基于單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)new

南京理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)作者:蔣高峰準(zhǔn)考證號(hào)104911252014教學(xué)點(diǎn):揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)專業(yè):機(jī)電一體化題目:基于單片機(jī)的智能溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)講師劉卉講師劉卉指導(dǎo)者：(姓名)(專業(yè)技術(shù)職務(wù))評(píng)閱者：(姓名)(專業(yè)技術(shù)職務(wù))年月畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中文摘要溫度控制無論是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，還是在日常生活中都起著非常重要的作用，而當(dāng)今，部分廠礦，企業(yè)還一直沿用簡單的溫度設(shè)備和紙質(zhì)數(shù)據(jù)記錄儀。無法實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的測(cè)量與控制。本系統(tǒng)針一些需要溫控但要求經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的領(lǐng)域這個(gè)問題設(shè)計(jì)，以AT89C51單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制，采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20采集溫度信息，這樣不僅節(jié)省端口資源，而且還簡化了電路結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)采用2個(gè)LED數(shù)碼管顯示器來顯示實(shí)時(shí)溫度，通過溫度顯示切換按鈕還可以顯示用戶設(shè)定的溫度值。為了簡化鍵盤的硬件結(jié)構(gòu)，本系統(tǒng)采用了手撥按鈕。溫度控制系統(tǒng)，采用了帶有過零觸發(fā)的雙向晶閘管觸發(fā)電路，以減少硬件電路的干擾。本次設(shè)計(jì)基于單片機(jī)這個(gè)平臺(tái)完成設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)通過仿真達(dá)到設(shè)計(jì)的目標(biāo)。本文所設(shè)計(jì)的方案對(duì)溫度類設(shè)計(jì)具有參考價(jià)值。關(guān)鍵詞數(shù)字式溫度傳感器；雙向晶閘管觸發(fā)；Proteus仿真本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第40頁共39頁P(yáng)AGETitleBasedonsinglechipmicrocomputerintelligentcontrolsystemdesignAbstractTemperaturecontrolinindustrialproductionprocess,orinourdailylifeplaysaveryimportantrole,andtoday,somefactoriesandmines,enterprisesstillcontinuetousethetemperatureofthesimpleequipmentandpaperdatarecorder.Unabletorealizethetemperaturemeasurementandcontrolofdata.Thissystemneedlesomeeconomicalfieldtemperaturecontrolbutrequiredfortheproblemdesign,AT89C51singlechipmicrocomputerasthecoretorealizetheautomatictemperaturecontrol,usingdigitaltemperaturesensorDS18B20collectingtemperatureinformation,SystemUSEStwoLEDdigitaltubetodisplaythereal-timetemperaturemonitor,throughtemperaturedisplayswitchbuttoncanalsodisplaytheusersettingtemperaturevalue.Inordertosimplifythehardwarestructureofthekeyboard,thesystemadoptshanddialbutton.Temperaturecontrolsystem,andadoptedwithzeropassagetriggerbidirectionalthyristortriggercircuit,hisdesignbasedonsinglechipmicrocomputercompletedesignoftheplatform.Thisdesignthroughsimulationtodesigntheindexinthispaper,thedesignschemeoftemperatureclassdesignhasreferencevalue.KeywordsDigitaltemperaturesensor;Bidirectionalthyristortrigger;ProteusSimulation畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）外文摘要本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第 II頁共II頁目錄1 緒論 11.1項(xiàng)目設(shè)計(jì)背景 11.2此項(xiàng)目技術(shù)國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 11.3畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)和目標(biāo) 22 總體設(shè)計(jì)方案 22.1溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 22.2溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理 32.2分析現(xiàn)有設(shè)備存在的主要問題 42.3具體的功能分析 42.4具體的信息要求 42.5實(shí)現(xiàn)方案 53 基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 53.1CPU主控模塊 53.2信息采集模塊—數(shù)字式溫度傳感器DS18B20 103.3鍵盤模塊 123.4顯示模塊 133.5溫度控制模塊 153.6電源模塊 164 基于單片機(jī)的溫度智能自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 174.1軟件的功能模塊組成 174.2主控模塊說明 174.3溫度設(shè)定模塊的說明 184.4讀取和轉(zhuǎn)換模塊的說明 194.5溫度顯示模塊的說明 194.6實(shí)時(shí)溫度與設(shè)定溫度比較模塊。 