畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)-全文預(yù)覽
【正文】 CLR9GND7VCC14C37 4L S 1 64 QA3QB4QC5QD6QE10QF11QG12QH13A1B2CLK8CLR9GND7VCC14C47 4L S 1 64R1 R3R2 R4 R5 R6 R7 R 332 20 * 8R8 R9 R 10 R 11 R 12 R 13 R 14 R 342 20 * 8R 15 R 16 R 17 R 18 R 19 R 20 R 21 R 352 20 * 8R 22 R 23 R 24 R 25 R 26 R 27 R 28 R 362 20 * 8R 292K+ 5 V+ 5 V + 5 V + 5 V + 5 V+ 5 VD1D IO D E12J1C O N 2+ 5 VRXDRXDT X DT X D 22 附錄 2 系統(tǒng) PCB 圖 。 最后我要深深地感謝我的家人，正是他們含辛茹苦地把我養(yǎng)育成人，在生活和學(xué)習(xí)上給予我無(wú)盡的愛(ài)、理解和支持，才使我時(shí)刻充滿信心和勇氣，克服成長(zhǎng)路上的種種困難，順利的完成大學(xué)學(xué)習(xí)。 雖然老師公務(wù)繁忙，教學(xué)任務(wù)重，但 在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)， 實(shí)物制作 等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo) 。在本課題的設(shè)計(jì)中，我熟練掌握了單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)和接口技術(shù)，同時(shí)對(duì)溫度傳感器的原理及應(yīng)用有了一定的了解，掌握了各種控制電路及其相關(guān)元器件的使用。完成了課題既定的任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。達(dá)到了課題要求的技術(shù)指標(biāo)。 ，改變環(huán)境溫度，系統(tǒng)工作情況如表 7 所示。 我們將標(biāo) 準(zhǔn)溫度計(jì)和溫度控制系統(tǒng)的探頭放在一起，選定若干不同溫度點(diǎn)，記錄 標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的溫度和溫度控制系統(tǒng)測(cè)量顯示的溫度進(jìn)行比較。當(dāng)需要讀取下一位時(shí)再產(chǎn)生下降沿啟動(dòng)信號(hào)。初始化程序如下所示： INIT: SETB NOP CLR MOV R0,0FFH DJNZ R0,$ SETB MOV R0,100 LIU: JNB ,IT3 減 加 小于 與設(shè)定溫度比較 開(kāi)始 初始化 停止加熱 檢測(cè)溫度 顯 示 判斷 按鍵 設(shè)定值加 設(shè)定值減 顯 示 大于 啟動(dòng)加熱 14 DJNZ R0,LIU CLR 38H SJMP IT7 IT3: SETB 38H IT7: MOV R0,240 DJNZ R0,$ SETB RET 圖 10 初始化時(shí)序圖 此初始化程序功能為：檢測(cè) DS18B20 是否存在，如存在，將位地址 38H 置 1；如不存在，將位地址 38H 清零。 系統(tǒng)流程圖如圖 9 所示。 R 3 91KR 3 22KQ19014P 0 .2+ 5 V13254Q2J D Q+ 5 VD1IN 40 0 7 圖 8 控制電路 系統(tǒng) 軟件要實(shí)現(xiàn)的功能如下： 利用 4 只共陰數(shù)碼管， LED1 顯示檢測(cè)溫度十位， LED2 顯示檢測(cè)溫度個(gè)位， LED3顯示設(shè)定溫度十位， LED4 顯示設(shè)定溫度個(gè)位，顯示分辨率為 1℃ 。當(dāng)沒(méi)有鍵按下時(shí)，單片機(jī)與之相連的輸入口線為高電平，當(dāng)任何一個(gè)按鍵按下時(shí)，與之相連的 輸入口線被置為低電平，產(chǎn)生外中斷條件，在 中斷服務(wù)程序中讀取鍵盤(pán)值。真值表如表 5 所示 。 10 顯示模塊 QA3QB4QC5QD6QE10QF11QG12QH13A1B2CLK8CLR9GND7VCC14C17 4 H C 1 6 4 QA3QB4QC5QD6QE10QF11QG12QH13A1B2CLK8CLR9GND7VCC14C27 4 H C 1 6 4abfcgdeDPY7 6 4 2 1 910a b c d e f g5dpdp3L E D 3abfcgdeDPY7 6 4 2 1 910a b c d e f g5dpdp3L E D 2abfcgdeDPY7 6 4 2 1 910a b c d e f g5dpdp3L E D 4abfcgdeDPY7 6 4 2 1 910a b c d e f g5dpdp3L E D 1QA3QB4QC5QD6QE10QF11QG12QH13A1B2CLK8CLR9GND7VCC14C37 4 H C 1 6 4 QA3QB4QC5QD6QE10QF11QG12QH13A1B2CLK8CLR9GND7VCC14C47 4 H C 1 6 4R1 R3R2 R4 R5 R6 R7 R 3 32 2 0 * 8R8 R9 R 1 0R 1 1R 1 2R 1 3R 1 4R 3 42 2 0 * 8R 1 5R 1 6R 1 7R 1 8R 1 9R 2 0R 2 1R 3 52 2 0 * 8R 2 2R 2 3R 2 4R 2 5R 2 6R 2 7R 2 8R 3 62 2 0 * 8R 2 92K+ 5 V+ 5 V + 5 V + 5 V + 5 VP 3 . 1P 3 . 0 圖 5 顯示模塊電路 74HC164 的邏輯功能介紹如下： 當(dāng)清除端（ CLEAR）為低電平時(shí)，輸出端（ QA－ QH）均為低電平。