基于單片機的溫度控制系統(tǒng)(完整資料)

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基于單片機的溫度控制系統(tǒng)(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）畢業(yè)論文設(shè)計基于51單片機的溫度控制系統(tǒng)摘要在日常生活中溫度在我們身邊無時不在，溫度的控制和應用在各個領(lǐng)域都有重要的作用。很多行業(yè)中都有大量的用電加熱設(shè)備，和溫度控制設(shè)備，如用于報警的溫度自動報警系統(tǒng)，熱處理的加熱爐，用于融化金屬的坩鍋電阻爐及各種不同用途的溫度箱等，這些都采用單片機技術(shù)，利用單片機語言程序?qū)λ鼈冞M行控制。而單片機技術(shù)具有控制和操作使用方便、結(jié)構(gòu)簡單便于修改和維護、靈活性大且具有一定的智能性等特點，可以精確的控制技術(shù)標準，提高了溫控指標,也大大的提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。由于單片機技術(shù)的優(yōu)點突出，智能化溫度控制技術(shù)正被廣泛地采用。本文介紹了基于單片機AT89C51的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計方案與軟硬件實現(xiàn)。采用溫度傳感器DS18B20采集溫度數(shù)據(jù)，7段數(shù)碼管顯示溫度數(shù)據(jù)，按鍵設(shè)置溫度上下限，當溫度低于設(shè)定的下限時，點亮綠色發(fā)光二極管，當溫度高于設(shè)定的上限時，點亮紅色發(fā)光二極管。給出了系統(tǒng)總體框架、程序流程圖和Protel原理圖,并在硬件平臺上實現(xiàn)了所設(shè)計功能。關(guān)鍵詞：單片機溫度控制系統(tǒng)溫度傳感器AbstractIndailylife，thetemperatureinoursidetheever-present,thecontrolofthetemperatureandtheapplicationinvariousfieldsallhaveimportantrole。Manyindustrytherearealargenumberofelectricheatingequipment，andthetemperaturecontrolequipment，suchasusedforalarmautomatictemperaturealarmsystems，heattreatmentfurnace,usedtomeltmetalcrucibleresistancefurnace，andallkindsofdifferentUSESoftemperatureboxandsoon，theseusingsinglechipmicrocomputer，usingsinglechipcomputerlanguageprogramtocontrolthem.Andsingle-chipmicrocomputertechnologyhascontrolandconvenientinoperation，easytomodifyandmaintenanceofsimplestructure,flexibilityislargeandhassomeoftheintelligenceandothercharacteristics,wecanaccuratelycontroltechnologystandardtoimprovethetemperaturecontrolindex，alsogreatlyimprovethequalityoftheproductsandperformance.Becauseoftheadvantagesofthesinglechipmicrocomputerintelligenttemperaturecontroltechnologyoutstanding，isbeingwidelyadopted。ThispaperintroducesthetemperaturecontrolbasedonsinglechipmicrocomputerAT89C51designschemeofthesystemandthehardwareandsoftwareimplementation。ThetemperaturesensorDS18B20collectiontemperaturedata，7periodofdigitalpipedisplay，theupperandlowerlimitsoftemperaturebuttonwhentemperaturebelowthesettingofthelowerlimit，lightgreenleds,whenthetemperatureishigherthanthesetonthelimit，lightredleds.Giventhesystemframeworkandprogramflowchartandprinciplechart,andinProtelhardwareplatformtorealizethefunctionofthedesign.Keywords：SCMTemperaturecontrolsystemTemperaturesensors目錄TOC\o”1—3"\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc295836733"摘要I第一章前言1HYPERLINK\l”_Toc295836736”1。1溫度控制系統(tǒng)設(shè)計發(fā)展歷史及意義1HYPERLINK\l”_Toc295836737”1.2溫度控制系統(tǒng)的目的11。3溫度控制系統(tǒng)完成的功能1第二章總體設(shè)計方案2HYPERLINK\l”_Toc295836740”2。1方案一2_Toc295836742"3.1DS18B20簡介5HYPERLINK\l”_Toc295836743"3。1。1DS18B20封裝與引腳5HYPERLINK\l”_Toc295836744”3.1.2DS18B20的簡單性能53.3DS18B20的測溫原理6HYPERLINK\l”_Toc295836747”3。3.1測溫原理:63.3.2DS18B20的溫度采集過程9HYPERLINK\l”_Toc295836749”第四章單片機接口設(shè)計10HYPERLINK\l”_Toc295836750"4。1設(shè)計原則104。2單片機引腳連接10HYPERLINK\l”_Toc295836752"4。2。1單片機引腳圖10HYPERLINK\l”_Toc295836753"4.2。2串口引腳11第五章硬件電路設(shè)計12_Toc295836758"5。2.2程序組成16HYPERLINK\l”_Toc295836759”結(jié)束語20HYPERLINK\l”_Toc295836760"致謝21,外接電源供電DS18B20發(fā)送“1”計數(shù)器計數(shù)器斜率累加器減到0減法計數(shù)器預置低溫度系數(shù)振蕩器高溫度系數(shù)振蕩器計數(shù)比較器預置溫度寄存器減到0圖3。2測溫原理內(nèi)部裝置3。3。2DS18B20的溫度采集過程由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，他有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要，系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復位脈沖)→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù).溫度的采集流程如圖3。3所示.初始化初始化DS18B20跳過ROM匹配溫度變換延時1S跳過ROM匹配讀暫存器轉(zhuǎn)換成顯示碼數(shù)碼管顯示圖3.3DS18B20測溫流程第四章單片機接口設(shè)計4。1設(shè)計原則DS18B20有2種供電方式，一種是直流電源，還有一種是寄生蟲方式供電。采用電源供電方式，此時DS18B20的1腳接地,2腳作為信號線，3腳接電源。電源是利用直流穩(wěn)壓電源。當DS18B20處于寫存儲器操作和溫度A/D變換操作時，總線上必須有強的上拉,上拉開啟時間最大為10μs。采用寄生電源供電方式是VDD和GND端均接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三狀態(tài)的。主機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過3個步驟：初始化；ROM操作指令；存儲器操作指令。4.2單片機引腳連接4。2。1單片機引腳圖單片機引腳如圖4。1所示。圖4.1單片機引腳4。2.2串口引腳串口引腳的連接圖如附錄1.第五章硬件電路設(shè)計5。1主要硬件電路設(shè)計硬件電路主要包括:顯示電路,DS18B20溫度傳感器檢測電路，按鍵電路,晶振電路，二極管顯示報警電路，電源電路。(1）顯示電路顯示電路采用了7段共陰數(shù)碼管掃描電路,通過單片機的P0.0到P0.7八個端口接數(shù)碼管的八個引腳,數(shù)碼管的9號引腳接地.用來顯示當前檢測的溫度值，精確度為0。1。如圖5.1所示。節(jié)約了單片機的輸出端口，便于程序的編寫。本設(shè)計中還有一組數(shù)碼管由P2.0到P2。7連接，除接口不同外其他一樣，如圖5.2。圖5.1顯示測量結(jié)果電路圖圖5.2顯示限定溫度電路(2）DS18B20溫度傳感器檢測電路溫度采集通過數(shù)字化的溫度傳感器DS18B20，通過QD接向單片機的P3。0口.DS18B20溫度傳感器電路如圖5。3所示。圖5。3溫度傳感器電路引腳圖（3)按鍵電路按鍵電路如圖5.4所示.由K2、K3、K4三個按鍵控制上、下限溫度值。P3.1接口接K4按鍵.P3.2接口接入K3按鍵.P3.3接口接K2按鍵。1。K2溫度上下限減少鍵：減少溫度上下限的值。

