【正文】 效 ） T0（時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0計(jì)數(shù)脈沖端） T1（時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1數(shù)脈沖端） WR（部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào)輸出端，低電平有效） RD（部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效） 就會(huì)直接加到 RST端。復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和按鈕復(fù)位。 在課題設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，控制核心是 STC89C52單片機(jī)，該單片機(jī)為 51系列增強(qiáng)型 8位單片機(jī)，它有 32個(gè) I/O口，片內(nèi)含 4K FLASH工藝的程序存儲(chǔ)器，便于用電的方式瞬間擦除和改寫(xiě)，而且價(jià)格便宜，其外部晶振為 ，一個(gè)指令周期為 1μ S。對(duì)于 EPROM編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)， P2口 接收輸入的 8位地址。對(duì)于MCS— 52子系列單片機(jī)， 2功能： /計(jì)數(shù)器 2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T2； /計(jì)數(shù)器 2的外部控制端 T2EX。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O口時(shí)， P0口為地址 /數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口。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)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于 HMOS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。 （ 2）外接晶振引腳 XTAL1和 XTAL2 XTAL1（ 19腳）：接外部石 英晶體的一端。 對(duì)于雙字節(jié)單機(jī)器指令，通常是在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)從程序存儲(chǔ)器中讀人兩個(gè)字節(jié)，但 Movx指令例外， Movx指令是訪問(wèn)外部 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的單字節(jié)雙機(jī)器周期指令，在執(zhí)行 Movx指令期間，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器被訪問(wèn)且被選通時(shí)跳過(guò)兩次取指操作。如果是雙字節(jié)指令，則在同一機(jī)器周期的 s4讀人第二字節(jié)。 8 9 C 5 2 測(cè)溫模塊 DS18B20 顯示模塊 數(shù)碼管 鍵盤(pán)模塊 通信模塊 RS485 控制終端 繼電器 加熱制冷 設(shè)備 STC89C52單片機(jī)的一個(gè)執(zhí)器周期由 6個(gè)狀態(tài) (s1— s6)組成，每個(gè)狀態(tài)又持續(xù) 2個(gè)震蕩周期，分為 P1和 P2兩個(gè)節(jié)拍。 STC89C52單片機(jī)是深圳宏晶科技有限公司生產(chǎn)的一種單片機(jī)，在一小塊芯片上集成了一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)組成部分。 主從式室溫控制系統(tǒng)連接框圖如圖 所示。 通信 協(xié)議的選擇 因?yàn)檫@次要設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)有多個(gè)數(shù)據(jù)采集終端，所以用串行通信更合適，在此選擇 RS485串行通信方式。 對(duì)以上的兩種顯示方案的比較。 方案二：采用 LCM1602液晶顯示器。 方案一：采用四位一體的共陽(yáng)極數(shù)碼管。其因接口電路簡(jiǎn)單，測(cè)溫以及工作溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，而得到廣泛的運(yùn)用。標(biāo)準(zhǔn)化，因此在測(cè)溫領(lǐng)域運(yùn)用廣泛。適用于 100300℃間的溫度檢測(cè)。 溫度傳感器的選擇 由于是室溫控制器，因此，溫度傳感器也是該系統(tǒng)中不可或缺的元件之一。 方案二 :采用 STC51 系列單片機(jī)，該系列單片機(jī)是深圳宏晶科技在國(guó)內(nèi)推廣的 新型 51 內(nèi)核單片機(jī)，其性能相對(duì)于傳統(tǒng) 51 單片機(jī)有了很大的提升，同時(shí)保留了51 單片機(jī)編程簡(jiǎn)單易學(xué)的特點(diǎn)。因此，選擇一款恰當(dāng)?shù)目刂破鲗?duì)于 設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)是非常重要及必要的。數(shù)字溫度傳感器DS18B20 只用一個(gè)引腳即可與單片 機(jī)進(jìn)行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機(jī)更加具有擴(kuò)展性。這類(lèi)控制對(duì)象慣性大 ,滯后現(xiàn)象嚴(yán)重 ,存在很多不確定的因素 ,難以建立精確的數(shù)學(xué)模型 ,從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能不佳 ,甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控現(xiàn)象。