【正文】 （ UART），還可用定時器 軟件 實現(xiàn)多個 UART。 （ 1） VCC（ 40 腳）：接 +5v 電源正端。 （ 7） RST/VPD（ 9 腳）：復位信號 /備用電源輸入端。在訪問外部存儲器時 ,可分別用作低 8位地址線和 8位數(shù)據(jù)線 。 6 個特殊功能寄存器決定了它的工作方式及功 10 能。 M M0：定時 /計數(shù)器工作模式時選擇位。主要功能為處理數(shù)據(jù)的算術(shù)運算。 表 程序存儲器中的特殊單元 0000H 單片機上電或復位后，程序從該地址開始執(zhí)行 0003H 外部中斷 0 入口地址 000BH 定時 /計數(shù)器 0 溢出中斷入口地址 0013H 外部中斷 1 入口地址 001BH 定時 /計數(shù)器 1 溢出中斷入口地址 0023H 串行口中斷入口地址 002BH 定時 /計數(shù)器 2 溢出或 T2EX（ ）端負跳變時的入口地址 內(nèi)部數(shù)據(jù) 存儲器：主要存放運算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存、緩沖、標志位以及用戶自定義的字形表等。 顯示屏 LCD1602 LCD1602 工業(yè)字符型液晶 顯示屏 ，能夠同時顯示 16x02 即 32 個字符。 DS18B20 主要的 技術(shù)性能 如下： （ 1） 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。 斜累加 器 計數(shù)器 1 預 置 低溫度系數(shù)晶振 比 較 =0 溫度寄存器 預置 高溫度系數(shù)晶振 計數(shù)器 2 =0 圖 DS18B20 測溫原理 16 直流電機驅(qū)動 模塊 L298n L298N 是一種高電壓、大電流電機驅(qū)動芯片。 （ 5） OUT1 與 OUT OUT3 與 OUT4 可以分別控制兩個電機與電機的兩端相連。 溫度采集模塊 溫度的采集與傳輸選用的 DS18B20 溫度傳感器， DS18B20 溫度傳感器側(cè)額問電路簡單，測溫精度較高，適合用于狹小范圍內(nèi)的溫度測量。按鍵輸入的電路如下圖 所示。降溫電路如圖 所示。通過幾個月來的學習，查閱資料，慢慢了解了設(shè)計用到的各個硬件的作用，通過對硬件的了解學習，慢慢弄懂了各個硬件是怎樣在一起工作的，以及讓它們在一個系統(tǒng)中把自己的功能發(fā)揮出來。 //上一次 PI 結(jié)果 float temp2。 //定義超上限揚聲器 sbit enj=P2^3。 int temp1=0。 //偏差 float Pinow。 Enow=。 if((Enow2)amp。 } Pilast=Pinow。 EA=1。 if(j==51) { j=1。 for(z。 delay(10)。 e=1。 //指針加一 delay(1)。 EA=0。 // 釋 放 數(shù)據(jù) 線 （ 將 數(shù)據(jù) 線 拉 高 ） for(time=0。 EA=0。 i8。time++)。 38 nop_()。 //清屏 delay(1)。 e=0。 delay(10)。z) for(y=110。 } if(j=pwmflag1) //在 口生成 PWM 波 { pwm1=1。 TR0=1。 return DAOut。 //PWM 換算 if(Enow=3)pwmflag2=100。 //比例項 if(Ppnow4)Pinow=0。 //當前 PI 結(jié)果 float Ppnow。 32 int TempL=3400。 //DS18B20 數(shù)據(jù)端 sbit rs=P2^5。 //電機使能端 sbit in1=P1^3。從剛開始的選題，到中期的準備，再到最終的成果，一點點的學習，一點點的進步，遇到過挫折，但是最重要是設(shè)計完成以后得到成果的喜悅。偏差較小時，占空比降低，電機緩慢運行或者停止運行，把溫度保持在較小的偏差內(nèi)。電熱管工作的電路圖如圖 所示。所以溫度采集選用的 DS18B20 溫度傳感器，溫度采集電路如下圖 所示。 I N15I N27E N A6O UT 12O UT 23E N B11O UT 313O UT 414I N310I N412S E N S A1S E N S B15G ND8VS4V C C9U4L 2 9 8 17 第四章 系統(tǒng)整體設(shè)計及硬件模塊設(shè)計 晶振及復位模塊 晶振電路能為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號，通常一個系統(tǒng)使用一個晶振，以便各部分保持同步。