AT89C51單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文標(biāo)題：AT89C51單片機(jī)溫度掌握體系所屬系部：電子工程系指點(diǎn)先生：職稱：學(xué)生姓名：班級(jí).學(xué)號(hào):專業(yè)：應(yīng)用電子技巧2012年05月15日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）義務(wù)書標(biāo)題:AT89C51單片機(jī)溫度掌握體系義務(wù)與請(qǐng)求:設(shè)計(jì)并制造一個(gè)可以或許掌握1KW電爐的溫度掌握系統(tǒng),時(shí)光：年代日至年代日所屬系部：電子工程系學(xué)生姓名：學(xué)號(hào):專業(yè)：應(yīng)用電子技巧指點(diǎn)單位或教研室：測控技巧教研室指點(diǎn)教師：職稱：年月日摘要本設(shè)計(jì)是以一個(gè)1KW電爐為掌握對(duì)象，以AT89C51為掌握體系焦點(diǎn)，經(jīng)由過程單片機(jī)體系設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)保電爐溫度的顯示和掌握功效.本溫度掌握體系是一個(gè)閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)體系,由溫度傳感器DS18B20

2、對(duì)保爐內(nèi)溫度進(jìn)行檢測，經(jīng)由療養(yǎng)電路得到合適的電壓旌旗燈號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換芯片得到響應(yīng)的溫度值，將所得的溫度值與設(shè)定溫度值比擬較得到誤差.經(jīng)由過程對(duì)誤差旌旗燈號(hào)的處理獲得掌握旌旗燈號(hào)，去調(diào)節(jié)加熱器的通斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)保溫箱溫度的顯示和掌握.本文重要介紹了電爐溫度掌握體系的工作道理和設(shè)計(jì)辦法，論文重要由三部分構(gòu)成.體系整體計(jì)劃設(shè)計(jì).硬件設(shè)計(jì)，重要包含溫度檢測電路.A/D轉(zhuǎn)換電路.顯示電路.鍵盤設(shè)計(jì)和掌握電路.體系軟件設(shè)計(jì)，軟件的設(shè)計(jì)采取模塊化設(shè)計(jì)，重要包含A/D轉(zhuǎn)換模塊顯示模塊等.癥結(jié)詞：單片機(jī)傳感器溫度掌握目錄緒論1第一章溫度掌握體系設(shè)計(jì)和思緒21.2 體系框圖2第二章AT89C51單片機(jī)32.1 A

3、T89C51單片機(jī)的簡介32.2 AT89C51單片機(jī)的重要特征32.3 AT89C51單片機(jī)管腳解釋4第三章溫度掌握的硬件裝備63.2 DS18B20工作道理73.3 DS18B20應(yīng)用中留意事項(xiàng)8第四章體系硬件設(shè)計(jì)94.2 數(shù)碼管溫度顯示電路94.2.1 數(shù)碼管的分類94.2.2 數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方法104.2.3 恒流驅(qū)動(dòng)與非恒流驅(qū)動(dòng)對(duì)數(shù)碼管的影響114.3 單片機(jī)接口電路124.3.1 P0口的上拉電阻道理124.3.2 上拉電阻的選擇144.4 單片機(jī)電源及下載線電路144.5 溫度掌握電路15第五章溫度掌握的軟件設(shè)計(jì)175.1 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示175.2 DS18B20初始化175.3

4、體系流程圖19謝辭20參考文獻(xiàn)21附錄22緒論溫度掌握,在工業(yè)主動(dòng)化掌握中占領(lǐng)異常重要的地位.單片機(jī)體系的開辟應(yīng)用給現(xiàn)代工業(yè)測控范疇帶來了一次新的技巧革命,主動(dòng)化.智能化均離不開單片機(jī)的應(yīng)用.將單片機(jī)掌握辦法應(yīng)用到溫度掌握體系中,可以戰(zhàn)勝溫度掌握體系中消失的輕微滯后現(xiàn)象,同時(shí)在進(jìn)步采樣頻率的基本上可以很大程度的進(jìn)步掌握后果和掌握精度.現(xiàn)代主動(dòng)掌握越來越朝著智能化成長,在許多主動(dòng)掌握體系中都用到了工控機(jī),小型機(jī).甚至是巨型機(jī)處理機(jī)等,當(dāng)然這些處理機(jī)有一個(gè)很大的特色,那就是很高的運(yùn)行速度,很大的內(nèi)存,大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器.但隨之而來的是巨額的成本.在許多的小型體系中,處理機(jī)的成本占體系成本的比例高達(dá)2

