【正文】 《單片機原理及應用課程設(shè)計》報告——溫度報警的設(shè)計專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： 電子0822 姓 名： 郭道慧 學 號： 0830106229 指導教師： 肖金球 2011年 7月 1日；、查閱手冊和文獻資料的能力；，拓寬知識，初步掌握工程設(shè)計的基本方法；、儀表的正確使用方法，學會軟、硬件的設(shè)計和調(diào)試方法；，能正確反映設(shè)計和實驗成果， 能用計算機繪制電路圖和流程圖。本設(shè)計是對溫度進行實時監(jiān)測與控制，設(shè)計的溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)了基本的溫度控制功能：當溫度低于設(shè)定下限溫度時，系統(tǒng)自動啟動加熱繼電器加溫，使溫度上升。當溫度高于設(shè)定上限溫度時，系統(tǒng)自動啟動風扇降溫，使溫度下降。當溫度下降到上限溫度以下時，停止降溫。溫度在上下限溫度之間時，執(zhí)行機構(gòu)不執(zhí)行。LCD1602液晶顯示即時溫度。3. 硬件設(shè)計，它由三部分組成:①控制部分主芯片采用單片機AT89S51；②顯示部分采用LCD1602液晶顯示器實現(xiàn)溫度顯示；③溫度采集部分采用DS18B20溫度傳感器。AT89C52加熱繼電器電風扇繼電器DS18B20LCD顯示指示燈 圖2－1 溫度計電路總體設(shè)計方案。單片機AT89C52具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計使用，系統(tǒng)應用三節(jié)電池供電。2. 顯示部分顯示電路采用LCD1602液晶顯示器，從P0口送數(shù)，P2口掃描。3. 溫度采集部分DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫。這一部分主要完成對溫度信號的采集和轉(zhuǎn)換工作，由DS18B20數(shù)字溫度傳感器及其與單片機的接口部分組成。，單片機接受溫度并存儲。此部分只用到DS18B20和單片機，硬件很簡單(1) 顯示電路顯示電路采用了LCD1602液晶顯示器，節(jié)約了單片機的輸出端口，便于程序的編寫。圖5－1 顯示電路圖(2) 單片機電路圖5－2 單片機電路引腳圖 (3) DS18B20溫度傳感器電路圖53 溫度傳感器電路引腳圖(4) 晶振控制電路圖55 晶振控制電路圖 (5) 復位電路圖56復位電路圖4. 軟件設(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S51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。MCS—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MCS—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MCS—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） 設(shè)計思想系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，復位應答子程序，寫入子程序等。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19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57 主程序流程圖DS18B20復位、應答子程序跳過ROM匹配命令寫入子程序溫度轉(zhuǎn)換命令寫入子程序顯示子程序(延時)DS18B20復位、應答子程序跳過ROM匹配命令 寫入子程序讀溫度命令子程序終 止 圖58 讀出溫度子程序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。 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。3）復位、應答子程序開始延時537US否50US是否有低電平是標志位置1有234US低電平標志位置1終止圖59復位、應答子程序4）寫入子程開始進位C清0終止R2是否為0 0延時46US帶進位右移延時12US 圖510寫入子程序開 始初始化DS18B20顯示當前溫度判斷當前溫度值超過設(shè)定溫度上限啟動風扇降低溫度紅燈亮設(shè)定溫度上、下限啟動電熱爐升高溫度是否低于設(shè)定溫度下限是綠燈亮否 源程序 TEMP_ZH EQU 24H 。實測溫度值存放單元 TEMPL EQU 25H TEMPH EQU 26H TEMP_TH EQU 27H 。高溫報警值存放單元 TEMP_TL EQU 28H 。低溫報警值存放單元 TEMPHC EQU 29H 。正、負溫度值標記 TEMPLC EQU 2AH TEMPFC EQU 2BH K1 EQU 。查詢按鍵 K2 EQU 。設(shè)置/調(diào)整鍵 K3 EQU 。調(diào)整鍵 K4 EQU 。確定鍵 BEEP EQU 。蜂鳴器 RELAY EQU 。指示燈 LCD_X EQU 2FH 。LCD 字符顯示位置 LCD_RS EQU 。LCD 寄存器選擇信號 LCD_RW EQU 。LCD 讀寫信號 LCD_EN EQU 。LCD 允許信號 FLAG1 EQU 。DS18B20是否存在標志 KEY_UD EQU 。設(shè)定按鍵的增、減標志 DQ EQU 。DS18B20數(shù)據(jù)信號 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV SP,60H MOV A,00H MOV R0,20H 。將20H~2FH 單元清零 MOV R1,10HCLEAR: MOV @R0,A INC R0 DJNZ R1,CLEAR LCALL SET_LCD LCALL RE_18B20 START: LCALL RST 。調(diào)用18B20復位子程序 JNB FLAG1,START1 。DS1820不存在 LCALL MENU_OK 。DS1820存在，調(diào)用顯示正確信息子程序 MOV TEMP_TH,055H 。設(shè)置TH初值85度 MOV TEMP_TL,019H 。設(shè)置TL初值25度 LCALL RE_18B20A 。調(diào)用暫存器操作子程序 LCALL WRITE_E2 。寫入DS18B20 LCALL TEMP_BJ 。顯示溫度標記 JMP START2START1: LCALL MENU_ERROR 。調(diào)用顯示出錯信息子程序 LCALL TEMP_BJ 。顯示溫度標記