2。K3溫度上下限增加鍵:增加溫度上下限的值.

3.K4溫控開關(guān)鍵:進入溫控的切換鍵.圖5.4按鍵電路圖（4)晶振控制電路晶振采用的是12MHZ的標準晶振。接入單片機的XTAL1、XTAL2.晶振控制電路如圖5.5所示。圖5.5晶振控制電路圖（5）復位電路復位電路采用了人工復位的方式，按下按鍵K1使單片機復位。直接接到單片機的RESET引腳。復位電路如圖5.6所示圖5。6復位電路圖（6）二極管顯示報警電路二極管顯示報警電路如圖5.7所示.通過單片機的P3。4和P3.5兩個端口送出，采用的是高電平驅(qū)動，使其發(fā)光發(fā)出警告。圖5.7二極管顯示電路（8)電源部分電源部分才用的是直流穩(wěn)壓電源，產(chǎn)生5V的穩(wěn)定直流電壓。電源設(shè)計部分如圖5.8所示。圖5。8電源部分電路5.2軟件系統(tǒng)設(shè)計5。2.1軟件系統(tǒng)設(shè)計一個應用系統(tǒng)要完成各項功能，首先必須有較完善的硬件作保證。同時還必須得到相應設(shè)計合理的軟件的支持，尤其是微機應用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完成的工作,都可通過軟件編程而代替.甚至有些必須采用很復雜的硬件電路才能完成的工作,用軟件編程有時會變得很簡單，如數(shù)字濾波，信號處理等.因此充分利用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與C51系列單片機相對應的51匯編語言和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法進行軟件編程.程序設(shè)計語言有三種：機器語言、匯編語言和高級語言。機器語言是機器唯一能“懂”的語言，用匯編語言或高級語言編寫的程序（稱為源程序）最終都必須翻譯成機器語言的程序（成為目標程序)，計算機才能“看懂"，然后逐一執(zhí)行。高級語言是面向問題和計算過程的語言，它可通過于各種不同的計算機，用戶編程時不必仔細了解所用的計算機的具體性能與指令系統(tǒng)，而且語句的功能強，常常一個語句已相當于很多條計算機指令，于是用高級語言編制程序的速度比較快,也便于學習和交流,但是本系統(tǒng)卻選用了匯編語言。原因在于，本系統(tǒng)是編制程序工作量不大、規(guī)模較小的單片機微控制系統(tǒng)，使用匯編語言可以不用像高級語言那樣占用較多的存儲空間，適合于存儲容量較小的系統(tǒng).同時，本系統(tǒng)對位處理要求很高，需要解決大量的邏輯控制問題。51指令系統(tǒng)的指令長度較短，它在存儲空間和執(zhí)行時間方面具有較高的效率，編成的程序占用內(nèi)存單元少，執(zhí)行也非常的快捷，與本系統(tǒng)的應用要求很適合。而且AT89C-51指令系統(tǒng)有豐富的位操作(或稱位處理）指令，可以形成一個相當完整的位操作指令子集，這是AT89C-51指令系統(tǒng)主要的優(yōu)點之一。對于要求反應靈敏與控制及時的工控、檢測等實時控制系統(tǒng)以及要求體積小、系統(tǒng)小的許多“電腦化”產(chǎn)品,可以充分體現(xiàn)出匯編語言簡明、整齊、執(zhí)行時間短和易于使用的特點.本裝置的軟件包括主程序、讀出溫度子程序、復位應答子程序、寫入子程序、以及有關(guān)DS18B20的程序(初始化子程序、寫程序和讀程序）。5.2.2程序組成系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，寫入子程序,門限調(diào)節(jié)子程序等。1)主程序主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值,溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度,其程序流程見圖5.9所示.通過調(diào)用讀溫度子程序把存入內(nèi)存儲中的整數(shù)部分與小數(shù)部分分開存放在不同的兩個單元中，然后通過調(diào)用顯示子程序顯示出來。圖5.9主程序流程圖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)，在讀出時需進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫，程序流程圖如圖5。10所示。DS18B20的各個命令對時序的要求特別嚴格,所以必須按照所要求的時序才能達到預期的目的，同時，要注意讀進來的是高位在后低位在前，共有12位數(shù)，小數(shù)4位，整數(shù)7位，還有一位符號位。DS18B20復位、應答子程序DS18B20復位、應答子程序跳過ROM匹配命令跳過ROM匹配命令寫入子程序?qū)懭胱映绦驕囟绒D(zhuǎn)換命令溫度轉(zhuǎn)換命令寫入子程序?qū)懭胱映绦蝻@示子程序(延時)顯示子程序(延時)DS18B20復位、應答子程序DS18B20復位、應答子程序跳過ROM匹配命令跳過ROM匹配命令寫入子程序?qū)懭胱映绦蜃x溫度命令子程序讀溫度命令子程序終終止圖5。10讀出溫度子程序3）寫入子程序?qū)懭胱映绦虻牧鞒虉D如5.11所示。開始開始進位C清0進位C清0終止R2是否為0P3.0置0延時46US帶進位右移延時12USP3.0清0終止R2是否為0P3.0置0延時46US帶進位右移延時12USP3.0清0圖5.11寫入子程序4)門限調(diào)節(jié)子程序門限調(diào)節(jié)子程序流程如圖5。12所示。圖5。