s hardware part, including: Temperature examination electric circuit, temperaturecontrol circuit, PC machine and monolithic integrated circuit serial port munication channel and some interface circuit. The monolithic integrated circuit through carries on corresponding processing to the signal, thus realizes the temperature control goal. In the article also emphatically introduced the software design part, uses the modular structure in here, the main module includes: Nixietube display sequence, keyboard scanning and pressed key disposal procedure, temperature signal processing procedure, blackwhite control procedure, excess temperature warning procedure. 【 Key words】 AT89S51 Monolithic Integrated Circuit ； DS18B20 Temperature Chip； Temperature Control； Serial Port Communication 1 前言 工業(yè)控制是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)正是為了適應(yīng)這一領(lǐng)域的需要而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)，它主要研究如何將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通過(guò)信息技 術(shù)和自動(dòng)控制理論應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，并設(shè)計(jì)出所需要的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。文中還著重介紹了軟件設(shè)計(jì)部分，在這里采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要模塊有：數(shù)碼管顯示程序、鍵盤(pán)掃描及按鍵處理程序、溫度信號(hào)處理程序、繼電器控制程序、超溫報(bào)警程序。 目 錄 摘要 ?????????????????????????????? 1 1 前言 ????????????????????????????? 1 2 室溫控制系統(tǒng)的概述 ??????????????????????? 1 3 室溫控制系統(tǒng)方案的選擇 ??????????????????? 1 單片機(jī)的選擇 ??????????????????? 1 溫度傳感器的選擇 ?????????????????? 1 顯示器的選擇 ????????????? ??????????? 2 通信協(xié)議的選擇 ??????????????????? 2 4 室溫控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) ???????????????? 2 采集終端電路設(shè)計(jì) ???????????????? 3 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 ???????????????? 3 溫度傳感器電路 ?????????????????? 4 顯示電路 ????????????????????? 4 按鍵接口電路電路 ????????????????? 4 溫度控制電路 ??????????????????? 4 串口通信電路 ???????????????????? 4 控制終端電路設(shè)計(jì) ?????????????????????? 4 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 ???????????????? 3 顯示電路 ????????????????????? 4 按鍵接口電路電路 ????????????????? 4 串口通信電路 ???????????????????? 4 5 室溫控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) ????????????????? 5 采集終端軟件設(shè)計(jì) ???????????????? 3 溫度檢測(cè)程序 ?????????????? 3 溫度預(yù)設(shè)程序 ?????????????????? 4 溫度顯示程序 ????????????????????? 4 溫度控制程序 ???????????? ????? 4 串口通信程序 ??????????????????? 4 控制終端軟件設(shè)計(jì) ???????????????? 3 溫度顯示程序 ?????????????? 3 溫度預(yù)設(shè)程序 ?????????????????? 4 溫度查詢(xún)程序 ????????????????????? 4 串口通信程序 ??????????????????? 4 結(jié)論 ??????????? ???????????????? 6 總結(jié)與體會(huì) ??????????????????????????? 6 致謝詞 ????????????????????????????? 6 參考文獻(xiàn) ????????????????????????????? 6 附錄 A 使用說(shuō)明書(shū) ????????????????????????? 6 附錄 B 系統(tǒng)原理圖 ?????????????????????? 6 附錄 C 系統(tǒng)仿真圖 ???????????????????????? 6 附錄 D 系統(tǒng)相關(guān)程序 ??????????? ???????????? 6 摘 要 本設(shè)計(jì)以 AT89S51 單片機(jī)為核心的溫度控制系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)方法。