【正文】 進(jìn)一步提升了自己在面對(duì)問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，為今后的學(xué)習(xí)與工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)還有很多可以應(yīng)用的資源沒有充分的得到利用，例如單片機(jī)的輸入通道還沒有完全開發(fā)，系統(tǒng)的I/O資源還沒有完全利用。在設(shè)計(jì)中運(yùn)用溫度傳感器采集溫度，通過(guò)轉(zhuǎn)換、處理與設(shè)定值進(jìn)行比較，得到控制信號(hào)用以控制溫度，實(shí)現(xiàn)了溫度顯示和報(bào)警控制功能。 開始 串行口初始化 數(shù)據(jù)送至緩沖區(qū) 查斷碼 顯示溫度值 結(jié)束 圖44 數(shù)碼管顯示子程序框圖 繼電器控制子程序單片機(jī)對(duì)傳感器采集到的溫度與設(shè)定值比較，若超出溫度控制范圍，則控制相應(yīng)的繼電器對(duì)溫度進(jìn)行加熱或降溫處理。 確定是否真正有閉合鍵。首先，DS18B20進(jìn)行復(fù)位，并寫入跳過(guò)ROM的字節(jié)命令，0XCC，寫入進(jìn)行轉(zhuǎn)換的功能命令，0X44，延遲750～900ms。 提高代碼的使用效率，代碼的使用效率是軟件設(shè)計(jì)中一個(gè)很重要的衡量指標(biāo)。其原理圖如圖39所示。相反，如果溫度在要求范圍之內(nèi)，報(bào)警電路不會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。74LS138 為3線－8線譯碼器，當(dāng)一個(gè)選通端（E1）為高電平，另兩個(gè)選通端（(/E2))和/(E3)）為低電平時(shí)，可將地址端（A0、AA2）的二進(jìn)制編碼在Y0至Y7對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。共陰極LED顯示器則與共陽(yáng)極恰好相反，共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，共陰極接地，若發(fā)光二級(jí)管的陽(yáng)極為高電平，那么這個(gè)二極管就會(huì)發(fā)亮，相應(yīng)的段就會(huì)被顯示出來(lái)，由此起到顯示電路的功能。獨(dú)立式鍵盤的特點(diǎn)是一鍵一線，每個(gè)按鍵分別接一條I/O口線，每個(gè)鍵之間是相互獨(dú)立的，相互之間沒有影響，通過(guò)檢測(cè)各I/O口線的電平狀態(tài)即可判斷按鍵是否被按下。圖33 DS18B20與單片機(jī)連接原理圖 串口通信設(shè)計(jì)中，需要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與上位機(jī)之間的信息傳輸，所以需要設(shè)計(jì)專門的通信模塊。其工作原理如圖32所示。 負(fù)電壓特性，當(dāng)接反電源極性時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因?yàn)榘l(fā)熱而燒毀，但此時(shí)不能正常工作，接反是導(dǎo)致該傳感器總是顯示85℃的原因。EA/VPP在/EA是低電平時(shí)，這時(shí)外部程序存儲(chǔ)器，無(wú)論有沒有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。在給出地址“1”時(shí)，他利用內(nèi)部上拉的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。Flash編程過(guò)程中，P0作為原碼輸出口，校驗(yàn)時(shí)，會(huì)由P0口輸出原碼，但是這時(shí)需要拉高P0外部電源。功能包括對(duì)會(huì)聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。8KB可反復(fù)擦寫Flash ROM。另外，其電源可有數(shù)據(jù)線提供而不需要外接電源，使的系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單清晰。這種方案還是模擬控制方式，因此也不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法使控制精度更高，而且不能用數(shù)碼管顯示。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，溫度監(jiān)控領(lǐng)域也發(fā)生了翻天覆地的變化，基于單片機(jī)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)因其操作簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，同時(shí)具有極高的精確度和分辨率，使得傳統(tǒng)的測(cè)控技術(shù)將被逐漸取代。近年來(lái)溫度檢測(cè)在理論上發(fā)展較成熟，但是在實(shí)際應(yīng)用中，如何保證實(shí)時(shí)的，快速的對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)，傳輸，并能夠快速的做出響應(yīng)控制，仍是需要解決的問(wèn)題。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)測(cè)溫精度、控制范圍的要求也越來(lái)越高，有時(shí)極小的溫度差異也會(huì)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)，科研等帶來(lái)極大地影響。本課題介紹了以STC89C52單片機(jī)為控制核心，DS18B20作為傳感器的集采集、處理、顯示、自動(dòng)控制為一體的倉(cāng)儲(chǔ)溫度測(cè)控系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)中，以PC作為上位機(jī)監(jiān)控模塊，STC89C52單片機(jī)作為下位機(jī)控制模塊，上位機(jī)與下位機(jī)數(shù)據(jù)傳輸與交流以串口通信的方式進(jìn)行。在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境中，對(duì)環(huán)境溫度的檢測(cè)控制顯得尤為重要。