第 3、4 字節(jié)。讀供電方式OB4H讀 DS1820 的供電模式。寄生東佃時 DS1820 發(fā)送“0” ，外界電源供電 DS1820 發(fā)送“1” 。下圖 12 是 DS18B20 的初始化和讀寫時序：正 文12圖 12 DS18B20 讀寫時序4.2.3 液晶驅(qū)動程序： LCD 使用之前須

28、對它進(jìn)行初始初始化可通過復(fù)位完成，也可在復(fù)位后完成，初始化過程如下：(1)清屏。將顯示緩沖區(qū) DDRAM 的內(nèi)容全部寫入空格(ASCII20H)。(2)功能設(shè)置。(3)開/關(guān)顯示設(shè)置?？刂骑@示的開關(guān)，當(dāng) D=1 時顯示，D=0 時不顯示?？刂乒鈽?biāo)開關(guān)，當(dāng) C=1 時光標(biāo)顯示，C=0 時光標(biāo)不顯示?？刂谱址欠耖W爍，當(dāng) B=0時字符閃爍，B=0 時字符不閃爍。(4)輸入方式設(shè)置。初始化過程：（1）延時 15ms；（2）寫指令 38H（不檢測忙信號） ；（3）延時 5 ms；（4）寫指令 38H（不檢測忙信號） ；（5）延時 5ms；（6）寫指令38H（不檢測忙信號） ；（7）以后每次寫指令、讀/

29、寫數(shù)據(jù)操作之前均需檢測忙信號；（8）寫指令 38H：顯示模式設(shè)置；（9）寫指令 08H：顯示關(guān)閉；（10）寫指令 01H：顯示清屏；（11）寫指令 06H：顯示光標(biāo)移動設(shè)置；（12）寫指令0CH：顯示開及光標(biāo)設(shè)置。Comment 園園園園7: 為什么要二次清除 LCD 顯示？正 文13本系統(tǒng)中液晶顯示器的初始化程序流程如圖 13 所示：開始清除 LCD 顯示內(nèi)容模擬設(shè)置移動光標(biāo)顯示開關(guān)光標(biāo)初始化完成圖 13 LCD 初始化程序流程圖5系統(tǒng)調(diào)試與測試系統(tǒng)調(diào)試與測試5.1硬件調(diào)試在本溫度控制電路的設(shè)計調(diào)試中遇到了很多的問題?；叵脒@些問題只要認(rèn)真多思考都是可以避免的，以下為主要的問題：（1） 開始調(diào)

30、試時發(fā)現(xiàn)時鐘芯片 DS1302 發(fā)熱很厲害,后來發(fā)現(xiàn)電路沒有給它加上拉電阻，加上上拉電阻后問題就解決了。Comment 園園園園8: 不使用電容會有什么后果？Comment 園園園園9: 正 文14（2） 雙向可控硅 BTA12-600B 高壓部分電路，加 104 電容時，發(fā)生擊穿現(xiàn)象，導(dǎo)致光耦控制部分電路癱瘓，原因是耐壓值不夠。解決的方法有兩種，第一種是更換耐壓值更高的電容；由于該電容的作用是吸收可控硅元件的殘余電量，使得可控硅能夠正常導(dǎo)通截止，而根據(jù)使用的負(fù)載（交流電機(jī)） ，去掉該電容后，該電路能夠正常的工作，所以第二種是在電路可以運(yùn)行的狀況下去掉該 104 電容相連的電路。我采取的是第二

31、種方法。5.2軟件調(diào)試在軟件調(diào)試時也出現(xiàn)了一些問題，其中主要的問題有以下兩個方面：（1） 程序讀取溫度值時，出現(xiàn)的現(xiàn)象，造成風(fēng)扇溫度在判斷時出現(xiàn)錯誤，使風(fēng)扇經(jīng)常性突快突慢變化，蜂鳴器也不斷的蜂鳴報警。解決的方法是在讀取溫度判斷時加延時，并且多次判斷，防止跳變。（2） 調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)時，液晶光標(biāo)太快以致調(diào)節(jié)的時候觀察困難，原因是刷新液晶太快。解決的方法是在相應(yīng)數(shù)據(jù)更該時，才開始刷新液晶內(nèi)容。6設(shè)計總結(jié)設(shè)計總結(jié)在整個設(shè)計過程中，充分發(fā)揮人的主觀能動性，自主學(xué)習(xí)，學(xué)到了許多沒學(xué)到的知識。較好的完成了作品，達(dá)到了預(yù)期的目的，完了最初的設(shè)想。但是在做板時由于之前考慮的不夠周全,時鐘芯片沒有加到上拉電阻,由

