【正文】 院印制 第 4 章 調(diào)試與仿真 調(diào)試 本設(shè)計(jì)的調(diào)試主要分為硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和綜合調(diào)試三部分，以下對(duì)其做具體的講解 。 AT89C2051 通過控制 DS18B20 讀取實(shí)時(shí)溫度，然后，通過 P0 口送到兩位數(shù)碼管進(jìn)行顯示。然后等待溫度設(shè)定，判斷 是否溫度設(shè)定 完成 ，若 溫度設(shè)定已完成則 系統(tǒng) 繼續(xù)正常 運(yùn)行，則依次調(diào)用各個(gè)相關(guān)模塊，循環(huán)控制直到系統(tǒng)停止運(yùn)行。 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 17頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 圖 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 18頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 第 3章 軟件設(shè)計(jì) 由于整個(gè)系統(tǒng)軟件比較復(fù)雜，為了便于編寫、調(diào)試、修改和增刪，系統(tǒng)程序的編制適合采用模塊化的程序結(jié)構(gòu)，故要求整個(gè)控制系統(tǒng)軟件由許多獨(dú)立的小模塊組成，它們之間通過軟件接口連接，遵循模塊內(nèi)數(shù)據(jù)關(guān)系緊湊，模塊間數(shù)據(jù)關(guān)系松散的原則，將各功能模塊組織成模塊化的軟件結(jié)構(gòu)。單片機(jī)的 P0 口為數(shù)據(jù)輸出口，接到兩個(gè)的數(shù)碼管的相同接口， — 為控制端，分別 選擇 在某一個(gè)瞬間是哪個(gè)數(shù)碼管工作。 第 8 腳：為數(shù)碼管的公共極與 3 腳內(nèi)部相連其作用相同這里不做介紹 。 第 4 腳： 為數(shù)碼管的 c 端控制腳，來控制數(shù)碼管的 c 點(diǎn)的亮滅。 數(shù)碼管的引腳圖 如 圖 所示 。 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 14頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 123J1 D S1 8B 2 0V CCP3.5 圖 數(shù)據(jù)采集電路 人機(jī)接口設(shè)計(jì) 鍵盤的設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中采用了矩陣式，鍵盤分布如圖 所示。上電復(fù)位所需最短時(shí)間是震蕩周期建立時(shí)間加上 2 個(gè)機(jī)器周期時(shí)間。采用這種頻率的晶體振蕩器的原因是可以方便的獲得標(biāo)準(zhǔn)的波特率 ，為以畢 業(yè) 論 文 正 文 第 13頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 后的升級(jí)留下空間。 AT89C2051 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。這一點(diǎn)在進(jìn)行 DS1820 硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá) 150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長。 2) 在 DS18B20的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛 DS18B20數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè) DS18B20，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。 一個(gè)基數(shù)值 時(shí) 。 DS18B20 測(cè)溫原理如圖 所示。 8. DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng) 的 功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫 [2]。 4. 通過編程可實(shí)現(xiàn) 9～ l2 位的數(shù)字讀數(shù)方式，可在至多 750 ms 內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)換成 12 位的數(shù)字，測(cè)溫分辨率可達(dá) 0． 0625℃ 。 主要特點(diǎn)有： 1. 用戶可自設(shè)定報(bào)警上下限溫度值。 DS18B20 的外形及 管腳排列如圖 所示 。同時(shí)本電路的溫度測(cè)量范圍比較小此器件可以滿足，同時(shí)此器件的測(cè)量精度比較高基本能滿足本設(shè)計(jì)的 要求。 其主要工作特性為： ? 內(nèi)含 2KB 的 Flash 存儲(chǔ)器，擦寫次數(shù)達(dá) 1000 次； ? 內(nèi)含 128 字節(jié)的 RAM； ? 具有 16 根可編程 I/O 線； ? 具有 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)器； ? 具有 6 個(gè)中斷源、 5 個(gè)中斷矢量、 2 級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)； ? 具有 1 個(gè)全雙工的可編程串行通信接口； ? 具有 1 個(gè)數(shù)據(jù)指針 DPTR； ? 兩種低功耗工作模式，即空閑模 式和掉電模式； ? 具有可編程的 3 級(jí)程序鎖定位； ? 工作電源電壓為 5177。該芯片具有如下功能：①有 15 個(gè)通用用的 IO接口；②有 1 個(gè)全雙工異步串行通信接口；③有 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器。另外， AT89C2051 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯 操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。以下是這款單片機(jī)的介紹： AT89C2051 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 2K 在系可編程 Flash 存儲(chǔ)器。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型，控制理論的其他技術(shù)也難以采用，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定時(shí)，應(yīng)用 程序算法 控制技術(shù)最為方便。在這個(gè)過程中，我們通過單片機(jī)將傳感器所測(cè)量出來的溫度通過兩位數(shù)碼管可以顯示出來。部分功能電路的集成，使總體電路更簡潔，搭建電路和焊接電路時(shí)更快。在 0— 1000C 時(shí)，最大線形偏差小于 10C。目前， AT89C2051的市場(chǎng)零售價(jià)已經(jīng)低于 825 827 825 8250 等專用接口芯片中的任何一種；而 AT89C2051 的功能實(shí)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過以上芯片。 實(shí)現(xiàn)途徑及方法 本系統(tǒng)主要通過資料查找、系統(tǒng)需求分析、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，軟硬件總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)的軟件與硬件設(shè)計(jì)、調(diào)試、資料整理等步驟來完成。