單片機(jī)通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理，從而實(shí)現(xiàn)溫度控制的目的。s way for the monolithic integrated circuit. In the article introduced this control system39。 2 室溫控制系統(tǒng)的概述 室溫控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域 ,如家電、汽車(chē)、材料、電力電子等 ,常用的控制電路根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和所要求的性能指標(biāo)有所不同 , 在工業(yè)企業(yè)中 ,如何提高溫度控制對(duì)象的運(yùn)行性能一直以來(lái)都是控制人員和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員努力解決的問(wèn)題。而采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，因其內(nèi)部集成了 A/D 轉(zhuǎn)換器，使得電路結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，而且減少了溫度測(cè)量轉(zhuǎn)換時(shí)的精度損失，使得測(cè)量溫度更加精確。 3 室溫控制系統(tǒng)方案的選擇 控制器的選擇 在本次將要設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中，微機(jī)控制器無(wú)疑使最核心的部分，它的性能將直接關(guān)系到是整個(gè)控制系統(tǒng)控制功能的實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行處理的速度，能力以及控制的精度等問(wèn)題。因此，該類(lèi)芯片適用于對(duì)控制精度和處理問(wèn)題能力有著高要求的場(chǎng)合。它擁有 8K 的系統(tǒng)可編程 flash 存儲(chǔ)器， 32 個(gè)通用 I/O 口，簡(jiǎn)單易操作等特點(diǎn)，以及其響應(yīng)速度和控制精度等方面的要求都符合本次控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。其特點(diǎn)是自身的電阻值隨溫度變化而變化。熱電偶的測(cè)溫范圍，測(cè)溫精度都很高，并且其已經(jīng)實(shí)現(xiàn)系列化。 DS16B20是 ALLAS公司生產(chǎn)的一款單總線數(shù)字溫度傳感器。它作為人機(jī)交流的一個(gè)平臺(tái)，可以讓用戶(hù)更好的了解所測(cè)溫度情況，以及根據(jù)自身要求對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行更恰當(dāng)?shù)拿?。不過(guò)其性?xún)r(jià)比高，是非常常用顯示器件。用于對(duì)顯示要求較高的場(chǎng)合。而控制終端需要顯示多個(gè)數(shù)據(jù)采集終端回饋的情況，因此 LCM1602符合這一要求，所以控制終端選擇方案二。 室溫控制系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)構(gòu)想是，控制終端與數(shù)據(jù)采集終端之間采用主從式多機(jī)通信方式，即控制終端為主機(jī)，數(shù)據(jù)采集終端為從機(jī)，控制終端能發(fā)送信息給每一個(gè)采集終端或指定的數(shù)據(jù)采集終端，各數(shù) 據(jù)終端發(fā)送的信息只能被控制終端接收，而數(shù)據(jù)采集終端之間不能互相通信。 圖 數(shù)據(jù)采集終端系統(tǒng) 框圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 目前， 51系列單片機(jī)在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，因此我們可以在許多單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中，配接各種類(lèi)型的語(yǔ)音接口，構(gòu)成具有合成語(yǔ)音輸出能力的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，以增強(qiáng)人機(jī)對(duì)話的功能。以上各個(gè)部分通過(guò)內(nèi)部總線相連接。對(duì)于單周期指令，當(dāng)指令操作碼讀人指令寄存器時(shí)，使從 S1P2開(kāi)始執(zhí)行指令。多數(shù) STC89C52指令周期為 1— 2個(gè)機(jī)器周期，只有乘法和除法指令需要兩個(gè)以上機(jī)器周期的指令，它們需 4個(gè)機(jī)器周期。 （ 1）電源引腳 Vcc和 Vss Vcc（ 40腳）：接 +5V電源正端； Vss（ 20腳）：接 +5V電源正端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。 （ A）． RST/VPD（ 9腳）： RST即為 RESET， VPD為備用電源，所以該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。當(dāng)從外部程序存儲(chǔ)器讀取指令或常數(shù)期間，每個(gè)機(jī)器周期 PESN兩次有效，以通過(guò)數(shù)據(jù)總線口讀回指令或常數(shù)。若超出該范圍時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的程序。當(dāng)不接外部存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展 I/O接口時(shí)，它可作為準(zhǔn)雙向 8位輸入 /輸出接口。 (B).P1口（ 1腳～ 8腳）： ～ 稱(chēng)為 P1口，可作為準(zhǔn)雙向 I/O接口使用。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O接口且尋址范圍超過(guò)