【正文】 .....................27 定時(shí)定溫功能的程序?qū)崿F(xiàn) ...................................................................................29 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試及項(xiàng)目總結(jié) .......................................................................................33 系統(tǒng)調(diào)試 ...............................................................................................................33 最小系統(tǒng)調(diào)試 ................................................................................................33 其他各模塊調(diào)試過程 ....................................................................................33 總結(jié) .......................................................................................................................34 參考文獻(xiàn) .........................................................................................................................36 致 謝 ...............................................................................................................................37 附 錄 ...............................................................................................................................38 附錄 1 整體電路原理圖 .............................................................................................38 附錄 2 PCB 版圖 .........................................................................................................38 附錄 3 PROTEL99SE 生成的效果圖 ............................................................................39 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 第 1章 緒 論 20世紀(jì)以來，電子技術(shù)發(fā)展迅速， 特別是近幾年來，現(xiàn)代電子產(chǎn)品以及各種消費(fèi)電子產(chǎn)品已經(jīng)滲透到了生活各方面，電子技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)力社會發(fā)展科技進(jìn)步并且提高了人們的生活水平。以單片機(jī)為核心的多功能系統(tǒng)正在飛快的改變著人們的生活，特別是一些家用智能產(chǎn)品，不但方便了人們的生活，更加豐富了人們的生活方式。以本文中的家用智能紅外遙控系統(tǒng)為例，該項(xiàng)目除了具有一般的日歷功能外，還增加了溫度檢測功能，但其能成為“智能”之處并不在于此，而是他可以通過遙控按鍵設(shè)定時(shí)間值和溫度值，接著程序就會按照這些數(shù)值自動(dòng)的控制繼電器，從而達(dá)到了定時(shí)開關(guān)燈，定溫開關(guān)空調(diào)的目的。 在享受越來越智能化的電子產(chǎn)品的時(shí)候，我們還要再次感謝電子技術(shù)的發(fā)，集成化的功能模塊已使編程和硬件設(shè)計(jì)變得非常方便。以溫度采集模塊為例，經(jīng)典的溫度采集系統(tǒng)由模擬量溫度傳感器、經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換和各種單片機(jī)電路組成。由于溫度傳感器輸出模擬量那么信號需要經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后才能與單片機(jī)等數(shù)字接口進(jìn)行通信，從而使電路變得比較復(fù)雜，提高了成本。而 DS18B20集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，通過封裝只留出一個(gè)數(shù)據(jù)接口，這樣就可以直接輸出數(shù)字量，從而單片機(jī)連接變得非常簡單，提高了靈活度，降低了成本增加了應(yīng)用價(jià)值。另外 HS0038紅外一體接受頭，更是能把紅外信號直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枺∪チ舜罅康耐鈬娐?，方便了程序編寫? 