【正文】 用 3 位共陽極 LED 數(shù)碼管，從 P0 口輸出段碼，列掃描用 P1 口來實(shí)現(xiàn)。因此本次設(shè)計(jì)內(nèi)容的思想符合了市場的主潮流，有很好的應(yīng)用前景，同時(shí)對設(shè)計(jì)人員也是很好的一次鍛煉。在科技日益發(fā)展的今天微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)深入到我們的日常生活之中。本次設(shè)計(jì)以 STC89C52 單片機(jī)為主要控制器， DS18B20 溫度傳感器為溫度檢測元件， LED 數(shù)碼管為溫度顯示元件，直流電機(jī)為被控對象實(shí)現(xiàn)溫度的顯示控制功能。單片機(jī) STC89C52 能夠根據(jù)溫 度傳感器DS18B20 所采集的溫度在數(shù)碼管上實(shí)時(shí)顯示，并根據(jù)溫度是否達(dá)到上限閾值，來決定是否啟動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行扇熱，以達(dá)到將溫度控制在允許的范圍內(nèi)。該控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的溫度，并根據(jù)溫度是否達(dá)到上限閾值，來決定是否啟動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行扇熱，以達(dá)到將溫度控制在允許的范圍內(nèi)。正確合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架會(huì)提高電路設(shè)計(jì)實(shí)施階段的效率，同時(shí)也保證了在電路設(shè)計(jì)階段時(shí)能對全局進(jìn)行把握，對各個(gè)模塊詳實(shí)了解，以致在系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，能準(zhǔn)確對電路進(jìn)行測試檢驗(yàn)，來找出問題的所在處。 主要特性如下： （ 1） 增強(qiáng)型 8051單片機(jī)， 6時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 12時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051. （ 2） 工作電壓： ～ （ 5V 單片機(jī)） /～ （ 3V 單片機(jī)） （ 3） 工作頻率范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá) 48MHz （ 4） 用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié)，片上集成 512 字節(jié) RAM （ 5） 通用 I/O 口（ 32 個(gè)），復(fù)位后為： P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻 （ 6） ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 （ 7） 具有 EEPROM 功能，具有看門狗功能，共 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。此時(shí)， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式） 4 個(gè) TTL 輸入。 單片機(jī)的時(shí)序介紹 STC89C52 單片機(jī)的時(shí)序的定時(shí)單元有 4 個(gè)，它們分別為震蕩周期、時(shí)鐘周期、機(jī)器周期以及指令周期，且時(shí)間長度由小到大依次排列。機(jī)器周期是 CPU 訪問存儲(chǔ)器或 I/O 端口一次所需的時(shí)間，并且規(guī)定一個(gè)機(jī)器周期包括個(gè)狀態(tài)或者個(gè)振蕩周期。 綜上所述，一個(gè)機(jī)器周期包含 12 個(gè)振蕩周期或 6 個(gè)時(shí)鐘周期，指令的執(zhí)行時(shí)間稱為指令周期，單片機(jī)按照指令執(zhí)行所需的時(shí)間將其分為單周期指令、雙周期指令和四周期指令 3 種，全部指令按其長度可分為單字節(jié)指令、雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令，各指令的操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序，這種次序便稱之為時(shí)序。這種情況下，用單片機(jī)上海工程技術(shù)大學(xué) 基于 STC89C52 的溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 7 的一個(gè) I/O 口來完成對 DS18B20 總線的上拉。因此用它來組成一個(gè)測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)。將 12 位的溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量所需時(shí)間不超過 750ms； (6)內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。開漏單總線接口引腳。 的使用方法 DS18B20 與單片機(jī)的通信是在一根線上完成的，即在一根總線上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，因此在一根 I/O 線上讀寫數(shù)據(jù)時(shí)必須遵循嚴(yán)格的讀寫時(shí)序要求。而不加濾波電容，直接單片機(jī)供電口與電源相連，則使單片機(jī)極不穩(wěn)定，稍有外部干擾作用到單片機(jī)的電源口，都會(huì)使單片機(jī)產(chǎn)生波動(dòng)，從而造成整個(gè)電路的工作的不穩(wěn)定個(gè)，可靠性不高。直流電機(jī)控制按鍵是為了控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向的，按下該鍵時(shí)，就會(huì)給單片機(jī)一個(gè)脈沖，系統(tǒng)程序檢測到該脈沖后，就會(huì)改變電機(jī)的控制信號(hào)，使其改變轉(zhuǎn)向，沒按下一次，電機(jī)轉(zhuǎn)向就改變一次。