5、0%,而對(duì)于這些小型的體系來說,設(shè)置裝備擺設(shè)一個(gè)如斯高速的處理機(jī)沒有任何須要,因?yàn)檫@些小體系尋求經(jīng)濟(jì)效益,而不是最在乎體系的快速性,所以用成本低廉的單片機(jī)掌握小型的,而又不是很龐雜,不須要大量龐雜運(yùn)算的體系中是異常合適的.溫度掌握,在工業(yè)主動(dòng)化掌握中占領(lǐng)異常重要的地位,如在鋼鐵冶煉進(jìn)程中要對(duì)出爐的鋼鐵進(jìn)行熱處理,才干達(dá)到機(jī)能指標(biāo),塑料的定型進(jìn)程中也要保持必定的溫度.跟著科學(xué)技巧的緩慢成長,各個(gè)范疇對(duì)主動(dòng)掌握體系掌握精度.響應(yīng)速度.體系穩(wěn)固性與自適應(yīng)才能的請(qǐng)求越來越高,被控對(duì)象或進(jìn)程的非線性.時(shí)變性.多參數(shù)點(diǎn)的強(qiáng)烈耦合.較大的隨機(jī)擾動(dòng).各類不肯定性以及現(xiàn)場測試手腕不完美等,使難以按數(shù)學(xué)辦法樹立被

6、控對(duì)象的精確模子的情形.跟著電子技巧以及應(yīng)用需求的成長,單片機(jī)技巧得到了敏捷的成長,在高集成度,高速度,低功耗以及高機(jī)能方面取得了很大的進(jìn)展.陪同著科學(xué)技巧的成長,電子技巧有了更高的飛躍,我們?nèi)缃裢耆梢詰?yīng)用單片機(jī)和電子溫度傳感器對(duì)某處進(jìn)行溫度檢測,并且我們可以很輕易地做到多點(diǎn)的溫度檢測,假如對(duì)此道理圖稍加改良,我們還可以進(jìn)行不合地點(diǎn)的及時(shí)溫度檢測和掌握.第一章溫度掌握體系設(shè)計(jì)和思緒在這個(gè)體系中我們從機(jī)能及設(shè)計(jì)成本斟酌，我們選擇AT89C51芯片.AT89C51的普遍應(yīng)用，使單片機(jī)的價(jià)錢大大降低今朝,89C51的市場零售價(jià)已經(jīng)低廉是以，如把89C51作為接口芯片應(yīng)用，在經(jīng)濟(jì)上是合算的.在溫度傳

7、感器的選擇上我們采取溫度芯片DS18B20測量溫度.該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)固，它能用做工業(yè)測溫元件，且此元件線形較好在0100攝氏度時(shí)，最大線形誤差小于1攝氏度該芯片直接向單片機(jī)傳輸數(shù)字旌旗燈號(hào)，便于單片機(jī)處理及掌握.本制造的最大特色之一就是直接采取溫度芯片對(duì)溫度進(jìn)行測量，使數(shù)據(jù)傳輸和處理簡略化采取溫度芯片DS18B20測量溫度，表現(xiàn)了作品芯片化這個(gè)趨向部分功效電路的集成，使總體電路更簡練，搭建電路和焊接電路時(shí)更快并且,集成塊的應(yīng)用，有用地防止外界的干擾，進(jìn)步測量電路的精確度所以芯片的應(yīng)用將成為電路成長的一種趨向本計(jì)劃應(yīng)用這一溫度芯片，也是適應(yīng)這一趨向?qū)τ跍囟鹊恼{(diào)節(jié)體系，我們才用的只是簡略的升

8、平和降溫辦法，當(dāng)溫度低于我們?cè)O(shè)定的最低溫度值時(shí)，則單片機(jī)體系則會(huì)經(jīng)由過程一個(gè)高電平的脈沖電流直接送給繼電器，使銜接在繼電器上的電阻絲通電產(chǎn)生熱量來進(jìn)步溫度.假如當(dāng)溫度高于我們?cè)O(shè)定的最高溫度值時(shí)，則單片機(jī)遇經(jīng)由過程另一個(gè)口發(fā)出一個(gè)高電平的脈沖電流送個(gè)繼電器，使連在繼電器上的一個(gè)電扇啟動(dòng)，來降低溫度在次進(jìn)程中，我們經(jīng)由過程單片機(jī)將傳感器所測量出來的溫度經(jīng)由過程數(shù)碼管顯示出來.如許就能盡管的不雅察到即時(shí)的溫度情形，以便更好的驗(yàn)證體系的機(jī)能.1.2 體系框圖單片機(jī)溫度掌握體系采取的裝配有單片機(jī)溫度傳感器和顯示器構(gòu)成起構(gòu)造如圖1.1硬件構(gòu)造圖所示.第二章AT89C51單片機(jī)2.1 AT89C51單片機(jī)的

