基于51單片機的多路溫度控制系統(tǒng)課程設計

智能化儀器儀表課程設計題 目基于51單片機的倉庫溫度控制系統(tǒng)學 院 機械工程學院專 業(yè) 測控技術(shù)與儀器學生姓名學號201年級2012級指導教師2015 年6月20日摘要：本設計為基于C52單片機的4路DS18B20、LCD1602顯示、開關(guān)量控制系統(tǒng)，采用模塊化、層次化設計。如今運用DS18B20數(shù)字式溫度傳感器測溫度，省略模電轉(zhuǎn)換，將數(shù)字信號直接送給單片機調(diào)用。采用LC1602液晶顯示方式，使顯示更加方便簡介，接著使用單片機AT89C51I/O口交流電機開和關(guān)，構(gòu)建了一個集顯示、檢測與控制于一體的單片機應用系統(tǒng)。此外，該系統(tǒng)自行設計了一個5V穩(wěn)壓電源，不僅可在220V交流中供電，而且能夠接受5V電壓直接供電。關(guān)鍵詞：單片機；液晶顯示；數(shù)字式溫度傳感器；開關(guān)量控制電路2目錄3第一章緒論...........................................................................................................................................................11.1課題的研究背景...........................................................................................................................................11.2課題的研究內(nèi)容及目標...............................................................................................................................11.3本文的結(jié)構(gòu)組織...........................................................................................................................................1第二章系統(tǒng)方案設計及論證.....................................................................................................................................22.1總體方案設計................................................................................................................................................22.2方案比較與論證.............................................................................................................................................22.2.1采集電路............................................................................................................................................22.2.2處理器選擇........................................................................................................................................32.2.3顯示部分...........................................................................................................................................3第三章系統(tǒng)的電路設計與元器件介紹...................................................................................................................43.1系統(tǒng)的電路設計...........................................................................................................................................43.1.1最小系統(tǒng)電路...........................................................................................................................................43.1.2溫度采集電路...........................................................................................................................................53.1.3控制系統(tǒng)電路...........................................................................................................................................53.1.4顯示系統(tǒng)電路...........................................................................................................................................63.1.5報警電路...................................................