【正文】 1 1 緒論 ................................................................ 2 單片微機(jī)的發(fā)展 .......................................................2 溫度檢測的意義及發(fā)展形勢 .............................................2 溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心 ...................................................2 2 單片機(jī)的簡述 .......................................................3 單片機(jī)的特點(diǎn)及引腳介紹 ...............................................3 單片機(jī)的電平特性 .....................................................5 C51 復(fù)位電路 .........................................................6 時(shí)鐘電路 .............................................................6 3 溫控系統(tǒng) 的硬件設(shè)計(jì) ................................................7 溫度檢測模塊 .........................................................7 溫度傳感器的概述 ...................................................7 DS18B20 的工作原理及工作時(shí)序圖 .....................................9 顯示模塊 .............................................................12 溫超報(bào)警模塊 .........................................................14 串口通信模塊 .........................................................15 4 軟件設(shè)計(jì) ............................................................17 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) .........................................................17 溫度獲取并轉(zhuǎn)換 .......................................................19 溫度控制 .............................................................20 5 單片機(jī)與上位機(jī)通信 ..................................................21 總 結(jié) ...................................................................23 謝 辭 ...................................................................24 參考文獻(xiàn) ................................................................25 附錄 1電路原理圖 .......................................................26 附錄 2 完整 C程序代碼 ..................................................28 附錄 3 模塊調(diào)試代碼 ....................................................34 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 1 頁 共 34 頁 引言 上世紀(jì) 90 年代以來，單片機(jī)就進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的階段，大部分半導(dǎo)體廠商都注重新型單片機(jī)的研制、生 產(chǎn)和推廣。數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 只用一 個(gè)引腳即可與單片機(jī)進(jìn)行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機(jī)更加具有擴(kuò)展性。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。在很多方面單片機(jī)比專用處理 器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了廣泛的應(yīng)用。本畢設(shè)將敘述 STC89C52和傳感器芯片 DS18B20 設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)。 [1]多功能 單片機(jī)利用當(dāng)今先進(jìn)的半導(dǎo)體器件制造技術(shù)，盡可能多地把各種計(jì)算機(jī)部件、存儲(chǔ)器和各種類型的輸入 /輸出端口都集成在一塊芯片內(nèi)。本畢設(shè)所用單片機(jī)位 STC89C52 其引腳，如圖 21 如左圖， STC89C52 有 40 個(gè)引腳，這種封裝形式叫做 DIP40 封裝。 PSEN 全稱是程序存儲(chǔ)器允許輸出控制端。 P0— 雙向 8 位三態(tài) I/O 口，每個(gè)口可獨(dú)立控制。 5V TTL 和 5V CMOS 是通用的邏輯電平。 CMOS 電平臨界值： （ 1） VOHmin=, VOLmax=。該電路除具有上電復(fù)位功能外，如果要在程 序運(yùn)行中復(fù)位，只需要按下如圖 23 的那個(gè)鍵，此時(shí)電源被 R1， R2 分壓，在 RST 端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位的高電平，從而達(dá)到復(fù)位作用。隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代的溫度傳感器已經(jīng)走向數(shù)字化。 ⑤ 測量范圍在 55℃ ~+125℃，在 10℃ ~+85℃時(shí)精度 為177。