主要特點是：工作電壓高，最高工作電壓可達 46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達3A，持續(xù)工作電流為 2A；額定功率 25W 內(nèi)含兩個 H 橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機和步進電動機、繼電器線圈等感 性負載；采用標準邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。 （ 3） 支持 多點組網(wǎng) 功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8 個，實現(xiàn)多點測溫，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定 。 LCD1602 的引腳圖如下。其內(nèi)部 RAM 的大小為 256B，低 128 字節(jié)的內(nèi)部 RAM（地址 :00H7FH） ,可直接尋址或間接尋址。 特殊寄存器（ SFR）：也稱為專用寄存器 ,主要用來指示當前要執(zhí)行指令的內(nèi)存地址，存放特定的操作數(shù)， 指示指令的運行狀態(tài)等。 表 四種定時 /計數(shù)器工作方式 M1 M2 工作方式 功能描述 0 0 方式 0 13 位定時 /計數(shù)器 0 1 方式 1 16 位定時 /計數(shù)器 1 0 方式 2 8 位定時 /計數(shù)器 1 1 方式 3 分為兩個獨立的 8 位計數(shù)器（ T0） (2)定時 /計數(shù)器控制寄存器（ TCON） TCON 用于控制定時 /計數(shù)器的啟停、溢出和外部中斷觸發(fā)方式。寄存器內(nèi)部如表 所示。 在輸出高 電平時，需接 ~10K 的上拉電阻。當 VCC 掉 電時 ,此引腳可以接上備 9 用電源 ,以保存內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失 。 （ 3） XTAL1 （ 19 腳） 和 XATL2（ 18 腳）：外接振蕩電路。 （ 13） PDIP 封裝 。 （ 5） 片上集成 512 字節(jié) RAM。 另外 STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。同時，學習使用 單片機 是了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 而 PI控制系統(tǒng)不僅能夠很好的跟隨響應(yīng)，而且還能夠有效的降低系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，所以在小偏差范圍內(nèi)選擇 PI控制。模糊控制的一大特點是既有系統(tǒng)化的理論，又有大量的實 際應(yīng)用背景。 模糊 PI 控制系統(tǒng) 方案二采用的是模糊 PI 控制系統(tǒng)進行控制 ,控制系統(tǒng)的原理圖如下圖 所示。 （ 4）對各個硬件模塊的電路設(shè)計進行說明。 選題的研究意義 在當今的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)過程中，對于溫度的控制一直都有著非常重要的作用。s society, the measurement and control of temperature is the subject of a production and is very close to people39。 本設(shè)計是基于單片機的溫度測控系 統(tǒng)的硬件設(shè)計。單片機具有處理能力強、運行速 度快、功耗低等優(yōu)點，應(yīng)用在溫度測量與控制方面，控制簡單方便，測量范圍廣，精度較高。所以研制開發(fā)更高精度的溫度測控系統(tǒng)以滿足社會的需求成為了急需解決的問題。 （ 8）系統(tǒng)的原理圖及實物圖。鍵盤輸入可以改變溫度的設(shè)定值 ,使溫度的控制更靈活，控制的溫度帶更廣。 (3) 利用控制法則來描述系統(tǒng)變量間的關(guān)系。 圖 模糊 PI 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 6 第三章 系統(tǒng)設(shè)計主要芯片及主要硬件的介紹 單片機 STC89C52RC 的結(jié)構(gòu)及工作原理 單片機 微型計算機 簡稱單片機，是典型的嵌入 式 微控制器 。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個 芯片 中，使 計算機系統(tǒng) 更小，更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設(shè)備當中。