205 系統(tǒng)集成調(diào)試與運(yùn)行評(píng)價(jià) 205.1介紹該系統(tǒng)運(yùn)行硬件調(diào)試和軟件調(diào)試 205.2什么環(huán)境下進(jìn)行仿真 215.3調(diào)試記錄 22總結(jié)與展望 26致謝 27參考文獻(xiàn) 28附錄1 29附錄2 38附錄3 39頁本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第1頁共39頁 緒論1.1項(xiàng)目設(shè)計(jì)背景隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，恒溫控制己在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在不同的領(lǐng)域內(nèi)，由于控制環(huán)境、目標(biāo)、成本等因素，需要針對(duì)具體情況來設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，以取得最佳的控制效果。其中，恒溫環(huán)境的自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)運(yùn)營中是一個(gè)重要研究課題。溫度是工業(yè)上常見的被控參數(shù)之一，溫度控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等。在一些溫控系統(tǒng)電路中，廣泛采用的是通過熱電偶、熱電阻或PN結(jié)的測(cè)溫電路經(jīng)過相應(yīng)的信號(hào)調(diào)節(jié)電路，轉(zhuǎn)換成A／D轉(zhuǎn)換器能接收的模擬量，再經(jīng)過采樣／保持電路進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，最終送入單片機(jī)及其相應(yīng)的外圍電路，完成測(cè)控。但是由于傳統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、易受干擾、不易控制且精度不高。所以本系統(tǒng)中我采用了數(shù)字式溫度傳感器DS18B20進(jìn)行溫度信息采集，既簡化了電路結(jié)構(gòu)、節(jié)省硬件資源，又減少了電路中的干擾，提高采集信息的精度。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超大規(guī)模集成化技術(shù)的發(fā)展，電子信息技術(shù)、微型單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用變得越來越廣泛，微電子技術(shù)也得到了極大地改進(jìn)。目前市場(chǎng)上的電子產(chǎn)品體積越來越小，功能越來越齊全。當(dāng)然其價(jià)格也是越來越高。就與溫度控制系統(tǒng)有關(guān)的產(chǎn)品來說，其控制精度是越來越高，測(cè)量范圍也越來越大，但價(jià)格都普遍的高，現(xiàn)在人們的生活中很多地方都需要用到溫度控制裝置，然而又不要求多高的控制精度和功能，選擇現(xiàn)在市場(chǎng)上的產(chǎn)品吧，雖然功能挺多，但是實(shí)際上根本不需要，在資源和金錢上造成不必要的浪費(fèi)。1.2此項(xiàng)目技術(shù)國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀目前，國內(nèi)在溫室自動(dòng)控制方面的研究已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在一定面積內(nèi)對(duì)各種環(huán)境因子的綜合控制。1996年，江蘇理工大學(xué)研制成功了一套溫室環(huán)境控制設(shè)備，通過對(duì)溫室內(nèi)部溫度、濕度、光照及CO2濃度的監(jiān)控，在150m2溫室內(nèi)實(shí)現(xiàn)了溫度、濕度、光照、CO2濃度的綜合控制。當(dāng)前，國內(nèi)外利用單片機(jī)的溫室控制系統(tǒng)軟硬件實(shí)施方式主要有三種類型。第一種是直接使用單片機(jī)以及其他一些外圍芯片作為數(shù)據(jù)采集和控制的裝置，不使用上位PC機(jī)做數(shù)據(jù)處理。這種類型的自動(dòng)控制系統(tǒng)一般以單片機(jī)為核心，包括輸入模塊、控制模塊、輸出模塊等。硬件電路一般由溫度傳感器及模擬信號(hào)處理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、LED（或LCD）顯示器及微打印機(jī)、簡易鍵盤、指示報(bào)警裝置等組成，即為一個(gè)單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基本的輸入輸出功能和簡單的控制功能。軟件設(shè)計(jì)一般采用中斷技術(shù)定時(shí)采集環(huán)境因子參數(shù)，然后經(jīng)過相關(guān)的標(biāo)度轉(zhuǎn)換得到環(huán)境因子的參數(shù)化值，再通過一定的控制算法與設(shè)定值進(jìn)行比較從而對(duì)外設(shè)進(jìn)行控制，一般常用的控制算法是數(shù)字PID控制算法，這種算法經(jīng)過改進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定和精確的控制。這種系統(tǒng)成本低，又有一定的控制精度，能較好的滿足一般農(nóng)業(yè)用戶的需求；但由于控制系統(tǒng)的核心-單片機(jī)-的數(shù)據(jù)處理能力及存儲(chǔ)器容量的限制，控制精度有限，對(duì)生長環(huán)境參數(shù)要求較高的一些特殊作物不能很好的滿足要求，另外如果沒有擴(kuò)展微打印機(jī)就無法查詢歷史溫度值，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)斷電即逝。1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)和目標(biāo)本篇論文針對(duì)溫度類控制使用成本比較高，以AT89C51單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制，采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20采集溫度信息，這樣不僅節(jié)省端口資源，而且還簡化了電路結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)采用2個(gè)LED數(shù)碼管顯示器來顯示實(shí)時(shí)溫度，通過溫度顯示切換按鈕還可以顯示用戶設(shè)定的溫度值。為了簡化鍵盤的硬件結(jié)構(gòu)，本系統(tǒng)采用了手撥按鈕。溫度控制系統(tǒng)，采用了帶有過零觸發(fā)的雙向晶閘管觸發(fā)電路，以減少硬件電路的干擾，這樣設(shè)計(jì)能達(dá)到基本溫度控制，成本也不高。總體設(shè)計(jì)方案2.1溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路在能夠?qū)崿F(xiàn)本系統(tǒng)功能的前提下，考慮到設(shè)計(jì)的成本，我選擇了AT89C51單片機(jī)芯片作為本系統(tǒng)的核心部分。目前，由于AT89C51芯片的廣泛應(yīng)用和大批量生產(chǎn)，其價(jià)格較其它芯片低，而且AT89C51的功能更齊全。因此，將AT89C51作為接口芯片使用，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。關(guān)于溫度的測(cè)量，我選擇了數(shù)字式溫度傳感器DS18B20。CPU可以直接讀取轉(zhuǎn)換后的溫度值，而不需要另外接A/D轉(zhuǎn)換器。