【正文】 圖 44 報(bào)警子程序流程圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，當(dāng)檢測到當(dāng)前溫度值高于設(shè)定溫度值時(shí)報(bào)警，報(bào)警的同時(shí)關(guān)閉電燈。 軟件任務(wù)分析的另一個(gè)內(nèi)容是如何安排監(jiān)控軟件和執(zhí)行模塊。從軟件的功能來看可分為兩大類：一類是執(zhí)行軟件，它能完成各種實(shí)質(zhì)性的功能，如測量，計(jì)算，顯示，打印，輸出控制和通信等；另一類是監(jiān)控軟件，它是專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系，使在系統(tǒng)軟件中充當(dāng)組織調(diào)度角色的軟件。 表 32 DS18B20 暫存器字節(jié)分配 溫度 /℃ 二進(jìn)制表示 十六進(jìn)制表示 符號位（ 5 位） 數(shù)據(jù)位（ 11 位） +125 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 07D0H + 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0191H + 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 00A2H + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0008H 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 FFF8H 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 FF5EH 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 FE6FH 55 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 FC90H 上表是 DS18B20 溫度采集轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在 DS18B20 的兩個(gè)8 比特的 RAM 中，二進(jìn)制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大于或等于 0，本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 這 5 位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實(shí)際溫度。如果使用寄生電源，總線控制器必須在發(fā)出這條命令后立即起動強(qiáng)上拉，并保持 500ms。讀取將從字節(jié) 0 開始，一直進(jìn)行下去，直到第 9（字節(jié) 8， CRC）字節(jié)讀完。但是，僅在最近一次溫度測量出現(xiàn)告警的情況下， DS18B20 才對此命令作出響應(yīng)。只有與 64 位 ROM 序列嚴(yán)格相符的 DS18B20 才能對后繼的存貯器操作命令作出響應(yīng)。初始化序列包括總線主機(jī)發(fā)出一復(fù)位脈沖，接著由從屬器件送出存在脈沖。測溫結(jié)束時(shí)，這 9 位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到暫存 存儲器的前兩個(gè)字節(jié)中，符號位占用第一字節(jié)， 8 位溫度數(shù)據(jù)占據(jù)第二字節(jié)。以后計(jì)數(shù)器 1 每一個(gè)循環(huán)的預(yù)置數(shù)都由斜率累加器提供。 高溫度系數(shù)振蕩器是一個(gè)振蕩頻率對溫度很敏感的振蕩器，為計(jì)數(shù)器 2 提供一個(gè)頻率隨溫度變 化的計(jì)數(shù)脈沖。 所有的單線器件都要遵循嚴(yán)格的協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。該技術(shù)與上述總線 不同，它采用單根信號線，即可傳輸時(shí)鐘，又能傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，因而這種單線技術(shù)具有線路簡單、硬件開銷少、成本低廉、便于擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 （ 5）通過編程可實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字讀數(shù)方式。信息經(jīng)過單線接口送入DS18B20 或從 DS18B20 送出，因此從微處理器到 DS18B20 僅需連接一條信號線和地線。 按鍵電路如圖 36 所示。一般在按鍵較多時(shí)，采用軟件的方法消除抖動，即在第一次檢測到有按鍵按下時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí)12~15ms 的子程序后，再確認(rèn)該鍵電平是否任保持為閉合狀態(tài)電平，如果保持為閉合狀態(tài)電平就可以確認(rèn)真有按鍵按下，從而消除抖動的影響。 特征應(yīng)用 ： 微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常 用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。 圖 33 LCD 顯示屏引腳圖 1602采用標(biāo)準(zhǔn)的 16腳接口，其中： 第 1腳： GND 為 電源地 ； 第 2腳： VCC 接 5V 電源正極 ； 第 3腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高（對比度過高時(shí)會 產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對比度）。其中靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是顯示穩(wěn)定不閃爍，程序編寫簡單，但占用端口資源多；動態(tài)掃描的特點(diǎn)是顯示穩(wěn)定程度沒有靜態(tài)顯示好，程序編寫復(fù)雜，但是相對靜態(tài)顯示而言最大的優(yōu)點(diǎn)是占用端口資源少。調(diào)節(jié)好后 系統(tǒng)會將采集來的實(shí)時(shí)溫度與設(shè)定的預(yù)期溫度進(jìn)行比較，如果實(shí)時(shí)溫度比設(shè)定溫度高就關(guān)閉加熱設(shè)備，如果實(shí)時(shí)溫度比預(yù)期溫度低就開啟加熱設(shè)備。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 系統(tǒng)功能介紹 根據(jù)恒溫箱控制器的功能要求，并結(jié)合對 51 系列單片機(jī)的資源分析，即單片機(jī)軟件編程自由度大，可用編程實(shí)現(xiàn)各種控制算法和邏輯控制。如果系統(tǒng)配置了外部 RAM，則建議多留一些空間。只要技術(shù)準(zhǔn)備充分，硬件設(shè)計(jì)的大量返工是比較少的，軟件設(shè)計(jì)的任務(wù)是貫徹始終的，到中后期基本上都是軟件設(shè)計(jì)任務(wù)，隨著集成電路計(jì) 數(shù) 器 的飛速發(fā)展，各種功能很強(qiáng)的芯片不斷出現(xiàn)，使硬件電路的集成度越來越高，硬件設(shè)計(jì)的工作量在整個(gè)項(xiàng)目中所占的比重逐漸下降，為使硬件電路設(shè)計(jì)盡可能合理，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： （ 1） 盡可能采用功能強(qiáng)的芯片，以簡化電路 。 （ 4）設(shè)定溫度顯示。根據(jù)系統(tǒng)具體指標(biāo)要求，可以對每一個(gè)具體部分進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。并且 DS18B20 支持一主多從 。鉑熱電阻的物理化學(xué)性能在高溫和氧化性介質(zhì)中很穩(wěn)定，它能用作工業(yè)測溫元件，且此元件線性較好。 （ 3）控制溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度信息采集以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖O(shè)計(jì)。在溫度控制器中應(yīng)用單片機(jī)，具有設(shè)計(jì)簡單、可靠性高、 控制精度高， 功能易擴(kuò)展， 有較強(qiáng)的通用性 等優(yōu)點(diǎn)。 第三章 ：恒溫箱的硬件電路設(shè)計(jì)。溫度傳感器采用熱敏電阻或熱電阻，部分產(chǎn)品溫度設(shè)定和電熱絲開關(guān)通過觸摸鍵和液晶顯示屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面，電熱絲開關(guān)切換自動完成，運(yùn)算放大電路和開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)雙位調(diào)節(jié)。單片機(jī)是一種集成電路的芯片。在德國西 門子發(fā)明了鉑電阻，后在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN 結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。箱內(nèi)溫度可保持在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，當(dāng)設(shè)置的溫度低于實(shí)時(shí)溫度時(shí)，單片機(jī)送出加熱信號；當(dāng)設(shè)置的溫度高于實(shí)時(shí)溫度時(shí)，單片機(jī)送出停止信號。因而，對溫度的測控方法多種多樣。常規(guī)方法測量溫度誤差大、準(zhǔn)確度低、測量滯后的時(shí)間長。software includes:a display program design, programdesign and temperature alarm program design. Write a program bining hardware debugging,can realize the setting and adjusting the initial temperature, for display, alarm immediately when heated to the set design from practical application selected small,relatively high accuracy digital temperature sensor DS18B20 as the temperature logger,AT89C51 microcontroller as the master chip, LCD1602 as display output,and also contains the PID algorithm,realize the realtime measurement of temperature and constant control. Keywords： microcontroller； thermostat； control； alarm； PID I 目 錄 第 1 章 緒論 ..................................................................................................................... 1 課題背景 ............................................................................................................. 1 課題意義 ............................................................................................................. 1 課題內(nèi)容 ............................................................................................................. 2 恒溫箱的發(fā)展與趨勢 ......................................................................................... 2 本文結(jié)構(gòu)安排 ..................................................................................................... 3 第 2 章 系統(tǒng)概述 ............................................................................................................. 4 設(shè)計(jì)思路分析 ..................................................................................................... 4 系統(tǒng)需求分析 ..................................................................................................... 4 方案選擇 ............................................................................................................. 5 恒溫箱的工作過程 ............................................................................................. 6 本章小結(jié) ............................................................................................................. 6 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .................................................................................................... 7 硬件電路設(shè)計(jì)概述 ............................................................................................. 7 系統(tǒng)功能介紹 ..................................................................................................... 8 時(shí)鐘頻率電路設(shè)計(jì) ............................................................................................. 8 顯示電路的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 9 開關(guān)鍵盤設(shè)計(jì) ....................................................................................................11 溫度報(bào)警電路設(shè)計(jì) ........................................................................................... 12 溫度采集電路 ................................................................................................... 13 本章小結(jié) ...........