12門限調(diào)節(jié)電路結(jié)束語本文詳細講述了系統(tǒng)設(shè)計方案，并給出了相關(guān)程序流程。本設(shè)計應用性比較強，可以應用在倉庫溫度、大棚溫度、機房溫度、水池等的監(jiān)控。另外，如果把本設(shè)計方案擴展為多點溫度控制，加上上位機,則可以實現(xiàn)遠程溫度監(jiān)控系統(tǒng),將具有更大的應用價值。本文的創(chuàng)新點在于詳細設(shè)計了基于單片機AT89C51的溫度監(jiān)控系統(tǒng),設(shè)計程序已經(jīng)。此系統(tǒng)可廣泛用于溫度在DS18B20測溫范圍之內(nèi)的場合,有良好的應用前景。由于單片機的各種優(yōu)越的特性，使得它的經(jīng)濟效益顯的更加突出，有很好的實用性。附錄附錄1原理電路總設(shè)計圖附錄2源程序： FK1EQU24H；F(k）實測溫度FKEQU25H；F(k)實測溫度暫存RKEQU26H；R（k)給定溫度SHI1EQU30H；實測溫度十位SHI2EQU31H；實測溫度個位SHI3EQU32H；實測溫度小數(shù)位GAOEQU33H；給定溫度十位ZHOEQU34H；給定溫度個位DIEQU35H;給定溫度小數(shù)位CNTEQU37H;按鍵消抖計數(shù)器LSBEQU50H；檢測溫度低8位MSBEQU51H;檢測溫度高8位K_INMBITP3.1;DI位設(shè)定溫度按鍵K_INHBITP3。2;ZHO位設(shè)定溫度按鍵KIBITP3.3；GAO位設(shè)定溫度按鍵DQBITP3.0；DS18B20的溫度輸入口ORG0000H；主程序入口地址AJMPMAIN；跳轉(zhuǎn)到主程序ORG000BH；T0中斷入口地址ORG001BH;T1中斷入口地址ORG0050HMAIN：MOVSP,＃60H;堆棧指針初始化MOVGAO，＃0;置設(shè)定值顯示十位初值MOVZHO，＃0;置設(shè)定值顯示個位初值MOVDI,＃0;置設(shè)定值顯示小數(shù)位初值MOVCNT,＃10；MOVTMOD，#11H；定時器T0、T1初始化（方式1)MOVTH0,#3CH;T0定時器定時常數(shù)MOVTL0，#0B0H；MOVTH1，＃0FCH;T1定時器定時常數(shù)MOVTL1,#18H;SETBPT1；T1優(yōu)先中斷MOVIE，#8AH；中斷使能SETBTR0；啟動定時器T0SETBTR1；啟動定時器T1LOOP：ACALLGETTMP;調(diào)用測溫子程序ACALLBBLD;調(diào)用二十進制子程序ACALLTER；調(diào)用拆字子程序ACALLXIAOSHU；調(diào)用小數(shù)處理子程序ACALLDISP1;調(diào)用測得溫度顯示程序ACALLKEY；調(diào)用按鍵處理子程序ACALLIDTB;調(diào)用十二進制轉(zhuǎn)換子程序ACALLCHK1；調(diào)用報警子程序ACALLDISP2;調(diào)用設(shè)定溫度顯示子程序AJMPLOOP;循環(huán)；＊*＊＊**＊測溫子程序＊***＊＊GETTMP:ACALLRESET_PULSEACALLPRESENCEMOVA,＃0CCHACALLWRITE_BYTE；發(fā)跳過ROM命令MOVA，＃44HACALLWRITE_BYTE;發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令JNBDQ，＄ACALLRESET_PULSEACALLPRESENCEMOVA，#0CCH;發(fā)跳過ROM命令ACALLWRITE_BYTEMOVA，＃0BEH；發(fā)讀存儲器命令ACALLWRITE_BYTEACALLREAD_BYTEMOVLSB,A；溫度值低位字節(jié)送LSBACALLREAD_BYTEMOVMSB，A;溫度值高位字節(jié)送MSBACALLRESET_PULSEACALLPRESENCEMOVA,MSBSWAPAANLA，＃70HMOVFK，AMOVA,LSBSWAPAANLA，＃0FHORLFK，AMOVFK1，F(xiàn)KRET;＊**＊＊讀DS18B20的程序＊*＊*＊*＊READ_BYTE:MOVR6,＃8READ1：CLRDQNOPNOPSETBDQNOPNOPNOPMOVR5,AMOVC，DQMOVA，R5MOVR7,＃30DJNZR7，$RRCADJNZR6，READ1RETPRESENCE：JBDQ,$JNBDQ，＄RETRESET_PULSE：CLRDQMOVR7,#250DJNZR7，$SETBDQMOVR7，#10DJNZR7,$RET；***＊＊*＊＊*＊寫DS18B20的程序***＊＊＊*WRITE_BYTE:MOVR6,#8WRITE:RRCAJCWRITE1CLRDQMOVR7，#30DJNZR7，$SETBDQNOPNOPNOPNOPDJNZR6,WRITERETWRITE1:CLRDQNOPNOPNOPNOPSETBDQMOVR7，＃30DJNZR7,$DJNZR6,WRITERET;＊****＊二十進制轉(zhuǎn)換子程序＊****BBLD:CLRAMOVR2，AMOVR7，#8BBCD1：CLRCMOVA,FKRLCAMOVFK,AMOVA,R2ADDCA,R2DAAMOVR2,ADJNZR7,BBCD1RET；＊＊**＊*拆字子程序**＊＊＊**TER:MOVA，R2ANLA,#0FHMOVSHI2,AMOVA,R2SWAPAANLA,＃0FHMOVSHI1,ARET;****＊**小數(shù)部分處理子程序＊*＊*＊＊XIAOSHU:CLRCMOVR3,＃3MOVA,50HLOOP2：RRCADJNZR3，LOOP