第 2章 單片機(jī)介紹 單片機(jī)簡介及歷史 單片機(jī) 是一種 超大規(guī)模集成電路 芯片， 把 CPU， RAM 存儲器 、 ROM 存儲器 、 中斷系統(tǒng) ， 多種 I/O口、定時(shí)器 /計(jì)時(shí)器 等 (還可以集成液晶控制器， SIP 模塊， IIC模塊 )， 集成到一塊硅片 電路板 上構(gòu)成的一個(gè)完善的 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 。 單片機(jī) 最早出現(xiàn)于 1971 年， 大致 經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SoC 三 個(gè) 階段，早期的單片機(jī)是 8 位或 4位的。其中 影響最大的 的是 INTEL 的 8031，此后在 此基礎(chǔ)上 上 研制 出了 MCS51 系列 單片機(jī) 系統(tǒng)。 由于其良好的性能和較高的性價(jià)比，該型號的單泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 片機(jī)當(dāng)今仍在廣泛使用 。隨著 工程項(xiàng)目復(fù)雜度的提高和對控制精確度要求的提高 ，16位 單片機(jī) 隨之出現(xiàn) ， 但是 16位單片機(jī)和 51 系列相比性價(jià)比優(yōu)勢不大，所以應(yīng)用不太廣泛 。 90 年代 以來 隨著 消費(fèi)電子產(chǎn)品 需求增大 ， 單片機(jī) 技術(shù) 乘勢發(fā)展 。隨著 ARM 系列的廣泛 使用 ， 32 位 單片機(jī) 快速替代了 16 位單片機(jī) 引領(lǐng)高端產(chǎn)品。 單片機(jī)應(yīng)用發(fā)展趨勢 當(dāng)今世界的單片機(jī)領(lǐng)域可以說是百花齊放，世界各大芯片商先后都退出了自己的 8位， 16 位， 32位單片機(jī)。有的于主流兼容有的則獨(dú)樹一幟，他們各具特色相互補(bǔ)充?？傮w看來，單片機(jī)發(fā)展的趨勢大致有以下方面： 1. 高低搭配，分工明確。高端單片機(jī)低端單片機(jī)并行于世，各自發(fā)揮各自的功能，特別是在工業(yè)控制方面，各有各自的側(cè)重點(diǎn)，如有的側(cè)重運(yùn)算速度有的則強(qiáng)調(diào)豐富的外設(shè)接口。 2. 低功耗。最初基于 MCS51 的 8013 功耗達(dá)到 630mW,而現(xiàn)在流行 的單片機(jī)都在 100mW 上下。隨著 CMOS 和 CHMOS 工藝的應(yīng)用，單片機(jī)會變得速度更高功耗更低。 3. 體積更小?，F(xiàn)代的電子產(chǎn)品大都要求體積小更便攜。這就要求在最求高速低功耗的同時(shí)還要注重減小體積，很多單片機(jī)廠商在封裝上下起了功夫，其中表面封裝（ SMD）得到了普遍認(rèn)可。使得單片機(jī)邁向微型化。 第 3章 硬件設(shè)計(jì) STC89C52 單片機(jī)介紹 STC89C52 引腳簡介 STC89C52 管腳如圖 1所示。 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 圖 1 STC89C52 管腳圖 圖 2 STC89C52 實(shí)物圖 1. 電源引腳 (2 根 ) GND(20 腳 )：接地線； VCC(40腳 )：接＋ 5V 電源 2. 外接晶振引腳 (2 根 ) XTAL0(18 腳 )：蕩電路的輸入端； XTAL1(19 腳 )：振蕩電路的輸出端 3. 控制引腳 (4 根 ) ALE/PROG(30 腳 )：地址鎖存允許信號； EA/VPP(31 腳 )：片內(nèi)外程序存儲器選泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 擇，低電平讀取外部存儲器指令，高電平讀片內(nèi)程序指令； RST/VPP(9 腳 )：復(fù)位引腳 2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平單片機(jī)復(fù)位； PSEN(29 腳 )：外部存儲器讀選通信號 4. I/O 口 (32根 ) 該單片機(jī)有 4組（ P0、 P P P3） I/O 口，每組 8 位，共 32 根引腳。 P0口 (39腳～ 32腳 )是 一個(gè)具有 8位漏極開路的雙向 I/O口。當(dāng)輸出口使用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng) 8路 TTL 電平。 P1口 (1腳～ 8 腳 )是一個(gè) 8 位雙向 I/O 口且具有上拉電阻。可以用來驅(qū)動(dòng) TLL邏輯電平。 P2口 (21腳～ 28 腳 )是一個(gè) 8 位雙向 I/O 口且具有內(nèi)部上拉電阻， P2 口可以用來驅(qū)動(dòng) TTL 邏輯電平。 P3口 (10腳～ 17 腳 )是 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，同時(shí) P3口具有復(fù)用功能， 串行輸入 (RXD)、 串行輸出 (TXD) 、 外部中斷 0(INT0)、 外中斷1(INT1)、 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0、 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通、 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 STC89C52RC 主要功能特點(diǎn) STC89C52 是宏晶科技生產(chǎn)的一種 高性價(jià)比低功耗的 8位單片機(jī) ， 片內(nèi)集成8KFlash 程序存儲器， STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核， 程序上完全兼容。但該單片機(jī)還是做了不少改進(jìn)，縮短了指令執(zhí)行周期，增加了定時(shí)器 2，增加了看門狗功能 。