32、于是做好了板把元件焊上去才發(fā)現(xiàn)的,只能在板的后面把 3 個上拉電阻焊上去,所以導(dǎo)致了整塊板的看起來不是很美觀。通過這一次的經(jīng)驗我意識到了對電路的設(shè)計、布局要先有一個好的構(gòu)思，而且要認(rèn)真仔細(xì)的檢查各個功能模塊的具體情況,確保不遺留什么元件,才做出美觀、大方的電路板。程序編寫中，先研究各個功能模塊的程序,包括時鐘模塊的程序,溫度模塊的程序,不懂的就通過查資料或者請教老師和同學(xué)來解決,然后再整理好這些程序,最終完成了能實現(xiàn)整個設(shè)計要求的程序。在此次設(shè)計中，知道了做凡事要有一顆平常的心，不要想著走捷徑，也練就了我們的耐心和細(xì)心，做什么事都要認(rèn)真仔細(xì),因為細(xì)節(jié)決定成敗?？傊?，這次設(shè)計使我的能力得到了全方

33、位的提高。Comment 園園園園10: 行距不對致 謝15致致 謝謝這次的設(shè)計和論文是在各位老師的悉心指導(dǎo)下完成的。你們嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，你們都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹(jǐn)向老師們致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過大學(xué)四年的 07 級電子本科班的同學(xué)們，你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。最后，衷心感謝在百忙之中抽出寶貴時間對此論文進(jìn)行評閱與審議的老師們。感謝學(xué)院給我提供了一個展現(xiàn)自己的舞臺，給我一次難得煅煉的機(jī)會，使得我的動手能力和

34、專業(yè)技能都有了很大的提高。參考文獻(xiàn)16參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1沙占友 王彥明 孟志永. 單片機(jī)外圍電路設(shè)計M. 北京: 電子工業(yè)出版社,2003，12李建忠. 單片機(jī)原理及應(yīng)用(第二版) M. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社,2008，23譚浩強(qiáng).C 程序設(shè)計(第三版) M. (清華大學(xué)出版社)2006.114求是科技. 單片機(jī)典型模塊設(shè)計實例導(dǎo)航M. 北京: 人民郵電出版社,20045華成英 童詩白模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版) M. (高等教育出版社)2006.16繆家鼎 徐文娟 牟同升. 光電技術(shù)M. 浙江大學(xué)出版社,1996.37吳大正.電路基礎(chǔ)（第二版） （西安電子科技大學(xué)出版社）2000.7

35、8袁小平.電子技術(shù)綜合設(shè)計教程（第一版） （機(jī)械工業(yè)出版社）2008.49康華光， 鄒壽彬，電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分(第四版) 北京：高等教育出版社 199910杜膚生， 數(shù)字集成電路應(yīng)用精粹,北京：人民郵電出版社 200111陳大欽，電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗(第二版),北京：高等教育出版社 200012全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽組委會,第五界全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獲獎作品選編.2001北京理工大學(xué)出版社， 200313中國計量出版社組編，新編電子電路大全, 北京：中國計量出版社， 2001.114葛汝明， 電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計,山東： 山東大學(xué)出版社 2004 15周永金， 模擬電子技術(shù)及應(yīng)用 ,西安：陜

36、西國防學(xué)院電子教研室 200516吳瑋瑋， PROTEL 99 簡明應(yīng)用教程 ,西安：陜西國防學(xué)院電子教研室 200617任元，吳勇， 常用電子元器件簡明手冊 ,北京：工業(yè)出版社 2000 18程路，鄭毅，向先波，PROTEL 99SE 電路板設(shè)計與制作,人民郵電出版社2007附 錄17附錄附錄附錄 A：電路圖附錄 B：程序清單#include#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define LCD_dat P0 /定義 lcd 數(shù)據(jù)口sbit lcd_E=P27; /定義 lcd 控制口sb

