【正文】 水溫控制 課程總結(jié) 題目： 基于 STC90C516 水溫控制系統(tǒng)設(shè)計 學(xué) 院： 電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 年 級： 20xx 級 指導(dǎo)教師： 廖志賢 成 員 ： 衛(wèi)麗業(yè) 20xx12701008 白雪英 20xx12701007 俞陽陽 20xx12701009 李志鵬 20xx12701058 20xx 年 05 月 摘 要 本設(shè)計采用 的主控芯片是 STC90C516 單片機，數(shù)字溫度傳感器 DS18B20。 本設(shè)計用數(shù)字傳感器 DS18B20 測量溫度，測量精度高，傳感器體積小，使用方便。所以本次設(shè)計的數(shù)字溫度計在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活中都有廣泛的應(yīng)用。 單片機技術(shù)已經(jīng) 廣泛應(yīng)用社會生活的 各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種 非常實用的技術(shù) 。 51 單片機是最常用的一種單片機，而且在高校中都以 51 單片機教材為藍本，這使得 51單片機成為初學(xué)單片機技術(shù)人員的首選。本次設(shè)計采用的STC90C516 是一種 flash 型單片機，可以直接在線編程，向單片機中寫程序變得更加容易。 本 次設(shè)計的數(shù)字溫度計采用的是 DS18B20 數(shù)字 溫度傳感器 ， DS18B20是一種可組網(wǎng)的高精度數(shù)字式溫度傳感器 ，由于其具有單總線的獨特優(yōu)點，可以使用戶輕松地組建起傳感器網(wǎng)絡(luò)，并可使多點溫度測量電路變得簡單、可靠。 本設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求，首先設(shè)計了硬件電路，然后繪制軟件流程圖及編寫程序。 本設(shè)計 屬于 一種 多功能溫度計， 溫度測量范圍是 55℃到 125℃。溫度值的分辨率可以被用戶設(shè)定為 912 位， 可以設(shè)置上下 限 報警溫度，當溫度不在設(shè)定的 范圍內(nèi)時， 就會啟動報警程序報警。本設(shè)計的顯示模塊是用四位一體的數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示實現(xiàn)的。在顯示實時測量溫度的模式下還可以通過查詢按鍵查看設(shè)定的上下限報警溫度。 關(guān)鍵詞： 單片機 、數(shù)字 溫度計 、 DS18B STC90C516 目 錄 …………………………………… 3 設(shè)計要求 …………………………………………………… … 3 各模塊選擇與論證 ……………………………………………… 3 …………………………………… 6 系統(tǒng) 總體設(shè)計框圖 ……………………………………………… 6 系統(tǒng)硬件概述 …………………………………………………… 6 主要單元電路的設(shè)計 …………………………………………… 7 …………………………………………………… 14 DS18B20 程序設(shè)計 ……………………………………………… 14 顯示程序設(shè)計 …………………………………………………… 18 按鍵程序設(shè)計 …………………………………………………… 19 …………………………………………………… 20 硬件測試 ………………………………………………………… 20 軟件測試 ………………………………………………………… 20 測試結(jié)果結(jié)論 …………………………………………………… 20 ……………………………………………………… 21 參 考文獻 ………………………………………………………… 22 附錄 1：原理圖和實物圖 ……………………………………… 23 附錄 2：程序 …………………………………………………… 29 設(shè)計要求： （１）基本要求 ① 具有實時獲取水溫功能； ② 能夠自動判斷實際溫度是否達到限值，并自動報警控制繼電器； ( 2 ) 創(chuàng)新要求 ① 用戶能夠通過按鍵根據(jù)自己情況設(shè)置限值并保存起來； 各模塊選擇與論證 控制模塊 本設(shè)計采用 STC90C516 芯片作為硬件核心，該芯片采用 Flash ROM，內(nèi)部具有 8KB ROM 存儲空間，相對于本設(shè)計而言程序存儲空間完全夠用。 89C52 是INTEL 公司 MCS51 系列 單片機 中基本的產(chǎn)品，它采用 ATMEL 公司可靠的 CMOS 工藝技術(shù)制造的高性能 8 位單片機，屬于標準的 MCS51 的 HCMOS 產(chǎn)品。