【正文】 . . . .. . 智能化儀器儀表課程設(shè)計題 目 基于51單片機的倉庫溫度控制系統(tǒng) 學(xué) 院 機械工程學(xué)院 專 業(yè) 測控技術(shù)與儀器 　 學(xué)生姓名 　 學(xué) 號 201 年級2012級 指導(dǎo)教師 2015年 6月 20日摘要：本設(shè)計為基于C52單片機的4路DS18BLCD1602顯示、開關(guān)量控制系統(tǒng)，采用模塊化、層次化設(shè)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(yīng)用系統(tǒng)。此外，該系統(tǒng)自行設(shè)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)量控制電路目錄目錄 3第一章 緒論 1 課題的研究背景 1 課題的研究內(nèi)容及目標(biāo) 1 本文的結(jié)構(gòu)組織 1第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計及論證 2 2 2 2 3 顯示部分 3第三章 系統(tǒng)的電路設(shè)計與元器件介紹 4 系統(tǒng)的電路設(shè)計 4 最小系統(tǒng)電路 4 溫度采集電路 5 控制系統(tǒng)電路 5 顯示系統(tǒng)電路 6 報警電路 6 元器件介紹 7 單片機介紹 7 單片機主要性能 7 單片機各引腳功能介紹 7 單片機特殊功能寄存器介紹 8 DS18B20簡介 9 DS18B20主要特性 9 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) 10 LCD1602簡介 11 LCD1602主要技術(shù)參數(shù) 11 繼電器簡介 14第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 15 程序流程圖 15 程序設(shè)計 16 DS18B20的程序設(shè)計 16 LCD1602液晶的程序設(shè)計 16 主程序設(shè)計 17總 結(jié) 18附錄一 原理圖 19附錄二 仿真圖 20附錄三 程序代碼 21 學(xué)習(xí)好幫手第一章 緒論 課題的研究背景通過課程設(shè)計，使學(xué)生進一步加深理解單片機的工作原理，通過實習(xí)制作掌握引入外部中斷的方法及其中斷服務(wù)程序的編程方法；掌握定時器的使用及其中斷服務(wù)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(xí)制作掌握單片機應(yīng)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(shè)計及開發(fā)方法，從而使學(xué)生具備設(shè)計單片機應(yīng)用系統(tǒng)的能力。 課題的研究內(nèi)容及目標(biāo)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(yīng)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(dāng)溫度高于20攝氏度后，單片機控制交流電機（電風(fēng)扇）開始工作，當(dāng)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。 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(biāo)。第二章系統(tǒng)設(shè)計方案及論證，通過分析論證，選出最合適的設(shè)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(shè)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(shè)計。第四章是軟件設(shè)計，基于前面的硬件系統(tǒng)，設(shè)計程序。第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計及論證AT89C52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(shè)計。圖21圖：顯示系統(tǒng)最小系統(tǒng)報警系統(tǒng)采集系統(tǒng)控制系統(tǒng)圖 21系統(tǒng)圖方案一：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(zhǔn)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(shè)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(shè)計采用市面上運用較為廣泛的數(shù)字式溫度傳感器——DS18B20。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(shè)計的要求，但其成本過高，且程序較復(fù)雜，不適宜與本次設(shè)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(shè)計，故選用方案一 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(shè)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(shè)計需求，又LCD1602上課時學(xué)過，不需再單獨學(xué)習(xí)其他LCD顯示程序編寫要求，所以本設(shè)計選用LCD液晶顯示。第三章 系統(tǒng)的電路設(shè)計與元器件介紹 系統(tǒng)的電路設(shè)計整個設(shè)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(fù)位電路與單片機連接構(gòu)成最小系統(tǒng)電路，如圖31圖31最小系統(tǒng)電路 溫度采集電路圖32溫度采集電路 控制系統(tǒng)電路圖33控制系統(tǒng)電路 顯示系統(tǒng)電路圖34顯示系統(tǒng)電路 報警電路圖35 報警電路 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MCS52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MCS52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：0Hz24MHz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(shè)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。P0 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(fù)用口。如果被當(dāng)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?。?dāng)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(fù)用，期間可以激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash 編程時，P0 口負(fù)責(zé)接受指令字節(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。　　P1 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， 還有作為定時/計數(shù)器2 的外部計數(shù)輸入（）和輸入（）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