................................................................................................63.2元器件介紹...................................................................................................................................................73.2.1單片機介紹...............................................................................................................................................73.2.1.1單片機主要性能...........................................................................................................................73.2.1.2單片機各引腳功能介紹...............................................................................................................73.2.1.3單片機特殊功能寄存器介紹.......................................................................................................83.2.2DS18B20簡介............................................................................................................................................93.2.2.1DS18B20主要特性............................................................................................................................93.2.2.2DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)....................................................................................................................103.2.3LCD1602簡介..........................................................................................................................................123.2.3.1LCD1602主要技術(shù)參數(shù)............................................................................................................123.2.4繼電器簡介.............................................................................................................................................14第四章系統(tǒng)軟件設計...............................................................................................................................................154.1程序流程圖.................................................................................................................................................154.2程序設計.....................................................................................................................................................164.2.1DS18B20的程序設計..................................................................................................................164.2.2LCD1602液晶的程序設計..........................................................................................................174.2.3主程序設計.................................................................................................................................1718附錄一原理圖...........................................................................................................................................................20附錄二仿真圖...........................................................................................................................................................21附錄三程序代碼.......................................................................................................................................................223第一章 緒論1.1 課題的研究背景通過課程設計，使學生進一步加深理解單片機的工作原理，通過實習制作掌握引入外部中斷的方法及其中斷服務程序的編程方法； 掌握定時器的使用及其中斷服務程序的編寫方法； 從而了解如何構(gòu)成系統(tǒng)的主程序； 通過實習制作掌握單片機應用系統(tǒng)的制作工藝及調(diào)試方法， 進一步理解單片機系統(tǒng)設計及開發(fā)方法，從而使學生具備設計單片機應用系統(tǒng)的能力。