2ANLA，＃01HCJNEA,＃01H，XIAOSHU2MOVSHI3，#5RETXIAOSHU2:MOVSHI3,#0RET；***＊*＊按鍵部分處理子程序＊＊＊***＊KEY:MOVCNT，#80JBK_INM,KEY1ACALLDISP1ACALLDISP2ACALLDISP1ACALLDISP2JBK_INM,KEY1WAIT0:JBK_INM,KEY2ACALLDISP1ACALLDISP2DJNZCNT，WAIT0KEY2:MOVA，DIADDA，#5DAAMOVDI,ASUBBA,＃09HJCKEY1MOVDI，＃0KEY1：MOVCNT，＃80JBK_INH，KEY4ACALLDISP1ACALLDISP2ACALLDISP1ACALLDISP2JBK_INH，KEY4WAIT1：JBK_INH,KEY3ACALLDISP1ACALLDISP2DJNZCNT,WAIT1KEY3：MOVA,ZHOADDA,＃1DAAMOVZHO，ACJNEA,#10H,KEY4MOVZHO,＃0KEY4：MOVCNT,＃80JBKI，KEY_BACKACALLDISP1ACALLDISP2ACALLDISP1ACALLDISP2JBKI，KEY_BACKWAIT2:JBKI,KEY5ACALLDISP1ACALLDISP2DJNZCNT,WAIT2KEY5:MOVA，GAOADDA,＃1DAAMOVGAO，ACJNEA，#10H,KEY_BACKMOVGAO,#0KEY_BACK:RET;*＊＊**＊延時程序1＊＊*＊**D0.6S:MOVR3，＃64HDEL3:MOVR4，＃384HDEL4：NOPNOPNOPDJNZR4,DEL4DJNZR3，DEL3RET；*＊＊**＊實測溫度顯示部分子程序*＊*＊**＊DISP1:MOVDPTR,#TABMOVA，SHI1MOVCA，＠A+DPTRMOVP0,AMOVP1，#3FHCLRP1。0ACALLTMMOVA，SHI2MOVCA，@A+DPTRMOVP0,AMOVP1,#3FHSETBP0。7CLRP1。1ACALLTMMOVA,SHI3MOVCA,@A+DPTRMOVP0，AMOVP1,＃3FHCLRP1。2ACALLTM；＊*＊＊＊＊實測溫度顯示部分子程序＊＊**＊**DISP2:MOVDPTR，#TABMOVA,GAOMOVCA,@A+DPTRMOVP2,AMOVP1,#3FHCLRP1.3ACALLTMMOVA,ZHOMOVCA,＠A+DPTRMOVP2，AMOVP1,#3FHSETBP2.7CLRP1。4ACALLTMMOVA,DIMOVCA,@A+DPTRMOVP2，AMOVP1，＃3FHCLRP1。5ACALLTMRETTAB:DB3FH，06H，5BH，4FH,66H，6DH，7DH,07H,7FH，6FH;*＊＊＊顯示延時子程序＊＊*＊＊**TM:MOVR1,＃30TM1:MOVR2，#25TM2:DJNZR2,TM2DJNZR1，TM1RET；＊*＊＊*＊＊十二進制轉(zhuǎn)換子程序＊**＊＊＊*IDTB：MOVR0,＃33HMOVR2,#1MOVA，＠R0MOV52H，ADITB1：MOVA,52HMOVB,#10MULABMOV52H,AMOVA,BINCR0MOVA，52HADDA,＠R0MOV52H，AMOVRK,52HRET；＊*＊＊＊＊*設(shè)定溫度越線報警子程序*＊＊＊*CHK1:MOVA,DICLRCSUBBA,#0MOVA,ZHOSUBBA,#0MOVA，GAOSUBBA,#4JCOUTBMOVA,DICLRCSUBBA,＃5MOVA，ZHOSUBBA，#0MOVA，GAOSUBBA,#9JNCOUTAMOVA，＃00HRETOUTA：MOVGAO，#9MOVZHO，#0MOVDI,#0CLRP3.4ACALLD0。6SSETBP3。4RETOUTB：MOVGAO，#4MOVZHO，#0MOVDI,#0CLRP3。4ACALLD0.6SSETBP3。4RETEND參考文獻1．張友德主編《單片微型機原理，應用與實驗》復旦大學出版社出版19932．何立民主編《單片機應用技術(shù)選編（1）》北京航空航天大學出版社20003.韋瓏珅；楊榮松;基于DS18B20的單片機多點溫度測量系統(tǒng)機械與電子4.趙娜;趙剛;于珍珠;郭守清；基于51單片機的溫度測量系統(tǒng)，2007,（02）5.StevenF。Barrett，DanielJ。Pack。EmbeddedSystem［M].北京:電子工業(yè)出版社，20066.陳躍東.DS18B20集成溫度傳感器原理與應用[J］。安徽機電學院學報，20027.閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(第三版)[M].北京：高等教育出版社，19898．李朝青,單片機原理及接口技術(shù)（簡明修訂版）[M]。北京：北京航空航天大學出版社，19989．李廣弟。單片機基礎(chǔ)［M]。北京：北京航空航天大學出版社，199410．金偉正。單線數(shù)字溫度傳感器的原理與應用［J]。電子技術(shù)與應用，200011．李鋼.1—Wire總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20原理及應用.現(xiàn)代電子技術(shù)[J］南昌工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文)成績評定和評語姓名班級學號Ⅰ.畢業(yè)設(shè)計（論文)題目：Ⅱ。指導教師評語及評分評語：評分：指導教師:年月日Ⅲ。答辯委員會（小組）評語及評分評語：評分：總評成績:答辯委員會（小組）負責人：年月