9、簡介AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃耀可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROMFalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低電壓，高機(jī)能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī).AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃耀可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次該器件采取ATMEL高密度非易掉存儲(chǔ)器制造技巧制造，與工業(yè)尺度的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容因?yàn)閷⒍喙π?位CPU和閃耀存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微掌握器,AT89C2051是它的一種精簡版本.AT89C51單片機(jī)為許多嵌入式掌握體系34

10、供給了一種靈巧性高且價(jià)廉的計(jì)劃.2.2 AT89C51單片機(jī)的重要特征與MCS-51兼容4K字節(jié)可編程閃耀存儲(chǔ)器壽命：1000寫/擦輪回?cái)?shù)據(jù)保存時(shí)光：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz1234567813J12J1514311918917uU即POOP01P12P02P13P03P14P04P15P05P16P06P17P07INT1P20INTOP21P22T1P23TOP24P25EA/VPP26P27X1X2RESETRXDTXDRD-ALE/PWRPSEN393837363534333222232425262728三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定128*8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線兩個(gè)16位準(zhǔn)時(shí)

11、器/計(jì)數(shù)器5個(gè)中止源可編程串行通道低功耗的閑置和掉落電模式圖2.1AT89C51引腳圖片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路2.3 AT89C51單片機(jī)管腳解釋如圖2.1為AT89C51引腳圖，各引腳功效解釋如下：VCC:電源GND：地 P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向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“1”時(shí),引腳用作高阻抗輸入.當(dāng)拜訪外部程序和數(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口也用來吸收指令字節(jié);在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié).程序校驗(yàn)時(shí),須要外部上拉電阻.） P2口：P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙

12、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“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高,此時(shí)可以作為輸進(jìn)口應(yīng)用.作為輸入應(yīng)用時(shí),被外部拉低的引腳因?yàn)閮?nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）在拜訪外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如履行MOVXDPTR）時(shí),P2口送出高八位地址在這種應(yīng)用中,P2口應(yīng)用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1.在應(yīng)用8位地址（如MOVXRI）拜訪外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容.在flash編程和校驗(yàn)時(shí),P2口也吸收高8位地址字節(jié)和一些掌握旌旗燈號(hào).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，對(duì)P3端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此

13、時(shí)可以作為輸進(jìn)口應(yīng)用作為輸入應(yīng)用時(shí)，被外部拉低的引腳因?yàn)閮?nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）.P3口亦作為AT89C51特別功效（第二功效）應(yīng)用，如表2-1所示.P3.0RXD（串行輸入）P3.1TXD（串行輸出）P3.2INT0（外部中止0）P3.3INT0（外部中止0）P3.4T0（準(zhǔn)時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（準(zhǔn)時(shí)器1外部輸入）WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）表2-1AT89C51引腳號(hào)第二功效 RST:復(fù)位輸入，晶振工作時(shí),RST腳中斷2個(gè)機(jī)械周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位.看門狗計(jì)時(shí)完成后,RST腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平.特別存放器AUXR（地址8EH

14、）上的DISRTO位可以使此功效無效.DISRTO默認(rèn)狀況下，復(fù)位高電平有用. ALE/PROG:地址鎖存掌握旌旗燈號(hào)（ALE）是拜訪外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖在flash編程時(shí)，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖在一般情形下,ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部準(zhǔn)時(shí)器或時(shí)鐘應(yīng)用然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次拜訪外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過假如須要，經(jīng)由過程將地址為8EH的SFR的第0地位“1”，ALE操縱將無效這一地位“1”，ALE僅在履行MOVX或MOVC指令時(shí)有用.不然,ALE將被微弱拉高這個(gè)ALE使能標(biāo)記位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對(duì)微掌

15、握器處于外部履行模式下無效. PSEN:外部程序存儲(chǔ)器選通旌旗燈號(hào)（PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通旌旗燈號(hào).當(dāng)AT89C51從外部程序存儲(chǔ)器履行外部代碼時(shí),PSEN在每個(gè)機(jī)械周期被激活兩次，而在拜訪外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),PSEN將不被激活. EA/VPP:拜訪外部程序存儲(chǔ)器掌握旌旗燈號(hào).為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令,EA必須接GND.為了履行內(nèi)部程序指令,EA應(yīng)當(dāng)接VCC.在flash編程時(shí)代,EA也吸收12伏VPP電壓. XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生電路的輸入端.XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端.第三章溫度掌握的硬件裝備簡介DS18B20道理與特征本體

