【正文】 學(xué)院 教研室： 注：成績：平時20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制學(xué) 號 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 電氣085課程設(shè)計（論文）題目 雞雛恒溫孵化器設(shè)計課程設(shè)計（論文）任務(wù)該雞雛恒溫孵化器可實現(xiàn)雞雛孵化過程恒溫控制，溫度可通過鍵盤自行設(shè)定。溫度測量范圍 0～50 度。隨著溫度控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的溫度控制器應(yīng)運而生。而以往溫度控制是由人工完成的而且不夠重視，其實在很多場所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。當(dāng)溫度上升到下限溫度以上時，停止加溫；當(dāng)溫度高于設(shè)定上限溫度時，系統(tǒng)自動啟動風(fēng)扇降溫，使溫度下降。本設(shè)計主要設(shè)計內(nèi)容：硬件電路設(shè)計：1. CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計（包括 CPU 選擇，晶振電路，復(fù)位電路）2. 溫度傳感器選擇及接口電路設(shè)計3. 驅(qū)動電路設(shè)計軟件設(shè)計：本科生課程設(shè)計（論文）2第 2章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計 恒溫系統(tǒng)總體設(shè)計方案本設(shè)計題目為基于單片機的雞雛恒溫孵化器的設(shè)計，溫度控制設(shè)定范圍為 050176。系統(tǒng)框圖如圖 ：鍵盤電路溫度顯示報警電路單片機 繼電器控制A/D 轉(zhuǎn)換電路加熱裝置信號放大 溫度傳感器圖 溫度控制系統(tǒng)原理圖 CPU 的選擇由于單片機具有功能強、體積小、可靠性好和價格便宜等獨特優(yōu)點，已成為傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造和新產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想機種，具有廣泛的發(fā)展前景。本科生課程設(shè)計（論文）3 89C51單片機 AT89C51主要特性（1） 面向控制的 8 位 CPU；（2） 片內(nèi) 4KB Flash ROM 程序存儲器；（3） 128B 的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器；（4） 可尋址 64KB 的片外程序存儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器控制電路；（5） 2 個 16 位定時/計數(shù)器；（6） 4 個并行 I/O 口，共 32 條可單獨編程的 I/O；（7） 5 個中斷源，2 個中斷優(yōu)先級；（8） 低功耗的閑置和掉電保護(hù)模式； 89C51單片機的基本結(jié)構(gòu)89C51 由 8 個部件組成，即中央處理器（CPU） ，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器（RAM） ，片內(nèi)程序存儲器，輸出/輸入接口（I/O，分為 P0 口、P1 口、P2 口、P3 口） ，可編程串行口，定時/計數(shù)器，中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。（2）XTAL2：解外部晶體和微調(diào)電容的另一端。（3）RST：復(fù)位信號輸入端，高電平有效。（5） ：外部程序存儲器的讀選通信號。但 本科生課程設(shè)計（論文）4端接低電平時，CPU 只訪問外部 ROM 中的指令。有上拉電阻，能驅(qū)動 4 個 LSTTL門電路。有上拉電阻，能驅(qū)動 4 個 LSTTL門電路。6264 是 8K8 位靜態(tài)隨機存儲器，采用 CMOS 工藝制造，單一+5V 電源供電，額定功率 200mW，典型存取時間200ns，為 28 線雙列直插式封裝。 OE：寫 允 許 信 號 ， 輸 入 ， 低 電 平 有 效 。GND： 信 號 地 。 89C51 單片機與 6264 的接口，如下圖：本科生課程設(shè)計（論文）6Q7 19Q6 16Q5 15Q4 12Q3 9Q2 6Q1 5Q0 2OE 1D718 D617D514 D413D38 D27D14 D03G11U?74LS373RD 17WR 16 25 23 21 32 33 36 38 39ALE 30EA89C51OE22 WE27CE120 A122A1123 A1021A924 A825VCC 28CE2 26GND 14A73 A64A55 A46A37 A28A19 A010I/O718 I/O617I/O516 I/O415I/O314 I/O213I/O112 I/O0116264R?RES2+5VVCC+5VNetLabel14 NetLabel15NetLabel16NetLabel17 圖 89C51單片機擴展74LS373 是一種帶三態(tài)門的 8D 鎖存器，其管腳示意圖如下圖所示：圖 74LS373引腳圖其中 D0~D7 為 8 個輸入端；，Q0~Q7 為 8 個輸入端；LE 為數(shù)據(jù)打入端：當(dāng) LE 為“1”時，鎖存器輸出狀態(tài)同輸入狀態(tài)：當(dāng)LE“0”時，數(shù)據(jù)打入端鎖存器；為輸出允許端：當(dāng) =0 時，三態(tài)門打開； =1 時，三態(tài)門關(guān)閉，輸OEOEOE出高阻。MCS51 單片機的 RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端。 