C ，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的 16 位補(bǔ)碼形式串行輸出。 溫度數(shù)據(jù)采集模塊 溫度由 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 采集。 單片機(jī)控制模塊 控制模塊是整個(gè)設(shè)計(jì)方案的核心，它控制了溫度的采集、處理與顯示、溫度值的設(shè)定與溫度越限時(shí)控制電路的啟動(dòng)。無(wú)論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電， I/O 口線要接 5KΩ左右的上拉電阻。 DS18B20 的管腳排列如圖 3 所示。 表 1 單片機(jī) P3 口管腳第 2 功能 AT89S51 單片機(jī)引腳圖如圖 2 所示 圖 2 單片機(jī)引腳圖 傳感器選擇 本系統(tǒng)采用 DALLAS 半導(dǎo)體 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 采集溫度數(shù)據(jù)， DS18B20 屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器 ,可廣泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測(cè)量及控制儀器、測(cè)控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。它的第二功能和 P0 口引腳的第二功能相配合，用于輸出片外存儲(chǔ)器的高 8 位地址。第二種情況是 89S51 帶片外存儲(chǔ)器， 在 CPU 訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)用于傳送片外存儲(chǔ)器的低 8位地址，然后傳送 CPU對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)數(shù)據(jù) 。當(dāng) EA 端保持低電平時(shí)，無(wú)論片內(nèi)有無(wú)程序存儲(chǔ)器，均只訪 問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間， PESN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 當(dāng) VCC 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時(shí)，該引腳可接上備用電源 VPD（ +5V）為內(nèi)部 RAM 供電，以保證 RAM 中的數(shù)據(jù)不丟失。對(duì)于 CHMOS 芯片，該引腳懸空不接。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于 HMOS 單片機(jī)，該引腳接地；對(duì)于 CHOMS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。 AT89S51 芯片具有以下特性： ①指令集和芯片引腳與 Intel 公司的 8051 兼容； ② 4KB 片內(nèi)在系統(tǒng)可編程 Flash 程序存儲(chǔ)器； ③時(shí)鐘頻率為 0～ 33MHz； ④ 128 字節(jié)片內(nèi)隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器（ RAM）； ⑤ 32 個(gè)可編程輸入 /輸出引腳； ⑥ 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器； ⑦ 6 個(gè)中斷源， 2 級(jí)優(yōu)先級(jí)； ⑧全雙工串行通信接口； ⑨監(jiān)視定時(shí)器； ⑩ 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針。 圖 1 系統(tǒng)框圖 其中數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集溫度數(shù)據(jù)，采集到的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，由單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)送顯示部分顯示。即用單片機(jī)完成人機(jī)界面，系統(tǒng)控制，信號(hào)分析處理，由前端溫度傳感器完成信號(hào)的采集與轉(zhuǎn)換。 方案二 ： FPGA/CPLD 或采用帶有 IP 內(nèi)核的 FPGA/CPLD 方式。 ①溫度設(shè)定范圍為 0～ 99℃，最小區(qū)分度為 1℃，溫度控制的誤差 ≤1 ℃ ②能夠用數(shù)碼管精確顯示當(dāng)前實(shí)際溫度值 ③按鍵控制：設(shè)置復(fù)位鍵、加一鍵、減一鍵 ④越限報(bào)警 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證 實(shí)現(xiàn)溫度控制的方法主要有以下幾種。爐溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在爐溫變化時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。其計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已采用集散系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)的形式，大部分配有先進(jìn)的控制 算
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