【正文】 Hz、有效值為 220V 的單相交流電壓轉換為幅值穩(wěn)定的 5V 直流電壓。 7805 概述 : 電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的 78 系列和負電壓輸出的 79 系列。 當制作中需要一個能輸出 以上電流的穩(wěn)壓電源，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯(lián)起來，使其最大輸出電流為 N 個 ，但應用時需注意：并聯(lián)使用的集成穩(wěn)壓電路應采用同一廠家、同一批號的產(chǎn)品，以保證參數(shù)的一致。這樣在 78**系列中，散熱 片和 ② 腳連接，而在79**系列中，散熱片卻和 ① 腳連接 電源部分接線： 電源部分連線圖 3． 系統(tǒng)軟件設計 硬件部分設計制作完成后，關鍵是程序的編寫。 開始 初始化 DS18B20 存在？ ROM 操作命令 存儲操作命令 讀取溫度值 返回 是 否 圖 讀 取 DS18B20 溫度子程序流程圖 數(shù)據(jù)處理子程序 由于 DS18B20 轉換后的代碼并不是實際的溫度值，所以要進行數(shù)據(jù)處理。以及主程序的中斷流程圖。處理過后把 DS18B20 的溫度復制到單片機的 RAM 中，里面已經(jīng)是溫度值的 Hex 碼了，然后轉換 Hex 碼到 BCD 碼，分別把小數(shù)位，個位，十位的 BCD 碼存入 RAM 中。 容易維護、系統(tǒng)可靠。 從正面看 ①②③ 引腳從左向右按順序標注，接入電路時 ① 腳電壓高于 ② 腳， ③ 腳為輸出位。該系列集成穩(wěn)壓 IC型號中的 78或 79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如 7806 表 示輸出電壓為正 6V， 7909 表示輸出電壓為負 9V。由于經(jīng)整流電路整流后的電壓含有較大的交流分量，會影響到負載電路的正常工作。 溫度控制電路設計 本設計采用了光電耦合器控制三極管在進一步控制繼電器線圈，這樣做的好處： 信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號對輸入端無影響，抗干擾能力強，工作穩(wěn)定，無觸點，使用壽命長，傳輸效率高。輸入的電平信號為 0，或 5V。 ULN2803，采用 AP=DIP18,AFW=SOL18 封裝方式。 本系統(tǒng)采用并行驅動動態(tài)顯示。如圖 26圖 219 讀數(shù)據(jù)時序圖 圖 26 按鍵電路 所示，電路有四個按鍵組成，按鍵采用輕觸開關。 ⑥ 延時 4us。 ⑤ 將數(shù)據(jù)線拉到高電平 1。 如 果 初 始 化 成 功 則 在 1560ms 內 產(chǎn) 生 一 個 有 DS18B20 返回的低電平 0,據(jù)該狀態(tài)可以確定它的存在。前 5 位為 1 時，讀取的溫度為負值，且測到數(shù)值需要取反加 1 再乘以 才可以得到實際值。 寄存器內容 字節(jié)地址 溫度值低位（ LSB） 0 溫度值高位（ MSB） 1 高溫限值（ TH） 2 低溫限制（ TL） 3 配置寄存器 4 保留 5 保留 6 保留 7 CRC 校驗值 8 高速暫存器 RAM 由 9 個字節(jié)的存儲器組成。PROM。 ② BEH— 度暫存器。其各位排列順序是：開始 8位為產(chǎn)品類型標號，接下來 48 位是該 DS18B20 自身的序列號，最后 8位是前面 56 位的 CRC 循環(huán)冗余校驗碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。 ③ F0H— 搜索 ROM。這個圖的接法是單片機于一個 DS18B20 通信，如果要控制多個 DS18B20 進行溫度采集 ,只要將所有的 DS18B20 的 I/O 口全部連在一起就可以了。這些總線至少需要兩條或兩條以上的信號線，而 DS18B20使用的單總線技術與上述總線不同，它采用單條信號線，即可傳輸時鐘，又可傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，因而這只中單總線技術具有線路簡單，硬件開銷少，成本低廉，便于總線擴展和維護等優(yōu)點。 ③ 汽車空調、冰箱、冷柜以及中低溫干燥箱等。 ⑤ 測溫范圍 55℃ +125℃ ，在 10℃ +85℃ 時精度為 +℃ 。 圖 24 時鐘電路 圖 25 復位電路 圖中可以看到單片機的 RST 引腳連接 R1（ 10K）、 C1（ 10uf），按鍵 S2 可以選擇專用的復位按鍵，也可以選擇輕觸開關。 單片機最小系統(tǒng)電路設計 單片機最小系統(tǒng)就是保證單片機能夠正常工作的最基本的硬件電路。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 P2口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P1口： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 。另一方面還要考慮單片機的性價比，是否容易買到等一些外部因素。 4. 顯示用 數(shù)碼管 顯示實時溫度值。 所以選擇光耦合器更安全控制更準確。這種電路無法精確實現(xiàn)電熱絲功率控制，電熱絲只能工作在最大功率或零功率，對控制精度將造成影響。 本設計中使用的是動態(tài)顯示，因為沒有太多的輸出口來完成靜態(tài)顯示，故選動態(tài)顯示。一線總線將獨特的電源和信號復合在一起，并僅使用一條線，每個芯片都有唯一的編碼，支持聯(lián)網(wǎng)尋址，簡單的網(wǎng)絡化的溫度感知，零功耗等待等特點。由鉑電阻阻值的變化經(jīng)小信號變送器 XTR101 將鉑電阻隨溫度變化的轉換為 4～ 20mA 線形變化電路，再將電流信號轉化為電壓信號，送到 A/D 轉換器，即將模擬信號轉換為數(shù)字信號。為實現(xiàn)各模塊的功能，分別做了幾種不同的設計方案并進行了論證。 1. 系統(tǒng)方案選擇和論證 任務 設計一個大棚溫度自動控制系統(tǒng)。溫度太低，蔬菜就會被凍死或則停止生長，所以要將溫度始終控制在適合蔬菜生長的范圍內。目 錄 摘要： 3 關鍵詞： ...................................................... 3 引言： ....................................................... 4 1. 系統(tǒng)方案選擇和論證 ......................................... 