37、it lcd_RW=P26; /定義 lcd 控制口sbit lcd_RS=P25; /定義 lcd 控制口sbit DS18B20_DQ =P15; /定義 DS18B20 通信端口sbit LED1=P12;sbit LED2=P13;sbit speaker=P11; /蜂鳴器接口sbit fan=P21;/風(fēng)扇 pwm 輸出控制口bit fan_flag=0;sbit key_model=P31;/模式鍵sbit key_set=P32;/設(shè)置鍵sbit key_add=P35;/加鍵附 錄18sbit key_sub=P34;/減鍵sbit key_left=P30;/左移鍵sbit

38、 key_right=P33;/右移鍵sbit E_sw=P10;/繼電器控制uchar sw_flag=0;/繼電器自動手動切換標(biāo)志uchar switch_flag=0;/繼電器液晶設(shè)置切換標(biāo)志int sw_open_temperature=100;/繼電器開啟的溫度值設(shè)置 uchar restrict_hour=0;/設(shè)定時間風(fēng)扇不能轉(zhuǎn)uint temp=0; /溫度緩存uint fan_count=0;/風(fēng)扇計數(shù)bit fan_AUTO=0;/自動風(fēng)扇自動或手動控制標(biāo)志uchar model_flag=0;/總的模式標(biāo)志uchar code num_to_char = 01234567

39、89ABCDEF; /*定義數(shù)字跟 ASCII 碼的關(guān)系*/uchar data lcd1602_line1= 2010/00/00 TUE ; /時間顯示緩存數(shù)組uchar data lcd1602_line2= 00:00:00 00.0C ; /時間顯示緩存數(shù)組uchar data lcd1602_line3= 00:00:00set time; /時間設(shè)置緩存數(shù)組uchar idata temp_record_line1=Temperature note;/溫度記錄顯示緩存數(shù)組uchar idata temp_record_line2=time 00 T:00.0c ;/溫度記錄顯示緩

40、存數(shù)組uchar xdata temp_highter_line1=sw T on/off ;/繼電器手動自動切換和自動時開啟電壓uchar xdata temp_highter_line2=AUTO T=00.0C ;/繼電器手動自動切換和自動時開啟電壓uchar xdata temp_time_unable_line1=fan time unable; /顯示風(fēng)扇禁止打開的時間段uchar xdata temp_time_unable_line2=F:4 T:7 oclock; /顯示風(fēng)扇禁止打開的時間段uchar code temp_AUTO_switch6=AUTO ,Manuel;

41、/自動，手動切換值uchar idata temp_record=010000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000;/保存每天對應(yīng)鐘點(diǎn)的溫度值uchar code Weeks4=SUN ,MON ,TUE ,WED ,THU ,FRI ,SAT ,SUN ; /星期數(shù)組/時鐘標(biāo)志uint data year=0; /時間設(shè)置標(biāo)志，數(shù)據(jù)uchar data set_time=0,time_flag=0,day_flag=0,hour=0,minute=0,second=0,day=0,month=0,

42、week=0;/時間設(shè)置標(biāo)志，數(shù)據(jù)uint speaker_count=0; /喇叭蜂鳴計數(shù)uchar record_hour,record_minute,record_second,record_hour_count=0;/溫度記錄的時間設(shè)置/小延時程序void delay(uint x) while(x-);/*1MS 為單位的延時程序*/void delay_1ms(uint x) uchar j; while(x-) for(j=0;j0;i-)DS18B20_DQ = 0; / 給脈沖信號dat=1;DS18B20_DQ = 1; / 給脈沖信號if(DS18B20_DQ) dat|

43、=0 x80;delay(4);return(dat);/寫一個字節(jié)void WriteOneChar(uchar dat)uchar i=0;for (i=8; i0; i-)DS18B20_DQ = 0;DS18B20_DQ= dat&0 x01;delay(5);DS18B20_DQ = 1;dat=1;/讀取溫度ReadTemperature(void)uchar a=0;uchar b=0;uint t=0;float tt=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0 xCC); / 跳過讀序號列號的操作WriteOneChar(0 x44); / 啟動溫