設(shè)計(jì)人員需完成全部硬件和軟件的設(shè)計(jì)， 做出成品并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。 該 溫度自動(dòng)控制系統(tǒng) 由 溫度信號(hào)采樣電路，鍵盤及顯示電路，溫度控制電路， 電源 電路，時(shí)鐘信號(hào)電路 等構(gòu)成， 并運(yùn)用 程序 算法進(jìn)行溫度控制和調(diào)整。 隨著電子技術(shù)以及應(yīng)用需求的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的進(jìn)展。將單片機(jī)控制方法運(yùn)用到溫度控制系統(tǒng)中，可以克服溫度控制系統(tǒng)中存在的嚴(yán)重滯后現(xiàn)象，同時(shí)在提高采樣頻率的基礎(chǔ) 上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。DS18B20 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 1頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 目 錄 緒 論 .............................................................. 2 第 1 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ................................................... 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 ................................................. 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 ............................................... 3 重點(diǎn)研究內(nèi)容 ..................................................... 3 實(shí)現(xiàn)途徑及方法 ................................................... 4 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) .................................................. 4 第 2 章 系統(tǒng)硬件各功能模塊的設(shè)計(jì) ....................................... 6 主控模塊的設(shè)計(jì) ..................................................... 6 單片機(jī)的選擇 ..................................................... 6 溫度傳感器的選擇 ................................................. 8 復(fù)位和時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) ............................................ 12 溫度采集電路 .................................................... 13 人機(jī)接口設(shè)計(jì) ..................................................... 14 鍵盤的設(shè)計(jì) ...................................................... 14 顯示電路的設(shè)計(jì) .................................................. 14 第 3 章 軟件設(shè)計(jì) ...................................................... 18 主程序模塊 ........................................................ 18 數(shù)據(jù)采集和顯示模塊 ................................................ 20 輸入模塊 .......................................................... 21 第 4章 調(diào)試與仿真 .................................................... 23 調(diào)試 .............................................................. 23 硬件調(diào)試 ........................................................ 23 軟件調(diào)試 ........................................................ 24 綜合性能調(diào)試 .................................................... 24 仿真 .............................................................. 25 結(jié) 論 .............................................................. 26 參考文獻(xiàn) .............................................................. 27 致 謝 ................................................................ 29 附錄 1：源程序 ........................................................ 30 附錄 2：各部分模塊子程序 .............................................. 41 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 2頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 緒 論 溫度是表征物體冷熱 程度的 物理量。文中介紹了該控制系統(tǒng)的硬件部分，包括：溫度檢測(cè)與溫度控制電路。它可以實(shí)時(shí)的顯示和設(shè)定溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的自動(dòng)控制。畢 業(yè) 論 文 正 文 第 1頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 數(shù)字溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 隨著科技的不斷進(jìn)步，在工業(yè)生產(chǎn)中溫度是常用的被控參數(shù)，而采用單片機(jī)來對(duì)這些被控參數(shù)進(jìn)行控制已成為當(dāng)今的主流。主要組成部分： AT89C2051 單片機(jī)、溫度傳感器、顯示電路、溫度控制電路。溫度信號(hào)由 溫度芯片 DS18B20 采集，并以數(shù)字信號(hào)