基于單片機(jī)的電熱水器控制器設(shè)計(jì)(共36頁(yè))

1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 PAGE 41 頁(yè) 共 35 頁(yè)1 緒論(xln)1.1 課題(kt)背景如今中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛(xnmng)，人均收入普遍提升，這使得人們?cè)谧非笊钇焚|(zhì)方面有了資金的保障。伴隨著科學(xué)技術(shù)水平的顯著發(fā)展，智能家電逐漸被人們認(rèn)可，并很快與人們家庭的日常生活緊密相連。由于罐裝液化氣以及地方管道燃?xì)鈨r(jià)格的增長(zhǎng)，而城鎮(zhèn)居民所使用的家用電卻很便宜，這使得多數(shù)家庭紛紛轉(zhuǎn)向比較經(jīng)濟(jì)便利的電器產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)約有82.5%的城鎮(zhèn)居民在使用熱水器，約46%的城市居民家庭里表示有購(gòu)買(mǎi)熱水器的計(jì)劃，市場(chǎng)平均一年需要1000多萬(wàn)臺(tái)熱水器維持其運(yùn)行1，除太陽(yáng)能熱水器制造商外，規(guī)?？捎^的

2、熱水器制造工廠也接近有200家。從這一點(diǎn)可以看出熱水器在中國(guó)市場(chǎng)有著廣闊的前景，但我們也不得不面對(duì)其產(chǎn)生的諸多問(wèn)題，如漏電，環(huán)保等。這些年，電熱水器發(fā)生漏電危害用戶甚至致用戶死亡事件頻繁發(fā)生，消費(fèi)者所考慮的已經(jīng)從熱水器的便利性問(wèn)題轉(zhuǎn)向其安全性問(wèn)題，因此對(duì)熱水器性能的改善是目前的首要問(wèn)題。隨著我國(guó)人民所積累的財(cái)富越來(lái)越大，人民在追求物質(zhì)生活和精神生活方面相對(duì)以前有了巨大的心理變化，花樣翻新的智能家用電器逐步進(jìn)入家庭生活的每個(gè)角落，家庭日常生活必需品熱水器的品種更是數(shù)見(jiàn)不鮮，正是在當(dāng)今人民生活質(zhì)量有巨大變化的情況下，本課題選擇基于STC89C51單片機(jī)的電熱水器控制器的設(shè)計(jì)。1.2 課題研究的目的

3、及意義本設(shè)計(jì)是為了滿足用戶安心、便利大眾、安全可靠的需要而設(shè)計(jì)出一款經(jīng)濟(jì)、精準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)控制要求的電路。 (1) 單片機(jī)做為控制核心，即能實(shí)現(xiàn)所要求的目的，又縮小了設(shè)計(jì)的成本，使得到的熱水器安全便利。 (2) 鍵盤(pán)電路的應(yīng)用，可以方便用戶根據(jù)自己的需要調(diào)節(jié)水溫，從而增加了熱水器的可操作性。 (3) 當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)實(shí)施保護(hù)，能有效避免熱水器干燒而發(fā)生意外事故。 (4) 有安全(nqun)保護(hù)(boh)功能(gngnng)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電，使用戶能放心享受沐浴，保證用戶的安全。1.3 國(guó)內(nèi)外研究成果及發(fā)展?fàn)顩r國(guó)外對(duì)智能電熱水器的研發(fā)開(kāi)展的比較早，追溯到19世紀(jì)70年代，那時(shí)在國(guó)外就對(duì)熱水器開(kāi)展研發(fā)，經(jīng)過(guò)

4、100多年的努力，涌現(xiàn)出許多性能優(yōu)良的產(chǎn)品，西門(mén)子智能電熱水器,采用最新的計(jì)算機(jī)控制技術(shù),保證出水溫度恒定，讓用戶可以真正享受到沐浴帶來(lái)的酷爽。西門(mén)子家電集團(tuán)在西門(mén)子電站技術(shù)的防漏電安全技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)了獨(dú)特的德國(guó)安全專家模式功能2，這種模式不但具有正常的防止漏電的功能，而且還能自測(cè)電流是否會(huì)對(duì)人體造成危害，時(shí)刻工作檢測(cè)防漏電系統(tǒng)是否運(yùn)行正常，這使得個(gè)體和電源完全分開(kāi)，防止事故發(fā)生。隨著櫻花電熱水器室內(nèi)信息精確定位系統(tǒng)的應(yīng)用，打破了舊式的只能夠單一時(shí)間段實(shí)現(xiàn)節(jié)能的模式，其工作過(guò)程越來(lái)越人性化，系統(tǒng)可以自主記錄、分析用戶一段時(shí)間(一個(gè)月)的用水量，然后選擇一種相對(duì)節(jié)能的模式為使用者提前備好熱水

5、，實(shí)現(xiàn)了24小時(shí)都可以節(jié)能供水的要求2。先進(jìn)的智能中溫保溫系統(tǒng)，完全填補(bǔ)了舊式的弊端，依據(jù)用戶設(shè)定理想的溫度、外界環(huán)境、所處的季節(jié)等因素的不同，系統(tǒng)會(huì)自主選取最為經(jīng)濟(jì)節(jié)能的保溫狀態(tài)，防止因恒定的中溫保持技術(shù)產(chǎn)生巨大的溫差造成本來(lái)可以避免的浪費(fèi)，并可以減少加熱時(shí)間，徹底實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的功效。我國(guó)對(duì)電熱水器開(kāi)展研發(fā)已經(jīng)比西方發(fā)達(dá)國(guó)家晚了幾十年，20世紀(jì)60年代的熱水器在中國(guó)對(duì)國(guó)人來(lái)說(shuō)屬于聞所未聞的稀有高檔產(chǎn)品，周總理的出國(guó)訪問(wèn)帶回了兩臺(tái)日本生產(chǎn)的燃?xì)鉄崴?，總理希望這一產(chǎn)品在中國(guó)能普及，并多次督促有關(guān)部門(mén)制定熱水器研發(fā)方案。由于種種緣由這一要求一直沒(méi)有被執(zhí)行，20世紀(jì)80年末90年代初歷經(jīng)十余年的努力

6、熱水器終于進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)2。很快熱水器在中國(guó)得到普及，隨著科技的發(fā)展，國(guó)內(nèi)熱水器經(jīng)歷了好幾代的更新，每次更新的產(chǎn)品其性能都有很大提升，在產(chǎn)品使用的便利性和舒適度等方面都有了很大的改良?，F(xiàn)在許多熱水器都具備恒溫保持功能，燃?xì)獠涣鞒鰰r(shí)熱水器會(huì)自動(dòng)停止工作，水量高于設(shè)定值時(shí)會(huì)自動(dòng)泄壓處理，此外還有安全防護(hù)功能，暫時(shí)停氣時(shí)，仍有儲(chǔ)存的熱水可供使用。隨著智能化程度越來(lái)越高，將來(lái)的產(chǎn)品將帶來(lái)更多的益處，然而更加的便利和節(jié)能卻是制造商始終追求目標(biāo)。將來(lái)的產(chǎn)品會(huì)根據(jù)使用者的習(xí)慣提前加熱，方便使用者隨時(shí)享受沐浴，不用時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟中溫保溫模式，系統(tǒng)依據(jù)用戶所設(shè)定的理想目標(biāo)溫度得到可以實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能的保溫溫度，縮小熱水器