16、系采取了DS18B20單總線可編程溫度傳感器，來實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的收集和轉(zhuǎn)換，大大簡化了電路的龐雜度，以及算法的請(qǐng)求.起首先來介紹一下DS18B20這塊傳感器的特征及其功效：DS18B20的管腳及特色DS18B20可程溫度傳感器有3個(gè)管腳內(nèi)部構(gòu)造重要由四部分構(gòu)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.設(shè)置裝備擺設(shè)存放器.DS18B20的外形及管腳分列如下圖所示,GND為接地線,DQ為數(shù)據(jù)輸入輸出接口，經(jīng)由過程一個(gè)較弱的上拉電阻與單片機(jī)相連.VDD為電源接口，既可由數(shù)據(jù)線供給電源,又可由外部供給電源，范圍3.O5.5V.本文應(yīng)用外部電源供電.I5-AL.LASNCNCOD兇E

17、EEQ.1即圖說II;DO為竝學(xué)1S尋鋸扎/諭岀議GHD為電:S地宀：亡匸中m：R.汩：.嚀圖3.1DS18B20的外形及管腳重要特色有：1.用戶可自設(shè)定報(bào)警高低限溫度值.2.不須要外部組件，能測量55+125°C范圍內(nèi)的溫度3.10°C+85°C范圍內(nèi)的測溫精確度為±0.5C.4.經(jīng)由過程編程可實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字讀數(shù)方法，可在至多750ms內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)換成12位的數(shù)字，測溫分辯率可達(dá)0.0625C.5.奇特的單總線接口方法，與微處理器銜接時(shí)僅須要一條線即可實(shí)現(xiàn)與微處理器雙向通信.6.測量成果直接輸出數(shù)字溫度旌旗燈號(hào)，以一線總線串行傳送給CPU,同時(shí)可傳送

18、CRC校驗(yàn)碼,具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)才能.7.負(fù)壓特征：電源極性接反時(shí),芯片不會(huì)因發(fā)燒而銷毀,但不克不及正常工作.8.DS18B20支撐多點(diǎn)組網(wǎng)功效，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在獨(dú)一的三線上,實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫.3.2 DS18B20工作道理DS18B20的讀寫時(shí)序和測溫道理與DS1820雷同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辯率不合DS18B20為9位12位A/D轉(zhuǎn)換精度,而DS1820為9位A/D轉(zhuǎn)換，固然我們采取了高精度的芯片,但在現(xiàn)實(shí)情形上因?yàn)榧记蓡栴}比較難實(shí)現(xiàn),而現(xiàn)實(shí)精度此時(shí)溫度存放器中的數(shù)值即為所測溫度.斜率累加器用于抵償和修改測溫進(jìn)程中的非線性,其輸出用于修改計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值.測溫道理圖不

19、合,且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延不時(shí)光由2s減為750ms低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小,用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖旌旗燈號(hào)送給計(jì)數(shù)器1.則高溫度系數(shù)晶振隨溫度變更其振蕩率顯著轉(zhuǎn)變，所產(chǎn)生的旌旗燈號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入計(jì)數(shù)器1和溫度存放器被預(yù)置在55°C所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值時(shí)計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖旌旗燈號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí),溫度存放器的值將加1,計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將從新被裝入,計(jì)數(shù)器1從新開端對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖旌旗燈號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù),如斯輪回直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí),停滯溫度存放器值.3.3DS18B20應(yīng)用中意事項(xiàng)DS18B20固然具有測溫體系簡略測溫精度高銜

20、接便利.占用口線少等長處，但在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中也應(yīng)留意以下幾方面的問題：1) 較小的硬件開銷須要相對(duì)龐雜的軟件進(jìn)行抵償,因?yàn)镈S18B20與微處理器間采取串行數(shù)據(jù)傳送，是以，在對(duì)DS18B20進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)厲的包管讀寫時(shí)序，不然將無法讀取測溫成果在應(yīng)用PL/M.C等高等說話進(jìn)行體系程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)DS18B20操縱部分最好采取匯編說話實(shí)現(xiàn).2) 在DS18B20的有關(guān)資估中均未說起單總線上所掛DS18B20數(shù)目問題，輕易使人誤以為可以掛隨意率性多個(gè)DS18B20,在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中并不是如斯.當(dāng)單總線上所掛DS18B20超出8個(gè)時(shí)，就須要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測溫體系設(shè)計(jì)時(shí)要加

21、以留意.3) 銜接DS18B20的總線電纜是有長度限制的.實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)采取通俗旌旗燈號(hào)電纜傳輸長度超出50m時(shí),讀取的測溫?cái)?shù)據(jù)將產(chǎn)生錯(cuò)誤.當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏障電纜時(shí)，正常通信距離可達(dá)150m,當(dāng)采取每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏障電纜時(shí),正常通信距離進(jìn)一步加長.這種情形主如果由總線散布電容使旌旗燈號(hào)波形產(chǎn)生畸變?cè)斐傻氖且?，在用DS18B20進(jìn)行長距離測溫體系設(shè)計(jì)時(shí)要充分斟酌總線散布電容和阻抗匹配問題.4) 在DS18B20測溫程序設(shè)計(jì)中，向DS18B20發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換敕令后，程序要等待DS18B20的返回旌旗燈號(hào)，一旦某個(gè)DS18B20接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS18B20時(shí),將沒有返回旌