又因?yàn)镈S18B20與單片機(jī)連接只需要一根線進(jìn)行信息傳輸，節(jié)省總線接口。其物理性能穩(wěn)定，線性較好，在0—90℃之間，最大線性偏差小于1℃。本系統(tǒng)采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20是順應(yīng)了電路集成化、避免外界干擾和提高測(cè)量精度的發(fā)展趨勢(shì)。由于我設(shè)計(jì)的這個(gè)溫度控制系統(tǒng)主要是應(yīng)用于較小空間（像恒溫箱、育嬰箱等），所以只采用了一個(gè)DS18B20傳感器進(jìn)行溫度采集。在溫度控制系統(tǒng)中，當(dāng)溫度低于用戶設(shè)定的溫度值時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)則會(huì)通過一個(gè)低電平的脈沖電流直接送給雙向晶閘管觸發(fā)電路，啟動(dòng)由此雙向晶閘管控制的加熱裝置進(jìn)行加熱升溫。如果采集到的溫度值高于用戶設(shè)定的溫度值時(shí)，單片機(jī)會(huì)通過另外一個(gè)端口發(fā)出一個(gè)低電平的脈沖電流送給另一個(gè)雙向晶閘管觸發(fā)電路，啟動(dòng)制冷裝置，來降低溫度。如果采集到的溫度值與用戶設(shè)定的溫度值相同，則控制系統(tǒng)不反應(yīng)。在整個(gè)調(diào)節(jié)過程中，用戶通過鍵盤輸入想要的溫度值，LED數(shù)碼顯示器用來顯示傳感器測(cè)量的溫度值和用戶設(shè)置的溫度值。2.2溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，通過鍵盤設(shè)定用戶希望的溫度值，由溫度傳感器采集溫度信息，通過LED顯示器顯示采集到的實(shí)時(shí)溫度值，經(jīng)過溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行溫度的調(diào)控。溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理框圖如圖2-1所示。圖2-1溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理框圖2.2分析現(xiàn)有設(shè)備存在的主要問題目前市場(chǎng)上一種溫度控制是直接使用單片機(jī)以及其他一些外圍芯片作為數(shù)據(jù)采集和控制的裝置，不使用上位PC機(jī)做數(shù)據(jù)處理。這種類型的自動(dòng)控制系統(tǒng)一般以單片機(jī)為核心，包括輸入模塊、控制模塊、輸出模塊等。硬件電路一般由溫度傳感器及模擬信號(hào)處理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、LED（或LCD）顯示器及微打印機(jī)、簡易鍵盤、指示報(bào)警裝置等組成，即為一個(gè)單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基本的輸入輸出功能和簡單的控制功能。軟件設(shè)計(jì)一般采用中斷技術(shù)定時(shí)采集環(huán)境因子參數(shù)，然后經(jīng)過相關(guān)的標(biāo)度轉(zhuǎn)換得到環(huán)境因子的參數(shù)化值，再通過一定的控制算法與設(shè)定值進(jìn)行比較從而對(duì)外設(shè)進(jìn)行控制，一般常用的控制算法是數(shù)字PID控制算法，這種算法經(jīng)過改進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定和精確的控制。這種系統(tǒng)成本低，又有一定的控制精度，能較好的滿足一般農(nóng)業(yè)用戶的需求；但由于控制系統(tǒng)的核心-單片機(jī)-的數(shù)據(jù)處理能力及存儲(chǔ)器容量的限制，控制精度有限，對(duì)生長環(huán)境參數(shù)要求較高的一些特殊作物不能很好的滿足要求，另外如果沒有擴(kuò)展微打印機(jī)就無法查詢歷史溫度值，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)斷電即逝。2.3具體的功能分析本系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制，采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20采集溫度信息，這樣不僅節(jié)省端口資源，而且還簡化了電路結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)采用2個(gè)LED數(shù)碼管顯示器來顯示實(shí)時(shí)溫度，通過溫度顯示切換按鈕還可以顯示用戶設(shè)定的溫度值。為了簡化鍵盤的硬件結(jié)構(gòu)，本系統(tǒng)采用了手撥按鈕。溫度控制系統(tǒng)，采用了帶有過零觸發(fā)的雙向晶閘管觸發(fā)電路，以減少硬件電路的干擾。2.4具體的信息要求本系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制，采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20采集溫度信息，這樣不僅節(jié)省端口資源，而且還簡化了電路結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)采用2個(gè)LED數(shù)碼管顯示器來顯示實(shí)時(shí)溫度，通過溫度顯示切換按鈕還可以顯示用戶設(shè)定的溫度值。2.5實(shí)現(xiàn)方案方案一直接使用單片機(jī)以及其他一些外圍芯片作為數(shù)據(jù)采集和控制的裝置，不使用上位PC機(jī)做數(shù)據(jù)處理。這種類型的自動(dòng)控制系統(tǒng)一般以單片機(jī)為核心，包括輸入模塊、控制模塊、輸出模塊等。硬件電路一般由溫度傳感器及模擬信號(hào)處理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、LED（或LCD）顯示器及微打印機(jī)、簡易鍵盤、指示報(bào)警裝置等組成，即為一個(gè)單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基本的輸入輸出功能和簡單的控制功能。軟件設(shè)計(jì)一般采用中斷技術(shù)定時(shí)采集環(huán)境因子參數(shù)，然后經(jīng)過相關(guān)的標(biāo)度轉(zhuǎn)換得到環(huán)境因子的參數(shù)化值，再通過一定的控制算法與設(shè)定值進(jìn)行比較從而對(duì)外設(shè)進(jìn)行控制，一般常用的控制算法是數(shù)字PID控制算法，這種算法經(jīng)過改進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定和精確的控制。方案二是我選用的方案，本系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制，采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20采集溫度信息，這樣不僅節(jié)省端口資源，而且還簡化了電路結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)采用2個(gè)LED數(shù)碼管顯示器來顯示實(shí)時(shí)溫度，通過溫度顯示切換按鈕還可以顯示用戶設(shè)定的溫度值。為了簡化鍵盤的硬件結(jié)構(gòu)，本系統(tǒng)采用了手撥按鈕。溫度控制系統(tǒng)，采用了帶有過零觸發(fā)的雙向晶閘管觸發(fā)電路，以減少硬件電路的干擾。