7、表里溫差，可大大減少因保溫問(wèn)題而增加的加熱次數(shù)，確實(shí)做到不用拔掉熱水電器插頭卻更省電的功能2。將來(lái)的電熱水器將會(huì)往更加(gnji)的人性化，智能化方向發(fā)展，人們會(huì)感受到熱水器帶來(lái)無(wú)盡(w jn)的便利。1.4 本文內(nèi)容(nirng)安排本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)出在單片機(jī)的控制下電熱水器能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的功能。本次論文一共有五章內(nèi)容，順序如下：第一章為緒論，主要對(duì)熱水器的發(fā)展概況進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。第二章為系統(tǒng)分析，分析出系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)的功能，并依據(jù)相關(guān)要求選擇合適的器件。第三章為系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，主要對(duì)系統(tǒng)原理圖進(jìn)行分模塊設(shè)計(jì)與介紹。第四章講述了單片機(jī)控制下的電熱水器的軟件設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)的工作流程上設(shè)計(jì)和

8、編寫(xiě)相關(guān)程序。第五章為系統(tǒng)在上電運(yùn)行后的測(cè)試結(jié)果與簡(jiǎn)要的分析。2 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)(shj)方案(fng n)便是基于(jy)主體的要求對(duì)系統(tǒng)的硬件電路和軟件程序進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)策劃，并選擇其中最理想的解決方案去實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。硬件設(shè)計(jì)就是通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，了解各獨(dú)立元器件，它包括對(duì)各種元器件的引腳和發(fā)展?fàn)顩r的了解，以及對(duì)各種元器件在具體電路中使用時(shí)具體連接方法的了解，便于設(shè)計(jì)順利進(jìn)行，同時(shí)需要合理規(guī)劃這些元器件的布局，焊接在電路板上時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)空間利用率的最大化。軟件設(shè)計(jì)是通過(guò)編程使得設(shè)計(jì)方案更加的直觀，方面用戶了解系統(tǒng)的具體工作流程。2.1 設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)是制作一套基于單片機(jī)控制的電熱水器控制系統(tǒng)

9、，根據(jù)人的需要讓電熱水器能迅速、穩(wěn)定的達(dá)到所設(shè)置的溫度，以體現(xiàn)本系統(tǒng)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。2.2 總體方案設(shè)計(jì) 具體方案設(shè)計(jì)的思路如下:首先用系統(tǒng)按鍵來(lái)設(shè)定水溫上下限值，然后用溫度傳感器采集實(shí)際的水溫值，通過(guò)采集得到的溫度值與設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較，決定系統(tǒng)的工作過(guò)程。如果采集的實(shí)際水度低于設(shè)定的溫度值，則加熱器會(huì)持續(xù)工作，當(dāng)實(shí)際水溫高于設(shè)定上限溫度時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，加熱器立即暫停工作，通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定的溫度值和溫度傳感器采集的實(shí)際水溫值可以通過(guò)數(shù)碼管直接顯示3。根據(jù)系統(tǒng)功能分析，基于單片機(jī)的電熱水器控制器的設(shè)計(jì)主要包括MCU核心控制模塊，外圍由用戶設(shè)定溫度的按鍵模塊，溫度傳感器溫度采集模塊、電源時(shí)鐘復(fù)位模塊、

10、加熱模塊、LED顯示模塊,報(bào)警電路模塊組成3，其系統(tǒng)總模塊框圖如圖2.1所示。 溫度檢測(cè)按鍵輸入電源單片機(jī)蜂鳴報(bào)警LED顯示加熱控制圖2.1 系統(tǒng)(xtng)模塊圖 (1) 微控制器控制(kngzh)模塊(m kui)微控制器的俗名叫單片機(jī)。它是將計(jì)算機(jī)的CPU、一定容量的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)計(jì)數(shù)器、多種I/O接口和其它一些外圍電路集成在一塊芯片上，形成的芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)3。MCU為控制的核心，整個(gè)系統(tǒng)，以及系統(tǒng)外圍設(shè)備的操作都是由它支配實(shí)現(xiàn)的。 (2) 復(fù)位模塊 初始化單片機(jī)，清除單片機(jī)在上一輪工作里緩存的數(shù)據(jù)與程序，便與單片機(jī)穩(wěn)定工作。 (3) 鍵盤(pán)設(shè)定模塊鍵盤(pán)電路使用主要目的是為了

11、便于操作者設(shè)定和修改所需的溫度。下文有具體溫度設(shè)定的過(guò)程。 (4) 溫度測(cè)量模塊 檢測(cè)溫度模塊，使用溫度傳感器來(lái)采集溫度，采集到的溫度值通過(guò)I/O口發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)控制LED顯示模塊顯示對(duì)應(yīng)溫度。 (5) 加熱模塊當(dāng)溫度傳感器采集到的溫度低于或高于設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)會(huì)控制繼電器工作進(jìn)而控制加熱模塊，啟動(dòng)或停止加熱器。(6) LED顯示模塊系統(tǒng)將溫度(wnd)傳感器檢測(cè)的溫度通過(guò)數(shù)碼管顯示，便于操作者直接觀察水溫的變化。2.3 主要(zhyo)元件介紹(jisho)本課題設(shè)計(jì)中核心元件的是單片機(jī)，所以選用合適的單片機(jī)是設(shè)計(jì)智能電熱水器的關(guān)鍵，最終能否按照操作者的意愿實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能都要看單片機(jī)能否

12、與外設(shè)之間進(jìn)行穩(wěn)定的信息交流。所以本設(shè)計(jì)的當(dāng)務(wù)之急是要根據(jù)系統(tǒng)的控制要求選擇合適的單片機(jī)，然后再根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能要求選擇性能優(yōu)良的其它元器件。2.3.1 STC89C51單片機(jī)單片機(jī)是一種集成 HYPERLINK /view/134362.htm t _blank 電路芯片，是一個(gè)體積很小功能卻相當(dāng)完善的 HYPERLINK /view/1130583.htm t _blank 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)前在電子產(chǎn)品中使用的單片機(jī)數(shù)量和種類都很多，所以對(duì)于單片機(jī)類型的選擇至關(guān)重要。選擇單片機(jī)時(shí)需各個(gè)角度去分析考慮，如單片機(jī)將要應(yīng)用的場(chǎng)合、外界環(huán)境以及單片機(jī)本身存儲(chǔ)器的容量、軟件編寫(xiě)是否簡(jiǎn)單等4。因此，在