1.2 課題的研究內(nèi)容及目標基于單片機的4路溫度采集控制系統(tǒng)，系統(tǒng)運行時，循環(huán)掃描顯示對應的 DS18B20溫度傳感器的溫度，為了顯示清晰，要求循環(huán)逐次顯示溫度；每隔 10ms，采集一次溫度；當溫度高于20攝氏度后，單片機控制交流電機（電風扇）開始工作，當溫度降到 20度以下，控制交流電機停止工作。交流電機的開關(guān)，采用繼電器代替，所以單片機只需控制繼電器的開斷即可控制交流電機的工作與否。1.3 本文的結(jié)構(gòu)組織本文的組織結(jié)構(gòu)安排如下：第一章緒論，扼要闡明本課題的研究背景、研究目的、研究意義，以及要實現(xiàn)的目標。第二章系統(tǒng)設計方案及論證，通過分析論證，選出最合適的設計方案，介紹總體方案。第三章主要講述整個體系硬件電路的設計及元器件的介紹，包括單片機的選擇、各個器件的選擇以及顯示電路的設計。第四章是軟件設計，基于前面的硬件系統(tǒng)，設計程序。1第二章 系統(tǒng)方案設計及論證2.1總體方案設計根據(jù)課題要求實現(xiàn)，該系統(tǒng)主要由采集系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，以 AT89C52單片機為核心，設計。圖 2-1圖：最小系統(tǒng) 顯示系統(tǒng)報警系統(tǒng)AT89C52采集系統(tǒng) 控制系統(tǒng)圖2-1系統(tǒng)圖2.2方案比較與論證2.2.1采集電路方案一：使用傳統(tǒng)溫度傳感器。傳統(tǒng)的溫度檢測大多以熱敏電阻為傳感器，采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90攝氏度測量范圍，但熱敏電阻可靠性差，測量溫度準確率低，對于1攝氏度的信號是不適用的，還得經(jīng)過專門的接口電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號才能由微處理器進行處理。對于這類傳感器，使用起來較麻煩，但價格較便宜。方案二：使用數(shù)字式溫度傳感器。數(shù)字溫度傳感器使用集成芯片，采用單總線技術(shù)，其能夠有效的減小外界的干擾，提高測量的精度，同時，它可以直接將被測溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號供微機處理，接口簡單，使數(shù)據(jù)傳輸和處理簡單化。部分功能電路的集成，使總體硬件設計更簡潔，能有效地降低成本，搭建電路和焊接電路時更快，調(diào)試也更方便簡單化，這也就縮短了開發(fā)的周期使用起來方便，但價格昂貴。經(jīng)過比較，從系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)要求和功能仿真方面考慮，數(shù)字式溫度傳感器比傳統(tǒng)溫度器功能更全面，使用時更方便，仿真時也更簡便，故選用方案二。本次設計采用市面上運用較為廣泛的數(shù)字式溫度傳感器——DS18B20。22.2.2處理器選擇方案一：采用AT89C52單片機作為處理器，能達到要求，但其內(nèi)存過小，處理精度較低，不是最好的選擇；方案二：采用TI公司的各種單片機，雖然能很好的達到設計的要求，但其成本過高，且程序較復雜，不適宜與本次設計。通過對比，方案一的AT89C52的功能完全能夠符合題目的各個部分和發(fā)揮部分的設計，故選用方案一2.2.3 顯示部分方案一：采用LED數(shù)碼管，其操作簡單，顯示直觀。不僅程序的設計簡易，而且對周圍的環(huán)境要求很低，方便維護方案二：使用LCD液晶，它具有體積小、低功耗、顯示豐富等優(yōu)點。電路連接簡單，價格比較高?？偟膩碚f，LCD液晶顯示電路連接簡單且能滿足設計需求，又 LCD1602上課時學過，不需再單獨學習其他 LCD顯示程序編寫要求，所以本設計選用 LCD液晶顯示。3第三章 系統(tǒng)的電路設計與元器件介紹3.1 系統(tǒng)的電路設計整個設計的電路主要包括了最小系統(tǒng)電路、溫度采集系統(tǒng)電路、控制系統(tǒng)電路及顯示系統(tǒng)電路等幾部分電路組成。最小系統(tǒng)電路晶振電路和復位電路與單片機連接構(gòu)成最小系統(tǒng)電路，如圖 3-1圖3-1最小系統(tǒng)電路4溫度采集電路圖3-2溫度采集電路控制系統(tǒng)電路圖3-3控制系統(tǒng)電路5顯示系統(tǒng)電路圖3-4顯示系統(tǒng)電路報警電路圖3-5報警電路63.2 元器件介紹單片機介紹單片機主要性能AT89C52是由ATMEL公司生產(chǎn)的52單片機的一個型號。它具有高性能CMOS8位、低電壓的優(yōu)點，使用了該公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，完美兼容 MCS-52指令系統(tǒng)，包括 8位中央處理器和 Flash存儲單元，AT89C51功能強大、試用范圍非常廣。主要功能特性：引腳完全兼容MCS-52產(chǎn)品具有4K字節(jié)的可重擦寫 Flash閃存1000次擦寫周期 2 個讀寫中斷口線全靜態(tài)操作：0Hz-24MHz三級加密程序存儲器128*4字節(jié)內(nèi)部RAM 32可編程雙向I/O線3個16位定時器/計數(shù)器2個外部中斷源，共 6個中斷源可編程串行UART通道低功耗的空間和掉電模式軟件設置睡眠和喚醒功能單片機各引腳功能介紹AT89C52由40腳雙列直插包裝的 8位通用微處理器組成，使用常用的 C52內(nèi)核，它主要用于會聚調(diào)整功能的控制。功能主要有對會聚主 IC內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM及外部接口等部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號 IR的接收解碼及與主板 CPU通信等?！