【正文】 平時(shí)幫助我的同學(xué)致以誠摯的謝意，沒有他們?cè)谖移綍r(shí)的學(xué)習(xí)生活中對(duì)我的批評(píng)指正，我不會(huì)進(jìn)步。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在張老師的悉心指導(dǎo)下學(xué)到了學(xué)會(huì)了很多東西。將程序下載到硬件電路中，實(shí)現(xiàn) 溫控 功能。也可以將全部程序均安排在前臺(tái)，后臺(tái)程序?yàn)椤笆瓜到y(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)”，以利于系統(tǒng)節(jié)電和抗干擾。在對(duì)各執(zhí)行模塊進(jìn)行定義時(shí)，將要牽扯到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型問題也一并規(guī)劃好。 本章小結(jié) 本章詳細(xì)的講述了以 80C51 為核心元件的恒溫箱的硬件電路具體設(shè)計(jì)過程，分析了具體電路的工作原理。 ? Convert T（溫度變換） [44H] ? 這條命令啟動(dòng)一次溫度轉(zhuǎn)換而無需其他數(shù)據(jù)。接下來寫入的兩個(gè)字節(jié)將被存到暫存器中的地址位置 2 和 3。 ⑩ Search ROM( 搜索 ROM)[F0H] ? 當(dāng)系統(tǒng)開始工作時(shí)，總線主機(jī)可能不知道單線總線上的器件個(gè)數(shù)或者不知道其 64 位 ROM 編碼。此命令只能在總線上僅有一個(gè) DS18B20的情況下可以使用。測(cè)量結(jié)果存入溫度寄存器中。這樣，經(jīng)過比較后所得的溫度寄存器的值就是最終 27 讀取的溫度值了，其最后位代表 ℃ ，四舍五入最大量化誤差為 177。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115U18 0 C 5 1S R C F I L E = te x t. U v 22 5 . 0DQ2V C C3G N D1U2D S 1 8 B 2 0H E A TC O O LR31 0 kR41 0 kR51 0 k 圖 39 溫度采集電路 高溫度系數(shù)振蕩器是一個(gè)振蕩頻率對(duì)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。 如果監(jiān)控程序中的讀鍵操作安排在主程序（后臺(tái)程序）或鍵盤中斷（外部中斷）子程序中，則該延時(shí)子程序便可直接插入讀鍵過程中。按鍵的確認(rèn)反映在電壓上，就是和按鍵相連的引腳呈現(xiàn)出高電平還是低電平。而單片機(jī)的~ 口則負(fù)責(zé)將字段碼數(shù)據(jù)傳送給 LED 數(shù)碼管。 圖 34 一位共陰極數(shù)碼管引腳圖 從 LED 數(shù)碼的結(jié)構(gòu)可以看出，不同筆段的組合就何以構(gòu)成不同的字符，例如筆段 b、 c 被點(diǎn)亮?xí)r，就可以顯示數(shù)字 1：當(dāng)筆段 a、 b、 c 被點(diǎn)亮?xí)r，就可以顯示數(shù)字 7；只要控制 7 個(gè)發(fā)光二極管按一定要求亮與滅，就能顯示出十六進(jìn)制字符 0~F。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0. 0/ A D 039P 0. 1/ A D 138P 0. 2/ A D 237P 0. 3/ A D 336P 0. 4/ A D 435P 0. 5/ A D 534P 0. 6/ A D 633P 0. 7/ A D 732P 2. 7/ A 1 528P 2. 0/ A 821P 2. 1/ A 922P 2. 2/ A 1 023P 2. 3/ A 1 124P 2. 4/ A 1 225P 2. 5/ A 1 326P 2. 6/ A 1 427P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 3. 0/ R X D10P 3. 1/ T X D11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 7/ R D17P 3. 6 / W R16P 3. 5/ T 115U180 C 5 1S R C F I LE = te x 2C230 n FC310 u f 復(fù)位 R920 0R160 0R210 k 圖 33 硬件復(fù)位電路 顯示電路的設(shè)計(jì) 顯示電路概述 示功能與硬件關(guān)系極大，在這里我們使用的是七段數(shù)碼管顯示，通常在顯示上我們采用的方法一般包括兩種：一種是靜態(tài)顯示，一種是動(dòng)態(tài)掃描。 