【正文】 紡織等行業(yè)。 i 摘要 本文介紹了基于 AT89S52 單片機水溫測量及控制系統的設計。 單片機以其集成度高、運算速度快、體積小、運行可靠、價格低廉等優(yōu)勢，在過程控制、數據采集、機電一體化、智能化儀表、家用電器以及網 絡技術等方面得到了廣泛的應用，特別是單片機技術的開發(fā)與應用，標志著計算機發(fā)展史上又一個新的里程碑。溫度控制在日常生活及工業(yè)領域應用相當廣泛，比如溫室、水池、發(fā)酵缸、電源等場所的溫度控制。 本機實現的功能： （ 1）利用溫度傳感器采集到當前的溫度，通過 AT89S52 單片機進行控制，最后通過 LED 數碼管以串行口傳送數據實現溫度顯示。 擴展功能： （ 1）具有通信能力，可接收其他數據設備發(fā)來的命令，或將結果傳送到其他數據設備。此次設計方案采用 AT89S52 單片機實現，該單片機軟件編程自由度大，可用編程實現各種控制算法和邏輯控制。數字可編湖南科技大學本科生課程設計 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，即電源負載驅動電路等強電部分用一個電源，數字電路等弱電部分用一個電源。由傳感器、 LED 顯湖南科技大學本科生課程設計 5 示單片機及執(zhí)行機構控制部分等組成。 DS18B20 溫度傳感器 LED 顯示 指示燈 蜂鳴器 AT89S52單片機 加熱繼電器 按鍵 湖南科技大學本科生課程設計 6 AT89S52 引腳功能 圖 AT89S52 單片機引腳結構示意圖 VCC：電源（ +5V）。在 flash 編程時， P0 口也用來接 收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。湖南科技大學本科生課程設計 7 在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。 P3 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平?？撮T狗計時完成后， RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。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，頻率越高單片機的速度就 越快，但對存儲器速度要求就高。最多在 750ms 內將溫度轉換為 12 位數字。DS18B20 應用包括溫度控制、工業(yè)系統、消費品、溫度計或任何熱感測系統。當工作于寄生電源時，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)出讀時序， DS18B20 返回 0 表示正在召回中，返回 1 表示操作結束。 TH 和 TL 寄存器是非易失性的，所以它們在掉電時仍然保存數據。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，報警檢查。所有的數據的讀、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 產生器 DQ 內部 Vdd Vdd 電源檢測 湖南科技大學本科生課程設計 13 都是從最低位開始。 動態(tài)驅動是將所有數碼管的 8個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名湖南科技大學本科生課程設計 14 端連在一起，另外為每個數碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，通過由各自獨立的 I/O 線控制，當單片機的 P0 口輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示出字形，取決于單片機對 位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。低于設置數 1 度時，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 報警與控制電路與單片機的連接 第四章 軟件設計部分 程序設計方案 根據系統的總體功能和鍵盤設置選擇一種最合適的監(jiān)控程序結構，然后根據實時性的要求，合理地安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊之間地調度關系。當系統出現故障，超出控制溫度范圍時，自動蜂鳴報警 并對溫度進行實時顯示。 溫度處理程序：對采集到的溫度和設置的上、下限進行比較，做出判斷，向繼電器輸出關斷或閉合指令。 DS18B20 的數據讀寫是通過時序處理位來確認信息交換的。 其子程序流程圖如圖 。 （ 2）系統復位初始設定寫入溫度為上限 H30℃，下限 L10℃。采用溫度傳感器和溫度計同時測量水溫變化情況，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。 湖南科技大學本科生課程設計 27 TH1=(655364000)/256。 beep=1。 //等待 1660us，收到低電平一個約 60240us 則復位成功 i=4。i++。i=8。j=8。 i=8。 } } } void tempchange(void) //DS18B20 開始獲取溫度并轉換 { 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 位數據函數 { uint i。 delay(500)。*/ flag=0。b0。 sbit s3=P3^7。 //定義整型的溫度數據 uchar flag。 測試結果分析： 系統自檢正常，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碼管 數字是 否顯示亮 關顯示 返回 段碼送驅動顯示 顯示緩沖區(qū)左移 Y N 湖南科技大學本科生課程設計 22 測試溫度范圍： 30～ 90℃之間（模擬設計要求范圍內的不同溫度值環(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序， DS18B20 可以提供請求信息。 其總程序流圖如圖 。通過定時器 T0 口的定時來實現，在此不再贅述。根據系統功能，可以將系統設計分為若干個子程序進行設計，如溫度采集子程序，數據處理子程序、顯示子程序、執(zhí)行子程序。 繼電器擴展控制電路理論設計 控制 P10 的高低電平來控制繼電器的斷開和閉合，當 P10 口為低電平時，三極管導通，控制繼電器開始加熱，當 P10 為高電平時，三極管截止，繼電器斷開，停止加熱，綠燈亮。 在本設計中采用了 四位八段數碼管，用動態(tài)驅動來顯示溫度的值，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 除去復位按鍵及繼電器外，系統的鍵盤共有三個按鍵，判斷 K3～ K5鍵是否按下，