溫度檢測(cè)技術(shù)中，接觸式測(cè)量發(fā)展較早，同時(shí)檢測(cè)精度也較高，操作簡(jiǎn)單，但卻不能實(shí)時(shí)的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使得響應(yīng)速度慢，不能更好的控制溫度，難以滿足現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)溫度快速控制的要求。本設(shè)計(jì)主要任務(wù)是以單片機(jī)為核心器件設(shè)計(jì)出能對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)與控制的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)要求不僅能正確的顯示即時(shí)溫度，而且還要求在溫度值超出所規(guī)定的溫度范圍時(shí)要由相應(yīng)的溫度控制模塊對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的溫度進(jìn)行及時(shí)的降溫或升溫處理，以維持溫度在所要求的范圍內(nèi)。其工作原理圖如圖22所示。與其他方案相比，方案三不易受到周圍環(huán)境的干擾，且測(cè)量精度高，系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低，能夠達(dá)到任務(wù)要求，所以本次設(shè)計(jì)采用方案三。32個(gè)雙向I/O口。主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。P1口：P1口是一個(gè)8位雙向I/O口，可以由內(nèi)部提供上拉電阻。P2口在Flash編程和校驗(yàn)時(shí)接受高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。所以他可以用于對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)。/EA在加密方式為1時(shí)將會(huì)鎖定RESET；另一方面，/EA是高電平時(shí)，內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 DS18B20引腳定義 DQ：數(shù)字信號(hào)的輸出/輸入端。存儲(chǔ)器和控制器64位ROM和單線接口溫度靈敏元件高速緩存存儲(chǔ)器低溫觸發(fā)器TL電源檢測(cè)高溫觸發(fā)器TH配置寄存器8位CRC生成器圖32 DS18B20工作原理圖 DS18B20與單片機(jī)連接DS18B20有兩種工作方式，一種是寄生電源工作方式，在這種供電方式下，GND管腳和VDD管腳都要接地，DS18B20從單線信號(hào)線上汲取能量：在信號(hào)線DQ處于高電平期間把能量?jī)?chǔ)存在內(nèi)部電容里，在信號(hào)線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來(lái)再給寄生電源（電容）充電。計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳輸方式有串行通信和并行通信兩種，串行通信方式相對(duì)占用的線路比較少，成本也相對(duì)的比較低，所以串行通信的方式被廣泛采用，在串行通信中，為了使不同的設(shè)備之間可以方便的連接起來(lái)，因此通訊雙方必須采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口。按鍵的開關(guān)通過(guò)一定電路轉(zhuǎn)換為高，低電平狀態(tài)，閉合過(guò)程在相應(yīng)的端口形成一個(gè)負(fù)脈沖。在本次設(shè)計(jì)中采用的是共陽(yáng)極LED數(shù)碼管顯示器。MC1413工作電壓高，工作電流大，灌電流可以達(dá)到500mA,并且能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承受50V的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。報(bào)警電路圖如圖37所示。電網(wǎng)電壓經(jīng)變壓器、整流電路、濾波電路以及穩(wěn)壓電路輸出5V直流電壓。代碼的使用效率可以通過(guò)試驗(yàn)每條C語(yǔ)言編譯以后所對(duì)應(yīng)的匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句數(shù)量來(lái)表示。然后對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位，并寫入跳過(guò)ROM的字節(jié)命令0XCC，隨后寫入讀取暫存的功能命令0XBE，讀入第0個(gè)字節(jié)轉(zhuǎn)換結(jié)果的低八位和第1個(gè)字節(jié)的轉(zhuǎn)換結(jié)果的高八位，所有操作完成后，DS18B20就會(huì)再次復(fù)位，讀暫存數(shù)據(jù)結(jié)束。 判定閉合鍵是否釋放。 報(bào)警子程序當(dāng)由溫度傳感器測(cè)得的溫度值傳送到單片機(jī)中后，單片機(jī)會(huì)與用戶設(shè)定的溫度值對(duì)比，只要所測(cè)溫度不在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，就會(huì)向報(bào)警模塊發(fā)出信號(hào)，報(bào)警模塊隨之報(bào)警。主要完成的任務(wù)：（1） 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇合理可行的設(shè)計(jì)總體方案，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。在設(shè)計(jì)上還有很多潛力挖掘。再次感謝設(shè)計(jì)中給我?guī)椭睦蠋熞约巴瑢W(xué)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)單片機(jī)STC89C5智能溫度傳感器DS18BRS232串口通信技術(shù)、穩(wěn)壓直流電源等設(shè)計(jì)的理解，對(duì)溫度監(jiān)控系統(tǒng)的組成和工作原理有了比較詳細(xì)的理解。本設(shè)計(jì)中還有許多可以改進(jìn)的地方，能使系統(tǒng)達(dá)到更優(yōu)的控制效果。開始初始化溫度上下限初始化采樣和串口周期向下位機(jī)發(fā)出請(qǐng)求發(fā)送命令開始接收是否接收到數(shù)據(jù)協(xié)議是否正確數(shù)據(jù)是否為溫度值處理信息，顯示溫度值是否超出范圍將溫度情況顯示出來(lái)返回顯示出錯(cuò)情況顯示出錯(cuò)信息