【正文】 紡織等行業(yè)。 i 摘要 本文介紹了基于 AT89S52 單片機(jī)水溫測量及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 單片機(jī)以其集成度高、運(yùn)算速度快、體積小、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉等優(yōu)勢，在過程控制、數(shù)據(jù)采集、機(jī)電一體化、智能化儀表、家用電器以及網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，特別是單片機(jī)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)發(fā)展史上又一個(gè)新的里程碑。溫度控制在日常生活及工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，比如溫室、水池、發(fā)酵缸、電源等場所的溫度控制。 本機(jī)實(shí)現(xiàn)的功能： （ 1）利用溫度傳感器采集到當(dāng)前的溫度，通過 AT89S52 單片機(jī)進(jìn)行控制，最后通過 LED 數(shù)碼管以串行口傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。 擴(kuò)展功能： （ 1）具有通信能力，可接收其他數(shù)據(jù)設(shè)備發(fā)來的命令，或?qū)⒔Y(jié)果傳送到其他數(shù)據(jù)設(shè)備。此次設(shè)計(jì)方案采用 AT89S52 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，該單片機(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。數(shù)字可編湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 4 程溫度傳感器可以直接讀出被測溫度值。 所以采用雙電源，即電源負(fù)載驅(qū)動電路等強(qiáng)電部分用一個(gè)電源，數(shù)字電路等弱電部分用一個(gè)電源。由傳感器、 LED 顯湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 5 示單片機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制部分等組成。 DS18B20 溫度傳感器 LED 顯示 指示燈 蜂鳴器 AT89S52單片機(jī) 加熱繼電器 按鍵 湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 6 AT89S52 引腳功能 圖 AT89S52 單片機(jī)引腳結(jié)構(gòu)示意圖 VCC：電源（ +5V）。在 flash 編程時(shí)， P0 口也用來接 收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 7 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。 P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個(gè) TTL 邏輯電平?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后， RST 腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。這一位置“ 1”， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC指令時(shí)有效。在 flash 編程期間， EA 也接收 12伏 Vpp 電壓。晶振頻率為在 ～ 12MHZ 之間，頻率越高單片機(jī)的速度就 越快，但對存儲器速度要求就高。最多在 750ms 內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)換為 12 位數(shù)字。DS18B20 應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)品、溫度計(jì)或任何熱感測系統(tǒng)。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。所有的存儲器指令被詳述于 DS18B20功能指令節(jié)?？偩€控制器在發(fā)出這條命令后發(fā)出讀時(shí)序， DS18B20 返回 0 表示正在召回中，返回 1 表示操作結(jié)束。 TH 和 TL 寄存器是非易失性的，所以它們在掉電時(shí)仍然保存數(shù)據(jù)。主要首先 DS18B20 提供以下功能命令之一：讀 ROM， ROM 匹配，搜索 ROM，跳過 ROM，報(bào)警檢查。所有的數(shù)據(jù)的讀、寫64位ROM和單總線端口 存儲器和控制邏輯 存儲器 溫度傳感器 上觸發(fā) TH 下觸發(fā) LH 高速暫存器 8 位 CRC 產(chǎn)生器 DQ 內(nèi)部 Vdd Vdd 電源檢測 湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 13 都是從最低位開始。 動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 14 端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，通過由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)的 P0 口輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)對 位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。低于設(shè)置數(shù) 1 度時(shí)，具體操作類似。 