在單芯片上， 8位的 CPU 配合 8K 的程序存儲器 ，使得 STC89C52 能滿足基本的控制需要不需要再外擴(kuò)存儲器 。 以下是 STC89C52 的基本特點(diǎn) ： 1. 相對于一 個(gè)機(jī)器周期占 12 個(gè)機(jī)器周期的 8051 增加 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期功能。 2. 工作電壓寬度在 。 3. 工作頻率 0 – 40 MHz 最高可達(dá)到 48MHz 4. 片內(nèi)集成 8K 字節(jié)的程序存儲器和 512B 的 RAM 5. 通用 I/O 口（ 32 個(gè)），復(fù)位后為 P1~P4 是準(zhǔn)雙向口并帶有弱上拉電阻， P0泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 口是開漏輸出，作為地址線使用時(shí)不用接上拉電阻而作為普通 I/O 口使用時(shí)必須使用上拉電阻。 6. 具有 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，定時(shí)器 0可以拆分成兩個(gè) 8位使用 7. 具有四個(gè)外部中斷 ,可以設(shè)置成下降沿或低電平模式觸發(fā) ,掉電模式下外部中斷的低電平模式可以 喚醒系統(tǒng)。 8. 具有一個(gè)通用同步串口，如有需要可以通過普通 I/O口模擬串口進(jìn)行擴(kuò)展。 9. 正常工作溫度范圍 0 75℃， 本項(xiàng)目為 PDIP40 封裝。 DS18B20 溫度傳感器介紹 DS18B20 引腳及特點(diǎn) DS18B20 的引腳及封裝如圖 3 所示： 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 圖 3 DS18B20 引腳及封裝 DS18B20 的引腳： 輸入 /輸出端口； 2. GND 為電源地； 3. VDD +5V（寄生電源模式下該位接地即可） DS18B20 的主要特性： DS18B20 適應(yīng)的溫度范圍為 ~，可以直接與 3v或 5v單片 機(jī)相連，如果使用寄生電源模式兩個(gè)電源引腳可以直接接地， DS18B20 與單片機(jī)連接只需要一根數(shù)據(jù)線，通過一定的時(shí)序操作可以實(shí)現(xiàn)讀和寫的雙向通信，另外 DS18B20 還有一大特色，一條數(shù)據(jù)線可以連接多個(gè)傳感器 ，在不增加 I/O 口的情況下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)多點(diǎn)測溫的需求， DS18B20 設(shè)計(jì)精巧實(shí)用方便，整個(gè)功能電路集成在只有三個(gè)引腳的芯片內(nèi)，形如三家管 ，其溫度測量范圍－ 55℃～＋ 125℃，溫度測量分辨率為 9～ 12 位出廠設(shè)置為 12 位精度，這樣在默認(rèn)設(shè)置下只要把測得并轉(zhuǎn)化后的溫度值泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 乘以 即可得實(shí)際溫度值。 DS18B20與 單片機(jī)的連接有兩種方法，外部電源供電和寄生電源供電方式，在實(shí)際使用時(shí)只需要在數(shù)據(jù)線上接上 。本項(xiàng)目采用外部電源供電方式如圖 4所示： 圖 4 DS18B20 外部供電電路圖 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及寄存器介紹 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 5所示： 圖 5 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS18B20 的四大數(shù)據(jù)組成部分： 1. 光刻 ROM 中的 64 位序列號，用于實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè) DS18B20 的目的。 2. 溫度靈敏原件，用于接收最初的溫度模擬量 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 3. 非易失性溫度報(bào)警 觸發(fā)器 (EEPROM)TH和 TL?？赏ㄟ^軟件寫入用戶報(bào)警上下限值。 4. 配置寄存器 ，通過 R0,R1 位設(shè)置，溫度分辨率， 出廠時(shí) R0=1， R1=1（即12 位分辨率） 具體設(shè)置方法如圖 6所示： 圖 6 分辨率設(shè)置寄存器 DS18B20 高速暫存存儲器 介紹： 高速 RAM由 9個(gè)字節(jié)組成 如表 1所示： 溫度低位 溫度高位 TH TL 配置位 保留 保留 保留 CRC 校驗(yàn) 表 1 DS18B20 存儲器映像 溫 度轉(zhuǎn)換命令（ 44H）發(fā)出后在最長 750ms 的時(shí)間內(nèi) ， 二進(jìn)制 溫度值 被存放于溫度高位和溫度低位（即高速 RAM 的第 0和 1字節(jié)） 。 這時(shí) 單片機(jī) 按照 低位在前，高位在后 的方式讀取兩字節(jié)數(shù)據(jù)，就可以通過一定的轉(zhuǎn)換規(guī)則得到十進(jìn)制溫度 。在轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)注意， 當(dāng) S=0(正溫度 )時(shí)， 根據(jù)分辨率位數(shù) 直接轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng) S=1（負(fù)溫度） 時(shí)， 應(yīng) 先將補(bǔ)碼 取反加一 ，再 進(jìn)行十進(jìn)制轉(zhuǎn)換 。數(shù)據(jù)格式如圖 7 所示 ： 圖 7 溫度值格式圖