13、單片機(jī)芯片在選擇時(shí)需要考慮其是否具備以下主要性能： (1) 集成化度高，體積小，可靠性高 單片機(jī)把功用各異的元件集成在一塊晶體芯片上，具有相當(dāng)高的集成度，在體積上也就小很多。芯片本身是在嚴(yán)格工業(yè)測(cè)試條件要求的條件下研發(fā)的，片內(nèi)元器件排列緊湊，其抗干擾性能比普通的中央處理器要高出很多。單片機(jī)中所有的數(shù)據(jù)和程序等固化在程序存儲(chǔ)器中，很難因受到外界的因素而改變，片內(nèi)存在著眾多信號(hào)通道，故其抗干擾性能極高。 (2) 控制功能強(qiáng) 為了能夠達(dá)到對(duì)目標(biāo)的控制要求，單片機(jī)的指令系統(tǒng)擁有極其豐富的功能5:分支轉(zhuǎn)移功能，輸入/輸出口的邏輯操作和位處理功能，十分適合特殊的控制系統(tǒng)。 (3) 工作電壓低，相應(yīng)的功耗也

14、非常低，易于小體積實(shí)用產(chǎn)品的生產(chǎn) 大多數(shù)單片機(jī)工作電壓僅約為1.8V3.6V，其電流也很小，僅約為幾百微安，所有其功耗很低，產(chǎn)品成型后使用壽命很長(zhǎng)。 (4) 易擴(kuò)展 單片機(jī)本身就是一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，片內(nèi)元器件齊全，片外有大量可供擴(kuò)展的三總線和串行、并行的I/O管腳，易于形成各類形式的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。 (5) 優(yōu)異(yuy)的性價(jià)比 單片機(jī)的性能極高。精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)流水線及數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù)的應(yīng)用(yngyng)，為的是提升單片機(jī)的運(yùn)行速率及效率。因?yàn)?yn wi)目前可應(yīng)用單片機(jī)場(chǎng)合很多，所有市場(chǎng)對(duì)單片機(jī)的需求量很高，各大制造商為了能在當(dāng)今這個(gè)異常激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，迫不得已降

15、低單片機(jī)成本，使其性價(jià)比極大極高5。 考慮到硬件設(shè)計(jì)與軟件方案之間會(huì)相互作用的影響，所以應(yīng)把二者結(jié)合在一起。綜上分析，有以下兩個(gè)方案:方案一:使用STC89C51單片機(jī)作為控制核心，其片內(nèi)有4KB 的程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)空間,512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間，還帶有2KB的EPROM存儲(chǔ)空間，可以和MCS-51系列完全兼容，此單片機(jī)能夠通過(guò)串口下載數(shù)據(jù)。方案二:使用AT89S51，芯片內(nèi)具有4KB的RAM存儲(chǔ)空間，256字節(jié)的ROM存儲(chǔ)空間但是沒(méi)有EPROM存儲(chǔ)空間，其也可以和MCS-51系列單片機(jī)完美兼容。雖然兩款單片機(jī)都能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，但STC89C51與ATS89C51相比價(jià)格更低廉，且下載

16、更容易?？紤]便利且經(jīng)濟(jì)的因素，所以本設(shè)計(jì)選擇STC89C516。其相關(guān)功能如表2.1所示，塑料直插式封裝如圖2.2所示。主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)8KB的可反復(fù)擦寫(xiě)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器32個(gè)雙向輸入輸出接口2048位內(nèi)部程序存儲(chǔ)器3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率為0-24MHz兩個(gè)串行中斷可編程通用異步收發(fā)傳輸器串行通道超低能耗空閑與掉電模式通過(guò)軟件設(shè)定休眠與喚醒功能表2.1 STC89C51主要功能表 圖2.2 STC89C51封裝圖2.3.2 DS18B20傳感器眾所周知傳感器在當(dāng)今的檢測(cè)(jin c)技術(shù)中有著不可撼動(dòng)的重要地位，雖然計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算的能力已經(jīng)十分高超，卻不

17、能對(duì)真實(shí)存在中的非數(shù)字量進(jìn)行處理7。倘若沒(méi)有各式各樣的精準(zhǔn)穩(wěn)定的傳感器對(duì)物理量和模擬量進(jìn)行檢測(cè)，并將檢查結(jié)果傳輸給計(jì)算機(jī)，那計(jì)算機(jī)失去它重要的作用。傳感器可以將非電量(dinling)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏浚賹⒌玫降碾娏窟M(jìn)行信號(hào)放大，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量傳輸給計(jì)算機(jī)，最后通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字量進(jìn)行分析處理。傳感技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)交叉結(jié)合，在自動(dòng)化和信息化技術(shù)領(lǐng)域起重要作用7。各種傳感技術(shù)與微處理(chl)技術(shù)的應(yīng)用可以簡(jiǎn)化不同工業(yè)生產(chǎn)測(cè)量控制和檢測(cè)過(guò)程，可以精確判斷出產(chǎn)品的性能，并第一時(shí)間檢查出存在的危害。由于系統(tǒng)大多會(huì)在相當(dāng)嚴(yán)酷的環(huán)境下在工作，而對(duì)采集目標(biāo)要求卻相當(dāng)高，所以對(duì)性能是否優(yōu)良的傳感器的選用是決定系

18、統(tǒng)是否能完成嚴(yán)格工作要求的關(guān)鍵。DS18B20恰是沿著這種高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、可靠性及安全性極高、研究單片機(jī)測(cè)溫系統(tǒng)等先進(jìn)控制方向快速發(fā)展7，DS18B20作為溫度檢測(cè)設(shè)備在人們的家庭起居和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面早已得到普遍的使用。由達(dá)拉斯公司(n s)制造的 DS18B20溫度傳感器芯片外部配有金屬保護(hù)管封裝，具有高耐磨性，具有各式各樣的封裝組成，其體積小，容易(rngy)使用，適合應(yīng)用在各類狹窄領(lǐng)域的測(cè)溫和監(jiān)控。具備獨(dú)有的單線接口方式，在與CPU相連時(shí)只需要(xyo)一條口線即可達(dá)到雙向通訊功能；其檢測(cè)溫度的范圍為 55125，自身測(cè)量溫度的分辨率可達(dá)到0.5；多個(gè)并聯(lián)使用時(shí)，可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)

19、測(cè)溫功能；工作在直流35V電壓下，使用時(shí)不需借助任何外圍元件8。DS18B20除具備以上特性外還有如下特點(diǎn)： (1) 可以用程序來(lái)完成9到12位的數(shù)字讀數(shù)；(2) 用戶可以設(shè)定不容易變化的報(bào)警限值；(3) 當(dāng)不小心將工作電壓的極性接反時(shí)，自帶系統(tǒng)電路可以使DS18B20不會(huì)因自身的溫度太高而毀壞，芯片將進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)暫停工作；(4) 轉(zhuǎn)換速度相當(dāng)高，在很短時(shí)間內(nèi)就可以完成高位的溫度轉(zhuǎn)換；當(dāng)單線總線上串接多個(gè)DS18B20時(shí)，可以形成多點(diǎn)測(cè)溫的大規(guī)模溫控系統(tǒng)9，其引腳如圖2.3所示。圖2.3 DS18B20引腳圖 2.4 本章(bn zhn)小結(jié) 本章(bn zhn)對(duì)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)需考慮(kol