112233445566D DC CB BA AT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 20xx/ 5/ 17 S he e t of F i l e : G : \ c \ S H E E T C H D O C D r a w n B y :123456789H e a de r 9P5P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07P 10P 20P 21P 22P 23P 34P 35P 36P 37V C CV C C12X T A LY1C8C910KR 1512L19012Q1K2V C C1KR 121KR 1010uFC7V C CB e l lL S 1 V C Cr s tA T 89S 52P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178R E S E T9P 3010P 3111P 3212P 3313P 3414P 3515P 3616P 3717X T A L 218X T A L 119GND20P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P R O G30E A / V P P31P 0732P 0633P 0534P 0435P 0336P 0237P 0138P 0039V C C40U3圖 報(bào)警與控制電路與單片機(jī)的連接 第四章 軟件設(shè)計(jì)部分 程序設(shè)計(jì)方案 根據(jù)系統(tǒng)的總體功能和鍵盤設(shè)置選擇一種最合適的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)時(shí)性的要求，合理地安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊之間地調(diào)度關(guān)系。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，超出控制溫度范圍時(shí)，自動蜂鳴報(bào)警 并對溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。 溫度處理程序：對采集到的溫度和設(shè)置的上、下限進(jìn)行比較，做出判斷，向繼電器輸出關(guān)斷或閉合指令。 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。 其子程序流程圖如圖 。 （ 2）系統(tǒng)復(fù)位初始設(shè)定寫入溫度為上限 H30℃，下限 L10℃。采用溫度傳感器和溫度計(jì)同時(shí)測量水溫變化情況，目測顯示電路是否正常。 sbit beep=P1^4。 //控制發(fā)光二極管 sbit s1=P3^5。a0。 湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 27 TH1=(655364000)/256。 beep=1。 //等待 1660us，收到低電平一個(gè)約 60240us 則復(fù)位成功 i=4。i++。i=8。j=8。 i=8。 } } } void tempchange(void) //DS18B20 開始獲取溫度并轉(zhuǎn)換 { dsreset()。 //寫跳過讀 ROM 指令 tempwritebyte(0xbe)。 delay(5)。 if(s2==0) { while(!s2)。 keyscan()。 case 1:P0=table1[tem%100/10]。 switch(t) { case 1:P0=table[high/100]。break。 if(tp(high10)) { jdq=0。amp。 beep=1。 } if((tp=high10)amp。 } P2=0。break。break。i50。 if(high==1000) high=100。 s1num++。 //讀低 8 位 b=tempread()。 tempwritebyte(0xcc)。 } else //寫 0 { ds=0。0x01。 dat=(j7)|(dat1)。 i=8。 } bit tempreadbit(void) //讀 1 位數(shù)據(jù)函數(shù) { uint i。 delay(500)。*/ flag=0。b0。 sbit s3=P3^7。 //定義整型的溫度數(shù)據(jù) uchar flag。 測試結(jié)果分析： 系統(tǒng)自檢正常，溫度顯示正常。 子程序入口 初始化 查表取段碼 位碼送譯碼器選通低位數(shù)碼管 數(shù)字是 否顯示亮 關(guān)顯示 返回 段碼送驅(qū)動顯示 顯示緩沖區(qū)左移 Y N 湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 22 測試溫度范圍： 30～ 90℃之間（模擬設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)的不同溫度值環(huán)境）。其流程圖如圖 所示。因此，總線控制器在發(fā)出讀暫存器指令 [BEh]或讀電源模式指令 [B4H]后必須立刻開始讀時(shí)序， DS18B20 可以提供請求信息。 其總程序流圖如圖 。通過定時(shí)器 T0 口的定時(shí)來實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述。根據(jù)系統(tǒng)功能，可以將系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為若干個(gè)子程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，如溫度采集子程序，數(shù)據(jù)處理子程序、顯示子程序、執(zhí)行子程序。 繼電器擴(kuò)展控制電路理論設(shè)計(jì) 控制 P10 的高低電平來控制繼電器的斷開和閉合，當(dāng) P10 口為低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，控制繼電器開始加熱，當(dāng) P10 為高電平時(shí)，三極管截止，繼電器斷開，停止加熱，綠燈亮。 在本設(shè)計(jì)中采用了 四位八段數(shù)碼管，用動態(tài)驅(qū)動來顯示溫度的值，如圖 所示： 112233445566D DC CB BA AT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 20xx/ 5/ 15 S he e t of F i l e : J : \郭衍璋 \ ..\ S H E E T C H D O C D r a w n B y :7S E Ga11b7c4d2e1f10g5dp3c112c29c38c46S M 1R2P 00Q2 Q3 Q4 Q51KR 171KR 181KR 191KR 20V C CP 21 P 22 P 23P 20R3R4R6R7R7R8R9P 01 P 02 P 03 P 04 P 05 P 06 P 07 圖 LED 顯示電路圖 按鍵電路 除去復(fù)位按鍵及繼電器外，系統(tǒng)的鍵盤共有三個(gè)按鍵，判斷 K3～ K5鍵是否按下，