【正文】 52單片機功能特性 6 引腳功能(摘自參考目錄中《單片機原理及應(yīng)用》一書） 7 溫度傳感器的設(shè)計 9 DS18B20溫度傳感器的特點 9 DS18B20引腳定義 9 DS18B20工作原理 10 DS18B20與單片機連接 11 串口通信 12 輸入模塊 12 顯示電路 13 數(shù)碼管的選擇 13 LED數(shù)碼管工作原理 13 LED數(shù)碼管顯示方式 14 蜂鳴報警器設(shè)計 15 繼電器電路設(shè)計 16 電源電路設(shè)計 16第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 18 軟件設(shè)計原則 18 程序結(jié)構(gòu)分析 18 溫度信號處理子程序 20 鍵盤輸入模塊掃描子程序 21 數(shù)碼管顯示子程序 22 繼電器控制子程序 22 報警子程序 23 串口通信子程序 23總 結(jié) 25參考文獻 26附 錄 28第一章 緒 論第一章 緒 論溫度是一個普遍但又極為重要的參數(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)，科學(xué)研究等諸多領(lǐng)域?qū)囟鹊目刂婆c檢測都有極高的要求。近年來，隨著社會的發(fā)展，人們對溫度監(jiān)控的精度以及范圍等有了更高層次的要求，無論是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或科學(xué)研究方面，對溫度監(jiān)控都尤為重要。STC89C52單片機具有運算速度快，處理能力強等特點，使其在溫度測控系統(tǒng)中成為一個極為重要的組成部分，伴隨著電子技術(shù)的發(fā)展，利用單片機進行溫度測控，將成為發(fā)展趨勢。因此，這就要求有一種新的，能夠?qū)囟茸兓龀黾磿r反應(yīng)的高精度溫度測控系統(tǒng)。國際上，新型傳感器正從模擬式向數(shù)字式，由集成化向智能化網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計出能對倉庫進行實時檢測與控制的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能精確測量采集倉庫內(nèi)溫度，并能夠?qū)?shù)據(jù)送至單片機中進行處理，通過相應(yīng)的溫度控制模塊對倉庫內(nèi)溫度進行升溫或降溫，使倉庫內(nèi)溫度能夠保持在規(guī)定范圍內(nèi)，同時，系統(tǒng)還設(shè)有顯示模塊與報警模塊，鍵盤輸入模塊，使對溫度的監(jiān)控更加方便與靈活。其原理框圖如圖23所示。以PC機作為上位機檢測模塊，單片機作為下位機控制模塊，同時外圍模塊包括鍵盤輸入模塊，智能溫度傳感器DS18B20，溫度控制模塊，報警模塊，LED顯示模塊以及串口通信模塊。3個16位可編程定時/計數(shù)中斷。VCC（40 腳）和GND（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負端。P1口管腳寫入“1”后，電位被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這時由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。ALE只有在執(zhí)行MOVX,MOVC指令時ALE才起作用。 溫度傳感器的設(shè)計 DS18B20溫度傳感器的特點 獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。 VDD：當(dāng)采用寄生電源工作方式時，接地；當(dāng)采用外接供電電源工作方式時，作為輸入端。另一種連接方式為外部電源供電，傳感器工作電源由VDD引腳接入，GND接地，DQ管腳與單片機連接。串口通信電路如圖34所示。本次設(shè)計采用獨立式鍵盤，四個按鍵控制系統(tǒng)程序的運行，溫度控制調(diào)節(jié)與顯示等。而動態(tài)顯示則需要CPU時刻對顯示數(shù)據(jù)進行刷新，顯示數(shù)據(jù)具有閃爍感，占用的CPU時間多。其電路原理圖如圖36所示。電磁繼電器因其簡單的原理以及方便的操作而得到廣泛應(yīng)用。下一步整流電路采用單向橋式整流電路，單向橋式整流電路利用二極管的單向?qū)ㄐ允顾膫€二極管交替導(dǎo)通，從而輸出一個單向脈沖電壓。 程序結(jié)構(gòu)分析設(shè)計中，主程序共調(diào)用7個子程序，分別是溫度信號處理程序、鍵盤輸入模塊的掃描程序、數(shù)碼管顯示程序、繼電氣控制程序、報警程序、單片機和上位機的串口通信程序。其流程圖如圖41所示。