【正文】 (tp=high+10)) { jdq=1。 didi()。 } delay(30)。 P2=0x01。P2=0x02。 for(i=0。 high+=10。 if(s1==0) { 湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 30 while(!s1)。 //寫溫度轉(zhuǎn)換指令 a=tempread()。 delay(1)。 while(i0) i。j++) { testb=datamp。i++) { j=tempreadbit()。 //i++起到延時(shí) 作用 dat=ds。 while(i0) i。 led=1。 TL1=(655364000)%256。a) for(b=100。 sbit s2=P3^6。 //定義蜂鳴器 uint temp,t,w。 （ 4）待溫度穩(wěn)定后，在單位時(shí)間內(nèi)采樣記錄顯示屏溫度值，與溫度計(jì)實(shí)際溫度值比較，計(jì)算出選定度數(shù)的誤差百分比精確度，得出系統(tǒng)的溫度指標(biāo)。 （ 3）測試不同溫度時(shí)，所測試溫度應(yīng)由低到高。 數(shù)碼管顯示模塊 本系統(tǒng)采用八位共陽極數(shù)碼管，用模擬串口的動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)。當(dāng)總線控制器發(fā)起讀時(shí)序時(shí)， DS18B20 僅被用來傳輸數(shù)據(jù)給控制器。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序：對鍵盤的設(shè)置的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。采用 C 語言編寫代碼，鑒于篇幅限制及 DS18B20 的應(yīng)用已經(jīng)規(guī)范和成熟，本文僅就主程序流程圖和顯示子程序流程圖及其代碼進(jìn)行說明。 湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 17 本部分詳細(xì) 介紹了基于 AT89S52單片機(jī)的多路溫度采集控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。報(bào)警和控制電路如圖 所示。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。讀 /寫時(shí)序 DS18B20 的數(shù)據(jù)讀寫是通過時(shí)序處理位來確認(rèn)信息交換的。若指令成功地使 DS18B20 完成溫度測量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 DS18B20 的存儲(chǔ)器。當(dāng) TH 和 TL 為 8 位寄存器時(shí)， 4 位溫度寄存器中的 11個(gè)位用來和 TH、 TL 進(jìn)行比較。 存儲(chǔ)器的第 4 位為配置寄存器。位 0 和位 1 為測得溫 度信息的 LSB 和 MSB。 湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 11 必須發(fā)出 [44h]命令。 本設(shè)計(jì)采用的 TO－ 92 封裝的 DS18B20 引腳功能描述見表 ： 表 DS18B20 詳細(xì)引腳功能描述 DS18B20 操作原理 DS18B20 的核心功能是它的直接讀數(shù)字的溫度傳感 器。報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件 DS18B20 有一個(gè)由高低電平觸發(fā)的可編程的不因電源消失而改變的報(bào)警功能。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的 NPO 電容，采用的晶振頻率為 12MHZ。 XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。否則， ALE 將被微弱拉高。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無效。對 P3 端口寫“ 1”時(shí) ，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 P1 口：本次設(shè)計(jì) P1 口中 將用于控制繼電器； 和 用于報(bào)警系統(tǒng)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 GND：地。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示： 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 第三章 硬件設(shè)計(jì)部分 單片機(jī)電路 本設(shè)計(jì)采用的 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器。但是電路間還是可能會(huì)產(chǎn)生干擾，造成系統(tǒng)不正常，而且還可能會(huì)對單片機(jī)的工作產(chǎn)生干擾，影響單片機(jī)的正常工作。不需要將溫度傳感器的輸出信號(hào)接到 A/D 轉(zhuǎn)換器上，減少了系統(tǒng)的硬件電路的成本和整個(gè)系統(tǒng)的體積進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，控制電路部分采用繼電器控制，此方案電路簡單并且可 以滿足題目中的各項(xiàng)要求的數(shù)據(jù)。進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，控制電路部分采用繼電器控制，此方案 電路簡單并且可以滿足題目中的各項(xiàng)要求的數(shù)據(jù)。 湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 3 （ 2）采用適當(dāng)?shù)目刂品椒▽?shí)現(xiàn)當(dāng)設(shè)定溫度或環(huán)境溫度突變時(shí)，減小系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量。 （ 2）可以通過按鍵任意設(shè)定一個(gè)恒定的溫度。而以往溫度控制是由人工完成的而且不夠重視，其實(shí)在很多場所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。作為計(jì)算機(jī)兩大發(fā)展方向之一的單片機(jī)，以面向?qū)ο蟮膶?shí)時(shí)控制為己任，嵌入到如家用電器、汽車、機(jī)器人、儀器儀表等設(shè)備中，使其智能化。系統(tǒng)硬件部分由單片機(jī)電路、溫度采集電路、鍵盤電路、 LED 顯示電路、繼電器控制電路等組成。 關(guān)鍵詞： 水溫控制 AT89S52 DS18B20湖南科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) ii ii 目錄 摘要 ..................................................... i 第一章 緒論 .............................................. 1 水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景 ............................. 1 水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 ............................. 1 水溫控制系統(tǒng)完成的功能 ............................. 