44、度轉(zhuǎn)換Init_DS18B20();WriteOneChar(0 xCC); /跳過讀序號列號的操作WriteOneChar(0 xBE); /讀取溫度寄存器等（共可讀 9 個寄存器） 前兩個就是溫度a=ReadOneChar();b=ReadOneChar();t=b;t=8;t=t|a;tt=t*0.0625; /將溫度的高位與低位合并t= tt*10+0.5; /對結(jié)果進(jìn)行 4 舍 5 入return(t);/以上是 DS18B20 驅(qū)動程序/ 附 錄21/以下是溫度高時處理程序void temp_hight(void)if(fan_AUTO=0) /自動 LED1=1; /亮燈說明是自

45、動控制 if(temp230&temp270&temp320&temp400) fan_count=1; temp=ReadTemperature(); /防止跳變干擾，再讀一次溫度 delay_1ms(5000); /防止跳變干擾，再讀一次溫度 if(temp400)TR1=1; /防止跳變干擾，再讀一次溫度 if(fan_flag=1) /這部分作為 PWM 控制程序 /這部分作為 PWM 控制程序 fan=1; /這部分作為 PWM 控制程序 delay_1ms(fan_count);/控制風(fēng)扇關(guān)閉的時間，以達(dá)到控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的目的 fan=0; /這部分作為 PW

46、M 控制程序 if(fan_AUTO=1)/手動 LED1=0; /滅燈說明是手動控制 fan=0; /表示風(fēng)扇一直開著 /以上是溫度高時處理程序/以下是溫度低時處理程序void temp_low(void) if(sw_flag=0)/自動的時候繼電器根據(jù)溫度值判斷開啟 LED2=1; /亮燈說明是自動控制 if(temp=4&restrict_hour7) /限制的時間為早上 4 點(diǎn)到 7 點(diǎn) fan_flag=0;/允許標(biāo)志，0 表示不允許 else fan_flag=1;fan=1; /T1 用于蜂鳴警報void T1_set(void)TMOD=0X11;TH1=(65536

47、-1000)/256;TL1=(65536-1000)%256;附 錄23EA=1;ET1=1;/TR1=0;return;/T1 中斷，用于蜂鳴警報void T1_()interrupt 3uchar i;TH1=(65536-1000)/256;TL1=(65536-1000)%256;i+;if(i=150)speaker=speaker;i=0; speaker_count+; if(speaker_count=1000) speaker=1; speaker_count=0; TR1=0; /主函數(shù)void main() uchar i; bit dis_flag=0; T1_set

48、();/初始化定時器，用于高溫警報 fan=1; init_LCD();/初始化 lcd /Set1302(time_data_buff); /設(shè)置時間 fan=1; while(1) /模式設(shè)置 if(key_model=0) delay_1ms(20); while(key_model=0);model_flag+;time_flag=0;if(model_flag=5)model_flag=0;write_instruction(0 x0c);cls();if(model_flag=1) write_string(0 xc8,set time); write_instruction(0

49、x0c); if(model_flag=3)write_instruction(0 x0e);/這部分是用于設(shè)置繼電器的開啟狀態(tài) for(i=0;i6;i+)temp_highter_line2i=temp_AUTO_switchsw_flagi;/讀取緩存值 temp_highter_line29=num_to_charsw_open_temperature/100; temp_highter_line210=num_to_charsw_open_temperature%100/10; temp_highter_line212=num_to_charsw_open_temperature%1

50、0; write_string(0 x80,temp_highter_line1); write_string(0 xc0,temp_highter_line2);附 錄24 write_instruction(0 xc0); /顯示時間 if(model_flag=0) time_restrict(); temp_hight(); temp_low(); if(key_set=0) /風(fēng)扇自動手動切換 delay_1ms(20); while(key_set=0); fan_AUTO=fan_AUTO; Get1302(time_data_buff); /讀取當(dāng)前時間 temp=ReadTe

51、mperature(); record(); lcd1602_line13 = num_to_chartime_data_buff6/0 x10; lcd1602_line14 = num_to_chartime_data_buff6%0 x10; /*年*/ lcd1602_line16 = num_to_chartime_data_buff4/0 x10; lcd1602_line17 = num_to_chartime_data_buff4%0 x10; /*月*/ lcd1602_line19 = num_to_chartime_data_buff3/0 x10; lcd1602_li

