【正文】 [4] 魏立峰，王寶興 ． 《單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)》，北京大學(xué)出版社， 2022， 2124． [5] 楊素行 ． 《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程》，高等教育出版社， 2022， 514529． [6] 東哥單片機(jī)學(xué)習(xí)網(wǎng) Keil C51 基礎(chǔ)知識(shí)（ 1） 20220302 [7] 單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的抗干擾措施 ． 20224/ [8] 單片機(jī)的抗干擾。不斷地收集和查閱資料使我知識(shí)面不斷拓寬，為以后也打下了良好的基礎(chǔ)。 作為一個(gè)初 學(xué)者，從想法的產(chǎn)生，到想法在理論上的可行性，以及到最后的設(shè)計(jì)完成，無不需要突破種種困難，但是我都一一挺了過來。 在本次的畢設(shè)中， 我利用單片機(jī) STC89C52 和 C 語言 的設(shè)計(jì)和應(yīng)用 ，設(shè)計(jì) “ 智能溫度控制報(bào)警器 ”作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 6. 設(shè)計(jì)展望 （ 1）本設(shè)計(jì)應(yīng)用范圍很廣，可以根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境而進(jìn)行拓展。 （ 2） 干擾竄入應(yīng)用系統(tǒng)的主要渠道有三條：通過電磁波輻射竄入系統(tǒng)的空間干擾；通過輸入 /輸出通道竄入的通道干擾；電源的干擾 。在搞好板子之后做第二次調(diào)試，這時(shí)可以顯示溫度，但是無法驅(qū)動(dòng)蜂鳴器使其報(bào)警 。 (7) 在程序調(diào)試的時(shí)候，總會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題，功能沒有全部實(shí)現(xiàn)。 (5) 在焊接完所有元器件后，要注意檢查電路，看是否有焊錯(cuò)、漏焊、或者虛焊等。 11 出現(xiàn) 的問題 (1) 在畫電路板的時(shí)候，沒有注意封裝， lcd1602 的封裝搞錯(cuò)了，后來重新布線浪費(fèi)了好多時(shí)間。當(dāng)焊接時(shí)間過長時(shí)，容易燒壞元器件。 做好板子時(shí)候，焊接元器件應(yīng)注意的事項(xiàng) : (1) 首先是先觀察 烙鐵 ，看是否有氧化。 (2) 在將電路圖熱轉(zhuǎn)印到板子后，如果有一些線路沒有印上，此時(shí)可以用防水黑色炭筆畫上。ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程 序存貯器如 EPROM 中。 C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)，如圖 41 所示，其中 uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。這一功能強(qiáng)大的軟件提供簡(jiǎn)易的開發(fā)平臺(tái)，可以讓開發(fā)者在開發(fā)過程中集中精力于項(xiàng)目本身，加快開發(fā)速度。 圖 主要是對(duì)分離后的溫度數(shù)據(jù)顯示進(jìn)行刷新，當(dāng)標(biāo)志位位為 1 時(shí) ， 將符號(hào)顯示位移入第一位 。 主程序流程圖 圖 主程序流程圖 如圖 所示主程序的主要功能是負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)顯示溫度，設(shè)置報(bào)警溫度線，每一秒進(jìn)行讀出處理DS18B20 測(cè)量的溫度值。S[4]。此變化經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部施密特觸發(fā)器整形后便成了上電瞬間的一個(gè)高電平脈沖，只要這個(gè)脈沖保持兩個(gè)機(jī)器周期以上便可以正常復(fù)位了 [4]。采用 STC89C52 作為系統(tǒng)控制器的 CPU 方案。 整流電路采用二極管橋式整流電路，在 U 正半周，二極管 D D9 導(dǎo)電， D D7 截止； U 的負(fù)半周時(shí)， D D7 導(dǎo)電， D D9 截止。 電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng) 220V 交流電壓變換成 12V 的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副變電壓確定。 比較 低溫度系數(shù)晶振 =0 溫度寄存器 預(yù)置 Lsb 置位 /清除 的 低溫度系數(shù)晶振 計(jì)數(shù)器 2 =0 停止 斜率累加器 預(yù)置 計(jì)數(shù)器 1 4 圖 顯示 電路 顯示模塊采用的是 LCD1602 液晶顯示器，圖 中 滑動(dòng)變阻器 R31 用來調(diào)節(jié) LCD1602 的亮度，使顯示的更加清楚。