2 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇 .................................. 3 單片機(jī)及水溫控制方案 ............................... 3 水溫傳感器方案 ..................................... 3 電源設(shè)計(jì)方案 ....................................... 4 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ................................... 4 第三章 硬件設(shè)計(jì)部分 ...................................... 5 單片機(jī)電路 ......................................... 5 溫度檢測電路 ....................................... 9 其它部分硬件電路 .................................. 13 第四章 軟件設(shè)計(jì)部分 ..................................... 16 程序設(shè)計(jì)方案 ...................................... 16 各模塊子 程序設(shè)計(jì) .................................. 17 第五章 系統(tǒng)調(diào)試部分 ..................................... 21 參考文獻(xiàn) ................................................ 23 附錄 .................................................... 24 湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 1 第一章 緒論 水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景 測量控制的作用是從生產(chǎn)現(xiàn)場中獲取各種參數(shù)，運(yùn)用科學(xué)計(jì)算的方法，綜合各種先進(jìn)技術(shù)，使每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能夠得到有效的控制，不但保證了生產(chǎn)的規(guī)范化、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本，還確保了生產(chǎn)安全。 水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，以及測溫儀器在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，智能化已是現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。在水資源日益匱乏的今天，擁有并推廣簡易完善的水溫控制系統(tǒng)對于我們社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，有著極大的實(shí)際意義。 （ 2）控制精度在 ℃以內(nèi)，溫度控制的靜態(tài)誤差小于 1℃。但此方案在硬件、軟件上的成本都比較高，而且易受外部環(huán)境的影響和限制，系統(tǒng)工作相對不穩(wěn)定。校正分為模擬電路校正和微處理器數(shù)字化校正，模擬校正有很多現(xiàn)成的電路，其精度不高且易受溫漂等干擾因素影響，數(shù)字化校正則需要在微處理系統(tǒng)中使用，將 Pt 電阻的電阻值和溫度對應(yīng)起來后存入 EEPROM 中，根據(jù)電路中實(shí)測的 AD 值以查表方式計(jì)算相應(yīng)溫度值。 電源設(shè)計(jì)方案 采用單一電源供電，各個(gè)部分很可能造成干擾，系統(tǒng)無法正確工作，還可能因?yàn)樨?fù)載過大，電源無法提供足夠的工作電流。當(dāng)水溫超出單片機(jī)預(yù)存溫度時(shí)，蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 P3 引腳號(hào)第二功能有： ： RXD（串行輸入） ： TXD（串行輸出） ： INT0（外部中斷 0） ： INT0（外部中斷 0） ： T0（定時(shí)器 0 外部輸入） ： T1（定時(shí)器 1 外部輸入） ： WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） ： RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） 湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 8 RESET：復(fù)位輸入。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 脈沖將會(huì)跳過。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， EA 必須接 GND。 AT89S52 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為XTAL1 和 XTAL2，它們跨接在晶體振蕩器和用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 9 個(gè)自激勵(lì)振蕩器。 ℃。因此，很簡單就可以用一個(gè)微控制器去控制很多覆蓋在一大片區(qū)域的 DS18B20。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 DS18B20 的存儲(chǔ)器有一個(gè)暫存 SRAM 和一個(gè)存儲(chǔ)高低報(bào)警觸發(fā)值 TH 和TL 的非易失性電可擦除 EEPROM 組成。 EPROM 寄存器中的數(shù)據(jù)在器件掉電時(shí)仍然保存；上電時(shí)，數(shù)據(jù)被載入暫存器。 DS18B20 完成一次溫度轉(zhuǎn)換后，就拿溫度值與和存儲(chǔ)在 TH 和 TL中一個(gè)字節(jié)的用戶自定義的報(bào)警預(yù)置值進(jìn)行比較。如果報(bào)警條件成立，而 TH 或 TL 的設(shè)置已經(jīng)改變，另一個(gè)溫度轉(zhuǎn)換將重新確認(rèn)報(bào)警條件。在片上還載有配置字節(jié)以理想的解決溫度數(shù)字轉(zhuǎn)換。共陽極數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。如果高于設(shè)置值 1 度則進(jìn)行報(bào)警，否則就作為采樣的正常值，進(jìn)行顯示和控制。晶體管集成了基極 集電極內(nèi)阻，使 TLP627 系列的轉(zhuǎn)換速度和高溫特性得到優(yōu)化。通過按鍵任意設(shè)定一個(gè)恒定的溫度將水環(huán)境數(shù)據(jù)與所設(shè)置的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。 溫度采集程序：對溫度芯片送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)行判斷和顯示。 圖 系統(tǒng)總流程圖 圖 主程序流程圖 開始 調(diào)用讀溫度子程序 數(shù)字變換程序 顯示子程序 設(shè)定溫度值 顯示當(dāng)前溫度 判斷當(dāng)前溫度值 超過設(shè)定 1℃ 低于設(shè)定 1℃ 報(bào)警 報(bào)警 是 否 否 是 湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 19 讀出溫度子程序 讀出溫度子程序的主要功能是讀出 RA