【正文】 讀取顯示子函數(shù) 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 28 對(duì)爐內(nèi)溫度的檢測(cè)通過(guò)數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 實(shí)現(xiàn)的，在溫度模塊硬件電路的設(shè)計(jì)中已經(jīng)對(duì)的硬件電路做了設(shè)計(jì)，現(xiàn)在設(shè)計(jì) DS18B20 的軟件部分。 2)DS18B20 中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量 , 以 12 位轉(zhuǎn)化為例用 16 位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供 , 以 ℃ /LSB 的形式表達(dá) , 其。 64 位光刻的 ROM 排列是 :開(kāi)始 8 位 (24H)是產(chǎn)品類(lèi)型標(biāo)號(hào) , 接著的48 位是該 DS18B20 自身的序列號(hào) , 最后 8 位是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC=X8+X5+X4+1)。] 開(kāi)始計(jì)時(shí) 當(dāng)前計(jì)時(shí) =預(yù)設(shè)時(shí)間二？ 跳出溫控 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 27 液晶顯示模塊 液晶顯示模塊主要完成人機(jī)交互界面的顯示及系統(tǒng)相關(guān)的操作指示。請(qǐng)使用“繪圖工具”選項(xiàng)卡更改引言文本框的格式。] PID 加熱 檢測(cè)當(dāng)前溫度 =預(yù)設(shè)溫度二？ N要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。] 常加熱 N要。] 檢測(cè)當(dāng)前溫度 =預(yù)設(shè)溫度一？ N要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。] Y 常加熱 N要。請(qǐng)使用“繪圖工具”選項(xiàng)卡更改引言文本框的格式。主程序首先要做初始化，包括 DS18B20 測(cè)量開(kāi)始命令的初始化， LCD1602 顯示初始化，串口通信初始化等等。準(zhǔn)確性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)具有重要意義，尤其是測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)要進(jìn)行一定量的運(yùn)算。 ② 實(shí)時(shí)性。硬件是設(shè)計(jì)的軀體，軟件是設(shè)計(jì)的靈魂，當(dāng)系統(tǒng)的硬件電路確定之后，系統(tǒng)的主要功能還要靠軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且軟件的設(shè)計(jì)在很大程度上就決定了產(chǎn)品的性能。隨機(jī)導(dǎo)通型 AC—SSR則是在交流電源的任一相位上導(dǎo)通或關(guān)斷，因此在導(dǎo)通瞬間可能產(chǎn)生較大的干擾?？刂齐妷汉拓?fù)載電壓按使用場(chǎng)合可以分成交流和直流兩大類(lèi)，因此會(huì)有 DCAC、 DCDC、 ACAC、 ACDC 四種型式，它們分別在交流或直流電源上做負(fù)載的開(kāi)關(guān)，不能混用 .按負(fù)載電源的類(lèi)型不同可將 SSR 分為交流固態(tài)繼電器 (AC—SSR)和直流固態(tài)繼電器 (DC—SSR)。這些特點(diǎn)使 SSR 在軍事、化工、和各種工業(yè)民用電控設(shè)備中均有廣泛應(yīng)用。輸出電路主要由輸出器件 (芯片 )和起瞬態(tài)抑制作用的吸收回路組成，有時(shí)還包括反饋電路。高頻變壓器耦合，是在一定的輸入電壓下，形成約 10MHz 的自激振蕩，通過(guò)變壓器磁芯將高頻信號(hào)傳遞到變壓器次級(jí)。恒流輸入電路，在輸入電壓達(dá)到一定值時(shí)，電流不再隨電壓的升高而明顯增大，這種繼電器可適用于相當(dāng)寬的輸入電壓范圍。 固態(tài)繼電器的輸入電路是為輸入控制信號(hào)提供一個(gè)回路，使之成為固態(tài)繼電器的觸發(fā)信號(hào)源。 ⑥ 高集成度，片外最低只需 4 個(gè)電容即可工作。 ② 只需要單一 +5V電源供電 。 MAX232 芯片介紹 MAX232 芯片是美信（ MAXIM）公司專(zhuān)為 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用 +5v 單電源供電。 當(dāng)計(jì)算機(jī)與終端之間利用 RS232 作近程連接時(shí)，有幾根線實(shí)現(xiàn)交 換連接。 RS232 是異步通訊中最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線，適用于數(shù)據(jù)中端設(shè)備（ DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（ DCE）之間的接口。有了對(duì)這種背景的了解，我們對(duì) RS232C 標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算機(jī)不兼容的地方就不難理解了 其次， RS232C 標(biāo)準(zhǔn)中所提到的 “ 發(fā)送 ” 和 “ 接收 ” ，都是站在 DTE 立場(chǎng)上，而不是站在 DCE 的立場(chǎng)來(lái)定義的。 首先， RS232C 標(biāo)準(zhǔn)最初是遠(yuǎn)程通信連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備 DTE(Data Terminal Equipment)與數(shù)據(jù)通信設(shè)備 DCE（ Data Communication Equipment)而制定的 。 RS323C 標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó) EIA(電子工業(yè)聯(lián)合會(huì) )與 BELL 等公司一起開(kāi)發(fā)的 1969 年公布的通信協(xié)議。