20、)的因素以及重要元件的選擇做了詳細(xì)的介紹，本系統(tǒng)選性價(jià)比較高的STC89C51和性能穩(wěn)定的DS18B20作為本次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵元件，得到系統(tǒng)的架構(gòu)圖。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)依照本系統(tǒng)(xtng)的總體設(shè)計(jì)方案，對(duì)各電路(dinl)組成部分(z chn b fn)進(jìn)行分模塊設(shè)計(jì)，主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、鍵盤(pán)與顯示電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖3.1所示。電源時(shí)鐘復(fù)位電路DS18B20測(cè)溫電路STC89C51單片機(jī)鍵盤(pán)設(shè)定溫度電路加熱器控制電路數(shù)字顯示電路圖3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)系統(tǒng)的拓展多數(shù)情況下在其小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展的。最小系統(tǒng)指的是單片機(jī)中的一個(gè)真正可用的最

21、小配置系統(tǒng)10。對(duì)于STC89C51單片機(jī)，因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)部帶有ROM，所以只需要在單片機(jī)外部對(duì)應(yīng)引腳上連接一個(gè)時(shí)鐘電路與一個(gè)復(fù)位電路就可以實(shí)現(xiàn)最小系統(tǒng)了，如圖3.2所示。 圖3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)(xtng)電路 在單片機(jī)的引腳XTAL1和XTAL2上對(duì)應(yīng)(duyng)接上微調(diào)電容(dinrng)與晶振，這就行成所謂的時(shí)鐘電路。圖中，用電容C1、C2來(lái)限制振蕩頻率以及協(xié)助振蕩器起振，一般取范圍在20pf60pf的電容，30pf電容值是其具體的典型值。根據(jù)所選用的單片機(jī)類型的不同，晶振的頻率范圍也不同，本系統(tǒng)選用的是頻率是12MHz的晶振。單片機(jī)運(yùn)行前的必要準(zhǔn)備工作就是復(fù)位。當(dāng)單片機(jī)上電工作時(shí)，

22、首先要對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，系統(tǒng)有故障時(shí)也要復(fù)位單片機(jī)，這就需要所用系統(tǒng)的復(fù)位電路必須能做到精準(zhǔn)工作。在本系統(tǒng)里應(yīng)用的是最為容易的上電復(fù)位電路10，即微分電路，由一個(gè)電阻和一個(gè)電容串聯(lián)而成。系統(tǒng)上電時(shí)，電容充電，電容充電的過(guò)程，系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，伴隨著電容充電結(jié)束系統(tǒng)的復(fù)位也結(jié)束了，系統(tǒng)開(kāi)始正常工作。因此，復(fù)位時(shí)間完全是由電阻值和電容值二者決定的。參考目前所使用的大量的復(fù)位電路，并在本系統(tǒng)實(shí)際電路調(diào)試后，最終，電容一選用22uf，電阻用1k的即可10。3.2 鍵盤(pán)設(shè)定與接口顯示電路 在本系統(tǒng)里鍵盤(pán)電路的選用，其主要的目的是為了方便用戶選擇想要的溫度值。12個(gè)按鍵構(gòu)成矩陣鍵盤(pán)，09按鍵用于溫度的輸入和修

23、改。功能鍵，即“*”號(hào)鍵，一鍵多用，按一次功能鍵為“設(shè)定”溫度，此時(shí)進(jìn)入了溫度的設(shè)定模式，再按一次功能鍵為“確認(rèn)”溫度，用于溫度設(shè)定完成后的確定。“#”號(hào)鍵還沒(méi)有進(jìn)行定義，可用其來(lái)作擴(kuò)展模塊。12個(gè)鍵盤(pán)做成3*4的矩陣。設(shè)計(jì)時(shí)將鍵盤(pán)的4根行線與單片機(jī)的P2口的P2.0P2.3相連接，P2.5P2.7則與鍵盤(pán)的3根列線相連接11。 顯示電路的接口顯示有彩屏和數(shù)碼管兩個(gè)選擇，考慮到成本，本系統(tǒng)選擇了 LED數(shù)碼管顯示電路，此數(shù)碼管使用的是4位共陽(yáng)LED數(shù)碼管，其段碼從對(duì)應(yīng)串口輸出11，正常工作時(shí)，系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)三極管使其為數(shù)碼管相應(yīng)的段位供電，這時(shí)只要P0口有數(shù)字顯示代碼的發(fā)送信號(hào)，對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管就會(huì)被點(diǎn)

24、亮，進(jìn)而顯示出對(duì)應(yīng)的數(shù)字，數(shù)碼管顯示電路如圖3.3所示。圖3.3 數(shù)碼管顯示(xinsh)電路3.3 溫度采集(cij)模塊 采用(ciyng)數(shù)字溫度傳感器DS18B20，DS18B20為數(shù)字式溫度傳感器，無(wú)需其他外加電路，直接輸出數(shù)字量，可直接與單片機(jī)通信，讀取測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，電路簡(jiǎn)單。DS18B20與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測(cè)溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式，并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根線，因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。他在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面帶來(lái)了令人滿意的效果1

25、2。3.4 加熱器控制電路該部分在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用日常家庭常用的熱得快來(lái)代替真實(shí)電熱水器中的加熱器，并配合繼電器的使用來(lái)實(shí)現(xiàn)給水加熱的效果，將熱得快中的一根導(dǎo)線剪斷，得到的兩根端子分別與繼電器對(duì)應(yīng)的COM口相連接，構(gòu)成閉合回路，當(dāng)DS18B20采集到的溫度值低于設(shè)定溫度，這時(shí)單片機(jī)的引腳發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)給繼電器，繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，加熱器工作，為水加熱，當(dāng)溫度達(dá)到對(duì)應(yīng)設(shè)定的水溫時(shí)，溫度傳感器會(huì)將這一溫度信號(hào)通過(guò)一系列部件的轉(zhuǎn)換與傳遞，最終到達(dá)單片機(jī)，單片機(jī)控制繼電器停止工作，進(jìn)而控制加熱器停止加熱13，圖3.4為電磁繼電器的具體原理圖。圖3.4 電磁(dinc)繼電器原理圖3.5 報(bào)警(b

