【正文】 ........................................................................ 2 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 .................................................................................................. 2 蜂鳴器、 LED 和按鍵簡介 ...................................................................................... 2 主控芯片 AT89C51 單片機(jī)的簡介 ......................................................................... 3 LCD1602 液晶簡介 ................................................................................................. 4 DS18B20 溫度傳感器簡介 ...................................................................................... 5 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 5 總電路設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 12 第 3 章 軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 12 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整體思路 ........................................................................................ 12 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖 ............................................................................................ 18 第 4 章 程序仿真調(diào)試 ....................................................................................................... 19 程序調(diào)試用到的軟件及工具 ................................................................................ 19 KEIL C51 簡介 ....................................................................................................... 19 軟件開發(fā)環(huán)境的搭建 ............................................................................................ 19 Proteus 介紹 ........................................................................................................... 20 仿真結(jié)果 ................................................................................................................ 21 第 5 章 總結(jié) ....................................................................................................................... 24 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 25 致 謝 ................................................................................................................................. 26 附錄 ..................................................................................................................................... 27 基于單片機(jī)的智能溫度檢測器的設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)研究基于單片機(jī)的智能溫度檢測器，旨在通過單片機(jī)及溫度傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測報(bào)警功能。本系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活，以高級語言 C 語言開發(fā)， KEIL4 程序開發(fā)軟件為開發(fā)工具設(shè)計(jì)而成。隨著科技的不斷發(fā)展，尤其是微處理器及傳感器的快速發(fā)展，于是就 開啟了智能化的溫度檢測器，并且擁有一個(gè)非常好的人機(jī)交互界面，人們只需要看下液晶顯示屏就知道準(zhǔn)確溫度，通過按鍵的操作就可以實(shí)現(xiàn)對溫度上下限值的設(shè)置。 單片機(jī)的意義和本設(shè)計(jì)特點(diǎn) 在現(xiàn)代生活的各個(gè)領(lǐng)域中，單片機(jī)幾乎已經(jīng)完全控制了整個(gè)行業(yè)，甚至已經(jīng)潛移默化的改變了人們的生活方式和生活習(xí)慣，大到航空航天領(lǐng)域，小到馬路上各式 各樣的花樣燈控制等等。它體積小，價(jià)格便宜，功能豐富，調(diào)寫程序便利。 我們在這個(gè)設(shè)計(jì)中采用了 51 內(nèi)核單片機(jī) AT89C51 作為核心部件，主要起主控作用，引領(lǐng)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行控制，當(dāng)作控制器的核心部位。 