0口：P0口是8位的漏極開路型雙向的 I/O 口，即為地址/數(shù)據(jù)總線復用口。如果被當作輸出口，每位可以吸收電流的形式驅(qū)動 8個TTL邏輯門電路，對端口 P0寫“1”時，起作用變?yōu)楦咦杩馆斎?。當需要訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時， 這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復用，期間可以激活內(nèi)部上拉電阻。在 Flash 編程時，P0口負責接受指令7字節(jié)，但是在程序校驗的時候，需要輸出指令字節(jié)，校驗時需要外接上拉電阻?！1口：P1是一個帶在內(nèi)部上拉電阻的 8位的雙向I/O 口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸取或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，經(jīng)過里面的上拉電阻把端口拉至高電平，就可作輸入口使用。作輸入口用時，因為里面存在上拉電阻，某引腳被外部的信號拉低時會輸出一個電流(IIL) 。與AT89C51不同之處是，P1.0和P1.1還有作為定時/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX）的功能，F(xiàn)lash 編程和程序校驗的時候，P1接收低8位地址?！2口：P2是一個帶有上拉電阻的8位雙向的I/O口，P2的輸出緩沖級能夠驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。將端口P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻來港的高水平，此時，可作為輸入，作為輸入使用時，因為內(nèi)部上拉電阻，如果某個引腳被外部信號拉低的時候就會輸出一個電流(IIL) 。當訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2口送出高8位的地址數(shù)據(jù)。當訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。編程或檢查，P2也獲得了很高的地址和控制信號?！3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3口除了作為一般的I/O口線外，此外，它的第二功能P3口還接收一些可以用于Flash閃速存儲器編程與程序校驗的控制信號才是最重要的。單片機特殊功能寄存器介紹·數(shù)據(jù)存儲器：AT89C52有256個字節(jié)內(nèi)部RAM，80H-FFH高128個字節(jié)與特殊功能寄存器（SFR）地址是重復的，雖然物理上分開，但是高 128字節(jié)的RAM與特殊功能寄存器的地址相同。當一條指令訪問 7FH以上地址單元的時候，指令中使用不同的尋址方式， 即為究竟是訪問高128字節(jié)RAM還是訪問特殊功能寄存器是由尋址方式?jīng)Q定的。直接尋址方式對應的是訪問特殊功能寄存器?！ざ〞r器0和定時器1：AT89C52的定時器0和定時器1的工作方式與AT89C51相同?！?定時器：定時器2是一個16位定時器/計數(shù)器。不僅僅可以當定時器用，而且可用作外部事件計數(shù)器，特殊功能的寄存器 T2CON的C/T2位負責選擇它的工作方式。定時器 2一共有三種工作方式：捕獲方式，向上或向下計數(shù)方式以及波特率發(fā)生器方式， T2CON的控制位來決定其工作方式。83.2.2DS18B20簡介DS18B20溫度傳感器是美國達拉斯 (DALLAS)半導體公司推出的應用單總線技術(shù)的數(shù)字溫度傳感器[5]。該器件將半導體溫敏器件、 A/D轉(zhuǎn)換器、存儲器等做在一個很小的集成電路芯片上。本設計中溫度傳感器之所以選擇單線數(shù)字器件 DS18B20，是在經(jīng)過多方面比較和考慮后決定的，主要有以下幾方面的原因：（1）系統(tǒng)的特性：測溫范圍為 -55℃～+125℃，測溫精度為士0.5℃；溫度轉(zhuǎn)換精度 9～12位可變，能夠直接將溫度轉(zhuǎn)換值以 16位二進制數(shù)碼的方式串行輸出； 12位精度轉(zhuǎn)換的最大時間為750ms；可以通過數(shù)據(jù)線供電，具有超低功耗工作方式。（2）系統(tǒng)成本：由于計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，新型大規(guī)模集成電路功能越來越強大，體積越來越小，而價格也越來越低。一支 DS18B20的體積與普通三極管相差無幾，價格只有十元人民幣左右。（3）系統(tǒng)復雜度：由于 DS18B20是單總線器件，微處理器與其接口時僅需占用 1個I/O端口且一條總線上可以掛接幾十個 DS18B20，測溫時無需任何外部元件，因此，與模擬傳感器相比，可以大大減少接線的數(shù)量，降低系統(tǒng)的復雜度，減少工程的施工量。（4）系統(tǒng)的調(diào)試和維護：由于引線的減少，使得系統(tǒng)接口大為簡化，給系統(tǒng)的調(diào)試帶來方便。同時因為DS18B20是全數(shù)字元器件，故障率很低，抗干擾性強，因此，減少了系統(tǒng)的日常維護工作。DS18B20溫度傳感器只有三根外引線： 單線數(shù)據(jù)傳輸總線端口 DQ，外供電源線VDD，共用地線GND。DS18B20有兩種供電方式：一種為數(shù)據(jù)線供電方式，此時 VDD接地，它是通過內(nèi)部電容在空閑時從數(shù)據(jù)線獲取能量，來完成溫度轉(zhuǎn)換，相應的完成溫度轉(zhuǎn)換的時間較長 [6]。這種情況下，用單片機的一個 I/O口來完成對 DS18B20總線的上拉。另一種是外部供電方式 (VDD接+5V)，相應的完成溫度測量的時間較短。3.2.2.1 DS18B20 主要特性DS18B20的引腳圖如圖 3-6所示。獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信；多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；無須外部器件；可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.0~5.5Ｖ；零待機功耗；溫度以 9或12位數(shù)字；用戶可定義報警設置；報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；負電壓特性，電源極性接反時，9溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 DS18B20的引腳功能描述如表 3-1所示。