26、o jng)電路熱水器一般工作在比較潮濕(chosh)的環(huán)境下，為了確保用戶的安全，所采用的系統(tǒng)必須具有防漏電檢測(cè)功能。在熱水器正常工作時(shí)，流經(jīng)報(bào)警電路對(duì)應(yīng)的磁環(huán)電流的大小相等，方向相反，則磁環(huán)檢測(cè)線圈中不存在因感應(yīng)而產(chǎn)生的電流信號(hào)，漏電檢測(cè)集成電路系統(tǒng)就會(huì)輸出一低電平信號(hào)13，而當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生漏電情況時(shí)，由于流經(jīng)磁環(huán)的電流大小不均衡，因此在磁環(huán)檢測(cè)線圈里會(huì)因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的漏電信號(hào)，此漏電信號(hào)再通過(guò)集成電路的放大，輸出高電平信號(hào)，再由三極管的倒相作用將信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)在判斷得知系統(tǒng)存在漏電情況后，會(huì)立刻讓加熱器暫停工作、保溫和鍵盤(pán)操作也會(huì)被暫停執(zhí)行，結(jié)束本次程序并通過(guò)蜂鳴器發(fā)出連續(xù)的

27、報(bào)警警示。如果發(fā)生漏電保護(hù)和自我檢查不達(dá)標(biāo)的情況，只能通過(guò)切斷電源在修復(fù)故障之后，重新連接電源系統(tǒng)才能恢復(fù)正常工作13，圖3.5為報(bào)警電路原理圖。圖3.5 報(bào)警(bo jng)電路3.6 系統(tǒng)硬件(yn jin)結(jié)構(gòu)原理圖系統(tǒng)的各個(gè)(gg)模塊，在單片機(jī)的聯(lián)通下整合為以完整系統(tǒng)，其具體原理圖如圖3.6所示。圖3.6 系統(tǒng)硬件原理圖3.7 本章小結(jié)本章主要對(duì)基于單片機(jī)的電熱水器控制器設(shè)計(jì)的硬件核心部分，硬件原理圖進(jìn)行分塊詳細(xì)介紹。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)(xtng)的軟件設(shè)計(jì)主要(zhyo)對(duì)包括(boku)主程序，鍵盤(pán)掃描處理子程序，溫度采集程序，定時(shí)器中斷子程序在內(nèi)的四大程序進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。 初始

28、化開(kāi)始清溫度緩存區(qū)輸出顯示溫度鍵盤(pán)掃描處理十進(jìn)制轉(zhuǎn)換調(diào)整啟動(dòng)DS18B20有鍵按下下？延時(shí)YYNN4.1 主程序流程圖 圖4.1 主程序流程圖在主程序圖4.1中，系統(tǒng)上電后進(jìn)行初始化操作，清零當(dāng)前DS18B20中的緩存的溫度值14，使DS18B20接收信號(hào)后工作，同一時(shí)刻檢查是否有按鍵在設(shè)定系統(tǒng)需要的溫度，有就跳至鍵盤(pán)掃描，處理子程序，沒(méi)有則需要等待一定的讀取的延時(shí)時(shí)間，最后將結(jié)果寫(xiě)入數(shù)據(jù)累加器，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換，最終把轉(zhuǎn)換得到的數(shù)值傳輸至數(shù)碼管。4.2 鍵盤(pán)(jinpn)掃描處理子程序當(dāng)系統(tǒng)(xtng)判斷有按鍵被按下的信息(xnx)后，就會(huì)跳轉(zhuǎn)到鍵盤(pán)掃描處理對(duì)應(yīng)子程序，讀取當(dāng)前的按鍵

29、值，讀取按鍵值后，判斷“*”號(hào)鍵是否按下，按下則表示系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入溫度設(shè)定模式，LED會(huì)顯示實(shí)時(shí)溫度值，沒(méi)有則跳回到主程序。一旦進(jìn)入溫度設(shè)定模式，系統(tǒng)就會(huì)對(duì)鍵盤(pán)不停的掃描，判斷當(dāng)前的按鍵值，如果檢測(cè)到的是“*”號(hào)鍵，則說(shuō)明溫度設(shè)置成功，不是則需要更新溫度顯示緩存區(qū)14，具體程序流程圖如圖4.2所示。P2右移掃描行按鍵掃描識(shí)別按鍵值顯示設(shè)定溫度設(shè)定溫度值識(shí)別按鍵值是“*”鍵按鍵放開(kāi)？有無(wú)鍵按下？是否按“*”鍵鍵是“#”鍵送行掃描值P2.3=0消抖延時(shí)P2左移檢測(cè)列返回檢測(cè)有按鍵按下鍵？4行掃描完？3列掃描完？YYYYYYYYNNNNNNNN 圖4.2 鍵盤(pán)掃描處理子程序4.3 溫度傳感器工作(gn

30、gzu)程序(chngx)流程圖(1) 復(fù)位(f wi)：使用前一定要讓DS18B20芯片復(fù)位，復(fù)位即單片機(jī)給溫度傳感器發(fā)送一持續(xù)時(shí)間約480uS的低電平信號(hào)，溫度傳感器接收到低電平信號(hào)后會(huì)響應(yīng)單片機(jī)。 (2) 存在脈沖：DS18B20復(fù)位后，單片機(jī)會(huì)將數(shù)據(jù)單總線提高，目的是為了在后能夠接收到存在脈沖，這樣以后，通信雙方初步完成基本協(xié)議，接著單片機(jī)和DS18B20之間將進(jìn)行通信。倘若出現(xiàn)復(fù)位信號(hào)時(shí)間過(guò)短或單總線的電路開(kāi)路，這兩種情況下的任何一種發(fā)生單片機(jī)都不會(huì)接收到存在脈沖，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要留心意外情況發(fā)生的處理。 (3) 單片機(jī)發(fā)送程序存儲(chǔ)器指令：通信雙方接觸后就將要完成信息的交換，程序存儲(chǔ)

31、器一共有5條指令，單片機(jī)會(huì)于每一工作周期內(nèi)發(fā)送一個(gè)這些指令。程序存儲(chǔ)器指令的長(zhǎng)度為8位，主要目的是就片內(nèi)64位激光程序存儲(chǔ)器實(shí)施控制，判斷一條總線上連接的元器件數(shù)目，并作出適當(dāng)?shù)奶幚?。顯然，一條總線上可以在同一時(shí)刻連接許多元器件，用獨(dú)特的ID號(hào)來(lái)區(qū)分各個(gè)元器件，正常情況下，單總線只連接一個(gè)DS18B20芯片時(shí)能跳過(guò)程序存儲(chǔ)器指令，程序存儲(chǔ)器指令在下文會(huì)有詳細(xì)描述。 (4) 單片機(jī)發(fā)送存儲(chǔ)器操作指令：在程序存儲(chǔ)器指令發(fā)送到DS18B20后，接下來(lái)（連續(xù)工作）就是發(fā)送存儲(chǔ)器操作指令。存儲(chǔ)器操作指令的目的是指引溫度傳感器做出相應(yīng)的動(dòng)作，是芯片控制的核心14。 (5) 數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作指令：每個(gè)存儲(chǔ)器執(zhí)