N有鍵按下Y去抖動N確實按下Y 計算保存鍵值N調(diào)用延時按鍵釋放Y 恢復(fù)鍵值返回圖43 鍵盤輸入掃描子程序框圖 數(shù)碼管顯示子程序本設(shè)計可以實時的顯示倉庫內(nèi)溫度，用到顯示模塊控制子程序。單片機和上位機進行通信時，首先要設(shè)置串行口的波特率，一般情況下設(shè)置為9 600 b／s，1位停止位，無奇偶校驗。（3） 硬件設(shè)計，用Protel軟件畫好電路原理圖。參考文獻參考文獻[1]姜志海，黃玉清，劉連鑫，單片機原理及應(yīng)用，北京：電子工業(yè)出版社，2010,19～21[2]李忠國,陳剛，單片機應(yīng)用技能實訓(xùn)，北京：人民郵電出版社，2006[3]劉南平，朱鳳芝，現(xiàn)代電子設(shè)計與制作技術(shù)，西安：電子工業(yè)出版社，2003[4]田立、代方震，51單片機程序設(shè)計快速入門，南昌：人民郵電出版社,2007[5]曹巧媛，單片機原理及應(yīng)用，電子工業(yè)出版社，2002[6]金發(fā)慶，傳感器技術(shù)與應(yīng)用，北京：機械工業(yè)出版社，2010[7]王忠飛，胥芳，單片機原理及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，西安：電子科技大學(xué)出版社，2007[8]郭速學(xué)，朱承彥郭楠，單片機功能與應(yīng)用，中國電力出版社，2008[9]徐楓霞，趙成安，AT89C51單片機溫度控制系統(tǒng)，齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報，2002，28(2): 3~8，[10]李朝青，單片機原理及接口技術(shù)，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005[11]王增福，魏永明，新編線性直流穩(wěn)壓電源，電子工業(yè)出版社,2004[12]吳秀清，：中國科技大學(xué)出版社，2001[13]尹建華，：高等教育出版社，2003[14]徐晨. 微機原理及應(yīng)用，北京：高等教育出版社，2004[15]馬維華. 微型計算機原理與接口技術(shù)，北京：科學(xué)出版社，2000[16]張洪潤，張亞凡. 單片機原理及應(yīng)用，北京：清華大學(xué)出版社，2005[17]李群芳等. 單片微型計算機與接口技術(shù)，北京：電子工業(yè)出版社，2005[18]，北京：國防工業(yè)出版社，2006[19]Irwin,.。 謝謝附 錄附 錄整機電路圖。老師在教學(xué)上的嚴謹治學(xué)態(tài)度，在科研上一絲不茍的作風(fēng)，都是我今后需要學(xué)習(xí)的地方，在這次的畢業(yè)設(shè)計中首先要感謝的是我的指導(dǎo)教師吳老師，同時感謝電氣學(xué)院王老師在這次的畢業(yè)設(shè)計期間給我的很多在專業(yè)知識上的指導(dǎo)，讓我感到收獲頗多。（5） 對系統(tǒng)進行軟件調(diào)試，修改錯誤或改進缺陷，找出錯誤。系統(tǒng)通過串口與上位及通信，可以實時向上位機傳送溫度值．實物中通過RS232總線與計算機連接。首先，要完成對5個控制寄存器的初始化，即完成對譯碼寄存器、顯示亮度寄存器、掃描范圍寄存器，關(guān)閉寄存器、顯示測試寄存器的初始化。因此，通過檢測I/O口線的電平狀態(tài)，即可判斷那個按鍵被按下。運行開始，首先對整個程序進行初始化處理，之后調(diào)用溫度信號處理程序，對周圍溫度進行測量，同時讀取環(huán)境溫度值，并將信號送至單片機，再經(jīng)過串口通信的方式傳送至上位機，同時由溫度顯示模塊將測得的溫度實時顯示出來，通過對溫度上下限的對比，來確定是否要發(fā)出報警信號，通過調(diào)用繼電器控制子程序來啟動制冷或加熱設(shè)備。選擇LM7805作為穩(wěn)壓電路的集成穩(wěn)壓器。繼電器在電路中起到開關(guān)的作用，當(dāng)溫度超出控制范圍時，分別由單片機控制兩個繼電器閉合與斷開，繼電器控制之后的接線端P1，負載通過接線端與電磁繼電器相連，進行加熱或降溫處理。4位數(shù)碼管顯示可由單片機控制顯示－30～＋50℃之間的溫度范圍，℃，數(shù)碼管第一位顯示正負號，后三位顯示溫度值大小。動態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用CPU時間較多，但是占用硬件資源少，能節(jié)省線路板空間，且可以實時的顯示動態(tài)數(shù)據(jù)。圖35 鍵盤輸入模塊電路圖 顯示電路 數(shù)碼管的選擇LED數(shù)碼管以其低廉的價格，穩(wěn)定的顯示效果，被廣泛應(yīng)用在顯示模塊中。STC89C52圖34 串口通信電路圖 輸入模塊單片機系統(tǒng)中，按鍵式鍵盤是最常用的，行線上輸出