【正文】 塊，分別是DS18B20溫度控制模塊，DS1302系統(tǒng)時間顯示模塊，繼電器加上lamp模擬的加熱設備模塊，L298直流電機控制模塊，LCD1602液晶顯示模塊，AT89C52微控制器。其中DS18B20與DS1302用來顯示當前溫度與時鐘，測量的值直接在LCD上面顯示，另外DS18B20的溫度值還將控制直流電機的轉速以及加熱設備的啟動。電機的控制為溫度控制，將溫度分為3個檔，這3個檔分別對應不同的電機轉速。當溫度下降到30度以下時，加熱設備開始工作。AT89C52芯片與LCD就負責數(shù)據(jù)的處理與顯示。系統(tǒng)框圖如圖1：DS18B20溫度控制DS1302時鐘顯示加熱設備 AT89C52 電機驅動模塊LCD顯示模塊圖1 系統(tǒng)框圖2 系統(tǒng)電路設計 系統(tǒng)硬件電路圖圖2 系統(tǒng)電路圖如圖2，系統(tǒng)硬件電路主要由溫度顯示，時鐘芯片，電機驅動模塊，加熱模塊以及LCD顯示組成。另外51單片機來控制數(shù)據(jù)的處理與傳輸。 具體電路模塊分析 溫度傳感器模塊（DS18B20）DS18B20原理與特性：本系統(tǒng)采用了DS18B20單總線可編程溫度傳感器,來實現(xiàn)對溫度的采集和轉換，大大簡化了電路的復雜度，以及算法的要求。內部結構主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的外形及管腳排列如圖22所示GND為接地線，DQ為數(shù)據(jù)輸入輸出接口，通過一個較弱的上拉電阻與單片機相連。VDD為電源接口，既可由數(shù)據(jù)線提供電源，又可由外部提供電源，范圍3．O～ V。本文使用外部電源供電。主要特點有： 1. 用戶可自設定報警上下限溫度值。 2. 不需要外部組件，能測量－55～+125℃ 范圍內的溫度。3. －10℃ ～+85℃ 范圍內的測溫準確度為177。0．5℃ 。4. 通過編程可實現(xiàn)9～l2位的數(shù)字讀數(shù)方式，可在至多750 ms內將溫度轉換成12 位的數(shù)字，測溫分辨率可達0．0625℃ 。 5. 獨特的單總線接口方式，與微處理器連接時僅需要一條線即可實現(xiàn)與微處理器雙向通訊。6. 測量結果直接輸出數(shù)字溫度信號，以一線總線串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。7. 負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。8. DS18B20支持多點組網(wǎng)的功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫[2]。DS18B20測溫電路圖如圖3所示。圖3 DS18B20 DS18B20在本次設計中用于模擬顯示當前實時溫度，同時控制電機轉速以及加熱設備，當溫度低于30度時，加熱設備開啟，同時電機轉速最低；當溫度大于30度且小于40度時，加熱設備關閉，電機轉速適當?shù)靥岣?；當溫度高?0度時，電機轉速達到最大。 DS1302時鐘電路 DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小與31天時可以自動調整，且具有閏年補償功能。～。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設置備用電源充電方式，提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。DS1302的外部引腳分配如圖1所示及內部結構如圖2所示。DS1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄上，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄，因此廣泛應用于測量系統(tǒng)中。 在系統(tǒng)電路中用DS1302芯片來顯示系統(tǒng)時間，電路圖如圖4。 圖4 DS1302 加熱電路在本次仿真當中，用電燈以及繼電器來模擬加熱設備，當溫度低于30度時，單片機輸出端輸出低電平，同時繼電器工作，線圈閉合，12V的電燈lamp點亮。電路圖如圖5。圖5 加熱電路 電機驅動電路本次課設需要用一個模擬輸出來控制電機的轉動，ＰＷＭ的占空比的不同控制不同的電機轉速，設置了3種不同的占空比，分別對應溫度不同時電機的轉速。由于單片機輸出電流太小，無法驅動直流電機的轉動，因此加上L298來驅動直流電機。由于需要記錄電機的轉速，采用的是編碼電機MOTOR—ENCODER，該電機其中一腳當電機每轉一圈會產(chǎn)生一個脈沖，利用該脈沖記錄轉速。電路圖如圖6，圖6 電機驅動電路 液晶顯示電路（LCD1602）LCD1602的管腳圖如圖24所示。 圖7 LCD1602管腳圖u 各引腳功能為：VSS地電源VDD5V正電源 VL液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度 RS寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器 R/W讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù) E使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令 D0～D78位雙向數(shù)據(jù)線BLA（15管腳）背光源正極 BLK（16管腳）背光源負極u LCD1602的基本操作時序寫指令 輸入：RS=L,=L,=指令碼，E=高脈沖 輸出：=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù) 輸入：RS=H,=L,=數(shù)據(jù)， E=高脈沖，輸出：無u LCD1602的寫操作時序1) 通過RS確定是寫數(shù)據(jù)還是寫指令。指令包括使液晶的光標顯示/不顯示，光標閃爍/不閃爍，需/不需移屏，在液晶的什么位置顯示等等。寫數(shù)據(jù)是要顯示什么內容。2) 讀/寫控制端設置為寫模式，即低電平。3) 將數(shù)據(jù)或命令送達數(shù)據(jù)線上。