22、旗燈號(hào)，程序進(jìn)入逝世輪回這一點(diǎn)在進(jìn)行DS1820硬件銜接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要賜與必定的看重測溫電纜線建議采取屏障4芯雙絞線，個(gè)中一對(duì)線接地線與旌旗燈號(hào)線，另一組接VCC和地線，屏障層在源端單點(diǎn)接地.第四章體系硬件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)收集電路如圖所示，由溫度傳感器DS18B20收集被控對(duì)象的及時(shí)溫度，供給應(yīng)AT89S52的P3.1口作為數(shù)據(jù)輸入在本次設(shè)計(jì)中我們所控的對(duì)象為所處室溫當(dāng)然作為改良我們可以把傳感器與電路板分別，由數(shù)據(jù)線相連進(jìn)行通信，便于不雅察.4.2 數(shù)碼管溫度顯示電路4.2.1數(shù)碼管的分類數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件,其根本單元是發(fā)光二極管.數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼

23、管多一個(gè)發(fā)光二極管單元(多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示)；按能顯示若干個(gè)“8”可分為1位.2位.4位等等數(shù)碼管;按發(fā)光二極管單元銜接方法分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一路形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管.共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V,當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電日常平凡，響應(yīng)字段就點(diǎn)亮.當(dāng)某一字段的陰極為高電日常平凡，響應(yīng)字段就不亮.共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一路形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管.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)光二極管的陽極為高電日常平凡，響應(yīng)字段就點(diǎn)亮當(dāng)某一字段的陽極為低電日常平凡，響應(yīng)

24、字段就不亮.I«22xlIISWSFSTP5Z：22pfvccEll200:11-10POOI'llP01P12P02P13P03P14P041-15PliJI'ltiP0i5J117P07u-mP20INTOP21P22T1P23TOP24P25EA/VPP2i5P27SIK2RESETRXDTMDEDALE7PWKJ'SEi-T1143194719183E：Pul37P0236P0335P043+PU533P0632P07nP2022P212324-25話272E：111ILZ：Li39POOresR2lklATrsn4.2.2數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方法靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)

25、：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者應(yīng)用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的長處是編程簡略，顯示亮度高，缺陷是占用I/O端口多,如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則須要5X8=40根I/O端口來驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè)89S51單片機(jī)可用的I/O端談鋒32個(gè)呢：）,現(xiàn)實(shí)應(yīng)用時(shí)必須增長譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng),增長了硬件電路的龐雜性.動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為普遍的一種顯示方法之一,動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所稀有碼管的8個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一路,別的為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增長位選通掌握電路,位選通由

26、各自自力的I/O線掌握,當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí),所稀有碼管都吸收到雷同的字形碼,但畢竟是誰人數(shù)碼管會(huì)顯示出字形,取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的掌握,所以我們只要將須要顯示的數(shù)碼管的選通掌握打開,該位就顯示出字形,沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮.經(jīng)由過程火時(shí)輪流掌握各個(gè)數(shù)碼管的的COM端,就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)在輪流顯示進(jìn)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r光為12ms,因?yàn)槿说囊曈X暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng),盡管現(xiàn)實(shí)上列位數(shù)碼管并不是同時(shí)點(diǎn)亮,但只要掃描的速度足夠快,給人的印象就是一組穩(wěn)固的顯示數(shù)據(jù),不會(huì)有閃耀感,動(dòng)態(tài)顯示的后果和靜態(tài)顯示是一樣的,可以或許節(jié)儉大量的I/O端口,并且功耗

27、更低.4.2.3恒流驅(qū)動(dòng)與非恒流驅(qū)動(dòng)對(duì)數(shù)碼管的影響1. 顯示后果：因?yàn)榘l(fā)光二極管根本上屬于電流遲鈍器件,其正向壓降的疏散性很大,并且還與溫度有關(guān),為了包管數(shù)碼管具有優(yōu)越的亮度平均度,就須要使其具有恒定的工作電流,且不克不及受溫度及其它身分的影響.別的,當(dāng)溫度變更時(shí)驅(qū)動(dòng)芯片還要可以或許主動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電流的大小以實(shí)現(xiàn)色差均衡溫度抵償.2. 安然性：即使是短時(shí)光的電流過載也可能對(duì)發(fā)光管造成永遠(yuǎn)性的破壞,采取恒流驅(qū)動(dòng)電路后可防止因?yàn)殡娏鞴收纤鸬臄?shù)碼管的大面積破壞.別的,我們所采取的超大范圍集成電路還具有級(jí)聯(lián)延時(shí)開關(guān)特征,可防止反向尖峰電壓對(duì)發(fā)光二極管的傷害.超大范圍集成電路還具有熱呵護(hù)功效,當(dāng)任何一

