【正文】 我要感謝我的同學(xué)，特別是我的室友們，正是他們?cè)谶@幾年里陪我一起成長(zhǎng)，一起學(xué)習(xí)，才讓我有了今天的成績(jī)。 開始 溫度零下 ? 溫度值取補(bǔ)碼置“ — ”標(biāo)志 計(jì)算小數(shù)位溫度 BCD 值 計(jì)算整數(shù)位溫度 BCD 值 結(jié)束 置“ +”標(biāo)志 N Y 方案分析論文 第 17 頁 共 50 頁 圖 14 數(shù)據(jù)刷新子程序 四、結(jié)束語 通過此次畢業(yè)論文的課題設(shè)計(jì)，我們學(xué)會(huì)了怎樣把所學(xué)的書本知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中去，并學(xué)會(huì)了如何去思考整個(gè)控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。其程序流程框圖如圖 12 所示。用的是循環(huán)查詢方式，來顯示和控制溫度，主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理 DS18B20 的測(cè)量的當(dāng)前溫度值并負(fù)責(zé)調(diào)用各子程序 ,其程序流程如圖 10 系統(tǒng)程序流程圖。 4%的范圍內(nèi)，振蕩頻率誤差在177。 在本設(shè)計(jì)中采用外部供電方式實(shí)現(xiàn) DS18B20 傳感器與單片機(jī)的連接，其接口電路如圖4所示。 DS18B20 溫度傳感器只有三根外引線：?jiǎn)尉€數(shù)據(jù)傳輸總線端口 DQ ，外供電源線 VDD，共用地線 GND。一支 DS18B20 的體積與普通三極管相差無幾，價(jià)格只有十元人民幣左右。 DS18B20 溫度傳感器是美國(guó)達(dá)拉斯 (DALLAS)半導(dǎo)體公司推出的應(yīng)用單總線技術(shù)的數(shù)字溫度傳感器。它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn)雙向 I/O 接口，也可以將每 1 位用于第 2 功能，而且 P3 口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第 1功能的輸入輸出或第 2 功能。 (C).P2 口（ 21腳～ 28 腳）： ～ 統(tǒng)稱 為 P2 口，一般可作為準(zhǔn)雙向 I/O 接口。 對(duì)于片內(nèi)含有 EPROM 的單片機(jī)，當(dāng) EPROM 編程時(shí)，從 P0 口輸入指令字節(jié)，而當(dāng)檢驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。 （ 4）輸入 /輸出（ I/O）引腳 P0 口、 P1口、 P2 口及 P3 口 (A).P0 口（ 39 腳～ 22 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P0 口。當(dāng) EA 端保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 4KB（ MS— 52子系列為 8KB）。 （ B）． ALE/ P （ 30 腳）：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（允許地址鎖存信號(hào)）以每機(jī)器周期兩次的信號(hào)輸出，用于鎖存出現(xiàn)在 P0 口的低 （ C）． PSEN(29 腳 ):片外程序存儲(chǔ)器讀選通輸出端 ,低電平有效。 （ 3）控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳 控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有 RST/VPD、 ALE/P、 PSEN 和 EA/VPP 等 4 種形式。 XTAL2（ 18腳）：接外部晶體的另一端。 下面按引腳功能分為 4個(gè)部分?jǐn)⑹鰝€(gè)引腳的 功能。在加結(jié)束時(shí)完成指令操作。若采用 12MHz的晶體振蕩器，則每個(gè)機(jī)器周期為 1us，每個(gè)狀態(tài)周期為 1／ 6us；在一數(shù)情況下，算術(shù)和邏輯操作發(fā)生在 N期間，而內(nèi)部寄存器到寄存器的傳輸發(fā)生在 P2 期間。最高允許振蕩頻率是 12MHZ。 方案分析論文 第 4 頁 共 50 頁 圖 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架 (二 )單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 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，而且價(jià)格便宜，其外部晶振為 12MHz，一個(gè)指令周期為 1μ S。 通過該課程的學(xué)習(xí)使我們對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有一個(gè)全面的了解、掌握常規(guī)控制算法的使用方法、掌握簡(jiǎn)單微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟硬的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)一步鍛煉同學(xué)們?cè)谖⑿陀?jì)算機(jī)應(yīng)用方面的實(shí)際工作能力。本文采用單片機(jī) STC89C52 設(shè)計(jì)了溫度實(shí)時(shí)測(cè)量及控制系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 ： STC89C52 單片機(jī) ； DS18B20； 顯示電路 方案分析論文 第 2 頁 共 50 頁 目 錄 一、引言 ............................................................................. 3 (一 )課題研究的背景 ............................................................... 3 (二 )課題研究的目的和意義 ......................................................... 3 二、硬件電路的設(shè)計(jì) ................................................................... 3 (一 )系統(tǒng)設(shè)計(jì)的框架 ............................................................... 3 (二 )單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 ........................................................... 4 (三 )單片機(jī)的選型 ................................................................. 5 ......................................................... 5 ......................................................... 5 ..................................................... 6 (四 )溫度傳感器電路 ............................................................... 8 (五 )系統(tǒng)電 源電路的設(shè)計(jì) ........................................................... 9 (六 )LCD顯示電路 ................................................................ 10 (七 )串口通訊電路 ................................................................ 10 (八 )按鍵接口電路 ................................................................ 