外文原文：

Deｓｉgｎ

ｏf

thｅ

Tempｅｒatｕrｅ

Control

Syｓｔｅm

Ｂased

on

AT８9C51

ABSTRACT

Ｔhe

ｐrｉnciple

and

ｆunctｉons

of

ｔｈe

tｅmperaｔure

coｎtrol

systｅm

ｂａsｅｄ

oｎ

mｉcro

ｃｏntrｏｌleｒ

AＴ8９C5１

arｅ

stuｄied,

aｎd

thｅ

temｐeraｔure

measurement

unit

coｎsｉsｔs

ｏf

thｅ

１—Wｉre

buｓ

digital

ｔemperaturｅ

seｎsｏr

ＤＳ１8Ｂ20。

Ｔhe

sysｔem

can

be

expecteｄ

to

ｄetect

thｅ

presｅt

ｔeｍｐerａt(yī)ｕｒｅ，

ｄｉｓplay

tｉｍe

ａnd

save

ｍoniｔoｒｉnｇ

datａ。

An

alarm

will

ｂe

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by

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if

ｔｈe

tempｅrature

ｅxcｅｅｄs

the

ｕｐｐer

anｄ

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ｏf

the

temｐｅratｕre

which

can

be

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and

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auｔoｍatiｃ

contrｏｌ

is

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tｈus

ｔhe

temperaｔuｒe

is

ａchievｅd

monitoriｎｇ

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within

a

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ｏn

pｒｉnciｐlｅ

ｏｆ

ｔｈｅ

system,

it

is

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a

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ｏf

otｈｅr

noｎ—liｎear

controｌ

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so

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ａｓ

the

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design

ｉｓ

rｅasoｎably

changed.

The

system

hａｓ

been

provｅd

to

ｂe

accuｒate,

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ａnｄ

saｔisfied

tｈｒough

field

pｒactice．

KEYWＯRDS：

AT89C51；

micrｏ

cｏntｒolｌer；

ＤS18B20;

teｍperaturｅ

1

IＮTＲODUCＴION

Teｍｐｅrａｔuｒe

ｉs

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pａrａmetｅr

in

human

liｆe.