其中 I2C 總線以同步串行二線方式進(jìn)行通信（一條時(shí)鐘線一條數(shù)據(jù)線）， SPI 總線則以同步串行三線方式進(jìn)行通信（一條時(shí)鐘線，一條數(shù)據(jù)輸入線，一條數(shù)據(jù)輸出線），而 SCI 總線是以異步方式進(jìn)行通信（一條數(shù)據(jù)輸入線，一條數(shù)據(jù)輸出線）。 DS18B20 的工作原理和工作時(shí)序圖 單片機(jī)要讀出 DS18B20 的溫度數(shù)據(jù)，首先要知道控制 DS18B20 的指令。執(zhí)行后只有溫度超過設(shè)定值上限或下限的，芯片才做出響應(yīng)。 ③ 4EH寫暫存器。 下面是 DS18B20 的工作時(shí)序簡介 (1)初始化時(shí)序圖 圖 33 初始化時(shí)序圖 ① 先將數(shù)據(jù)線置高電平 1。如果初始化成功則在 15~60181。s。s。s。則 P0=0x7f，數(shù)碼管的各引腳排列可以通過萬用表測得。因?yàn)閿?shù)碼管為共陰極，所以位選通時(shí)為低電平，位選關(guān)閉時(shí)為高電平，即只有 WX1 端對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為 0，其他都為 1。 溫超報(bào)警模塊 溫度警報(bào)本畢設(shè)采用蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，其電路如下圖 312 圖 312 蜂鳴器報(bào)警連接圖 圖中 PNP 三極管是采用了 S8550，它是一種普通的硅三極管，但是可以滿足蜂鳴器大電流的要求。單工是指數(shù)據(jù)傳輸僅能沿一個(gè)方向，不能反向傳輸。同步通信方式在每個(gè)數(shù)據(jù)前后不加起 始位和停止位，而是將數(shù)據(jù)順序連接起來，以一個(gè)數(shù)據(jù)塊為傳輸單位， 每個(gè)數(shù)據(jù)塊附加一個(gè)或二個(gè)同步字符，最后以校驗(yàn)字符結(jié)束。在布線時(shí)，這四個(gè)電容要盡量靠近 MAX232 芯片，以提高抗干擾能力。 主程序 main（） 初始化串口以及鎖存器控制端置低電平 溫度檢測 162738495J1 D B 9C 1 +1V+2C 1 3C 2 5C 2 +4V6T 2 O U T7R 2 I N8R 2 O U T9T 2 IN10T 1 IN11R 1 O U T12R 1 I N13T 1 O U T14G N D15V c c16U4M A X 2 3 2T X DR X DC3 1 0 4V C CC41 0 4C51 0 4 / 0 . 1 u FC61 0 4C71 0 4桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 18 頁 共 36 頁 圖 41 主程序流程圖 （ 2）主程序的 C 代碼如下 ： void main()//主函數(shù) { uchar buff[4],i。//獲取溫度并顯示 } deal(temp)。i) { dis_temp(get_temp())。 tempwritebyte(0xcc)。//溫度在寄存器中為 12 位，分辨率為 temp=f_temp*10+。 if((twarn_l2)amp。 } else if(t=warn_h2) { warn(10,0x0c)。設(shè)置返回接受緩沖區(qū)的大小，以字符為單位 = 2 If = True Then = False 39。經(jīng)過努力，我終于完成了本次課題設(shè)計(jì)，在此期間，遇到了不少困難，但是通過動(dòng)手查閱資料和努力思考最終還是將問題解決了，從而培養(yǎng)了我愛思考，愛動(dòng)手的好習(xí)慣。是他那嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的教學(xué)作風(fēng)、誨人不倦的耐心精神才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成，不積跬步無以至千里，所以我要更虛心的向老師學(xué)習(xí)，充實(shí)自我。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 24 頁 共 36 頁 謝 辭 本畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成我要謝謝很多人的幫助。清空緩存區(qū) End Select 編輯完代碼后，按 F5 鍵，運(yùn)行程序。波特率 9600bit/s,無校驗(yàn)， 8 位數(shù)據(jù)， 1 位停止位 = 3 39。(t=warn_h1))//第一第二個(gè)燈亮。如果被檢測空間溫度在28℃ T30℃ 范圍時(shí)，系統(tǒng)將模擬開啟制冷設(shè)備，即 GBJ 亮，空間溫度持續(xù)上升超過 30℃時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加大制冷功率。//兩個(gè)字節(jié)組合為一個(gè)字 temp=temp|a。 圖 42 溫度獲取與轉(zhuǎn)換子程序流程圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 20 頁 共 36 頁 dsreset()。 //串口發(fā)送數(shù)據(jù) for(i=10。i0。如果溫度超過設(shè)定范圍蜂鳴器將報(bào)警，同時(shí)加大制冷制熱的設(shè)備將會(huì)工作。MAX232 包含兩路接收器和驅(qū)動(dòng)器的 IC 芯片，它的內(nèi)部有一個(gè)電源電壓變換器，可以把輸入的 +5V電源電壓變換成 RS232 輸出電平所需的 +10V電壓。第一位稱起始位，它的寬度為 1bit，低電平；接著傳送一個(gè)數(shù)據(jù) 5～ 8bit，以高電平為 1，低電平 為 0；也可有一位奇偶校驗(yàn)位；后是停止位，寬度可以是 1bit、 或 2bit，在兩個(gè)數(shù)據(jù)位之間可有空閑位。 串行通信有三種傳輸制式，這就是單工（ Simplex）方式、半雙工（ HalfDuplex） 和全雙工（ FullDuplex）方式。當(dāng) OE 為低電平時(shí)，再結(jié)合 LE 端的輸入狀態(tài)，當(dāng) LE 端為高電平（ H）時(shí) ， Q 端的狀態(tài)和 D 端的一樣。當(dāng)我們要用第一個(gè)數(shù)碼管顯示一個(gè)數(shù)字時(shí)，第二，第三個(gè)的位選就要關(guān)閉。例如我們要顯示 8，那就是除了 dp，其他七個(gè)發(fā)光二極管都亮。 ⑦ 讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到下一個(gè)狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 讀時(shí)序圖： 圖 35 讀時(shí)序圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 12 頁 共 36 頁 圖 36 控制器讀 1 的詳細(xì)時(shí)序 圖 37 芯片資料推薦的控制器讀 1 時(shí)序 結(jié)合上面 35,36， 3