28、片的溫度超出必定值時(shí)可主動(dòng)關(guān)斷,并且可在掌握室內(nèi)看到故障顯示.圖4.2數(shù)碼4.3單電路4.3.1電阻道理1.當(dāng)TTLCOMS電路電路輸出于COMS電電平（時(shí)就須要出端接上管顯示電路片機(jī)接口P0口的上拉電路驅(qū)動(dòng)時(shí)，假如TTL的高電平低路的最低高般為v）這在TTL的輸拉電阻，以進(jìn)電平的值.步輸出高2.OC門電路必須加上拉電阻，才干應(yīng)用.3. 為加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)才能，有的單片機(jī)管腳上也常應(yīng)用上拉電阻.4在COMS芯片上，為了防止靜電造成破壞，不必的管腳不克不及懸空，一般接上拉電阻產(chǎn)生降低輸入阻抗，供給泄荷通路.5. 芯片的管腳加上拉電阻來進(jìn)步輸出電平,從而進(jìn)步芯片輸入旌旗燈號(hào)的噪聲容限加強(qiáng)抗干擾才

29、能.6. 進(jìn)步總線的抗電磁干擾才能.管腳懸空就比較輕易接收外界的電磁干擾.7. 長線傳輸中電阻不匹配輕易引起反射波干擾，加高低拉電阻是電阻匹配，有用的克制反射波干擾.上拉電阻阻值的選擇原則包含：1. 從勤儉功耗及芯片的灌電流才能斟酌應(yīng)當(dāng)足夠大；電阻大，電流小.2. 從確保足夠的驅(qū)動(dòng)電流斟酌應(yīng)當(dāng)足夠??；電阻小，電流大.3. 對(duì)于高速電路，過大的上拉電阻可能邊沿變平緩.分解斟酌以上三點(diǎn),平日在1k到10k之間拔取.對(duì)下拉電阻也有相似道理對(duì)上拉電阻和下拉電阻的選擇應(yīng)聯(lián)合開關(guān)管特征和下級(jí)電路的輸入特征進(jìn)行設(shè)定重要須要斟酌以下幾個(gè)身分：1. 驅(qū)動(dòng)才能與功耗的均衡.以上拉電阻為例,一般地說,上拉電阻越小,

30、驅(qū)動(dòng)才能越強(qiáng),但功耗越大,設(shè)計(jì)是應(yīng)留意兩者之間的均衡.2. 下級(jí)電路的驅(qū)動(dòng)需求.同樣以上拉電阻為例,當(dāng)輸出高電日常平凡,開關(guān)管斷開,上拉電阻應(yīng)恰當(dāng)選擇以可以或許向下級(jí)電路供給足夠的電流.3. 高下電平的設(shè)定.不合電路的高下電平的門檻電平會(huì)有不合,電阻應(yīng)恰當(dāng)設(shè)定以確保能輸出精確的電平.以上拉電阻為例,當(dāng)輸出低電日常平凡,開關(guān)管導(dǎo)通,上拉電阻和開關(guān)管導(dǎo)通電阻分壓值應(yīng)確保在零電平門檻之下.4. 頻率特征.以上拉電阻為例,上拉電阻和開關(guān)管漏源級(jí)之間的電容和下級(jí)電路之間的輸入電容會(huì)形成RC延遲,電阻越大,延遲越大.上拉電阻的設(shè)定應(yīng)斟酌電路在這方面的需求下拉電阻的設(shè)定的原則和上拉電阻是一樣的.OC門輸出高

31、電日常平凡是一個(gè)高阻態(tài),其上拉電流要由上拉電阻來供給,設(shè)輸入端每端口不大于lOOuA,設(shè)輸出口驅(qū)動(dòng)電流約500uA,尺度工作電壓是5V,輸進(jìn)口的高下電平門限為0.8V（低于此值為低電平）；2V（高電平門限值）選上拉電阻時(shí)：即選大于時(shí)輸出端能下拉至以下，此為最小阻值，再小就拉不下來了假如輸出口驅(qū)動(dòng)電流較大，則阻值可減小,包管下拉時(shí)能低于即可.當(dāng)輸出高電日常平凡,疏忽管子的漏電流,兩輸進(jìn)口需200uA,200uAx15K=3V即上拉電阻壓降為3V,輸出口可達(dá)到2V,此阻值為最大阻值，再大就拉不到2V了.選10K可用.COMS門的可參考74HC系列設(shè)計(jì)時(shí)管子的漏電流不成疏忽，10話柄際電流在不合電平