本次設(shè)計(jì)基于單片機(jī)這個(gè)平臺(tái)完成設(shè)計(jì)。基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件部分主要有六部分組成：CPU主控模塊、溫度采集模塊、鍵盤處理模塊、LED顯示模塊、溫度控制模塊和電源模塊。下面將對(duì)各個(gè)硬件電路模塊的設(shè)計(jì)做詳細(xì)地說明。3.1CPU主控模塊CPU主控模塊采用AT89C51芯片，將數(shù)字式溫度傳感器DS18B20采集的溫度信號(hào)與用戶設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較，通過單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的處理并發(fā)出信號(hào)，控制光電耦合器的通斷進(jìn)行加熱或降溫處理。3.1.1AT89C51單片機(jī)（1）AT89C51的簡介AT89C51是一種帶有4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，即單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。AT89C51單片機(jī)采用了ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造而成，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出引腳相兼容。（2）AT89C51的基本結(jié)構(gòu)適于控制應(yīng)用的8位CPU，由運(yùn)算器和控制器組成；一個(gè)片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路，最高工作頻率可達(dá)24MHz；4KBFlash程序存儲(chǔ)器；可尋址64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間及64KB程序存儲(chǔ)器空間；32根雙向可按位尋址的I/O口線；1個(gè)全雙工串行口；2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；5個(gè)中斷源，具有兩個(gè)優(yōu)先級(jí)。（3）AT89C51單片機(jī)的引腳與封裝AT89C51單片機(jī)的封裝有PDIP、PLCC及PQFP共3種形式，常用PDIP封裝方式。其引腳如圖3-1所示。圖3-1AT89C51單片機(jī)引腳圖AT89C51共40個(gè)引腳，可分為4類：電源引腳Vcc：電源端，+5V。Vss：接地端（GND）。時(shí)鐘電路引腳XTAL1：外接晶振輸入端。XTAL2：外接晶振輸出端。I/O引腳P0.0～P0.7：一組8位漏極開路型雙向I/O口，也是地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作輸入/輸出口用時(shí)，用作地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口線。P1.0～P1.7：一組內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL門電路。P2.0～P2.7：一組內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL門電路。當(dāng)訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，用作高8位地址總線。P3.0～P3.7：一組內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。出于芯片引腳數(shù)的限制，P3口每個(gè)引腳具有第二功能，如表2-1所示?？刂凭€引腳RESET/VPD：復(fù)位端/備用電源輸入端。當(dāng)RESET端出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。VPD端可外接備用電源，以便在Vcc掉電時(shí)向其供電。/EA/VPP：片外程序存儲(chǔ)器選擇端/Flash存儲(chǔ)器編程電源。若要訪問外部程序存儲(chǔ)器則/EA端必須保持低電平。Vpp端用于Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)的編程允許電源輸入端。/ALE/PROG：地址鎖存允許端/編程脈沖輸入端。當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，/ALE輸出脈沖用于鎖存P0口分時(shí)送出的低8位地址（下降沿有效）。不訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，該端以時(shí)鐘頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，可用作外部時(shí)鐘。在內(nèi)部Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳用于輸入編程脈沖。/PSEN：讀片外程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)輸出端。當(dāng)AT89C51從外部程序存儲(chǔ)器取指令時(shí)，該引腳有效（上升沿）。每個(gè)機(jī)器周期/PSEN均產(chǎn)生兩次有效輸出信號(hào)。管腳名字備用功能P3.0RXD串行輸入口P3.1TXD串行輸出口P3.2/INT0外部中斷0P3.3/INT1外部中斷1P3.4T0計(jì)時(shí)器0外部輸入P3.5T1計(jì)時(shí)器1外部輸入P3.6/WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通P3.7/RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通表3-1P3口第二功能表3.1.2時(shí)鐘電路由于單片機(jī)內(nèi)部是由各種各樣的數(shù)字邏輯器件構(gòu)成，這些數(shù)字器件的工作必須按時(shí)間順序完成，這種時(shí)間順序就是時(shí)序。時(shí)鐘電路就是提供單片機(jī)內(nèi)部各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)的電路，沒有時(shí)鐘電路單片機(jī)就無法工作。時(shí)鐘電路的產(chǎn)生方式為：在XTAL1和XTAL2引腳之間外接石英晶體振蕩器及量諧振電容，如圖3-2所示。時(shí)鐘電路產(chǎn)生的最小時(shí)序單位稱為時(shí)鐘周期，它是由石英晶體振蕩器的振蕩頻率決定的，又稱振蕩周期。圖3-2時(shí)鐘電路將石英晶體振蕩器的振蕩頻率進(jìn)行二分頻，就構(gòu)成了狀態(tài)周期，一個(gè)狀態(tài)周期等于兩個(gè)時(shí)鐘周期。6個(gè)狀態(tài)周期就構(gòu)成了1個(gè)機(jī)器周期，機(jī)器周期是單片機(jī)是單片機(jī)執(zhí)行一次基本操作所需要的時(shí)間單位，單片機(jī)執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間稱為指令周期，通常由1～4個(gè)機(jī)器周期組成。它是由不同指令決定時(shí)間長短的。例如：石英晶體振蕩器的頻率為，則時(shí)鐘周期指令周期=（1～4）機(jī)器周期=（1～4）12×?xí)r鐘周期=1～4μs3.1.3復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位就是對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化操作，使單片機(jī)內(nèi)部各寄存器處于一個(gè)確定的初始化狀態(tài)，以便進(jìn)行下一步操作。