5 任務 ....................................... 5 任務要求 .................................... 5 系統(tǒng)基本方案 ................................ 5 各模塊電路的方案選擇及論證 5 系統(tǒng)各模塊的最終方案 8 2. 系統(tǒng)硬件設計 .............................................. 9 單片機型號選擇 .............................. 9 單片機最小系 統(tǒng)電路設計 ...................... 12 溫度采集部分設計 ............................. 14 按鍵電路設計 ............................... 23 數(shù)碼管顯示電路設計 .......................... 24 溫度控制電路設計 ........................... 28 報警電路設計 ............................... 28 電源輸入部分 ............................... 29 3． 系統(tǒng)軟件設計 ............................................. 31 讀取 DS18B20 溫度模塊子程序 .................. 32 數(shù)據(jù)處理子程序 ............................. 33 鍵盤掃描子程序 ............................. 34 主程序 流程圖 ............................... 35 參考文獻 ..................................................... 38 附錄 A：本設計整體電路圖 ...................................... 39 附錄 B：程序清單 .............................................. 40 摘要： 本設計以 AT89C51 單片機為核心的溫度控制系統(tǒng)的工作原理和設計方法。如果僅靠人工控制既費時費力 , 效率低，又容易發(fā)生差錯，為此，在現(xiàn)代化的蔬菜大棚管理中 通常有溫度自動控制系統(tǒng)，來監(jiān)控采集大棚內各個角落的溫度變化情況，以控制蔬菜大棚溫度，適應生產(chǎn)需要。系統(tǒng)溫度可以在一定范圍內由人工設定，并能在環(huán)境溫度降低時實現(xiàn)自動通風降溫，在環(huán)境溫度升高時實現(xiàn)自動加溫，以保持設定的溫度基本不變。 各模塊電路的方案選擇及論證 （一）鍵盤模塊 方案一：采用 4*4 矩陣型按鍵 在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時， 為了減少 I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。電路結構復雜，誤差較大。 DS18B20 與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 （四）升溫降溫模塊 根據(jù)題目，可以使用電熱爐進行加熱，控制電熱爐的功率即可以控制加熱的速度。 方案二： 應用了光耦合器， 光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。 通過比較，我們選擇方案 二 。 系統(tǒng)的基本框圖如圖 所示。 由于實現(xiàn)該系統(tǒng)功能的程序不會超過 4K，而 AT89C51 單片機內部有 4K 的 FlASH 程序存儲器和 2K 的數(shù)據(jù)存儲器，因而不需要外擴程序存儲器和 數(shù)據(jù)存儲器。如 P0、 P P P3， 4 組 8 位 I/O 口。 P1 口管腳寫入 1后，被內部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。 P3口： P3 口管腳是 8個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。主要包括時鐘電路、復位電路。只要 Vcc 上升時間不超過 1ms，他們都能很好的工作 。 ⑥ 可編程分辨率為 912位 ,對應的可分辨率溫度為 ℃ ,℃ ,℃ 和 ℃ ，可實現(xiàn)高精度測溫。 ④ 供熱、制冷管道熱量計量、中央空調分戶熱 量計量等。單總線實用與單主機系統(tǒng)，能夠控制一個或多個從機設備。在具體操作時，通過讀取每個 DS18B20 內部芯片的序列號來識別。用于確定掛接在同一總線上的 DS18B20 的個數(shù)，識別 64位ROM 地址，為操作各器件做好準備。光刻錄 ROM 的作用是使每一個 DS18B20 都各不相同，就這樣可以實現(xiàn)一條總線上掛接多個 DS18B20 的目的。讀內部 RAM 中 9字節(jié)的溫度數(shù)據(jù)。將 E178。第 01 個字節(jié)是溫度的顯示位；第 2 和第 3 個字節(jié)是復制的 TH 和 TL，同時第 2 和第 3 個字節(jié)的數(shù)字可以更新；第四個字節(jié)是配置寄存器，同時第 4 個字節(jié)的數(shù)字可以更新；第 5,6,7 三個字節(jié)是保留的。前 5 位為 0 時，讀取溫度為正值，且溫度為正值時，只需要將測得數(shù)值乘以 即可得到實際溫度值。但是應注意不能無限的等待，不然會使程序進入死循環(huán)，所以要進行超時判斷。 ⑥ 重復 ① ⑤ 步驟，直到發(fā)送完整個字節(jié)。 ⑦ 讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到一個狀態(tài)位，并進行數(shù)據(jù)處理。 各個按鍵的功能為： S1：功能鍵（顯示溫度值、報警上限、報警下限三態(tài)循環(huán)。采用單片機 P2 口的低 3位作為 數(shù)碼管 的位碼輸出信號， P0 口作為段碼輸出信號。 圖 220 數(shù)碼管顯示電路 八路 NPN 達林頓 連接晶體管陣系列特別適用于低邏輯電平數(shù)字電路（諸如 TTL, CMOS 或 PMOS/NMOS）和較高的電流 /電壓要求之間的接口，廣泛應用于計算機，工業(yè)用和消費類產(chǎn)品中的燈、繼電器、打印錘或其它類似負載中。輸入 0 是，輸出達林頓管截止。