王亮亮：基于單片機(jī)的智能溫度檢測器的設(shè)計(jì) 2 第 2 章 硬件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)由主控芯片 AT89C51 單片機(jī)，晶振電路，復(fù)位電路，電源電路， DS18B20測溫電路， LCD 顯示電路，按鍵電路，聲光報(bào)警電路組成。發(fā)光二極管與普通的二極管一樣是由一個(gè) PN 結(jié)組成的，也具有單向?qū)щ娦浴? 按鍵，它是常用控制器件的一種，通常被用來對需要控制的電路開或斷即接通狀態(tài)銅陵學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 或者斷開狀態(tài)，內(nèi)部的電流是很小的，應(yīng)而可以達(dá)到手動(dòng)控制的作用。簡單的來講，就是把我們電腦主板上是由 CPU 處理、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、輸入輸出電路 IO、顯示設(shè)備等模塊集成到了一塊微小的芯片之內(nèi)。它的最高運(yùn)作頻率 35MHz， 6T/12T 可選。 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。 P0 口內(nèi)部無上拉電阻，是漏極開路的，所以在使用 P0 口的時(shí)候一定要外接上拉電阻。 9. 該單片機(jī)擁有 3 個(gè) 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器其為 16 位的 。 12. 工作溫度范圍： 40～ +85℃ （工業(yè)級） /0～ 75℃ （商業(yè)級） 。其具體的圖形如下： 銅陵學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 圖 25 LCD1602 DS18B20溫度傳感器簡介 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一款超小體積并且抗干擾能力強(qiáng)和精度高的數(shù)字溫度傳感器。DS18B20 引腳如下， DS18B20 它是單總線接口的總共有 3 個(gè)管腳，一個(gè) VCC 一個(gè) GND還有一個(gè)就是 DQ 數(shù)據(jù)管腳，在單總線通信中對時(shí)序是非常嚴(yán)格的。當(dāng) 12MHz 晶振在高頻的情況工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的寄生的電感。晶振和電容與內(nèi)部的電路組成振蕩電路。對于 AT89C51，只需在復(fù)位引腳加上 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平，就能讓單片機(jī)復(fù)位。當(dāng)我們的程序運(yùn)行到 1000 行的時(shí)候，單片機(jī)重啟啟動(dòng)了，之前運(yùn)行的數(shù)據(jù)將會(huì)丟失，因?yàn)?RAM 是不儲(chǔ)存在我們的 flash 區(qū)域的，這個(gè)時(shí)候，那么我們的單片機(jī)會(huì)重新開始運(yùn)行，這個(gè)過程就是復(fù)位。對 AT89C51 來說，在復(fù)位引腳加 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平，可使單片機(jī)復(fù)位。此時(shí)復(fù)位按鍵在彈起的狀態(tài)， R31 的電阻是沒有電壓差的。電容 C1 上方是 5V 電壓，這個(gè)時(shí)候哦電容C1 進(jìn)行充電，正離子從上往下充電，負(fù)電子從 GND 往上充電，這個(gè)時(shí)候電容對電路來說是短 路的，相當(dāng)于一根導(dǎo)線，電壓都加在了 R31 這個(gè)電阻上，那么 RST 上的電壓值， Vrst = R31*I，隨著電容充電越多，在充滿的時(shí)候，電流就會(huì)越來越小的，那么此時(shí) Vrst 上的電壓也會(huì)變小，直到電容充滿后，線路中不再有電流，那么這個(gè)時(shí)候 Rst和 GND 的電位就相等了，也即是 0V。 圖 28 復(fù)位電路 電源電路 向單片機(jī)供電。 變壓器是電源進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換的，有升壓變壓器，也有降壓變壓 器，我們使用的是降壓變壓器，需要將市電 220V 降到 50V 左右，其中我們需要選擇好變壓器，變壓器有前圈和后圈，其計(jì)算公式是 N1/N2=V1/V2，因此我們就可以計(jì)算出后半圈的電壓輸出大小。濾波電路如下： 銅陵學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 圖 211 濾波電路 總電源電路如下： 圖 212 電源電路 LCD 顯示電路 此設(shè)計(jì)中采用的是字符型 LCD1602，它只能顯示數(shù)字及字符，可以顯示 2 行，每一行可以顯示 16 個(gè)字符，通過控制 LCD 的數(shù)據(jù)命令 RS 管腳和讀寫 RW 管腳還有使能E 管腳。其中我們將 2 個(gè)按鍵接在了單片機(jī)的 P32和 P33 管腳上，此管腳可以設(shè)定為單片機(jī)外部中斷 0 和 1 模式，即當(dāng)有按鍵按下時(shí)進(jìn)入中斷函數(shù)進(jìn)行處理，處理結(jié)束后可以返回主函數(shù)繼續(xù)運(yùn)行。同時(shí)設(shè)計(jì)中還使用了一個(gè)發(fā)光二極管進(jìn)行溫度報(bào)警指示，將其陽極接在單片機(jī)的 P31 管腳，單片機(jī) P31 輸出一個(gè)高電平的時(shí)候 LED 發(fā)光，反之熄滅。 硬件電路中使用到了 LCD1602，如果要對 LCD 進(jìn)行顯示，首先就要對 LCD 進(jìn)行初始化操作，我們參考 LCD1602 數(shù)據(jù)手冊的初始化過程可知：首先進(jìn)行一個(gè)短暫延時(shí)，然后寫指令 38H，延時(shí)一段時(shí)間，然后寫入指令 0CH，即顯示開和光標(biāo)設(shè)置，延時(shí)一段時(shí)間然后寫入指令 06H 即顯示光標(biāo)功能設(shè)置，最后寫入指令 01H，即清屏。 wrc(0x38)。 wrc(0x01)。 具體程序如下： void wrc(uint8 c) //LCD 寫命令函數(shù) { delay(1000)。 P0=c。 } void wrd(uint8 dat) //LCD 寫數(shù)據(jù)函數(shù) { delay(1000)。 P0=dat。 銅陵學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）