要實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，只需在AT89C51單片機(jī)的RESET引腳上施加5ms以上的高電平信號(hào)就可以了。單片機(jī)的復(fù)位電路有兩種形式：上電復(fù)位和按鈕復(fù)位。本系統(tǒng)采用上電且按鈕復(fù)位形式，如圖3-3所示。上電后，由于電容充電，使RST持續(xù)一段高電平時(shí)間。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行時(shí)，按復(fù)位鍵，也能使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電且按鈕復(fù)位的操作。一般電容選10～30μF，電阻選1～10K。圖3-3復(fù)位電路圖3.2信息采集模塊—數(shù)字式溫度傳感器DS18B20DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的單總線式數(shù)字溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配處理器等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于構(gòu)成多點(diǎn)溫度測(cè)控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)（提供9位二進(jìn)制數(shù)字）給單片機(jī)處理，且在同一總線上可以掛接多個(gè)傳感器芯片。它具有3引腳TO－92小體積封裝形式，溫度測(cè)量范圍為－55℃～＋125℃，可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與多個(gè)DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點(diǎn)使DS18B20非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。（1）DS18B20的特性測(cè)溫范圍-55℃～+125℃，-10℃～+85℃范圍內(nèi)精度為正負(fù)0.5℃。無需外部轉(zhuǎn)換元件；可編程分辨率9～12位，可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.0625℃；12位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，靈敏度大為提高；負(fù)壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；（2）DS18B20的引腳及說明如圖3-4所示。引腳說明：DQ為數(shù)字信號(hào)輸入輸出端，GND端接地，VDD端接電源圖3-4DS18B20引腳圖（3）DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3-5所示。64位ROM64位ROM單線接口溫度靈敏元件8位CRC生成器高速緩存存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器和控制器電源檢測(cè)高溫觸發(fā)器TH配置寄存器低溫觸發(fā)器TL圖3-5DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（4）DS18B20的溫度計(jì)算每個(gè)DS18B20有唯一的64位序號(hào)，該序號(hào)存放在各自的ROM中。另外DS18B20還有兩個(gè)字節(jié)的RAM用于存儲(chǔ)檢測(cè)溫度數(shù)值（補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)），其格式如下：SSSSS高5位是符號(hào)位，～位是檢測(cè)溫度整數(shù)位，～位是檢測(cè)溫度小數(shù)。當(dāng)檢測(cè)到正溫度時(shí)S為0，當(dāng)檢測(cè)到負(fù)溫度時(shí)S為1。如果讀取DS18B20數(shù)據(jù)為0000001111010011（03D3H），則實(shí)際檢測(cè)到的溫度為：正溫度，數(shù)值=01111010011=0×＋1×＋1×＋1×＋1×＋0×＋1×＋0×＋0×＋1×＋1×=61.1875，即61.7815℃。DS18B20的分辨率為。如果讀取的數(shù)據(jù)為1111110010010000（FC90H），則實(shí)際檢測(cè)到的溫度為：負(fù)溫度，數(shù)值=10010010000取反后加1=01101101111+1=01101110000=0×＋1×＋1×＋0×＋1×＋1×＋1×＋0×＋0×＋0×＋0×=55，即-55℃。（5）DS18B20與AT89C51單片機(jī)的連接電路如圖3-6所示。圖3-6DS18B20與AT89C51單片機(jī)的連接電路圖3.3鍵盤模塊本系統(tǒng)的鍵盤模塊主要分為兩部分，溫度設(shè)置鍵盤模塊和溫度顯示切換鍵盤模塊。3.3.1溫度設(shè)置鍵盤模塊用于控制是否設(shè)置溫度，我選用手撥開關(guān)。一般封裝好了的手撥開關(guān)外觀上，一端為開或ON，另一端為關(guān)或OFF。當(dāng)用戶想要設(shè)置溫度值時(shí)，就按手撥開關(guān)的ON端，用戶設(shè)置好了溫度值后，再按手撥開關(guān)的OFF端，即可完成設(shè)置溫度。當(dāng)開關(guān)作為輸入端時(shí)，一般需要在Vcc或GND端接一個(gè)上拉電阻或下拉電阻，本系統(tǒng)是在Vcc端接一個(gè)上拉電阻。如圖3-7所示。關(guān)于到底是上調(diào)溫度還是下調(diào)溫度，我采用具有機(jī)械彈性的按鍵開關(guān)。當(dāng)用戶想要在系統(tǒng)默認(rèn)的溫度值的基礎(chǔ)上調(diào)整溫度的話，先按下手撥開關(guān)的ON端，再按上調(diào)按鈕，這樣就可以實(shí)現(xiàn)增加溫度設(shè)定值；如果按下調(diào)按鈕，則實(shí)現(xiàn)減小溫度設(shè)定值。當(dāng)用戶設(shè)置好溫度值后，再按下手撥開關(guān)的OFF端，即完成設(shè)置溫度值的操作。如圖3-7所示。3.3.2溫度顯示切換鍵盤模塊因?yàn)楸鞠到y(tǒng)中需要顯示的溫度值有實(shí)時(shí)溫度和設(shè)置溫度兩個(gè)溫度值，如果同時(shí)顯示兩個(gè)溫度值的話，必須至少選用4個(gè)七段LED數(shù)碼管顯示器，這樣就會(huì)提高整個(gè)系統(tǒng)的造價(jià)。所以我選擇2個(gè)LED數(shù)碼管顯示器，用按鍵控制顯示的溫度是實(shí)時(shí)溫度值還是設(shè)置的溫度值，這樣不僅使程序簡單化，也降低了成本。溫度顯示切換鍵盤電路如圖3-7所示。圖3-7鍵盤模塊電路圖系統(tǒng)啟動(dòng)后，默認(rèn)顯示的是實(shí)時(shí)溫度值，如果用戶想要看設(shè)定的溫度值的話，按下按鈕顯示器就會(huì)顯示出來設(shè)置的溫度值。具有機(jī)械彈性的按鍵開關(guān)，在實(shí)際使用當(dāng)中都會(huì)或多或少存在抖動(dòng)現(xiàn)象。使用鍵盤時(shí)，如果有抖動(dòng)現(xiàn)象的話，輕微的抖動(dòng)會(huì)對(duì)輸入的信號(hào)產(chǎn)生干擾。抖動(dòng)還可能會(huì)造成按一次鍵卻多次處理問題，按鍵的抖動(dòng)時(shí)間一般是5～10ms。