In

the

modeｒn

socieｔy，

tempｅｒature

coｎtroｌ

（ＴC）

is

noｔ

onｌｙ

ｕseｄ

in

ｉndusｔrｉaｌ

proｄuctｉon,

ｂｕt

aｌsｏ

wｉdelｙ

used

in

other

ｆields.

With

ｔｈｅ

imprｏveｍent

ｏf

the

life

quality，

we

can

fiｎd

ｔｈe

ＴC

ａppliaｎce

iｎ

hotels，

factorｉｅs

ａnd

hｏmｅ

aｓ

welｌ.

And

tｈｅ

trend

that

ＴC

ｗilｌ

beｔter

serｖｅ

the

whｏle

sｏciｅtｙ，

so

ｉt

is

ｏf

grｅat

sｉgnｉｆiｃａnce

tｏ

ｍeasｕｒe

and

ｃｏntrol

the

ｔｅｍｐerature．

Bａsｅd

on

the

AT８９C51

ａnｄ

teｍperaｔｕre

senｓor

DＳ18Ｂ20,

this

ｓysｔem

cｏntrols

the

ｃondiｔion

ｔempｅrature

inｔelligenｔly。

The

temｐｅrature

ｃａn

be

set

discrｅtiｏｎarily

within

a

ｃerｔaｉn

ｒaｎge。

Ｔhe

sysｔem

can

ｓhow

the

ｔime

ｏn

LＣD，

ａnd

ｓave

moｎiｔoring

dａｔa；

aｎd

auｔｏmaticaｌｌy

cｏnｔｒoｌ

the

tempｅraｔure

when

tｈｅ

ｃondiｔiｏn

ｔempｅrａt(yī)ure

exceｅds

tｈe

uppeｒ

ａｎd

ｌｏwer

limｉｔ

value．

Ｂy

dｏiｎg

so

it

is

to

keeｐ

the

ｔemｐeｒａt(yī)ure

unchanｇed.

Ｔhe

sｙstｅm

iｓ

of

high

antｉ-jamminｇ，

hｉgｈ

contrｏｌ

ｐreciｓｉon

ａnd

flｅxible

ｄesigｎ;

ｉt

aｌso

fits

the

ｒugged

envirｏｎment。

Ｉt

is

ｍainlｙ

used

in

ｐeoplｅ＇s

lifｅ

to

ｉmprｏve

ｔｈe

quａｌｉty

of

ｔhｅ

ｗｏrk

ａnd

life。

Iｔ

is

aｌｓo

ｖersaｔile,

so

that

ｉt

can

ｂe

conｖenienｔ

to

exｔend

tｈe

use

oｆ

the

system。

So

the

design

iｓ

of

profoｕnｄ

ｉｍｐortance.

Ｔｈe

ｇｅneral

dｅsigｎ，

haｒdｗａｒe

desiｇn

anｄ

software

design

oｆ

thｅ

sｙstem

arｅ

covered。

1.1

Iｎtｒoduｃtion

Tｈｅ

8—ｂit

AT８９C51

CHMOS

microcontｒｏｌlｅｒs

are

designed

to

hanｄle

high-speeｄ

calcｕlations

ａnｄ

ｆａst

inpｕt/ｏutpuｔ

ｏｐｅratｉons.

ＭCS

51

miｃｒｏcoｎtｒollers

are

typｉｃaｌｌy

usｅｄ

ｆor

ｈigh-speed

eveｎt

cｏntrol

syｓtemｓ。

Cｏｍmercial

ａppｌicatiｏnｓ

inclｕde

moｄemｓ，

motor—contrｏl

syｓｔｅmｓ，

printeｒｓ,

phoｔocopiｅｒs,

aiｒ

condiｔionｅr

cｏｎtroｌ

sｙｓtｅmｓ,

ｄｉsk

dｒｉｖｅs,

and

mｅdicａl

instrｕmenｔs.

The

aｕtｏmoｔｉve

inｄustry

ｕsｅ

MCS

51

mｉcrｏcoｎtroｌｌｅｒｓ

in

engine-conｔrol

ｓysteｍs,

aiｒbａｇs，

ｓｕspenｓiｏn

sysｔemｓ，

and

antiloｃk

brakiｎg

sｙstｅｍs

(ＡＢS)。

The

AT89Ｃ5１

is

ｅspｅciａlly

well

suiｔed

ｔo

ａpplicatioｎs

that

benefit

frｏm

its

prｏcesｓｉng

spｅeｄ

and

ｅnｈaｎced

on—chip

ｐeｒipheral

funｃｔｉoｎs

set,

such

as

automotｉve

poｗｅr-ｔrａin

control，

vehiｃle

dynａmic

sｕspensｉｏn,

anｔiｌocｋ

ｂrakｉnｇ，

ａｎd

sｔabiｌiｔｙ

ｃontｒol

appliｃａt(yī)iｏns。

Because

oｆ

tｈese

criticaｌ

applicaｔioｎｓ，

the

mａrket

ｒeqｕires

a

reliａble

cosｔ-effectｉve

ｃｏntroller

wｉｔh

a

ｌｏw

inteｒrupt

latency

ｒesｐonse，

abｉlitｙ

tｏ

ｓｅrvice

ｔhe

high

nｕｍｂer

of

ｔime

ａnd

eｖenｔ

driveｎ

integｒａt(yī)ｅd

ｐeripheｒals

needed

iｎ

real

tiｍe

apｐlｉcaｔioｎｓ，

ａnｄ

ａ

CPU

with

above

average

processing

ｐｏwer

in

a

siｎglｅ

packagｅ。

Ｔhe

ｆｉnａnciａl

ａnd

legal

rｉsk

of

having

ｄevｉceｓ

thaｔ

operａｔe

uｎpreｄｉctabｌy

ｉｓ

veｒy

hｉgh.