單片機(jī)工作時(shí)，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為時(shí)鐘周期，其大小是時(shí)鐘信號(hào)頻率的倒數(shù)，時(shí)鐘信號(hào)頻率常用 fosc 表示。 5． Proteus的設(shè)置 進(jìn)入 Proteus的 ISIS，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊菜單“ Debug”， 選中“ use romote debuger monitor”，如圖所示。并為該項(xiàng)目加入 KeilC源程序。如果有錯(cuò)誤，對(duì)話框會(huì)告訴我們是哪一行出現(xiàn)了問題，可惜的是，點(diǎn)擊出錯(cuò)的提示，光標(biāo)不能跳到出錯(cuò)地方，但是能告訴出錯(cuò)的行號(hào)。 3. 元器件的連線?？傊?，該軟件是單片機(jī)仿真實(shí)用軟件，功能極其強(qiáng)大。 Protues 仿真軟件簡(jiǎn)介 Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。如果“ HEAT”燈點(diǎn)亮表示加熱器在工作；如果“ COOL”燈點(diǎn)亮表示制冷器在工作。只要在硬件電路設(shè)計(jì)初期考慮到這一點(diǎn)，就應(yīng)該為系統(tǒng)將來升級(jí)留有足夠的 RAM 空間，哪怕多設(shè)計(jì)一個(gè) RAM 插座，暫時(shí)不插芯片也好。 3. 程序空間。 本章小結(jié) 本章主要講述了恒溫箱的工作原理和本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作流程。將存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)攝氏溫度與設(shè)定的預(yù)期溫度經(jīng)行比較。并且系統(tǒng)能夠顯示實(shí)時(shí)的溫度和設(shè)定的預(yù)期溫度。 單片機(jī)整個(gè)恒溫箱的核心，內(nèi)部電路設(shè)計(jì)用匯編語言編寫。顯示系統(tǒng)除了顯示實(shí)時(shí)的溫度還能顯示設(shè)定的溫度，也就是人們想要保持的溫度。說明了 恒溫箱的 工作過程和主要功能，介紹了 設(shè)計(jì)中需要用的單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)， 確定了 本課題要達(dá)到的設(shè)計(jì)目標(biāo)。調(diào)節(jié)好后 系統(tǒng)會(huì)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)定溫度高就開啟制冷設(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。 智能恒溫箱主要是用來控制溫度，它為農(nóng)業(yè)研究、生物技術(shù)、測(cè)試提供所需的各種環(huán)境模擬條件，因此可廣泛應(yīng)用于藥物、紡織、食品加工等無菌試驗(yàn)、穩(wěn)定性檢查以及工業(yè)產(chǎn)品的原料性能、產(chǎn)品包裝、產(chǎn)品壽命等測(cè)試。更能串接多個(gè)數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 進(jìn)行多范圍的溫度檢測(cè)。溫度檢測(cè)部分采用 DS18B20 溫度傳感器，用 LED 數(shù)碼管做顯示器。 單片機(jī)在檢測(cè)和控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，溫度則是系統(tǒng)需要測(cè)量、控制和保持的一個(gè)量。而作為一名技術(shù)人員，更應(yīng)該努力解決溫度控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的可行性的問題。市場(chǎng)上常見的溫度傳感器以電壓輸出為主要形式，不同的的傳感器其非線性曲線也各不相同，缺乏一個(gè)產(chǎn)品應(yīng)具備的通用性和互換性。本課題采用單片機(jī)為主控制器，通過數(shù)字傳感器測(cè)得箱內(nèi)溫度，再將溫度信號(hào)送入主控制器，來完成恒溫箱的溫度控制系統(tǒng)的硬件。顯示實(shí)時(shí)溫度時(shí)，表示顯示的是實(shí)時(shí)溫 度的發(fā)光二極管點(diǎn)亮。 第四章 ： 智能恒溫箱 的軟件設(shè)計(jì) 。調(diào)節(jié)好后 系統(tǒng)會(huì)將采集來的實(shí)時(shí)溫度與設(shè)定的預(yù) 8 期溫度進(jìn)行比較，如果實(shí)時(shí)溫度比設(shè)定溫度高就開啟制冷設(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。 