52、ne110 = num_to_chartime_data_buff3%0 x10; /*日*/ for(i=0;i4;i+) lcd1602_line1i+12=Weekstime_data_buff5&0 x07i; /*星期*/ lcd1602_line20 = num_to_chartime_data_buff2/0 x10; lcd1602_line21 = num_to_chartime_data_buff2%0 x10; /*時*/ lcd1602_line23 = num_to_chartime_data_buff1/0 x10; lcd1602_line24 = num

53、_to_chartime_data_buff1%0 x10; /*分*/ lcd1602_line26 = num_to_chartime_data_buff0/16; lcd1602_line27 = num_to_chartime_data_buff0%16; /*秒*/ lcd1602_line29 = num_to_char(temp)/100; /*溫度*/ lcd1602_line210 = num_to_char(temp)%100/10; /*溫度*/ lcd1602_line212 = num_to_char(temp)%10; /*溫度*/ delay_1ms(100);

54、write_string(0 x80,lcd1602_line1); write_string(0 xc0,lcd1602_line2); /以上顯示正常運(yùn)行的時間/以下設(shè)置時間 if(model_flag=1) if(key_set=0) delay_1ms(20); while(key_set=0); set_time+; if(set_time=3)set_time=0; if(set_time=1)write_instruction(0 xc6); write_instruction(0 x0e);/顯示光標(biāo) if(set_time=0) write_instruction(0 x0c

55、);/關(guān)掉光標(biāo) write_string(0 xc8,set time); if(set_time=1)附 錄25 if(key_left=0) /設(shè)置時分秒星期日月年的標(biāo)志 delay_1ms(20); while(key_left=0); time_flag+;/設(shè)置時分秒星期日月年的標(biāo)志 dis_flag=1; if(time_flag=7)time_flag=0; if(key_right=0) /設(shè)置時分秒星期日月年的標(biāo)志 delay_1ms(20); while(key_right=0); dis_flag=1; time_flag-; /設(shè)置時分秒星期日月年的標(biāo)志 if(time

56、_flag=-1)time_flag=6; second= (time_data_buff0/0 x10)*10+time_data_buff0%0 x10;/讀取時間，用于下面的操作 minute= (time_data_buff1/0 x10)*10+time_data_buff1%0 x10;/讀取時間，用于下面的操作 hour = (time_data_buff2/0 x10)*10+time_data_buff2%0 x10;/讀取時間，用于下面的操作 day = (time_data_buff3/0 x10)*10+time_data_buff3%0 x10;/讀取時間，用于下面的

57、操作 month = (time_data_buff4/0 x10)*10+time_data_buff4%0 x10;/讀取時間，用于下面的操作 week = time_data_buff5%0 x10;/讀取時間，用于下面的操作 year = 2000+(time_data_buff6/0 x10)*10+time_data_buff6%0 x10;/讀取時間，用于下面的操作 if(time_flag=0)/設(shè)秒 if(key_add=0) /秒加 delay_1ms(20); while(key_add=0); second+; if(second=60)second=0; dis_fl

58、ag=1; if(key_sub=0) /秒減 delay_1ms(20); while(key_sub=0); second-; if(second=-1)second=59; dis_flag=1; if(dis_flag=1) /顯示和保存修改值 time_data_buff0=(second/10)*0 x10+second%10; write_instruction(0 xc6); write_data(num_to_charsecond/10); write_data(num_to_charsecond%10); write_instruction(0 xc6); dis_flag

59、=0; if(time_flag=1)/設(shè)分 if(key_add=0) /分加 delay_1ms(20); while(key_add=0); minute+;附 錄26 if(minute=60)minute=0; dis_flag=1; if(key_sub=0)/分減 delay_1ms(20); while(key_sub=0); minute-; if(minute=-1)minute=59; dis_flag=1; if(dis_flag=1) /顯示和保存修改值 time_data_buff1=(minute/10)*0 x10+minute%10; write_instru

60、ction(0 xc3); write_data(num_to_charminute/10); write_data(num_to_charminute%10); write_instruction(0 xc3); dis_flag=0; if(time_flag=2)/設(shè)時 if(key_add=0) /時加 delay_1ms(20); while(key_add=0); hour+; if(hour=24)hour=0; dis_flag=1; if(key_sub=0) /時減 delay_1ms(20); while(key_sub=0); hour-; if(hour=-1)hour=23; dis_flag=1; if(dis_flag=1)