消除抖動(dòng)的方法通常有兩種，硬件消除抖動(dòng)和軟件消除抖動(dòng)。硬件消除抖動(dòng)一般是采用RS觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)，只有選擇適當(dāng)?shù)钠骷?shù)，才能夠得到較好的消抖動(dòng)效果。軟件消除抖動(dòng)就是在檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí)子程序，然后確認(rèn)鍵電平是否仍然保持鍵按下的狀態(tài)電平，如果是，則認(rèn)為有鍵按下。延時(shí)子程序的延時(shí)時(shí)間應(yīng)該大于按鍵的抖動(dòng)時(shí)間。軟件消除抖動(dòng)節(jié)省了硬件，并且處理靈活，但是占用CPU時(shí)間較長。本系統(tǒng)采用軟件消除抖動(dòng)，延時(shí)子程序的延時(shí)時(shí)間為12ms。3.4顯示模塊本設(shè)計(jì)的目的主要是應(yīng)用于像育嬰室、花店的鮮花儲(chǔ)存室之類的小空間、并且對(duì)溫度精度要求不是很高的地方。所以顯示模塊只顯示了溫度的整數(shù)部分，以1℃為單位升高或降低溫度。因此我只選擇了2個(gè)LED數(shù)碼管顯示。3.4.1LED顯示器的顯示原理LED即發(fā)光二極管的縮寫，是由若干段發(fā)光二極管構(gòu)成的。當(dāng)某些段的發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，顯示對(duì)應(yīng)的字符。由于LED數(shù)碼管顯示器控制簡單，使用方便，因此它在單片機(jī)中的應(yīng)用非常的普遍。LED數(shù)碼管顯示器的外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-8所示。LED數(shù)碼管顯示器的內(nèi)部發(fā)光二極管有共陰極和共陽極兩種連接方法，如圖3-8所示。若采樣共陰極接法，輸入高電平時(shí)發(fā)光二極管點(diǎn)亮；若采用共陽極接法，輸入低電平時(shí)發(fā)光二極管點(diǎn)亮。本系統(tǒng)采用了共陰極接法。（a）數(shù)碼管引腳圖（b）共陰極（c）共陽極圖3-8二極管結(jié)構(gòu)圖7段覆蓋二極管各字型碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3-2所示。表3-27段二極管各字型碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系代碼位D7D6D5D4D3D2D1D0顯示段DpgfDdcba用LED顯示器顯示十六進(jìn)制數(shù)的共陰極字型碼見下表3-3。表3-3LED顯示器顯示的十六進(jìn)制數(shù)的共陰極字型碼顯示字符012345678共陰極碼3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH顯示字符9ABCDEF“滅”共陰極碼6FH77H7GH39H5EH79H71H00HLED顯示電路如圖3-9所示。圖3-9LED顯示電路圖3.4.2LED顯示器的顯示方式LED顯示器的顯示方式有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種。在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中LED顯示器通常由多位構(gòu)成，對(duì)其的控制包括字形控制和字位控制。在靜態(tài)顯示方式下，每一位顯示器的字形控制線是獨(dú)立的，字位控制線則連接在一起，接+5V電源。動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位輪流點(diǎn)亮每個(gè)顯示器，同時(shí)只能一個(gè)顯示器工作，只是由于人眼的視覺暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄滅的余暉，使看到的結(jié)果是多個(gè)字符“同時(shí)”顯示。靜態(tài)顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，并且占用很少的CPU時(shí)間，卻占用的I/O口和硬件較多。動(dòng)態(tài)顯示需要CPU隨時(shí)對(duì)顯示器件的數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新，且顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用的CPU時(shí)間多，但是使用的硬件少，可節(jié)省I/O口。在較為簡單的系統(tǒng)中，為了降低成本，一般選用動(dòng)態(tài)顯示方式。本系統(tǒng)就是采用了動(dòng)態(tài)顯示方式。RP1為由8個(gè)獨(dú)立的電阻組成的電阻盒，在顯示電路中作為上拉電阻。圖中的2個(gè)七段LED數(shù)碼管，它們的1、2端分別接到單片機(jī)的P2.0、P2.1口，而單片機(jī)的這2個(gè)I/O口則輸出位選信號(hào)用于動(dòng)態(tài)掃描。單片機(jī)的P0.0－P0.7口則負(fù)責(zé)將字段碼數(shù)據(jù)傳送給LED數(shù)碼管。3.5溫度控制模塊在溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)中，溫度的控制模塊應(yīng)該說是系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)部分和核心部分。由采樣模塊采集的信息，經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理后將采集轉(zhuǎn)換后的溫度值與設(shè)定的溫度值相比較，如果實(shí)際溫度值大于設(shè)定溫度值，單片機(jī)系統(tǒng)給P1.5端口一個(gè)低電平，導(dǎo)通雙向晶閘管觸發(fā)電路啟動(dòng)制冷裝置（藍(lán)燈亮）；如果實(shí)際溫度值小于設(shè)定溫度值，單片機(jī)系統(tǒng)給P1.4端口一個(gè)低電平，導(dǎo)通雙向晶閘管觸發(fā)電路啟動(dòng)加熱裝置（紅燈亮）。溫度控制模塊的電路圖如圖3-10所示。圖3-10溫度控制電路該控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是在開關(guān)量的選擇上。以往的輸出控制開關(guān)通常采用繼電器、耦合器和晶閘管等。如今在應(yīng)用中老式的觸發(fā)器已經(jīng)逐漸的被晶閘管所代替。這里我采用了帶過零觸發(fā)的雙向晶閘管觸發(fā)電路。雙向晶閘管是由N-P-N-P-N五層半導(dǎo)體材料制成的，對(duì)外引出三個(gè)電極。與單向晶閘管一樣，雙向晶閘管也具有觸發(fā)控制特性。不過，雙向晶閘管不論在陽極與陰極之間接哪種極性的電壓，只要在其控制極上加一個(gè)觸發(fā)脈沖，都可以使雙向晶閘管導(dǎo)通，從而控制工作裝置做出相應(yīng)的反應(yīng)。MOC3031是常用的雙向可控硅輸出的光電耦合器，它帶有過零觸發(fā)電路，其輸入端的控制電流至少為15mA。用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光管的電源和光敏管的電源必須分開供電，才能夠避免輸出端和輸入端間產(chǎn)生反饋和干擾。因此，采用光電耦合器就可以有效地隔離電磁場(chǎng)的干擾。為了仿真效果的直觀可視性，我用了兩種顏色的發(fā)光二極管來代替了加熱裝置和制冷裝置。