使用 液晶顯示器 顯示。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測(cè)量前，首先將 55 ℃ 所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器 1和溫度寄存器被預(yù)置在 55 ℃ 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。 (2) 測(cè)溫范圍廣、精度高，測(cè)溫分辨率可達(dá) ℃。 2. 系統(tǒng) 組成及原理 本系統(tǒng)包含 溫度采集模塊、液晶顯示模塊、電源模塊、控制模塊、報(bào)警模塊等 5 個(gè)主要模塊。該系統(tǒng)包含 溫度采集模塊、 顯示模塊、電源模塊、報(bào)警模塊、按鍵模塊等幾個(gè)部分組成。其中溫度傳感器 DS18B20 體積小，精度高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，且容易直接讀取被測(cè)溫度，滿足設(shè)計(jì)要求。 方案比對(duì) 方案一 在本設(shè)計(jì)中也可采用熱敏電阻或者熱電偶之類的作為測(cè)溫原件，它們的工作原理是熱電阻的電阻值隨著 溫度的變化而變化，進(jìn)而將被測(cè)的電流或者電壓采集過來。 于是對(duì)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控就顯得至關(guān)重 要了。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)上，溫 度對(duì)大規(guī)?；霓r(nóng)作物 生產(chǎn)起到了關(guān)鍵作用，直接影響了農(nóng)作物的生長和生產(chǎn)。以 STC89C52 為核心， 采用溫度傳感器 DS18B20 作為溫度檢測(cè)器，在液晶顯示屏上顯示實(shí)時(shí)溫度。 本溫度計(jì)屬于多功能溫度計(jì)，它不僅可以實(shí)時(shí)顯示溫度，還可以設(shè)置上下限報(bào)警溫度。因此掌握溫度的變化顯得尤其重要， 而傳統(tǒng)的溫度計(jì) 需要人工的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，浪費(fèi)時(shí)間人力等 顯然已經(jīng)不能適用了。 本設(shè)計(jì)以 溫度傳感器 DS18B20 為測(cè)溫元件， STC89C52 為核心， 讀取溫度信息并寫入控制信息：在液晶顯示屏上顯示溫度，設(shè)置溫度的上下限。如此對(duì)電路的設(shè)計(jì)會(huì)比較麻煩，軟件設(shè)計(jì)也會(huì)比較復(fù)雜，需要用 A/D 轉(zhuǎn)換后在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 綜合以上兩種方案，我們采用方案二，其電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，用單片機(jī)即可實(shí)現(xiàn)基本功能，軟件設(shè)計(jì)也較簡(jiǎn)單，所以采用方案二。 溫度采集模塊用來采集實(shí)時(shí)溫度； 顯示模塊用來顯示溫度，日期和時(shí)間；按鍵模塊用于設(shè)置溫度的上下限報(bào)警；電源模塊對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電；報(bào)警模 塊即當(dāng)溫度超過上下限時(shí)進(jìn)行報(bào)警提醒。 溫度采集模塊 圖 溫度采集 電路 圖 中 DS18B20 溫度傳感器是美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn) 型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接獨(dú)處被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)。 (3) 無需外部器件，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。減法計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器 1 重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。在本設(shè)計(jì)中采用 LCD1602 液晶顯示器，它的主要特點(diǎn)如下 [2]： (1)分表率高，顯示質(zhì)量好 (2) 數(shù)字式接口，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便。 溫度報(bào)警器 的 電源模塊 圖 電源電路 系統(tǒng)僅需要單個(gè)電源， STC89C52 使用 5V 穩(wěn)壓電源。 