最高運作頻率 35MHz， 7 6T/12T 可選。 （ 8） 具有 EEPROM 功能 。 （ 3）正常工 作模式：典型功耗 4MA7MA。在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器時，該信號處于無效狀態(tài)。當該引腳保持高電平時，不管是否有外部程序存儲器，只訪問內(nèi)部程序存儲器。 （ 12） P3 口 （ 10~17 腳）：由 ~ 組成， P3 口是一個帶內(nèi)部有上拉電阻的準 8 位雙向 I/0 口。若 GATE=1，定時 /計數(shù)器 T0啟停受引腳 （中斷 0）控制；定時 /計數(shù)器 T1 啟停受引腳 （中斷 1）控制；若 GATE=0，定時 /計數(shù)器的啟停與外部中斷（中斷 0和中斷 1）無關(guān)。 11 圖 STC89C52RC 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu) 單片機內(nèi)部主要由中央處理器（ CPU）、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）、片內(nèi)程序存儲器（ ROM）和輸入 /輸出接口組成。 程序存儲器：主要存放單片機的要執(zhí)行的程序，一般為 Flash STC89C52RC 來說， ROM 的大小為 8KB，片內(nèi)存儲空間地址為 0000H~1FFFH，若 EA=0,當 PC 值在 0000H~1FFFH 之間時， CPU 從內(nèi)部程序存儲器取指令，當PC 值大于 1FFFH 時，則從外部程序存儲器取址。 52 系列單片機在 51 的基礎(chǔ)上 增加了 5 個特殊功能寄存器，主要與定時 /計數(shù)器 2 相關(guān)聯(lián)。 （ 6） E端為使能端 ,高電平時讀取信息，負跳變時執(zhí)行指令。 （ 3） GND 端接電源負極。 （ 2） GND 接電源負極。電路如下圖 所示。溫度顯示電路如圖 所示。發(fā)光二極管 D1 發(fā)光 ,當 口給出一低電平時 ,三極管Q6 關(guān)斷 ,電路斷開 ,電熱管不工作 ,為了是負載電流連續(xù) ,所以在電路中串聯(lián)一個較大的電感 L,并聯(lián)一個續(xù)流二極管 D14,故當環(huán)境溫度過低與設(shè)定值偏差較大時啟動模糊控制，單片機 持續(xù)輸出高電平，電熱管持續(xù)全功率加熱，當環(huán)境溫度與設(shè)定值接近偏差較小時，啟動 PI 控制， PI 控制器決定單片機 給出等幅 PWM 波的占空比，占空比隨著偏差的減小越來越小，最終趨近于 0。 22 D6L E D Y E L L O WD4L E D R E DQ32 N30 5 3Q42 N30 5 3V CC 5 VP 2 . 1p 2 . 2 L S 2S P E A K E R 圖 上下限報警電路 工作原理是：當溫度低于溫度下限時，單片機引腳 給出以高電平，放光二極管 D6 發(fā)光，蜂鳴器發(fā)出聲響，當溫度高于溫度上限是，單片機引腳 給出一個高電平，發(fā)光二極管 D4 發(fā)光，蜂鳴器發(fā)出聲響。在設(shè)計 27 過程中，通過查閱參考文獻學習到了很多知識，所以在這里向編寫文獻的作者表示感謝，最后謝謝我的同學和老師們對我的幫助。 //定義升溫 sbit jw=P1^7。 //lcd 使能 int i=0。 //PWM 標志 2 uchar *s。 float Ki。 //積分上限 if(Pinow0)Pinow=0。 } else { if(Enow)pwmflag1=80。 34 TMOD=0x01。 // TL0=0xf0。 if(i=pwmflag2) //在 口生成 PWM 波 { enj=1。 } /****************************************************** * 函數(shù) :1602 寫地址函數(shù)模塊 *******************************************************/ void lcd_write(uchar ) //寫地址函數(shù) 36 { rs=0。 rw=0。 lcd_write(0x0C)。 } /****************************************************** * 函數(shù)： lcd 顯示字符串模塊 * *******************************************************/ void lcd_writestring(unsigned char *s) { while (*s) //顯示字符串 { lcd_writedate( *s)。time200。tim