如果紅色燈亮，則表示系統(tǒng)進(jìn)入了加熱狀態(tài)，如果藍(lán)色燈亮，則表示系統(tǒng)進(jìn)入了制冷狀態(tài)。3.6電源模塊本系統(tǒng)中用到的+5V的直流電由家用的220V交流電經(jīng)過變壓器、橋式整流和平滑電容濾波后得到非穩(wěn)定的8～12V直流電壓加在7805穩(wěn)壓器上。另外，為了使電路穩(wěn)定工作，在電路中接入了電容C1、C2和C3。C1為平滑電容。C2為輸入穩(wěn)定電容，用來防止穩(wěn)壓器輸入組空降低時(shí)發(fā)生震蕩。C3為輸出穩(wěn)定電容，用來降低輸出噪聲和負(fù)載電流變化的影響。C2、C3采用0.1～1μF坦電容。我又接入了保護(hù)二極管D1和D2。一旦出現(xiàn)輸入端開路故障，因輸出端已經(jīng)充滿電的220μF電容將從輸出端放電從而損壞穩(wěn)壓器，此時(shí)跨接一個(gè)二極管D1，使電容上的電壓立即導(dǎo)通，保護(hù)穩(wěn)壓器不被損壞。電源電路圖如圖3-11所示。圖3-11電源電路基于單片機(jī)的溫度智能自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1軟件的功能模塊組成本軟件有主控模塊、溫度設(shè)定模塊、讀取和轉(zhuǎn)換模塊、溫度顯示模塊、實(shí)時(shí)溫度與設(shè)定溫度比較模塊。4.2主控模塊說明圖4-1主程序流程圖4.3溫度設(shè)定模塊的說明圖4-2溫度設(shè)定子程序4.4讀取和轉(zhuǎn)換模塊YNYNN的說明YNYNN圖4-3讀取和轉(zhuǎn)換溫度子程序4.5溫度顯示模塊的說明圖4-4溫度顯示子程序流程4.6實(shí)時(shí)溫度與設(shè)定溫度比較模塊。圖4-5實(shí)時(shí)溫度與設(shè)置溫度比較子程序系統(tǒng)集成調(diào)試與運(yùn)行評(píng)價(jià)5.1介紹該系統(tǒng)運(yùn)行硬件調(diào)試和軟件調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。硬件調(diào)試的任務(wù)是排除系統(tǒng)的硬件電路故障，包括設(shè)計(jì)性錯(cuò)誤和工藝性故障。軟件調(diào)試是利用開發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，除發(fā)現(xiàn)和解決程序錯(cuò)誤外，也可以發(fā)現(xiàn)硬件故障。5.1.1硬件靜態(tài)的測(cè)試(1)排除邏輯故障這類故障往往由于設(shè)計(jì)和加工制板過程中工藝性錯(cuò)誤所造成的。主要包括錯(cuò)線。開路、短路。排除的方法是首先將加工的印制板認(rèn)真對(duì)照原理圖，看兩者是否一致。應(yīng)特別注意電源系統(tǒng)檢查，以防止電源短路和極性錯(cuò)誤，并重點(diǎn)檢查系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互之間短路或與其它信號(hào)線路短路。必要時(shí)利用數(shù)字萬用表的短路測(cè)試功能，可以縮短排錯(cuò)時(shí)間。(2)排除元器件失效造成這一類錯(cuò)誤的原因有兩個(gè)：一個(gè)是元器件買來時(shí)就已經(jīng)壞了；另一個(gè)是由于安裝錯(cuò)誤，造成器件燒壞。可以采取檢查元器件與設(shè)計(jì)要求的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否一致。在保證安裝無誤后，用替換方法排除錯(cuò)誤。(3)排除電源故障在通電前，一定要檢查電源電壓的幅值和極性，否則很容易造成集成塊損壞。加電后檢查各插件上引腳的電位，一般先檢查Vcc與GND之間電位，若在5v~4.8v之間屬正常，若有高壓，聯(lián)機(jī)仿真器調(diào)試時(shí)，將會(huì)損壞仿真器等，有時(shí)會(huì)使應(yīng)用系統(tǒng)中的集成塊發(fā)熱損壞。5.1.2軟件調(diào)試軟件調(diào)試的主要任務(wù)是排除錯(cuò)誤，軟件錯(cuò)誤大致分為兩類：(1)邏輯錯(cuò)誤邏輯錯(cuò)誤主要是語法錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤有顯性和隱性的。顯性比較容易發(fā)現(xiàn)通過仿真開發(fā)系統(tǒng)一般都能發(fā)現(xiàn)并加以改正。隱性錯(cuò)誤不容易發(fā)現(xiàn)，必須排查。(2)功能錯(cuò)誤功能錯(cuò)誤主要是指在沒有語法錯(cuò)誤的基礎(chǔ)上，由于設(shè)計(jì)思想或計(jì)算錯(cuò)誤的原因?qū)е虏荒軐?shí)現(xiàn)軟件功能的一類錯(cuò)誤，仿真開發(fā)一般不能直接發(fā)現(xiàn)這類錯(cuò)誤，必須借助于開發(fā)系統(tǒng)的寄存器數(shù)據(jù)和RAM數(shù)據(jù)的查看/設(shè)置及斷點(diǎn)運(yùn)行等功能。通過入口和出口的比較等方法才能定位。5.2什么環(huán)境下進(jìn)行仿真本次設(shè)計(jì)使用Keil軟件編譯調(diào)試源程序在Proteus中進(jìn)行仿真5.3調(diào)試記錄總體電路主要由AT89C51單片機(jī)、DS18B20溫度傳感器、2個(gè)LED數(shù)碼管顯示器、鍵盤電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、溫度控制電路和電源電路組成。其中溫度控制電路圖見圖3-10，為了仿真效果的直觀可視性，溫度控制電路用不同顏色的二極管代替，如果紅燈亮表示啟動(dòng)加熱裝置，如果藍(lán)燈亮表示啟動(dòng)制冷裝置。電源電路見圖3-11?？傮w電路圖如圖5-1所示。圖5-1總體電路圖（1）Keil軟件編譯調(diào)試源程序單擊“Project/NewProject”，建立新的工程文件。單擊“File”菜單中的“New”選項(xiàng)中的“AT89C單擊“Target1—SourceGroup1”再單擊“AddFilestoGroup‘SourceGroup1’”，選擇“asmsourcefile”單擊“Add”按鈕，（2）裝載程序通過菜單選項(xiàng)“Source—Add/RemoveSourceFiles…”將源程序加載、編輯，其中加載的程序格式為*.ASM。通過菜單選項(xiàng)“Source—BuildAll”編譯源程序并生成目標(biāo)文件序，其格式為*.HEX。如果編譯不成功，需對(duì)源程序進(jìn)行修改調(diào)試直到編譯成功為止。打開屬性窗口，在“ProgramFile”欄中輸入沒標(biāo)代碼文件，其格式為*.HEX；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。（3）仿真在Proteus中畫出系統(tǒng)的原理圖，檢查電路圖是否有錯(cuò)誤之處，進(jìn)一步改善電路圖，如無錯(cuò)誤，將系統(tǒng)的原理圖與程序綁定后，進(jìn)行運(yùn)行，觀察運(yùn)行的過程，如果沒有反應(yīng)，立即停止運(yùn)行系統(tǒng)，仔細(xì)檢查電路圖，認(rèn)真修改好電路，并確認(rèn)所以接口都已連接正確，然后在執(zhí)行運(yùn)行進(jìn)行仿真，并記錄下仿真結(jié)果如表5-1所示。