圖3-6DS18B20的引腳排列表3-1DS18B20引腳功能描述序號名稱引腳功能描述1GND地信號2DQ數(shù)字輸入輸出引腳,開漏單總線接口引腳,當使用寄生電源時,可向電源提供電源3VDD可選擇的VDD引腳,當工作于寄生電源時,該引腳必須接地3.2.2.2DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20的內(nèi)部框圖如圖 3-7所示。64位ROM存儲器件獨一無二的序列號。暫存器包含兩字節(jié)（0和1字節(jié)）的溫度寄存器，用于存儲溫度傳感器的數(shù)字輸出。暫存器還提供一字節(jié)的上線警報觸發(fā)（TH）和下線警報觸發(fā)（TL）寄存器（2和3字節(jié)），和一字節(jié)的配置寄存器（ 4字節(jié)），使用者可以通過配置寄存器來設置溫度轉(zhuǎn)換的精度。暫存器的 5、6和7字節(jié)器件內(nèi)部保留使用。第八字節(jié)含有循環(huán)冗余碼（ CRC）。10存儲器和控制邏輯位和內(nèi)部單線端口溫度傳感器暫存器上限觸發(fā)電源探測下限觸發(fā)位產(chǎn)生器圖3-7DS18B20的內(nèi)部框圖該技術(shù)采用單根信號線，既可傳輸時鐘，也能傳輸數(shù)據(jù)，而且是雙向傳輸。適用于單主機系統(tǒng)，主機能夠控制一個或多個從機設備，通過一個漏極開路或三態(tài)端口連至該數(shù)據(jù)線，以允許設備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時能釋放該線，而讓其他設備使用。單線通常要求外接一個 5K的上拉電阻，這樣當該線空閑時，其狀態(tài)為高電平。主機和從機之間的通訊分成三個步驟： 初始化單線器件、識別單線器件和單線數(shù)據(jù)傳輸 [7]。單線1—wire協(xié)議由復位脈沖、應答脈沖、寫 0、寫1、讀0、讀1，這幾種信號類型實現(xiàn)，這些信號中除了應答脈沖其他都由主機發(fā)起，并且所有指令和數(shù)據(jù)字節(jié)都是低位在前。DS18B20直接將測量溫度值轉(zhuǎn)化為數(shù)字量提交給單片機，工作時必須嚴格遵守單總線器件的工作時序。表3-2部分溫度值與DS18B20輸出的數(shù)字量對照表溫度值/℃數(shù)字輸出（二進制）數(shù)字輸出（十六進制）+125000001111101000007D0H+8500000101010100000550H+25.62500000001100100010191H+10.125000000001010001000A2H+0.500000000000010000008H000000000000000000000H-0.51111111111111000FFF8H-10.1251111111101101110FF5EH-25.6251111111101101111FF6FH-551111110010010000FC90H113.2.3LCD1602簡介1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的 點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。3.2.3.1 LCD1602主要技術(shù)參數(shù)管腳：1602采用標準的16腳接口，其中：1腳：GND為電源地2腳：VCC接5V電源正極3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時讀取信息，負跳變時執(zhí)行指令。7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負極。特性：3.3V或5V工作電壓，對比度可調(diào)內(nèi)含復位電路提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器 DDRAM內(nèi)建有192個5X7點陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM8個可由用戶自定義的 5X7的字符發(fā)生器CGRAM特征應用：12微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中。操作控制注：關(guān)于E=H脈沖——開始時初始化 E為0，然后置E為1。字符代碼0x00~0x0F為用戶自定義的字符圖形 RAM(對于5X8點陣的字符，可以存放 8組，5X10點陣的字符，存放 4組)，就是CGRAM了。0x20～0x7F為標準的ASCII碼，0xA0～0xFF為日文字符和希臘文字符，其余字符碼(0x10～0x1F及0x80～0x9F)沒有定義。以下是1602的16進制ASCII碼表地址：讀的時候，先讀上面那行，再讀左邊那列，如：感嘆號！的ASCII為0x21，字母B的ASCII為0x42（前面加0x表示十六進制）。指令碼：功能令:RR/DD6D5D4D3D2D1D0說明SW7清顯示0000000001將DDRAM填滿"20H",并且設定DDRAM的地址計數(shù)器(AC)到"00H"歸位000000001*設定DDRAM的地址計數(shù)器(AC)到"00H",并且將游標移到開頭原點位置;這個指令不改變DDRAM的內(nèi)容顯示開0000001DCB[D=1:整體顯示ON]，[C=1:游標關(guān)控制ON]，[B=1:游標位置反白允許]指令進入模00000001I/DSI/D=1，光標或閃爍向右移動，AC增加式設置1。I/D=0，光標或閃爍向左移動，AC指令減少1，S整個顯示移動光標或000001S/CR/L**光標或顯示移位指令可使光標或顯示顯示移在沒有讀寫數(shù)據(jù)的情況下，向左或向右位指令移動,指令不改變DDRAM的內(nèi)容功能設00001DLNF**[DL=0/1：4/8位數(shù)據(jù)],[N=0/1,單行/雙定行顯示],[F=0/1,5*8/5*10點陣顯示模式]設置0001ACACACACACACCGRAM地址設置指令設置CGRAMCGRA543210地址指針,M地址設定0010ACACACACACACDDRAM地址設置指令設置DDRAM地DDRA543210址。一行地址范圍00H~4FH,兩行13M地址DDRAM地址第一行00H~27H，第二行40H~67H,加上高2位，[一行：80H－A7H]，[二行：C0H－E7H]讀忙標01BACACACACACACACBF：忙標志位,BF=1，模塊正在進行內(nèi)志和地F6543210部操作，此時模塊不接受任何外部指令址和數(shù)據(jù)。