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類(lèi)：一類(lèi)是單個(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單 元組態(tài)為一個(gè) 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫(xiě)操作；另一類(lèi)為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫(xiě)所有的 RAM 的 31 個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫(xiě) )、 FFH(讀 )。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個(gè) SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位 0 位到高位 7。 DS1302的控制字節(jié) DS1302控制字節(jié)的最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)入 DS1302中，位 6如果為 0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為 1表示存取 RAM 數(shù)據(jù) 。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時(shí)， DS1302 由Vcc1 供電。 DS1302 的結(jié)構(gòu)及工作原理 DS1302 的引腳 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM數(shù)據(jù)。此處為 P0口輸出，因?yàn)?P0 口的電壓過(guò)于微弱，所以添加上拉電阻使其能夠驅(qū)動(dòng) LCD液晶顯示屏。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選指令寄存器。其中： S/C=1：畫(huà)面平移一個(gè)字符位； S/C=0：光標(biāo)平移一個(gè)字符位； R/L=1：右移； R/L=0：左移。 LCD1602 控制指令如表 32所示： 表 32 LCD1602 控制指令 指令 功能 清屏 清 DDRAM 和 AC 值 輸入方式設(shè)置 設(shè)置光標(biāo)、畫(huà)面移動(dòng)方式 顯示開(kāi)關(guān)控制 設(shè)置顯示、光標(biāo)及閃爍開(kāi)、關(guān) 光標(biāo)、畫(huà)面位移 光標(biāo)、畫(huà)面移動(dòng)，不影響 DDRAM 功能設(shè)置 工作方式設(shè)置（初始化指令） CGRAM 地址設(shè)置 設(shè)置 CGRAM 地址。 RS：寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器；低電平時(shí)選擇指令寄存器。 方法 ② 程序更簡(jiǎn)潔，這里使用第二種方法 “高低電平翻轉(zhuǎn)法 ”。若有按鍵按下，則高四位中會(huì)有一個(gè) 1 翻轉(zhuǎn)為 0，低四位不會(huì)變，此時(shí)即可確定被按下的鍵的行位置。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為高電平。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤(pán)中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4根行線相交叉的 4 個(gè)按鍵之中。這樣，當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)，所有的輸入端都是高電平，代表無(wú)鍵按下。這樣，一個(gè)端口（如 P1 口）就可以構(gòu)成 4*4=16 個(gè)按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤(pán)多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成 20 鍵的鍵盤(pán)，而直接用端口線則只能多出一鍵（ 9 鍵）。 電源輸出基本不受外輸入變動(dòng)的干擾。穩(wěn)壓器 LM7805 是由三個(gè)管腳 組成 的串聯(lián)型降壓式電源芯片。整流后的電流經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓器 LM7805 輸出穩(wěn)定的 +5V 電壓。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 12 STC89C52 單片機(jī) 和 DS18B20 溫度傳感器芯片正常工作電壓范圍都是～ 。 報(bào)警電路的功能是在 STC89C52 單片機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警或解除報(bào)警。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車(chē)電子設(shè)備、電話(huà)機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。注意在外部供電的方式下 , DS18B20 的 GND引腳不能懸空 , 否則不能轉(zhuǎn)換溫度 , 讀取的溫度總是 85℃ [1]。 溫度 采集 模塊的硬件設(shè)計(jì) 當(dāng) DS18B20 正在執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換或從高速暫存器 EPPROM 傳送數(shù)據(jù)時(shí)，工作電流可達(dá) ， 這個(gè)電流可能會(huì)引起連接單總線的弱上拉電阻的不可接受的壓降，這需要更大的電流，而此時(shí) Cpp（寄生電源儲(chǔ)能電容）無(wú)法提供，為了保證DS18B20 有充足的供電，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝數(shù)據(jù)到 EEPROM 操作時(shí)，必須給單總線一個(gè)上拉電阻，一般為 的上拉電阻， 根據(jù) 距 離遠(yuǎn) 近 可以適當(dāng) 調(diào)節(jié) 阻值 ，距離近時(shí) 減小 阻值 ，但不能低于 ， 否則 DS18B20 將無(wú)法復(fù)位。 ⑥可編程的分辨率為 912 位 ,對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、℃和 ℃ ,可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫 。 ③ DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)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 。 DS18B20 中的溫度傳感器完成對(duì)溫度的測(cè)量，用 16 位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB 形式表達(dá)，其中 S 為符號(hào)位。 DQ 為數(shù)字信號(hào)輸入∕輸出端； GND 為電源地； VCC 為外接供電電源 [5]。此設(shè)計(jì)采用的是 DS18B20。 復(fù)位電路第二功能是 手動(dòng) 復(fù)位 。 晶振電路 如圖 32所示河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2 圖 32 晶振電路 復(fù)位電路 為確保 溫控 系統(tǒng)電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。在 XTAL0 和 XTAL1 兩端跨接晶振，與內(nèi)部的反相器構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。晶振回路由電容和陶瓷諧振器晶振組成。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 ⑤ 上位機(jī)采用 vb 語(yǔ)言編寫(xiě)，因?yàn)?vb 相對(duì)來(lái)說(shuō)更簡(jiǎn)潔、易學(xué)，編程界面更友好。 系統(tǒng)各模塊的最終方案 根據(jù)以上分析，結(jié)合器件和設(shè)備等因素，確定如下方案： ① 采用 STC89C52 單片機(jī)作為控制器，分別對(duì)溫度采集、 LCD 顯示、溫度設(shè)定、加熱裝置、上位機(jī)通信 進(jìn)行控制 。程序員可以輕松的使用 VB 提供的組件快速建立一個(gè)應(yīng)用程序。 上位機(jī)軟件 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)方案選擇和工作原理 6 方案一： VB 是 Visual Basic 的縮寫(xiě)，是微軟公司于 1991 年推出的以結(jié)構(gòu)化Basic 語(yǔ)言為基礎(chǔ)，以事件驅(qū)動(dòng)為運(yùn)行機(jī)制的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。 但是 12864 價(jià)格昂貴。數(shù)碼管具有 亮度高， 壽命長(zhǎng)，耐老化，對(duì)外界環(huán)境要求低?？芍苯优c單片機(jī)通信，讀取測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)。 方案二：采用熱敏電阻。AD590 的 測(cè)溫 范圍是 55℃ ～ +150℃，最大非線性誤差為177。繼電器無(wú)需外加光耦，自身即可實(shí)現(xiàn)電氣隔離。 電磁繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路 ）和被控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流 、 較低的電壓去控制較大電流 、較高的電壓 ?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)交流電單個(gè)周期有效值周期性控制，保證系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。 溫度控制模塊 根據(jù)題目要求，可以用電阻爐進(jìn)行加熱，控制電阻爐的通斷頻率即可以控制加熱的速度。 方案三：采用 STC89C52 單片機(jī)作為控制器。由于本設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度本不高， FPGA 的高速處理優(yōu)勢(shì)得不到充分體現(xiàn)，且引腳較多 。 2． 2 各模塊電路的方案選擇及論證 根據(jù)題目的基本要求，設(shè)計(jì)任務(wù)主要設(shè)計(jì)一個(gè)水溫測(cè)控系統(tǒng)，控制鍋爐中水的溫度，選擇合適的控制規(guī)律，使鍋爐中水的溫 度按預(yù)定規(guī)律 變化，并且能夠進(jìn)行越限報(bào)警。從 DS18S20 讀出或?qū)懭?DS18S20 信息僅需要一根口線，其讀寫(xiě)及其溫度變換功率來(lái)源于數(shù) 據(jù)總線，該總線本身也可以向所掛接的 DS18B20 供電， 故 不需要額外電源。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)方案選擇和工作原理 3 2 系統(tǒng)方案選擇和工作原理 系統(tǒng)綜述 本文所要研究的課題是基于單片機(jī)控制的 水爐溫度 控制系統(tǒng)，主要是介紹了對(duì)水箱溫度的 測(cè)控 ， 實(shí)現(xiàn)了溫度的實(shí)時(shí)顯示及控制。 ⑤ 能夠按照設(shè)定的溫度曲線控溫。 ② 溫度 測(cè)量精度： 在 0～ 85℃ 時(shí)精度為 177。目前，國(guó)外溫度控制儀表正朝著高精度、智能化、小型化等方向發(fā)展。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì) 自 1980 年以來(lái)，由于工業(yè)過(guò)程控制的需要，特別是微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及自動(dòng)控制理論和設(shè)計(jì)方法發(fā)展的推動(dòng)下，國(guó)外溫度測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展迅速，尤其是控制方面，在智能化、自適應(yīng)、參數(shù)自整定等方面取得顯著成果?？梢?jiàn)溫度控制電路廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，所以對(duì)溫度進(jìn)行控制是非常有必要和有意義的。另外通過(guò)單片機(jī)的串口與上位機(jī)通信，通過(guò)上位機(jī)軟件實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度和歷史溫度并且繪