32、行完指令會(huì)將剛剛的指令或數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫(xiě)，這個(gè)操作過(guò)程需要相應(yīng)的執(zhí)行指令來(lái)確定。如果操作的是溫度轉(zhuǎn)換指令，單片機(jī)需等待500uS的時(shí)間，等待溫度傳感器操作指令結(jié)束。如果執(zhí)行的是數(shù)據(jù)讀寫(xiě)指令，此時(shí)必須要嚴(yán)格按照溫度傳感器的讀寫(xiě)順序來(lái)執(zhí)行。 如果想獲取實(shí)時(shí)溫度值，則需在兩個(gè)工作周期內(nèi)連續(xù)工作兩次，第一個(gè)周期里需要操作的有：復(fù)位、跳讀程序存儲(chǔ)器指令、實(shí)施溫度轉(zhuǎn)換指令。接下來(lái)要在第二個(gè)周期需要執(zhí)行復(fù)位、跳讀程序存儲(chǔ)器、讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、讀數(shù)據(jù)（最長(zhǎng)9bit，可以在操作過(guò)程中暫停讀取，只需讀取一般溫度值時(shí)則讀取前2個(gè)字節(jié)就可完成)等一系列指令14，其具體流程圖如圖4.3所示。讀入溫度值數(shù)據(jù)發(fā)出讀溫度指令寫(xiě)入1

33、8B20延時(shí)返回DS18B20存在？發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換指令DS18B20復(fù)位延時(shí)寫(xiě)入18B20讀溫度前復(fù)位顯示測(cè)溫點(diǎn)位 置開(kāi)始NY圖4.3 DS18B20工作(gngzu)流程圖4.4 定時(shí)器中斷(zhngdun)子程序定時(shí)器會(huì)在每一工作周期(50us)中斷一次，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的將采集到的溫度與設(shè)定的溫度進(jìn)行比較，當(dāng)采集的溫度低于設(shè)定的溫度時(shí)，P3.1口發(fā)送一低電平信號(hào)，加熱器開(kāi)始工作，當(dāng)采集的溫度高于設(shè)定的溫度高時(shí)，對(duì)應(yīng)接口則輸出一高電平信號(hào)，切斷加熱器，具體(jt)程序流程圖如圖4.3所示：入口保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)重設(shè)定時(shí)時(shí)間恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)返回加熱狀態(tài)燈亮加熱器工作加熱狀態(tài)燈滅加熱器停止當(dāng)溫度小于設(shè)定溫度？NY圖4.

34、4 定時(shí)器中斷(zhngdun)子程序4.5 本章(bn zhn)小結(jié)本章完成了對(duì)系統(tǒng)軟件的分析(fnx)以及分模塊設(shè)計(jì)，對(duì)一系列流程圖進(jìn)行分析設(shè)計(jì)與繪制，并且對(duì)主程序與各個(gè)子程序進(jìn)行了簡(jiǎn)要的描述。5 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果與分析電路圖繪制好及對(duì)應(yīng)(duyng)程序?qū)雴纹瑱C(jī)后要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行分析。5.1 仿真軟件(run jin)介紹本次(bn c)仿真使用的是Proteus軟件，它是電路分析實(shí)物仿真系統(tǒng)軟件，可以滿足仿真各種電路的功能要求，并支持各種單片機(jī)的使用，其元器件庫(kù)完整齊全，使用時(shí)簡(jiǎn)單方便，是一款很不錯(cuò)的專業(yè)的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)15，其特點(diǎn)有： (1) 完全滿足本次方案設(shè)計(jì)單片機(jī)仿真使用的要

35、求，與其他仿真軟件相比具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 (2) 具備各種電路組成的模擬系統(tǒng)，元器件庫(kù)十分齊全，可供使用的模擬元器件各式各樣。 (3) 支持的單片機(jī)類型與系列眾多。 Proteus軟件一種可對(duì)單片機(jī)和電路極模擬程序分析的仿真軟件，在一款很實(shí)用的專業(yè)軟件。Keil軟件主要用于程序的編譯， Keil C51在使用時(shí)生成目標(biāo)代碼快，生成的匯編代碼很容易被用戶理解，它一定程度上反映了在大規(guī)模軟件開(kāi)發(fā)時(shí)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)越性15。5.2 Keil仿真程序分析運(yùn)用keil軟件編譯本系統(tǒng)的C語(yǔ)言程序，其在運(yùn)行后的結(jié)果如圖5.1所示，這表明該程序在編譯上沒(méi)有語(yǔ)法上的錯(cuò)誤。將此程序生成*.hex文件后，在Proteus

36、仿真系統(tǒng)界面導(dǎo)入單片機(jī)中，然后即可運(yùn)行調(diào)試仿真。 圖5.1 Keil編譯(biny)C語(yǔ)言(yyn)程序5.3 Proteus仿真(fn zhn)結(jié)果 在Proteus中的系統(tǒng)原理圖中，雙擊圖中的單片機(jī)中，將生成的“水溫.hex”文件導(dǎo)入單片機(jī)中，點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕，接著點(diǎn)擊仿真界面左下角中間的開(kāi)始按鈕，系統(tǒng)進(jìn)行初始化，具體界面如圖5.2所示。圖5.2 仿真初始化程序(chngx)初始化結(jié)束(jish)后，溫度傳感器會(huì)采集當(dāng)前(dngqin)溫度值，仿真時(shí)可以用加減按鈕調(diào)節(jié)所需的溫度數(shù)值，數(shù)碼管會(huì)顯示所設(shè)定的溫度值，例如45.5，其結(jié)果如圖5.3所示。 圖5.3 實(shí)際溫度仿真圖 圖5.4 設(shè)定溫度上

37、限值仿真圖 圖5.5 設(shè)定溫度(wnd)下限仿真圖此時(shí)點(diǎn)擊設(shè)置按鈕，進(jìn)入(jnr)溫度設(shè)定模式，可以通過(guò)按“加”“減”按鍵(n jin)來(lái)設(shè)定電熱水器的上下限溫度值，如上限55，下限39，仿真情況可以如圖5.4，5.5所示。圖5.6 實(shí)際檢測(cè)溫度低于下限溫度仿真圖圖5.7 實(shí)際檢測(cè)(jin c)溫度高于上限溫度仿真圖當(dāng)DS18B20溫度傳感器檢測(cè)溫度低于下線溫度時(shí)，LED紅燈亮起，發(fā)出警報(bào)，如圖5.6所示。當(dāng)檢測(cè)到水溫超過(guò)設(shè)置的上限溫度時(shí)，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。在仿真(fn zhn)圖里可以看出蜂鳴器正在發(fā)出警報(bào)，如圖5.7 所示。用Proteus仿真可將實(shí)物(shw)效果通過(guò)畫(huà)面逼真表現(xiàn)出了來(lái)，從