它結(jié)合了CMOS 的高速和高密度技術(shù)及 CMOS 的低功耗特征，它基于標準的 MCS51單片機體系結(jié)構(gòu)和 指令 系統(tǒng)，屬于 89C51 增強型單片機版本，集成了時鐘輸出和向上或向下計數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達控制等應(yīng)用場合。 89C52 內(nèi)置 8 位中央 處理單元、 512 字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù) 存儲器 RAM、 8k 片內(nèi) 程序 存儲器（ ROM） 32 個雙向輸入 /輸出 (I/O)口、 3 個 16 位定時 /計數(shù)器和 5 個兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工 串行通信 口，片內(nèi)時鐘振蕩電路。此外， 89C52 還可工作于低功耗模式，可通過兩種 軟件 選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié) CPU 而 RAM 定時器 、 串行口和 中斷 系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存 RAM 數(shù)據(jù)，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內(nèi)其它功能。 STC90C516 有 PDIP(40pin)和 PLCC(44pin)兩種封裝形式。 方案一： 采用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較合適，如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費，成本較高，所以不采用該方案。 方案二 ： 采用 LED 數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示， LED 數(shù)碼管價格適中，而卻對于顯示數(shù)字比較合適，控制方式簡單，電路只需添加一個三極管驅(qū)動電路就可以實現(xiàn)顯示。 方案三： 采用 LCD1602 液晶顯示屏，液晶顯示功能強大，可以顯示 2*16 個字母或數(shù)字或者自定義字符，價格也比較合理，需要的接口只需要 9 根就可以完成。成本相對比較高，對于本設(shè)計顯示內(nèi)容的不多采用該方案顯得有點大材小用。 因此綜合上述最終決定采用數(shù)碼管動態(tài)掃描方式作為顯示 。 模塊選擇與論證 方案一： 使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一個相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個電阻變化的分壓值，并進行 A/D 轉(zhuǎn)換。此設(shè)計方案需用 A/D 轉(zhuǎn)換電路，增加硬件成本而且熱敏電阻的感溫特性曲線并不是嚴格線性的，會產(chǎn)生較大的測量誤差。 方案二： 采用模擬溫度傳感器 AD590，該傳感器的輸出電流會隨溫度的變化而變化，從而需要設(shè)計電路轉(zhuǎn)換成電壓的變化，進而通過 A/D 轉(zhuǎn)換后接到單片機中，這種方法固然麻煩，而卻費用比較高，而卻在電流電壓轉(zhuǎn)換和 A/D 轉(zhuǎn)換中會產(chǎn)生誤差。 方案三： 采用數(shù)字式 防水型溫度傳感器 DS18B20，此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機連接，可以去除 A/D 模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點。 所以最終我們采用數(shù)字防水型 DS18B20 作為溫度采集芯片。 編程語言的選擇和論證 對于指令系統(tǒng)兼容 MCS51 系列的單片機，其較為常用的編程語言有 C 和匯編語言。 C 語言是一種結(jié)構(gòu)化編程語言，可產(chǎn)生壓縮代碼。 C 語言在硬件結(jié)構(gòu)上僅要求對單片機存儲器等硬件結(jié)構(gòu)有初步了解，寄存器分配，不 同存儲器尋址及數(shù)據(jù)類型等細節(jié)可由編譯器管理。 C 語言程序本身并不依賴于機器硬件系統(tǒng)，基本上不做修改就可以在不同種類的單片機之間相互移植。程序可劃分為不同函數(shù)，結(jié)構(gòu)規(guī)范，可讀性強。 C 語言提供的庫包含許多標準子程序，具有很強的數(shù)據(jù)處理能力。 C 語言作為一種方便、容易掌握的語言得到了廣泛的應(yīng)用，是目前單片機編程中應(yīng)用最多的語言之一。 匯編語言同樣在單片機編程中得到了廣泛的應(yīng)用，其具