【正文】 llowing aspects: First, determine the overall system design, including its functional design。 在此背景之下我們以專(zhuān)業(yè)知識(shí)為背景，進(jìn)行智能溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)。 I 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 智能溫度控制系統(tǒng)（硬件設(shè)計(jì)） 智能溫度控制系統(tǒng)（硬件設(shè)計(jì)） Intelligent temperature control system (hardware) 總計(jì)：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 頁(yè) 表 格 4 個(gè) 插 圖 16 幅 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘要 在現(xiàn)代的各種工業(yè)生產(chǎn)中 ,隨著電子技術(shù)和微型計(jì)算 機(jī)的迅速發(fā)展，微機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。 本 系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 design principles。 temperature sensor selection。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 總體設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)方案為智能溫控系統(tǒng)，首先需要對(duì)待測(cè)溫 度進(jìn)行檢測(cè)處理，根據(jù)方案設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)需要以單片機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)拓展。 2℃。 （ 5）對(duì)升溫和降溫過(guò)程的時(shí)間不作要求。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的控制調(diào)節(jié)。 基本方案：本方案是基于單片機(jī)進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的采集及處理，由于數(shù)字溫度傳感器DS18B20 內(nèi)部集成有模數(shù)轉(zhuǎn)換部件，芯片可將采集到的溫度模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化并通過(guò)單總線傳輸給單片機(jī)。在此方案設(shè)計(jì)中，單片機(jī)是最核心的主控原件。在本設(shè)計(jì)中需要選取合適的單片機(jī)作為控制核心，通過(guò)軟件的編的程的方法進(jìn)行溫度的檢測(cè)和判斷檢測(cè)，并在其 I/O口輸出控制信號(hào)。 綜 合以上所述最終選擇 AT89C52 作為本方案的主控芯片。經(jīng)過(guò)討論論證最終確定兩個(gè)方案待選。熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。 C。熱敏電阻在一些精度要求不高的測(cè)量和控制裝置中得到廣泛應(yīng)用。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 DS18B20 有以下幾個(gè)突出特點(diǎn)： ●接口簡(jiǎn)單用一個(gè)接口就可實(shí)現(xiàn)通信 ● 每一個(gè) DS18B20 都有與之相對(duì)應(yīng)的唯一的 64 位 ROM ● ● :+— + V ● DS18B20 在范圍為 55℃ — +125℃之間的精度為 +℃，分辨率為 ● DS18B20 ● 超過(guò) 報(bào)警限值的 DS18B20 ● 多個(gè) DS18B20 ● 電源極性接反時(shí)， DS18B20 不會(huì)因發(fā)熱而燒毀但不能正常工作 綜合以上兩種方案可以清晰的看出。在工作過(guò)程中， DS18B20 將溫度值直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)量直接輸出，使得系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)得以簡(jiǎn)化。 1602LCD 是數(shù)字式的接口，具有顯示質(zhì)量高、體積小、質(zhì)量輕和功耗低等特點(diǎn)。 以上兩個(gè)方案相比較，再根據(jù)方案要求 ：需要同時(shí)對(duì)檢測(cè)溫度和設(shè)定溫度同時(shí)進(jìn)行顯示。 AT89C52 單片機(jī)的介紹 AT89C52 是 51 系列 單片機(jī) 的一個(gè)常用型號(hào)，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 主要管腳有： XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。 圖 AT89C52 的引腳圖 P0 口 P0 口是一組 8 位漏極開(kāi)路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 第二章 各單元模塊的硬件設(shè)計(jì) 8 P1 口 P1口 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)TTL 邏輯門(mén)電路。 圖 引腳功能圖 P2 口 P2口 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。 P3 口 P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能 P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。 EA/VPP 外部訪問(wèn)允許。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。發(fā)光管和 LED數(shù)碼管比較常用在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： ●質(zhì)量高 由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種亮度和色彩，恒定發(fā)光，而不 同于陰極射線管顯示器那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。 ●體積小、重量輕 液晶顯示器通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)到顯示的目的，在重量上比 相 同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來(lái)說(shuō)，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD 上顯示的行列號(hào)和每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)， 在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼。 漢字的顯示 漢字通常采用圖形的方式顯示，從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼（一般用字模提取軟件），每個(gè)漢字占 32B，分左右兩半，各占 16B，左邊為 5??右邊為 6??根據(jù)在 LCD 上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)可找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加 1，送第二個(gè)字節(jié)，換行按 列對(duì)齊，送第三個(gè)字節(jié)??直到 32B 顯示完就可以 LCD 上得到一個(gè)完整漢字。 ●第 2腳： VDD 接 5V 正電源。當(dāng) RS 和R/W 共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng) RS為低電平 R/W 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。 ●第 16腳：背光源負(fù)極。即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。 ●實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 DS1820 引腳功能 DS18B20 有三個(gè)引腳如圖所示 圖 封裝的 DS18B20 的引腳排列圖 序號(hào) 名稱(chēng) 引腳功能描述 1 GND 接地信號(hào) 2 DQ 數(shù)字輸入輸出引腳 ,開(kāi)漏單總線接口引腳 ,當(dāng)使用寄生電源時(shí) ,可向電源提供電源 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳 ,當(dāng)工作于寄生電源時(shí) ,該引腳必須接地 圖 DS18B20 各引腳的功能 DS18B20 的供電方式 在 DS18B20 的內(nèi)部有 64 位的 ROM 單元和 9 字節(jié)的暫存器單元 。暫存器的 6 和 7 字節(jié)器件內(nèi)部保留使用。相對(duì)于方式二的外部電源供電而言，寄生電源供電有兩大優(yōu)點(diǎn)：，簡(jiǎn)略了本地電源的供電，較為便捷： 的時(shí)候還可以讀 ，在用使用寄生電源供電時(shí) DS18B20 無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的溫度轉(zhuǎn)存在一定的弊端。 第二章 各單元模塊的硬件設(shè)計(jì) 18 圖 晶振電路和復(fù)位電路 按鍵輸入電路 在次系統(tǒng)中需要對(duì)預(yù)設(shè)溫度值輸入單片機(jī)。達(dá)到溫度預(yù)設(shè)值的設(shè)定。在這里我們采用測(cè)溫更為精確的外部電源供電方式進(jìn)行供電。由于溫度振蕩器的拋物線特性的影響，其內(nèi)用斜率累加器進(jìn)行補(bǔ)償。如圖把它們都連接上，將占用較多的單片機(jī)的接口。 VCC 形成回路驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作，達(dá)到報(bào)警的目的，反之亦然。當(dāng)檢測(cè)到溫度高于設(shè)定值時(shí)，單片機(jī) 口輸出低電平，此時(shí)二極管 發(fā)光，驅(qū)動(dòng)三級(jí)管導(dǎo)通，光耦也開(kāi)始工作。 圖 溫度控制電路 第三章 軟件部分 22 第三章 軟件部分 系統(tǒng)主程序流程圖 圖 系統(tǒng)主程序流程圖 由圖 主程序流程圖我們可以看出，首先是對(duì)系統(tǒng)初始化，開(kāi)中斷，然后再包括以下幾個(gè)模塊： ，采用外部中斷形式 ，采用 DS18B20 傳感器 ，采用 的是 LCD1602， 2*16 字的顯示格式 ，采用的是定時(shí)中斷的方式 系統(tǒng)在軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將報(bào)警部分和溫度控制部分形成了一個(gè)結(jié)合。俗話說(shuō)：興趣是自己最好的老師。四年時(shí)間讓我收獲頗豐，更加堅(jiān)定的走電子這條路的決心。先輩們說(shuō)過(guò)：紙上學(xué)來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。就比如我們的這個(gè)“智能溫控系統(tǒng)”在實(shí)際的生產(chǎn)生活中就有廣泛的應(yīng)用。 但是，我們?nèi)匀灰J(rèn)識(shí)到，畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束也是另一個(gè)開(kāi)始。我們要努力用新的方法去解決以前的問(wèn)題，看一看是否你的方法有提高，至少我們對(duì)以前的方法加以改進(jìn)，這就是創(chuàng)新！然而，在我看過(guò)的大多數(shù)文章中，好多都是用舊的方法去解決新的問(wèn)題，這并沒(méi)有實(shí)質(zhì)效率上的提高，因此這樣的文章也很難成為優(yōu)秀的文章。 Rehabilitation,2020,13(6) 南昌 工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 附錄一：電路原理圖 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 附錄二：仿真圖 1. 系統(tǒng)未啟動(dòng)時(shí)的仿真圖 如圖系統(tǒng)電路包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，由 DS18B20 組成的溫度檢測(cè)電路，其中 DS18B20 具有 A/D 轉(zhuǎn)換功能，按鍵電路采用獨(dú)立式按鍵，通過(guò)與門(mén)連接到外部中斷引腳，液晶 1602 電路，注意上拉電阻，保證 P0 口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 南昌 工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）