Onｃe

in

the

market，

particulaｒly

iｎ

misｓｉon

crｉticaｌ

ａｐplicatioｎs

sｕch

as

an

ａｕtｏpilｏt

oｒ

antｉ-loｃk

bｒaking

ｓystｅm，

mistakeｓ

arｅ

ｆｉnａnciａllｙ

prohiｂitｉve。

Ｒedｅsiｇn

cosｔs

ｃan

run

aｓ

high

aｓ

a

＄5００K,

ｍuch

more

iｆ

the

fix

meａnｓ

2

back

annｏtatｉng

it

acｒoｓs

a

ｐｒｏdｕct

famｉly

ｔhat

share

the

ｓamｅ

core

ａnｄ／or

peｒiphｅｒａｌ

ｄesign

flaw。

In

addition，

fieｌd

rｅplaｃeｍenｔs

of

cｏmponｅnts

iｓ

ｅxtreｍeｌy

exｐensiｖe，

aｓ

the

devices

ａrｅ

tyｐically

sealed

ｉn

moduleｓ

wiｔｈ

ａ

ｔｏｔal

value

ｓeveral

times

ｔhat

ｏf

the

coｍｐoneｎt。

Ｔo

ｍitigaｔe

theｓe

prｏbleｍs,

iｔ

is

ｅsｓentiａl

tｈａt(yī)

cｏmpreheｎsive

ｔｅｓting

of

thｅ

cｏｎtrｏllers

ｂe

ｃarｒｉｅd

out

ａｔ

bｏth

tｈｅ

coｍponｅｎt

lｅvel

aｎd

ｓysteｍ

leveｌ

unｄｅｒ

ｗorst

ｃase

enｖｉroｎmｅnｔal

and

ｖoltage

ｃonditionｓ．

This

completｅ

anｄ

thｏrougｈ

ｖａlidatioｎ

neceｓｓiｔａt(yī)es

not

only

ａ

welｌ—defｉned

ｐrｏcｅss

buｔ

also

a

pｒopeｒ

eｎviroｎmeｎt

and

ｔｏolｓ

to

faciｌｉtate

aｎd

execｕte

tｈe

ｍｉssioｎ

ｓucｃesｓfully.

Intel

Chandlｅr

Platform

Eｎginｅering

grｏup

pｒｏvｉdes

post

silicon

sｙstｅm

vａｌidaｔion

（SV）

ｏf

various

micro－coｎｔrollerｓ

and

proｃessors．

The

syｓtem

ｖalｉｄａt(yī)ｉon

prｏceｓｓ

cａn

be

broｋｅn

inｔo

tｈree

mａjor

parts.

Ｔhe

tｙpe

of

tｈｅ

devｉcｅ

and

ｉts

apｐlｉcａt(yī)ion

rｅｑｕirementｓ

detｅｒmiｎｅ

wｈｉｃh

ｔypes

of

ｔｅstｉｎg

are

pｅrｆormed

ｏｎ

thｅ

dｅｖice.

1.2

The

ＡT89C５1

ｐrｏviｄｅs

tｈe

follｏwing

ｓtandaｒd

fｅａｔｕreｓ

4Kbytes

oｆ

Ｆｌaｓｈ,

１２8

ｂyｔｅｓ

oｆ

RＡM,

32

I/O

lines，

tｗo

16—bittimｅr/cｏｕnｔers，

a

fiｖe

ｖeｃtoｒ

twｏ－level

iｎterrupｔ

ａrcｈｉteｃtuｒe，

a

full

dupｌe

sｅr—iaｌ

ｐorｔ,

on－chｉｐ

ｏｓcilｌａt(yī)oｒ

anｄ

clock

ciｒcuitrｙ。

Ｉｎ

additiｏn,

the

ＡT8９C５１

is

ｄesｉｇnｅｄ

ｗith

stａt(yī)ic

ｌoｇｉｃ

for

ｏpeｒaｔion

dｏｗn

ｔｏ

zeｒo

ｆrｅｑuｅncy

and

suppoｒts

ｔwo

ｓofｔwaｒｅ

sｅｌeｃtaｂle

ｐowｅr

ｓａving

mｏｄeｓ。

The

Ｉｄlｅ

Moｄe

stopｓ

tｈｅ

CPU

ｗhiｌe

ａlloｗiｎg

tｈｅ

RＡM,

ｔimｅr/ｃounters,

seｒｉａl

poｒｔ

ａｎd

inteｒrｕpｔ

sys

—tｅｍ

ｔｏ

ｃoｎtｉnue

ｆuｎctioning。

The

Power—down

Mｏde

sａvesthe

ＲAM

ｃoｎtenｔｓ

but

freeｚes

the

oscｉｌ–latｏr

disabling

all

ｏther

chip

ｆunctioｎs

uｎtil

ｔｈe

nexｔ

hardwaｒｅ

ｒeseｔ.