32、下也是不合的，上述僅僅是道理,一句話歸納分解為：輸出高電日常平凡要喂飽后面的輸進(jìn)口,輸出低電平不要把輸出口喂撐了（不然過剩的電流喂給了級(jí)聯(lián)的輸進(jìn)口,高于低電平門限值就不成靠了）.4.3.2上拉電阻的選擇我們?cè)诖嗽O(shè)計(jì)華夏則的是用PO口來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的顯示,所以我們所經(jīng)由過程上述道理假如是驅(qū)動(dòng)led,那么用1K閣下的就行了假如愿望亮度大一些，電阻可減小,最小不要小于200歐姆，不然電流太大;假如愿望亮度小一些，電阻可增大，增長到若干，重要看亮度情形，以亮度合適為準(zhǔn),一般來說超出3K以上時(shí)，亮度就很弱了，但是對(duì)于超高亮度的LED,有時(shí)刻電阻為10K時(shí)以為亮度還可以或許用平日就用1k的.其具體的銜接電路

33、圖如圖4.3所示：C0N94.4單片機(jī)電及下載線電路7805是我們最經(jīng)常到的穩(wěn)壓芯片了，應(yīng)用便利，用很簡電路即可以輸入一流穩(wěn)壓電源，他的電壓正好為5v,剛P10poaP11P01P12P02P13PQ3P14POflP15POJP16podP1?POTINT1P20INTOP21P22T1P23TOP24P25WVT1P2fiP23XIX2BESETBSDTXDRDALE匝w7PSENTsasji3?Id2dp3i>3P2?21 P2022 P212739秀173S35至P0C1PQ1P02PQ3P04P05POCP07JVCCT應(yīng)用他的略的個(gè)直輸出所需接整流n*OQL-MH桝2D口舀n

34、q亠51系列單片機(jī)運(yùn)行的電壓，介紹一下他的3個(gè)引腳以及用它來構(gòu)成的穩(wěn)壓電路的材料個(gè)中器輸出的+電壓,2為公共地（也就是負(fù)極），3就是我們須要的正5V輸出電壓了.圖4.57085電源道理圖本次用的下載線電路是以一塊74LS373芯片為主的電路.道理圖如圖4.6.該電路在道理圖上只有一個(gè)下載口的表現(xiàn)，只要把下載線接到下載口就可以把程序下載到單片機(jī)中了.4.5溫度掌握電路溫度掌握分為高低溫掌握設(shè)計(jì)所要達(dá)到的后果就是，我們給單片機(jī)設(shè)置一個(gè)固定的溫度范圍，當(dāng)溫度傳感器測量的溫度高于我們?cè)O(shè)置的最高數(shù)值時(shí)，這時(shí)單片機(jī)指令掌握P3.2口產(chǎn)生一個(gè)高電平旌旗燈號(hào)送給固態(tài)繼電器，是繼電器的產(chǎn)開開封閉合，使開關(guān)打開通

35、電掌握一個(gè)降溫裝配的開啟（本設(shè)計(jì)中斟酌到成本和技巧問題,采取電電扇進(jìn)行降溫掌握）相反，當(dāng)溫度傳感器測量的溫度低于設(shè)置的最低數(shù)值的時(shí)刻，這時(shí)單片機(jī)又掌握P3.3口產(chǎn)生一個(gè)高電平送給繼電器,使開關(guān)打開從而掌握升問裝配進(jìn)行加熱（本體系采取電熱絲進(jìn)行加熱）經(jīng)由過程一個(gè)升平和一個(gè)降溫裝配,就能實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)只要通進(jìn)程序，將我們所要達(dá)到的溫度掌握在一個(gè)恒溫狀況下.掌握電路的道理圖如5.7所示，繼電器的正極接電源電壓，負(fù)極接三極管的集電極，之所以采取三極管，就是繼電器一般是須要驅(qū)動(dòng)電壓的.而單片機(jī)的管腳不克不及供給最后高的電壓，如許就會(huì)導(dǎo)致即使單片機(jī)送出了高電平也無法將繼電器開關(guān)打開當(dāng)接上三極管后就能將輸入