整流電路：利用單向掉電元件，把 59HZ 的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電。正負(fù)半周均有電流流過負(fù)載，而且無論在正半周還是負(fù)半周，流過負(fù)載的電流方向是一致的，因而使輸出電壓的直流成分得到提高，脈沖成分被降低。該 單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程 較 靈活、自由度大，可以用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且由于其功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)，使其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛 [3]。 單片機(jī)外圍時(shí)鐘電路 圖 單片機(jī)外圍時(shí)鐘電路 圖 的電路 主要用來給單片機(jī)提供標(biāo)準(zhǔn)工作時(shí)鐘。 溫度報(bào)警器 的 報(bào)警 模塊 圖 溫度 報(bào)警器的報(bào)警 電路 7 報(bào)警電路采用的是 LED 燈和蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，其作用是當(dāng)溫度不在設(shè)定的范圍內(nèi)， LED 燈亮，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警。 溫度讀取轉(zhuǎn)換流程圖 如圖 溫度讀取程序主要是讀出 RAM 中的 9 字節(jié)，再進(jìn)行 CRC 校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)直接結(jié)束程序，不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。 發(fā) DS18B20復(fù)位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)讀取溫度命令 讀取操作， CRC 校驗(yàn) 9 字節(jié)完 ？ CRC校驗(yàn)正 移入溫度暫存器 Y N N Y 結(jié)束 發(fā) DS18B20 復(fù)位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 結(jié)束 9 圖 溫度計(jì)算流程圖 圖 溫度顯示流程圖 4. 系統(tǒng)調(diào)試 KEIL 軟件介紹 [6] Keil 是美國 Keil 公司的 C51 編譯器，它被嵌入到了 Keil uVision 集成開發(fā)環(huán)境中。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面，如圖 所。開發(fā)人員可用 IDE本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。 開始 溫度零下 ? 溫度值取補(bǔ)碼置“ 1”標(biāo)志 計(jì)算小數(shù)位溫度 BCD值 計(jì)算整數(shù)位溫度 BCD值 結(jié)束 置“ 0”標(biāo)志 N Y 溫度數(shù)據(jù)移入顯示寄存器 標(biāo)志位為 1？ 最高位顯示“ — ” 最高為顯示分理出的數(shù)據(jù) 結(jié)束 分離顯示溫度 10 圖 程序調(diào)試圖 圖 為本設(shè)計(jì)的程序調(diào)試圖，在 經(jīng)過調(diào)試也出現(xiàn)了許多問題，如： 編譯期錯(cuò)誤 、 連接錯(cuò)誤 等。 (3) 用三氯化鐵腐蝕板子時(shí)，應(yīng)注意三氯化鐵的濃度和腐蝕的時(shí)間。因?yàn)檠趸蟮?烙鐵 不上錫，不好焊接。 (3) 焊單片機(jī)的引腳時(shí)，應(yīng)小心焊接，以免短路。 (2) 在畫電路圖的時(shí)候把線布的太細(xì)，以至于做第一塊板子的時(shí)候 ，焊盤太小無法焊接 ，后來只好 重新做過一塊板子了。在 程序調(diào)試的 時(shí)候，因?yàn)榘遄由嫌幸粋€(gè)電阻虛焊了，以至于 無法點(diǎn)亮 lcd1602 液晶屏。這時(shí)候除了自己要多檢查 程序之外，還要多問問同學(xué)老師。 后來在同學(xué)的幫忙下，讓蜂鳴器報(bào)警但仍無法顯示時(shí)間。 防止干擾最有效的方法是去除干 擾源，隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機(jī)抗干擾能力夠不夠強(qiáng)了。例如：在農(nóng)業(yè)應(yīng)用上，在外圍設(shè)備可接二氧化碳發(fā)生器，當(dāng)溫度低于或者超過預(yù)設(shè)值時(shí)，做相應(yīng)的發(fā)生和斷開二氧化碳發(fā)生器。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，作為一個(gè)初學(xué) 12 者，由于自身的知識(shí)水平有限，在設(shè)計(jì)過程中碰到