CC2 是反饋電容，其值在 20pF～100pF 之間選取，典型值為 30pF。本設(shè)計采用 110592MHz，圖中用約等于 12MHz。它具有直接輸出信號和數(shù)據(jù)處理功能，并且它和單片機的接口C?只需要一位 I/O 口，因此有塔構(gòu)成系統(tǒng)簡單實用。因為每一個 DS18B20 有唯一的系列號（silicon serial number） ，因此多個DS18B20 可以存在同一條單線總線上，這允許在許多地方放置溫度靈敏器件。作為另一種可供選擇的方法，DS18B20 也本科生課程設(shè)計（論文）10可用外部 5V 電源供電。AD574 由兩部分組成，一部分是模擬芯片，另一部分?jǐn)?shù)字芯片，其中模擬部分由高性能的 12 位 D/A 轉(zhuǎn)換器 AD565 和參考電壓組成。 或177。電源電壓：177。LED 顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。將單片機 I/O 口的 8 位線與顯示塊的發(fā)光二極管的引出端（a ～ dp）相連，共陰極低電平有效，選通有效后 8 位并行輸出口輸出不同的數(shù)據(jù)就點亮相應(yīng)的發(fā)光二極管，獲得不同的數(shù)字或字符。圖 8255 引腳圖圖 I/O 口擴展電路D034 D133D232 D331D430 D529D628 D727PA0 4PA1 3PA2 2PA3 1PA4 40PA5 39PA6 38PA7 37PB0 18PB1 19PB2 20PB3 21PB4 22PB5 23PB6 24PB7 25PC0 14PC1 15PC2 16PC3 17PC4 13PC5 12PC6 11PC7 10RD5 WR36A09 A18RESET35 CS68255Text TextTextTextRD 17WR 16 28 23 21 32 36 39ALE 30EA 31 2789C51Q7 19Q6 16Q5 15Q4 12Q3 9Q2 6Q1 5Q0 2OE1D718 D617D514 D413D38 D27D14 D03G1174373D034 D133D232 D331D430 D529D628 D727PA0 4PA1 3PA2 2PA3 1PA4 40PA5 39PA6 38PA7 37PB0 18PB1 19PB2 20PB3 21PB4 22PB5 23PB6 24PB7 25PC0 14PC1 15PC2 16PC3 17PC4 13PC5 12PC6 11PC7 10RD5 WR36A09 A18RESET35 CS68255AD10AD11AD12AD13AD14AD15AD16AD17AD10AD11AD12AD13AD14AD15AD16AD17AD10AD11AD12AD13AD14AD15AD16AD17ALE RDWENetLabel69 NetLabel70NetLabel71NetLabel72本科生課程設(shè)計（論文）13單片機也 8255 的接口比較簡單，如圖 所示，8255 的片選信號 及口地CS址選擇線 AO、A1 分別由單片機的 和 、 經(jīng)地址鎖存器提供.8255 的 A、B、C 口及控制口地址分別為FF7CH、FF7DH 、FF7EH 、FF7FH 。3 號鍵：下限溫度值確定。在完成設(shè)定上限值的工作后，使用 1 號鍵和 2 號鍵設(shè)定需要的溫度控制系統(tǒng)的下限值，然后按下 3 號鍵，將這個下限值確定，也就是將這個下限值保存到專用的寄存器里，然后系統(tǒng)進(jìn)去實時的溫度測量和控制工作中。只有 P0 口在高點位輸出時才能達(dá)到這樣大的電流值。圖 繼電器、報警與執(zhí)行電路由于 DS18B20 自帶了存儲器，能夠?qū)⒃O(shè)定的溫度報警值自動存入 DS18B20 的 EEROM 中，永久保存，因此每次開機時系統(tǒng)都會自動從 DS18B20 的 EEROM 讀出溫度報警值 .兩個繼電器中，K1 接的是降溫裝置，K2 接的是加熱裝置，當(dāng)實際溫度大于 TH 的設(shè)定值時，蜂鳴器響，表示超溫，此時繼電器 K1 吸合，接通降溫裝置進(jìn)行降溫；當(dāng)實際溫度處于 TL 與 TH 的設(shè)定值之間時，繼電器常閉。否則將 TX 與 TH 比較，如果 TX≥TH 則報警，并置 P13 口為高電平，通過光耦合器關(guān)閉可控硅，停止加熱器加熱，并調(diào)顯示，顯示 。該部分的子程序流程圖如圖 所示。在發(fā)現(xiàn)有鍵閉和時，不是立即讀入該鍵值，而是延時一段時間以后，再進(jìn)行鍵閉和與否的判斷，確認(rèn)此時真的有鍵按下，有則進(jìn)行該按鍵的處理，沒有則不進(jìn)行處理。本科生課程設(shè)計（論文）18開始顯示緩沖區(qū)指針置初值 30H 送 R0掃描模式置初值 FEH 送 R1R1 送 P2 口取顯示數(shù)據(jù)查表轉(zhuǎn)換為段數(shù)據(jù)送 P0 口延時 1ms顯示緩沖器指針 R0+1R1=0？R1 左移一位返回YN 顯示子程序流程圖本科生課程設(shè)計（論文）19 數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計數(shù)據(jù)采集的主要任務(wù)是巡回檢測三點的溫度參數(shù)并把它們存在外部 RAM 指定單元,采樣程序如圖 所示。本文重點論述恒溫控制系統(tǒng)控制電路的設(shè)計，主要是硬件電路的設(shè)計過程及軟件的實現(xiàn)。雖然這個系統(tǒng)在理論上是完全可行的，但我認(rèn)為在實際中還有待改進(jìn)，例如在進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換的時候也會帶來一定的誤差，從而對溫控產(chǎn)生 一定的影響，這些都是要注意