36、旌旗燈號(hào)的發(fā)送到繼電器當(dāng)中，驅(qū)動(dòng)開關(guān)使溫度調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)變溫度.vcc繼電器的選擇上，我們選擇北京科通繼電器總廠臨盆的GX-10F繼電器為例，列出輸入輸出參數(shù),依據(jù)輸入電壓參數(shù)值大小,可肯定工作電壓大小如采取TTL或CMOS等邏輯電平掌握時(shí)，最好采取有足夠帶載才能的低電平驅(qū)動(dòng)，并盡可能使“0”電平低于0.8V.如在噪聲很強(qiáng)的情形下工作，不克不及選用通.斷電壓值相差小的產(chǎn)品，必須選用通斷電壓值相差大的產(chǎn)品，（如選接通電壓為8V或12V的產(chǎn)品）如許不會(huì)因噪聲干擾而造成掌握掉靈我們?cè)谶@選擇12V的繼電器作為我們應(yīng)用的器件應(yīng)用的具體元件參數(shù)如下表.第五章溫度掌握的軟件設(shè)計(jì)5.1數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示單片機(jī)AT89C

37、51輸出8個(gè)高下電平旌旗燈號(hào)每個(gè)數(shù)碼管的8個(gè)段分別銜接P0.0-P0.7口受騙某個(gè)數(shù)碼管的公共端為“0”時(shí)，那么這個(gè)數(shù)碼管被選中，這時(shí)此數(shù)碼管的哪段為”1“則哪段就被點(diǎn)亮初學(xué)者可以應(yīng)用本實(shí)驗(yàn)板自帶的仿真器功效來單步履行,來不雅察數(shù)碼管的工作道理，因?yàn)镮/O資本有限，一個(gè)51單片機(jī)只有32個(gè)I/O所以只能將8個(gè)數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描的方法來顯示，何為動(dòng)態(tài)掃描呢？管的”a“也是由P0.0來掌握的而8個(gè)數(shù)碼管的公共端則是由不合的I/O來掌握,即第一個(gè)數(shù)碼管的公共端由P2.4掌握而第二個(gè)數(shù)碼管的公共端有P2.5掌握動(dòng)態(tài)掃描的掌握道理是：將第一個(gè)數(shù)碼管要顯示的內(nèi)容顯示出來,然后連忙將第二個(gè)數(shù)碼管的內(nèi)容顯示出來

38、,一次把第8個(gè)數(shù)碼管的內(nèi)容顯示出情因?yàn)閱纹瑱C(jī)的工作速度異?？?所以當(dāng)顯示第8個(gè)數(shù)碼管的時(shí)刻第一個(gè)數(shù)碼管的內(nèi)容還沒有完全消掉,這時(shí)連忙反復(fù)上面的進(jìn)程,就實(shí)現(xiàn)了數(shù)碼管的.數(shù)碼關(guān)分共陽極數(shù)碼管,還有就是共陰極數(shù)碼管,我們就采取共陰來應(yīng)用.單片機(jī)各個(gè)口的電壓輸出的都為高電平.共陰就經(jīng)由過程掌握陽極,即可掌握LED顯示.5.2 DS18B20初始化DS18B20的一線工作協(xié)定流程是：初始化一ROM操縱指令一存儲(chǔ)器操縱指令一數(shù)據(jù)傳輸其工作時(shí)序包含初始化時(shí)序?qū)憰r(shí)序和讀時(shí)序故主機(jī)掌握DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)由三個(gè)步調(diào)：每一次讀寫之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送R

39、AM指令，如許才干對(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操縱.復(fù)位請(qǐng)求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放,DS18B20收到旌旗燈號(hào)后等待1660微秒閣下,后發(fā)出60240微秒的消失低脈沖，主CPU收到此旌旗燈號(hào)暗示復(fù)位成功.DS18B20的單線協(xié)定和敕令DS18B20有嚴(yán)厲的通信協(xié)定來包管列位數(shù)據(jù)的傳輸?shù)木_性和完全性主機(jī)操縱單線器件DS18B20必須遵守下面的次序.單線總線上的所有操縱均從初始化開端.初始化進(jìn)程如下：主機(jī)經(jīng)由過程拉低單線480us以上，產(chǎn)生復(fù)位脈沖,然后釋放該線，進(jìn)入Rx吸收模式主機(jī)釋放總線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上升沿.單線時(shí)代DS18B20檢測到改上升沿后，延時(shí)15-60us,經(jīng)由過程拉低總線60-240us來產(chǎn)生應(yīng)答脈沖.主機(jī)辣手到從機(jī)的應(yīng)答脈沖后,解釋有單線器件在線.一旦總線主機(jī)檢測到應(yīng)答脈沖，即可以提議ROM操縱敕令.工有5位ROM操縱敕令.在成功履行了ROM操縱敕令之后，才可以應(yīng)用內(nèi)存操縱敕令.主機(jī)可以供給6種內(nèi)存操縱敕令.DS18B20要有嚴(yán)厲的時(shí)序來包管數(shù)據(jù)的完全性.在單線DQ上,消失復(fù)位脈沖.應(yīng)答脈沖.寫“0”.寫“1”.讀“0”和讀