1.３Pｉn

Descriptｉｏn

ＶＣC

Suppｌy

ｖoltage。

GND

Ground。

Poｒt

0:Port

0

iｓ

an

8－bit

opｅｎ—dｒaiｎ

ｂi－ｄirｅctional

I/O

poｒt。

Aｓ

aｎ

ouｔpuｔ

porｔ,

eaｃh

piｎ

can

siｎｋ

ｅight

ＴTL

ｉｎputs.

Whｅn

１s

are

ｗritten

ｔｏ

ｐort

0

ｐiｎs,

thｅ

ｐinｓ

cａｎ

be

usｅｄ

as

high

imｐeｄance

inｐuts．

Porｔ

0

mａｙ

aｌso

be

cｏnｆigureｄ

tｏ

ｂe

the

ｍultiplｅｘed

low

order

aｄｄress/data

bus

duｒiｎg

accesｓeｓ

ｔo

extｅｒnal

ｐrｏgrａｍ

ａnd

dａｔa

meｍｏry．

In

thｉs

mｏｄe

P0

has

interｎal

pull

ｕps。

Port

0

alｓｏ

rｅcｅiｖｅs

the

ｃode

bｙtｅs

dｕrｉng

Ｆｌaｓh

pｒｏgramｍiｎg，

and

ｏutputs

ｔｈe

code

byteｓ

ｄｕrｉnｇ

ｐｒograｍ

ｖerificatioｎ.

Ｅxｔernaｌ

ｐｕll

ups

are

ｒeｑｕirｅd

durｉng

pｒogｒam

vｅｒificatｉon．

Pｏrt

1：Ｐorｔ

1

iｓ

an

8－bit

ｂｉ—direｃtｉｏnal

I／O

porｔ

ｗitｈ

inteｒnaｌ

ｐull

ups。

Thｅ

Ｐort

1

ｏｕtpｕt

buｆfers

can

sｉnk/so

-uｒｃe

four

TTL

ｉnputｓ。

Wheｎ

１ｓ

arｅ

ｗrｉｔtｅｎ

to

Pｏｒｔ

1

pins

ｔｈey

ａrｅ

pulled

high

by

thｅ

ｉntｅrnaｌ

pull

ups

and

can

bｅ

useｄ

aｓ

inputs。

Aｓ

inputｓ,

Ｐｏrｔ

１

pｉns

that

arｅ

exteｒnally

beiｎｇ

pulｌed

low

will

sｏurｃe

cｕｒｒｅｎt

（ＩＩL）

because

of

the

ｉｎternal

pulluｐｓ.

Port

1

aｌｓo

reｃeｉves

ｔhe

low—order

ａddrｅss

ｂytes

ｄｕrinｇ

Flash

proｇramｍｉnｇ

and

ｖerification。

Porｔ

2：Ｐort

2

iｓ

aｎ

８—biｔ

ｂi-ｄｉrectionaｌ

I／O

porｔ

wｉth

internａl

pulｌ

uｐｓ。

Tｈｅ

Poｒt

2

output

bufｆｅｒs

cａn

siｎｋ/sｏurce

foｕｒ

TＴL

ｉnpuｔｓ．

When

1s

are

writｔen

tｏ

Ｐort

2

pｉnｓ

tｈey

arｅ

pulled

hiｇh

by

thｅ

internａl

pull

ｕps

and

can

be

ｕsｅd

ａs

ｉｎpuｔｓ.

As

iｎｐuts，

Porｔ

２

ｐins

ｔhat

ａre

eｘｔeｒnａlｌy

beiｎg

pullｅd

ｌow

will

sｏurce

curreｎｔ

(IIL）

beｃausｅ

of

ｔhe

intｅrnaｌ

pull

ups.

Ｐort

２

ｅmiｔs

tｈe

high－ordｅr

address

ｂyte

during

fetches

ｆｒom

exｔernａｌ

ｐｒoｇｒaｍ

mｅmorｙ

ａｎｄ

ｄuriｎｇ

ａccesses

to

Pｏｒｔ

2

pinｓ

tｈaｔ

are

exterｎaｌｌｙ

bｅiｎg

ｐulｌed

lｏｗ

ｗill

sourｃe

ｃｕrrenｔ

（IIL）

becａｕse

of

thｅ

ｉnternaｌ

pull

upｓ。

Pｏｒt

2

emitｓ

the

hｉgh—orｄer

ａddｒess

byte

ｄｕｒinｇ

fｅｔches

frｏm

eｘtｅrnal

proｇraｍ

ｍemory

and

ｄurｉng

ａccesses

to

eｘｔernａｌ

data

mｅmoｒy

tｈat

use

16－bit

addrｅsses

(MOVX@DPTR)。

In

thiｓ

apｐlicatｉoｎ，

it

uses

stｒong

interｎal

pull—ｕｐs

wｈeｎ

emｉttｉｎｇ

1s.

Ｄurｉng

acｃesses

to

extｅrnaｌ

dａt(yī)a

memory

ｔhat

use

8—bit

aｄdreｓses

（ＭOVX

＠

RＩ)，

Port

2

emitｓ

the

contents

of

thｅ

P2

S