11 (九 )DS1302時(shí)鐘電路 .............................................................. 12 (十 )存儲(chǔ)器接口電路 .............................................................. 12 三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................................... 12 (一 )計(jì)算溫度子程序 .............................................................. 13 (二 )按鍵處理子程序 .............................................................. 14 (三 )計(jì)算溫度子程序 .............................................................. 15 (四 )顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 .......................................................... 16 四、結(jié)束語 .......................................................................... 17 參考文獻(xiàn) ............................................................................ 18 致謝 ................................................................................ 19 附件 1：系統(tǒng)原理圖 .................................................................. 20 附件 2：系統(tǒng)相關(guān)程序 ................................................................ 21 一、 DS18B20底層驅(qū)動(dòng)程序 ............................................................. 21 二、 DS1302時(shí)鐘底層驅(qū)動(dòng)程序 .......................................................... 26 三、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)底層驅(qū)動(dòng)程序 ............................................................ 32 方案分析論文 第 3 頁 共 50 頁 一、 引言 (一 )課題研究的背景 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)展起來的一門專業(yè)技術(shù)，它主要研究如何將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通過信息技術(shù)和自 動(dòng)控制理論應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程，并設(shè)計(jì)出所需要的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。 該控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)存儲(chǔ)相關(guān)的溫度數(shù)據(jù)并記錄當(dāng)前的時(shí)間。 本設(shè)計(jì)論述了一種以 STC89C52 單片機(jī)為主控制單元 ，以 DS18B20 為溫度傳感器的溫度控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)程序 主要包括主程序，讀出溫度子程序 ，計(jì)算溫度子程序、按鍵處理程序 、 LCD 顯示程序 以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序 等。 (二 )課題研究的目的和意義 隨著社會(huì)的發(fā)展，溫度的測(cè)量及控制變得越來越重要。系統(tǒng)可以根據(jù)時(shí)鐘存儲(chǔ)相關(guān)的數(shù)據(jù)。其主要包括：電源模塊、溫度采集模塊、按鍵處理模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、 LCD 顯示模塊、通訊模塊以及單片機(jī)最小系統(tǒng)。每一個(gè)單片機(jī)包括：一個(gè) 8 位的微型處理器 CPU；一個(gè) 512K 的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM； 4K 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器；四個(gè) 8 位并行的I/O 接口 P0P3，每個(gè)接口既可以輸入，也可以輸出；兩個(gè)定時(shí)器 /記數(shù)器；五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工 UART 的串行 I/O 口；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。這樣，一個(gè)機(jī)器周期由 12個(gè)振蕩周期組成。若為單字節(jié)指令，則在 51 期間仍進(jìn)行讀，但所讀入的字節(jié)操作碼被忽略，且程序計(jì)數(shù)據(jù)也不加 1。 方案分析論文 第 6 頁 共 50 頁 單片機(jī)引腳介紹 STC89C52 單片機(jī)的 40 個(gè)引腳中有 2 個(gè)專用于主電源引腳， 2個(gè)外接晶振的引腳， 4 個(gè)控制或與其它電源復(fù)用的引腳，以及 32 條輸入輸出 I/O 引腳。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。對(duì)于 CHMOS 芯片，該引腳懸空不接。 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。 （ D）． EA/Vpp（ 31 腳）： EA 為訪問外部程序儲(chǔ)器控制信號(hào)，低電平有效。對(duì)于片內(nèi)含有 EPROM 的單片機(jī)，在 EPROM 編程期間，該引腳用方案分析論文 第 7 頁 共 50 頁 于接 21V 的編程電源 Vpp。它 分時(shí)提供 8 位雙向數(shù)據(jù)總線。對(duì)于 EPROM 編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)， P0 口接收輸入的低 8位地址。 (D).P3 口（ 10腳～ 17 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P3 口。傳感器輸出信號(hào)進(jìn) 的上拉電阻直接接到單片機(jī)的 引腳上。 （ 2）系統(tǒng)成本：由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，新型大規(guī)模集成電路功能越來越強(qiáng)大，體積越來越小，而價(jià)格也越來越低。同時(shí)因?yàn)?DS18B20 是全數(shù)字元器件，故障率很低，抗干擾性強(qiáng)，因此，減少了系統(tǒng)的日常維護(hù)工作。另一種是外部供電方式 (VDD 接 +5V)，相應(yīng)的完成溫度測(cè)量的時(shí)間較短。 該器件還有其他一些特點(diǎn)：在特定的輸入電壓和輸出負(fù)載的條件下，輸出電壓的誤差可以保證在177。主 程序?qū)δK進(jìn)行初始化，而后調(diào)用讀溫度、處理溫度、顯示、鍵盤等 模塊。 啟動(dòng) DB18B20 讀溫度 計(jì)算溫度 LCD顯示 開始 初始化 方案分析論文 第 14 頁 共 50 頁 圖 11 讀溫度流程圖 (二 )按鍵處理子程序 按鍵處理子程序主要是負(fù)責(zé)參數(shù)的設(shè)置，主程序每循環(huán)一 次都要對(duì)按鍵進(jìn)行掃描 ,判斷是否有輸入鍵按下則進(jìn)行