0~99℃的范圍內(nèi)，人們可以自由調(diào)節(jié)預(yù)期達(dá)到的溫度。 0℃時(shí)再減 1℃會(huì)跳到 99℃，99℃時(shí)再加 1℃會(huì) 跳到 0℃。將存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)溫度顯示在 LED 數(shù)碼管上。 11 第 3 章 智能恒溫箱的硬件設(shè)計(jì) 硬件電 路設(shè)計(jì)概述 本設(shè)計(jì)分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，這兩者相互結(jié)合，不可分離：從時(shí)間上看，硬件設(shè)計(jì)的絕大部分工作量是在最初階段，到后期往往還要做一些修改。 80C51 單片機(jī)內(nèi)部 RAM 不多，當(dāng)要增強(qiáng)軟件數(shù)據(jù)處理功能時(shí)，往往覺得不足。如果有些新的信號(hào)需要采集，就必須增加輸入檢測(cè)端：有些物理量需要控制，就必須增加輸出端。兩個(gè)數(shù)碼管分別接單片機(jī)的 ， 口。②支持主流單片機(jī) 系統(tǒng)的仿真。 圖 C1 Proteus ISIS 的工作界面圖 14 Protues 仿真步驟 1. 打開 Protues 軟件，點(diǎn)對(duì)象選擇按鈕“ P”，彈出選擇元器件窗口，查找自己所需要的元器件，點(diǎn)擊右下角的 OK 鍵進(jìn)行選擇。另一方面，如果你想自己決定走線路徑，只需在想要拐點(diǎn)處點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵。調(diào)試結(jié)束單擊仿真停止按鈕 。并且還要點(diǎn)擊一下“ Use”前面表明選中 的小圓點(diǎn)。 18 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115U18 0 C5 1S RC F I L E = te x t. Uv 2X11 2 M H ZC13 0 n FC23 0 n FC31 0 u f復(fù)位溫度顯示切換加 1‘ C 減 1’ C溫度設(shè)定2 5 . 0DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 0H E A TC O O L實(shí)時(shí) 設(shè)定R71 0 kR81 0 kR 1 01 0 kR 1 11 0 kR 1 21 0 kR92 0 0R16 0 0R21 0 kR31 0 kR41 0 kR51 0 kR61 0 k 圖 31 總體硬件原理圖 19 時(shí)鐘頻率電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作，在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，只需要外接一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生一定周期的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元，決定單片的工作頻率，時(shí)鐘電路如圖 32 所示。 圖 33 中由按鍵以及電容 C電阻 R R2 構(gòu)成上電復(fù)位及手動(dòng)電路。以下將對(duì)顯示電路的各個(gè)部件及整體設(shè)計(jì)做詳細(xì) 的介紹。對(duì)于共陰極數(shù)碼管，由于 8 個(gè)發(fā)光二極管的陰極已連在一起接地，所以，只要控制各字段的正極，就可以控制發(fā)光二極管的亮與滅。本設(shè)計(jì)的溫度設(shè)定允許和退出按鍵是選用如圖 36 中 a)所示的設(shè)計(jì)，低電平為進(jìn)入溫度設(shè)定，高電平為退出溫度設(shè)定。 一般電子裝置中都設(shè)計(jì)有按鍵輸入，用以控制程序執(zhí)行時(shí)數(shù)據(jù)的輸入或是特殊功能的設(shè)置及操作。這樣就不至于混淆了。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。測(cè)溫結(jié)束時(shí)，這 9 位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到暫存存儲(chǔ)器的前兩個(gè)字節(jié)中，符號(hào)位占用第一字節(jié)， 8 位溫度數(shù)據(jù)占據(jù)第二字節(jié) 。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。只有與 64 位 ROM 序列嚴(yán)格相符的 DS18B20 28 才能對(duì)后繼的存貯器操作命令作出響應(yīng)。但是，僅在最近一次溫度測(cè)量出現(xiàn)告警的情況下， DS18B20 才