設(shè)定溫度/℃202325273033實(shí)時(shí)溫度/℃272627272827紅燈滅滅滅滅亮亮藍(lán)燈亮亮亮滅滅滅表5-1仿真結(jié)果由仿真結(jié)果，驗(yàn)證了系統(tǒng)啟動(dòng)后默認(rèn)顯示實(shí)時(shí)溫度值27℃，并且，當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值大于設(shè)定的溫度值時(shí)，啟動(dòng)制冷裝置，即紅燈滅，藍(lán)燈亮；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值小于設(shè)定的溫度值時(shí)，啟動(dòng)加熱裝置，即紅燈亮，藍(lán)燈滅，也就是說系統(tǒng)的設(shè)定功能可以實(shí)現(xiàn)。仿真結(jié)果如下所述。當(dāng)設(shè)置的溫度值為20℃時(shí)，因?yàn)橄到y(tǒng)的數(shù)字式溫度傳感器顯示的溫度值為27℃，即采集到的溫度值為27℃，此時(shí)用戶設(shè)置的溫度值小于實(shí)際溫度值，經(jīng)過系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)比較處理后發(fā)給連接制冷裝置的端口一個(gè)低電平，啟動(dòng)制冷裝置（即藍(lán)燈亮）進(jìn)行制冷降溫，仿真結(jié)果圖如圖5-2所示。圖5-2設(shè)置溫度為20℃時(shí)的仿真結(jié)果圖當(dāng)設(shè)置溫度值為27℃時(shí)，實(shí)際溫度值與設(shè)置的溫度值相等，系統(tǒng)既不啟動(dòng)加熱裝置也不啟動(dòng)制冷裝置，即兩盞燈均不亮，仿真結(jié)果圖如圖5-3所示。圖5-3設(shè)置溫度為27℃時(shí)的仿真結(jié)果圖當(dāng)設(shè)置的溫度值為33℃時(shí)，實(shí)際溫度值小于設(shè)置的溫度值，系統(tǒng)給連接加熱裝置的端口一個(gè)低電平，啟動(dòng)加熱裝置（即紅燈亮），進(jìn)行加熱升溫，仿真結(jié)果圖如圖5-4所示。圖5-4設(shè)置溫度為33℃時(shí)仿真結(jié)果圖總結(jié)與展望本系統(tǒng)是基于AT89C51單片機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，它能實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度值，也可以通過顯示按鈕在LED顯示器上顯示用戶設(shè)定的溫度值。由DS18B20溫度傳感器采集溫度信息經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)和程序處理后，通過晶閘管觸發(fā)控制電路進(jìn)行溫度控制。我設(shè)計(jì)的這個(gè)溫控系統(tǒng)主要的特點(diǎn)是成本低，低功耗，體積小，適合應(yīng)用在對(duì)溫度有一定要求，但要求又不高，需要長時(shí)間對(duì)溫度進(jìn)行控制的小空間，比如育嬰箱、存儲(chǔ)鮮花的儲(chǔ)藏室、存放字畫的櫥柜等等。對(duì)精度要求不是很高，本系統(tǒng)以1℃為單位進(jìn)行上下溫度調(diào)控。AT89C51單片機(jī)是目前市場(chǎng)上使用較為廣泛的單片機(jī)之一，其性能較之前的單片機(jī)齊全可以節(jié)省很多外部器件，又由于AT89C51單片機(jī)的大量生產(chǎn)，使得它的價(jià)格實(shí)惠，降低了成本。因?yàn)镈S18B20是單總線的數(shù)字溫度傳感器，大大節(jié)約了單片機(jī)的口線資源。本方案還選用了帶過零觸發(fā)的雙向晶閘管觸發(fā)電路控制溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的開關(guān)，減少了電路的硬件干擾而且可靠性強(qiáng)。本系統(tǒng)還有很大的擴(kuò)展空間，加上PID控制算法，可以改善本系統(tǒng)控制精度不是很高的問題，進(jìn)而改造成適用于高精度控制的系統(tǒng)，比如孵化箱的溫度控制系統(tǒng)。如果串聯(lián)多個(gè)溫度傳感器，多路采樣，本系統(tǒng)又可以成為應(yīng)用在大空間的控制系統(tǒng)，比如機(jī)房溫室等。本系統(tǒng)雖然采用了當(dāng)前市場(chǎng)上最先進(jìn)的電子器件，使得電路設(shè)計(jì)變得簡單化，但AT89C51單片機(jī)的很多功能都沒派上用場(chǎng)有點(diǎn)兒資源浪費(fèi)了。雖然本系統(tǒng)功能簡單，造價(jià)低廉，但是系統(tǒng)缺少聲音提示系統(tǒng)，在這方面還有待改造。

致謝在此要感謝我的指導(dǎo)老師劉卉對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。

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附錄1源程序如下：TEMPER_LEQU31HTEMPER_HEQU30HTEMPER_SETEQU32HFLAGEQU33HORG0000HLJMPMAINORG0030HMAIN:MOVR0,#20START:JNBP2.2,SELSUB;是進(jìn)入溫度設(shè)定LCALLGET_TEMPER;調(diào)用溫度獲取子程序LCALLCOMPARE;調(diào)用溫度比較子程序LCALLDISPLAY;調(diào)用顯示子程序LCALLKEY;調(diào)用顯示切換子程序LJMPSTARTSELSUB:MOVA,R0MOVB,#10DIVABMOVR1,A;溫度十位存R1MOVR2,B;溫度個(gè)位存R2LCALLDISPLAY;顯示溫度JNBP2.3,INC0JNBP2.4,DEC0JBP2.2,BACKLJMPSELSUBINC0:;溫度加1℃MOVA,R1CJNEA,#63H,ADD0;溫度是否為99℃，不是則跳到ADD0MOVR1,#00HINC1:LCALLDELAY1;延時(shí)顯示JNBP2.3,INC1;按鍵是否松開，松開則程序往下執(zhí)行LJMPSELSUBADD0:INCR0LCALLDELAY1LJMPSELSUBDEC0:;溫度減1℃MOVA,R1JZSETR1;溫度是0℃則跳到SETR1DECR0DEC1:LCALLDELAY1JNBP2.4,DEC1;按鍵是否松開，松開則程序往下執(zhí)行LJMPSELSUBSETR1:MOVR1,#63HLCALLDELAY1LJMPSELSUBBACK:LJMPSTARTGET_TEMPER:SETBP1.7LCALLSET_1820;DS18B20初始化JBFLAG,TSS2;檢測(cè)到DS18B20跳到TSS2RETTSS2:MOVA,#0CCH;跳過ROM匹配LCALLWRITE_1820;寫DS18B20子程序MOVA,#44H;發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令LCALLWRITE_1820LCALLDISPLAY;用顯示溫度來等待AD轉(zhuǎn)換結(jié)束LCALLSET_1820MOVA,#0CCH;跳過ROM匹配LCALLWRITE_1820MOVA,#0BEH;發(fā)出讀溫度命令LCALLWRITE_1820LCALLREAD_1820;讀DS18B20的溫度數(shù)據(jù)MOVA,TEMPER_LMOVR3,#4L1:SETBCRRCADJNZR3,L1MOVTEMPER_L,AMOVA,TEMPER_HMOVR3,#4L2:SETBCRLCADJNZR3,L2ANLA,TEMPER_LMOVR7,A;讀出的溫度轉(zhuǎn)化問攝氏溫度存R7中MOVB,#10DIVABMOVR1,A;讀出的溫度十位存R1MOVR2,B;讀出的溫度個(gè)位存R2RETSET_1820:;DS18B20復(fù)位初始化子程序SETBP1.7NOPCLRP1.7MOVR3,#3;主機(jī)發(fā)出延時(shí)537微秒的復(fù)位低脈沖TSR1:MOVR4,#107DJNZR4,$DJNZR3,TSR1SETBP1.7;然后拉高數(shù)據(jù)線NOP