BF=0，模塊可以接受外部的指令和數(shù)據(jù);同時可以讀出地址計數(shù)器(AC)的值。寫10DD6D5D4D3D2D1D0將數(shù)據(jù)D7-D0寫入到內(nèi)部的RAMRAM7(DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM),將用指令戶自定義的字符寫入CGRAM中，D7~D5為000，D4~D0為5點的字模數(shù)據(jù)讀11DD6D5D4D3D2D1D0從內(nèi)部RAM讀取數(shù)據(jù)RAM7D7——D0(DDRAM/CGRAM/IRAM/G指令RAM)繼電器簡介繼電器（英文名稱： relay）是一種電控制器件，是當輸入量（激勵量）的變化達到規(guī)定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預定的階躍變化的一種電器。它具有 控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動關(guān)系。通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、 安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。其結(jié)構(gòu)圖如圖3-8所示。14圖3-8 電磁繼電器結(jié)構(gòu)圖第四章 系統(tǒng)軟件設計4.1 程序流程圖在程序進行初始化后，開始反復執(zhí)行如圖 4-1所示流程的程序。15圖4-1 程序流程圖4.2 程序設計4.2.1 DS18B20的程序設計DS18B20的程序中主要包含以下函數(shù)：externvoidds18b20_init(void); // 初始化externunsignedchards18b20_readdata(void); // 讀DS18b20的溫度數(shù)據(jù)16externvoidds18b20_writecommand(unsignedcharcommand);//向DS18B20寫命令字externvoidtemperature_process(unsignedchar,unsignedchar);//數(shù)值處理,把讀回的溫度分解成整數(shù)和小數(shù)部分，并轉(zhuǎn)換成ASIC碼xiaoshu_temp[5],zhen_temp[4];externunsignedchar*read_rom(void);//讀DS18b20中ROMexternbitmatch_rom(unsignedchar*rom);//匹配ROM具體程序內(nèi)容見附錄三中。4.2.2LCD1602液晶的程序設計LCD1602的程序中主要包含以下函數(shù)：/****************************************************************功能：寫LCD函數(shù)****************************************************************/voidLcd_Write(bitstyle,unsignedcharinput);/******************************************************************功能：LCD初始化*****************************************************************/voidLcd_Init(void);/******************************************************************功能：顯示位置設置****參數(shù)：x-行；y-列******************************************************************/voidGotoXY(unsignedcharx,unsignedchary);/******************************************************************功能：LCD顯示函數(shù)****參數(shù)：str-要顯示的字符串指針******************************************************************/voidPrint(unsignedchar*str);voidprint_char(uchar);/******************************************************************功能：LCD清屏函數(shù)voidClrScreen(void);具體程序內(nèi)容見附錄三中。4.2.3 主程序設計在主程序中，實現(xiàn)了對溫度的巡檢，并把實時測到的溫度顯示在液晶顯示屏上，在很多領域還是比較實用的。每一片DS18B20都有各自的固定的序列號，在仿真中，事先設定好各個DS18B20的序列號，將其寫進程序中，依次進行匹配，從而實現(xiàn)巡檢。主程序具體內(nèi)容見附錄三中。。17總結(jié)通過不懈的努力，終于完成了我的課程設計。在我開始做課程設計之前，我一直片面的覺得課程設計只是對大學這幾年來所學的專業(yè)知識的簡單的總結(jié)，但是在實踐的過程中我發(fā)現(xiàn)我錯了，因為課程設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的以一種提高。通過課程設計使我明白了我學到的知識只是知識寶庫中的冰山一角，還有許多要學習18的地方。原來我總是感覺到已經(jīng)把所有的東西都學到手了，什么都明白了，有些眼高手低。通過我在課程設計的實踐過程，我懂得了活到老學到老這句名言的真正意義，學習是一個循序漸進的過程，不可能一蹴而就，不管是在以后的工作中、或者生活中都不能停止學習，不斷的用知識武裝自己，讓自己全面發(fā)展，更能適應這個科技文化高速發(fā)展的世界。課程設計的過程，讓我養(yǎng)成了獨立思考的習慣，培養(yǎng)了我實在實際操作中動手的能力，我領悟到了在實踐過程中摸索的困難與最終成功時的喜悅，這些對于我的信心或者是工作能力來說都是極大的鼓勵與肯定，相信這些會對未來的工作和生活中有非常重要的影響。雖然我的課程設計是有些缺陷的，但我覺得在此過程中我收獲了很多，最大的收獲就是在生產(chǎn)實習的設計過程中所學到的財富，他會是我終身受益。在課程設計的過程中，我還深深體會到交流和相互討論的重要性。向老師請教，就能夠時刻確保在大的方向上我是朝對的方向走；與同學討論，可以集思廣益、可以迸發(fā)靈感，收獲新方法。