其接口電路如下圖： 圖 8 直流電機(jī)控制模塊 如圖可知電機(jī)控制電路的控制口為 和 兩個(gè) I/O 端口，該兩個(gè)控制口與直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)相連，通過對輸出功率的放大以及對輸出電壓的極性的轉(zhuǎn)換來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 L9110 是為控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片 IC之中，使外圍器件成本降低，整機(jī)可靠性提高。 C。該系統(tǒng)要求能顯示 0～ 99℃之間的溫度，精度控制在 ℃，因此顯示電路部分需要三個(gè)數(shù)碼管，分別用于顯示小數(shù)位、各位與十位。 但是在利用共陽極數(shù)碼管進(jìn)行溫度顯示時(shí)，我們犯了一個(gè)很大的錯(cuò)誤，那就是將 LED 數(shù)碼 管直接用 I/O 口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)顯示，指示在后期調(diào)試階段，總不能正確顯示溫度值，要么不顯示，要么顯示特別暗。溫度檢測模塊檢測當(dāng)前溫度值并以數(shù)字量的形式送給單片機(jī)； 控制器根據(jù)數(shù)字量與模擬量之間的對應(yīng)關(guān)系，通過標(biāo)度變換將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為工程上易于觀測的十進(jìn)制量；然后將該數(shù)字量通過一定的顯示規(guī)則送給 LED 顯示模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)判斷當(dāng)前溫度值是否超過溫度上限閾值，并由此決定是否驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行扇熱；若溫度超過閾值，主控制 輸出控制信號(hào)，來啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行扇熱，以使溫度降到閾值以下，并且根據(jù)正反轉(zhuǎn)開關(guān)的狀態(tài)來決定電機(jī)的轉(zhuǎn)向。在本次課程設(shè)計(jì)中，我是主攻硬件設(shè)計(jì)的，我的搭檔是專門進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)，因此在這里軟件部分的設(shè)計(jì)我就簡略介紹一下，主要的工作還是硬件的設(shè)計(jì)與系統(tǒng)的調(diào)試，如果大家想詳細(xì)了解該設(shè)計(jì)軟件部分的設(shè)計(jì)信息，可以去看我的搭檔的論文。因此在本實(shí)驗(yàn)中就使用串口進(jìn)行通訊。接下來就可以看到在程序的作用下，單片機(jī)的工作情況。 0 x 0 f取 整 數(shù) 部 分 的 值T e m p amp。因此，在進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)時(shí)，一定要以實(shí)際電路的結(jié)構(gòu)和聯(lián)系為基礎(chǔ)，不可憑空想象來寫。同時(shí)本次課程設(shè)計(jì)加深了對理論的了解，這是親身體會(huì)到的，這不是書本能帶給我們的；也提升了我們的實(shí)際動(dòng)手能力，以及理論分析解決問題的能力，作為工科生，以后畢竟要與各種各樣的設(shè)備打交道，要想熟練掌握運(yùn)用它們，不僅需要理論知識(shí)作為基礎(chǔ)，熟練地操作能力也是必不可少的；同時(shí)也培養(yǎng)了我們的合 作意識(shí)，與伙伴共同解決問題，因?yàn)楣た苾?nèi)容是很龐大的，內(nèi)容繁多，而一個(gè)人擅長的方面又不同，想要一個(gè)人單打獨(dú)干，不僅困難，而且效率低下，如果有了伙伴之間的相互幫助，就可以事半功倍。他們在平時(shí)的學(xué)習(xí)和生活中他們給予了我無私的關(guān)懷和幫助，在此表示我最誠摯的謝意。 上海工程技術(shù)大學(xué) 基于 STC89C52 的溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 24 參考文獻(xiàn) [1] 李廣弟，朱月秀，王秀山 .《單片機(jī)基礎(chǔ)》北京航空航天大學(xué)出版社， 2020(07). 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[8] 余錫存 . 《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》 西安電子科技大學(xué)出版社， 2020. 上海工程技術(shù)大學(xué) 基于 STC89C52 的溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 25 致謝 本論文是在我的指導(dǎo)老師密切關(guān)心和悉心指導(dǎo)下完成的。學(xué)會(huì)了如何把理論應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，畢竟理論只是理論，理論的最終價(jià)值是指導(dǎo)我們的實(shí)踐，在實(shí)踐中應(yīng)用理論，檢驗(yàn)理論，豐富理論，這才是理論的目的的?？梢钥吹?，整個(gè)電路的程序功能設(shè)計(jì)是完全按照電路的整體構(gòu)造設(shè)計(jì)為依據(jù)的。這里為了使大家對系統(tǒng)的工作流程進(jìn)行了解，我就簡略的介紹程序流程圖。這里使用的是 CH340USB 轉(zhuǎn)串口驅(qū)動(dòng)，其界面如下圖： 圖 14 串口驅(qū)動(dòng) 上海工程技術(shù)大學(xué) 基于 STC89C52 的溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 17 驅(qū)動(dòng)安裝好之后，我們就可以將程序燒到單片機(jī)中，具體操作如下： （ 1）將 USB 轉(zhuǎn)串口接口接到電腦上，并將串口上的 RxD、 TxD 分別與電腦單片機(jī)上的 TxD、 RxD 接口相連； （ 2）在串口助手上打開相應(yīng)的“串口號(hào)”，如果正確安裝串口驅(qū)動(dòng)后，在串口中會(huì)顯示出來的； （ 3）再選擇“打開程序文件”，找