38、而使用戶可以從系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)了解學(xué)習(xí)系統(tǒng)，極大的提高了單片機(jī)的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率，比實(shí)際硬件系統(tǒng)相比，仿真系統(tǒng)可以縮短系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)間，極大的縮小成本，同時(shí)避免了意外的發(fā)生。5.4 本章小結(jié)本章講述系統(tǒng)的仿真調(diào)試，對(duì)仿真過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的講述。采用Keil配合Proteus的使用，得到系統(tǒng)預(yù)期效果。結(jié) 束 語(yǔ)本設(shè)計(jì)(shj)基于單片機(jī)的電熱水器控制器設(shè)計(jì)，以STC89C51單片機(jī)為控制核心，在溫度傳感器，鍵盤(pán)設(shè)定與LED顯示等一系列外設(shè)模塊的協(xié)調(diào)配合下完成系統(tǒng)(xtng)。系統(tǒng)正常工作時(shí)，可按操作者的需要達(dá)到設(shè)定的水溫，當(dāng)溫度與設(shè)定溫度不同時(shí)，單片機(jī)會(huì)控制加熱器，使水溫達(dá)到目標(biāo)值。這樣的設(shè)計(jì)也普遍使用在

39、現(xiàn)在的家用電熱水器上，給家庭生活帶來(lái)便利。四年對(duì)自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)的接觸(jich)學(xué)習(xí)，我認(rèn)識(shí)到許多所學(xué)專業(yè)課對(duì)我以后的工作有極大的幫助，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)就是一次檢驗(yàn)與考核的過(guò)程，這培養(yǎng)了我查閱文獻(xiàn)的能力和書(shū)面表達(dá)的能力，同時(shí)還提升自己對(duì)待任務(wù)的專注度。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)單片機(jī)相關(guān)知識(shí)有了新的認(rèn)識(shí)，以前上課只是為了考試而學(xué)習(xí)單片機(jī)，覺(jué)得它難，在單片機(jī)上投入的時(shí)間也少之又少，對(duì)單片機(jī)的了解也只是冰山一角，但是這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不得不去面對(duì)自己的弱項(xiàng)，既然學(xué)了單片機(jī)就要會(huì)使用，同學(xué)給我推薦了幾本對(duì)初學(xué)者很有幫助的書(shū)，這使我對(duì)單片機(jī)有了更深一步的了解，知道了小小的一塊單片機(jī)只要有程序可以實(shí)現(xiàn)許多的功能，

40、而且單片機(jī)的性價(jià)比極高，在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用，可以簡(jiǎn)化很多工業(yè)流程，極大的便利了現(xiàn)代控制。單片機(jī)沒(méi)有被歷史淘汰，這說(shuō)明了它有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境存活下來(lái)。從這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我真正的體會(huì)到，一個(gè)人要想取得成功，一定要有吃苦耐勞的工作素養(yǎng)，在焊接實(shí)物的時(shí)候使我深刻體會(huì)到認(rèn)真細(xì)心的重要性，特別是在面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的電路圖時(shí)。專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)也很重要，特別是要能將理論與實(shí)際聯(lián)系在一起，把我們所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的操作中去，要用知識(shí)去改變一切。致 謝 時(shí)間(shjin)不可逆轉(zhuǎn)的向前(xin qin)流逝，不知不覺(jué)(b zh b ju)我就要和我的大學(xué)的學(xué)習(xí)生活說(shuō)聲再見(jiàn)了。一切來(lái)得似乎太快，新生

41、軍訓(xùn)的日子似乎就在不久前，但是現(xiàn)在的我該和過(guò)去說(shuō)聲再見(jiàn)了?；厥淄?，無(wú)數(shù)個(gè)走過(guò)的日子歷歷在目，打開(kāi)抽屜翻開(kāi)泛黃的日記，無(wú)數(shù)畫(huà)面在腦海浮現(xiàn)，心理感慨萬(wàn)千，充滿不舍。四年的大學(xué)生活，我學(xué)到了很多東西，不論是學(xué)習(xí)上還是生活上都較以前有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在這里我要感謝四年里幫助我的人。首先，感謝學(xué)校四年來(lái)對(duì)我的教育培養(yǎng)，為我營(yíng)造了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氛圍，學(xué)習(xí)設(shè)施優(yōu)良，使我倍感自豪的融入其中。其次，感謝我的指導(dǎo)老師馮鈞老師，有了他的諄諄教誨，處處提點(diǎn)，才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期材料以及后期的論文能夠順利的完成。做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，所有自動(dòng)化老師都對(duì)我的畢設(shè)給予了極大的幫助，這為我之后論文與設(shè)計(jì)能夠順利完成消除了不少麻煩

42、，在這里由衷的感謝辛勤的老師們。最后，感謝父母這么多年一直對(duì)我充滿信心，讓我在面對(duì)困難時(shí)沒(méi)有退縮，同時(shí)感謝三位舍友以及朋友對(duì)我極大的幫助。參 考 文 獻(xiàn) 1 姜坪. 商城現(xiàn)代化J. 商業(yè)資訊，2010(6)：34-37. 2 空氣能熱水器周刊J. 制冷(zhlng)快報(bào)，2014(101):1-3. 3 趙君. 基于(jy)8051單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)D. 吉林：吉林大學(xué)，2012. 4 楊丹丹,楊風(fēng),馬慧卿. 基于(jy)單片機(jī)的溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)J. 山西電子技 術(shù)應(yīng)用實(shí)踐,2014,19(3):19-21. 5 R.Tawegoum, R.Teixeira and G.Chassriaux

43、.Simulation of humidity control and greenhouse temperature tracking in a growth chamber using a Passive air conditioning unit J.Control Engineering Practice,2006,8(4):853-861. 6 王海寧. 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的研究D. 安徽:合肥工業(yè)大學(xué),2008 . 7 周景潤(rùn)，郝曉霞. 傳感器與檢測(cè)技術(shù)M. 電子工業(yè)出版社，2009. 8 翟敏煥. 基于單片機(jī)的即熱式電熱水器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)A. 現(xiàn)代計(jì)算 機(jī)，2012. 9 A

44、rtori S，ZHANG G X. Geometric Error Measurement and Compensation of Machines.Annals of the CIRP. 1995 10 何宏. 單片機(jī)原理及接口技術(shù)M. 北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2006. 11 許思達(dá). 基于51單片機(jī)的TFT液晶顯示設(shè)計(jì)J. 電子元器件應(yīng)用, 2010,12(10):38-44. 12 朱智鵬. 基于單片機(jī)溫度采集控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J. 高科技產(chǎn)品研發(fā)， 2014,161(17),27-28. 13 楊欣電子設(shè)計(jì)從零開(kāi)始M. 北京:清華大學(xué)出版社,2005.28-102 . 14 周建春. 基