思想和信息的傳遞，確保了我的生產(chǎn)實習得以順利完成。另外，我還總結(jié)出一個結(jié)論：知識要想實現(xiàn)其價值，必須由實踐來完成！再次感謝老師和同學的指導。19附錄一 原理圖20附錄二 仿真圖21附錄三 程序代碼主程序#include<main.h>#include<18b20.h>#include<LCD.h>//#include<485.h>sbitwarning=P3^5;sbitgreenled=P3^6;//485 收發(fā)控制//ucharflag1; //signoftheresultpositiveornegativeucharj;inttemper[4];ucharcodestr4_sht11[]="max: min: ";sbitk1=P3^0;//setsbitk2=P3^1;//+sbitk3=P3^2;//-sbitsound=P1^7;charmax=40;charmin=10;ucharchange_flag;ucharflag;voiddelay(uintcount) //delay{uinti;while(count){i=200;while(i>0)i--;count--;}}voidserial_int(){TMOD=0X01;//t1 工作在方式 2TH0=0xF0;//2400BIT/STL0=0x0F;TR0=1;//打開計數(shù)器開始計數(shù)ET0=0;}22voidtimer_isr()interrupt1{TH0=0xF0;TL0=0x0F;sound=~sound;}voidkey1(){if(k1==0){change_flag++;if(change_flag>2)change_flag=0;}while(k1==0);}voidkey2(){if(k2==0){if(change_flag==1)max++;if(change_flag==2)min++;}while(k2==0);}voidkey3(){if(k3==0){if(change_flag==1)max--;if(change_flag==2)min--;}while(k3==0);}voidkey()//按鈕{key2();key1();23key3();}voidmain(){uchari,a=1,b=1;warning=0;serial_int();greenled=1;lcd_init();for(i=0;i<4;i++){tmpchange(i);temper[i]=tmp(i);}display_1602();while(1){if(change_flag==0){if(a==1){b=1;a=0;write_lcdcom(0x01);//顯示清屏display_1602();}tmpchange(j);for(i=0;i<100;i++){key();temper[j]=tmp(j);lcd_printf(j,temper[j],0xcd);//顯示}j++;if(j>3)j=0;if(((temper[j]>max)||(temper[j]<min))&&(temper[j]<850)){warning=1;24greenled=0;//nn=0;EA=1;}else{EA=0;warning=0;greenled=1;}}else{key();if(b==1){a=1;b=0;write_lcdcom(0x01);//顯示清屏write_lcdcom(0x80);//第一行l(wèi)cd顯示地址for(i=0;i<32;i++){write_lcddate(str4_sht11[i]);//顯示table1中的字符}}elselcd_set(max,min);}}}LCD顯示程序#include<main.h>#include<LCD.h>sbitlcdrs=P2^0;sbitlcdwr=P2^1;sbitlcden=P2^2;ucharcodestr1[]={0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00};// 溫度圖標ucharcodestr6_sht11[]="Thepresenttempis";//ucharcodestr4_sht11[]="max: min: ";//ucharcodestr2_sht11[]="temp=";25ucharcodestr7_sht11[]="NO. ";//清除沒不要的顯示voiddelay_1602(uintdelay_time)//延時函數(shù){for(;delay_time>0;delay_time--);}voidwrite_lcdcom(uchardate)//寫lcd1602命令{lcdwr=0;lcdrs=0;delay_1602(5);P0=date;lcden=1;delay_1602(5);lcden=0;}voidwrite_lcddate(ucharlcddate)//寫1602數(shù)據(jù){lcdwr=0;lcdrs=1;delay_1602(5);P0=lcddate;lcden=1;delay_1602(5);lcden=0;}voidlcd_init()//1602 初始化{write_lcdcom(0x38);//displaymode//write_lcdcom(0x38);//displaymode//write_lcdcom(0x38);//displaymodewrite_lcdcom(0x06);//顯示光標移動位置write_lcdcom(0x0c);//顯示開及光標設置write_lcdcom(0x01);//顯示清屏}////////////////////////////voiddisplay_1602()//顯示字符子函數(shù){uchari;lcdwr=0;lcdrs=0;lcden=0;delay_1602(10);write_lcdcom(0x80);//第一行l(wèi)cd顯示地址26/**/ for(i=0;i<32;i++){write_lcddate(str6_sht11[i]);//顯示table1中的字符}delay_1602(10);write_lcdcom(0xc0);//第二行LCD顯示起始地址for(i=0;i<32;i++){write_lcddate(str7_sht11[i]);//顯示table2中的字符}lcdwr=1;lcdrs=1;lcden=1;}voidlcd_printf(ucharnumber,uintx,ucharadd)//LCD 數(shù)據(jù)顯示函數(shù){ucharx1,x2,x3,x4;x1=x/1000;x2=x%1000/100;x3=x%100/10;x4=x%10;write_lcdcom(0xc4);write_lcddate(number+0x30);writ