45、于單片機(jī)和PC串口通信的溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)D. 蘇州大學(xué)， 2010. 15 丁明亮. 51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)與仿真_基于Keil C與ProteusM. 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社，2009.附錄(fl)#include /包含(bohn)頭文件#define uint unsigned int#define uchar unsigned char /宏定義(dngy)sbit SET=P31; /定義調(diào)整鍵sbit DEC=P32; /定義減少鍵sbit ADD=P33; /定義增加鍵sbit BEEP=P36; /定義蜂鳴器sbit ALAM=P17;sbit ALAM1=P14;/定義加

46、熱制冷繼電器sbit DQ=P37; /定義DS18B20總線I/Obit shanshuo_st; /閃爍間隔標(biāo)志bit beep_st; /蜂鳴器間隔標(biāo)志sbit DIAN = P05; /小數(shù)點(diǎn)uchar x=0; /計(jì)數(shù)器signed char m; /溫度值全局變量uchar n; /溫度值全局變量uchar set_st=0; /設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志signed char shangxian=45; /上限報(bào)警溫度，默認(rèn)值為38signed char xiaxian=40; /下限報(bào)警溫度，默認(rèn)值為5/uchar code LEDData=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0

47、 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90,0 xff;uchar code LEDData=0 x5F,0 x44,0 x9D,0 xD5,0 xC6,0 xD3,0 xDB,0 x47,0 xDF,0 xD7,0 xCF,0 xDA,0 x9B,0 xDC,0 x9B,0 x8B; /數(shù)碼管顯示碼表/*18b20延時(shí)子程序*/void Delay_DS18B20(int num) while(num-) ;/*初始化DS18B20*/void Init_DS18B20(void) unsigned char x=0; DQ = 1; /DQ復(fù)位 Delay_DS1

48、8B20(8); /稍做延時(shí) DQ = 0; /單片機(jī)將DQ拉低 Delay_DS18B20(80); /精確(jngqu)延時(shí)，大于480us DQ = 1; /拉高總線(zn xin) Delay_DS18B20(14); x = DQ; /稍做延時(shí)后，如果(rgu)x=0則初始化成功，x=1則初始化失敗 Delay_DS18B20(20);/*讀一個(gè)字節(jié)*/unsigned char Read One Char(void) unsigned char i=0; unsigned char dat = 0; for (i=8;i0;i-)/循環(huán)8次，讀出一個(gè)字節(jié) DQ = 0; / 給脈沖

49、信號(hào) dat=1;/數(shù)據(jù)右移一位 DQ = 1; / 給脈沖信號(hào) if(DQ)/如果該位為1 dat|=0 x80;/將數(shù)據(jù) | 0 x80后，存入dat Delay_DS18B20(4); /延時(shí) return(dat);/返回一字節(jié)數(shù)據(jù)/*寫(xiě)一個(gè)字節(jié)*/void Write One Char(unsigned char dat) unsigned char i=0; for (i=8; i0; i-) /循環(huán)8次，寫(xiě)入一個(gè)字節(jié) DQ = 0; /拉低 DQ = dat&0 x01; /將dat數(shù)據(jù)&0 x01后，送入IO口 Delay_DS18B20(5); /保持一會(huì) DQ = 1; /

50、io口拉高 dat=1; /dat右移一位 /*讀取溫度*/unsigned int Read Temperature(void) unsigned char a=0; unsigned char b=0; unsigned int t=0; float tt=0; Init_DS18B20(); Write One Char(0 xCC); /跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作(cozu) Write One Char(0 x44); /啟動(dòng)溫度(wnd)轉(zhuǎn)換 Init_DS18B20(); Write One Char(0 xCC); /跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作(cozu) Write One Char(0

51、 xBE); /讀取溫度寄存器 a=Read One Char(); /讀低8位 b=Read One Char(); /讀高8位 t=b; /將高8位數(shù)據(jù)存入t t=8; /t左移8位 t=t|a; /將t|a得到一個(gè)16位的溫度數(shù)據(jù) tt=t*0.0625; /一個(gè)最低位代表0.0625C，所以要*0.0625得到實(shí)際溫 度，因?yàn)橛行?shù)運(yùn)算，所以定義的tt是float浮點(diǎn)型變量 t= tt*10+0.5; /放大10倍輸出并四舍五入(將溫度放大10倍可以得到小數(shù)部分) return(t);/返回得到的溫度值/*延時(shí)子程序*/void Delay(uint num) while( -num

52、);/*初始化定時(shí)器0*/void Init Timer(void) TMOD=0 x1; /工作方式1 TH0=0 x3c; TL0=0 xb0; /50ms（晶振12M）/*讀取溫度*/void check_wendu(void) uint a,b,c; c=Read Temperature()-5; /獲取溫度值并減去DS18B20的溫漂誤差 a=c/100; /計(jì)算得到十位數(shù)字 b=c/10-a*10; /計(jì)算得到個(gè)位數(shù)字 m=c/10; /計(jì)算得到整數(shù)位 n=c-a*100-b*10; /計(jì)算得到小數(shù)位 if(m99)m=99;n=9; /設(shè)置溫度顯示上限 /*顯示開(kāi)機(jī)初始化等待畫(huà)面

53、*/void Disp_init(void) P0 = 0 x80; /顯示 P2 = 0 x7F; /依次(yc)打開(kāi)各位 Delay(200); /延時(shí) P2 = 0 xDF; Delay(200); P2 = 0 xF7; Delay(200); P2 = 0 xFD; Delay(200); P2 = 0 xFF; /關(guān)閉(gunb)顯示/*顯示(xinsh)溫度子程序*/void Disp_Temperature(void) /顯示溫度 P0 = 0 x98; /顯示C P2 = 0 x7F; /打開(kāi)位 Delay(400); /延時(shí) P2 = 0 xff; /關(guān)閉顯示 P0=LED

54、Datan; /顯示個(gè)位 P2 = 0 xDF; Delay(400); P2 = 0 xff; /關(guān)閉顯示 P0 =LEDDatam%10; /顯示十位 DIAN = 0; /顯示小數(shù)點(diǎn) P2 = 0 xF7; Delay(400); P2 = 0 xff; /關(guān)閉顯示 P0 =LEDDatam/10; /顯示百位 P2 = 0 xFD; Delay(400); P2 = 0 xff; /關(guān)閉顯示/*顯示報(bào)警溫度子程序*/void Disp_alarm(uchar baojing) P0 =0 x98; /顯示C P2 = 0 x7F;/選中位 Delay(200); P2 = 0 xff; /關(guān)閉顯示 P0 =LEDDatabaojing%10; /顯示十位 P2 = 0 xDF; Delay(200); P2 = 0 xff; /關(guān)閉顯示 P0 =LEDDatabaojing/10; /顯示百位 P2 = 0 xF7; Delay(200); P2 = 0 xff; /關(guān)閉(gunb)顯示 if(set_st=1)P0 =0 xCE; /設(shè)置上限(shngxin)時(shí)顯示H else if(set_st=2)P0 =0 x1A; /設(shè)置下限(xixin)時(shí)顯示L P2 =