【正文】 （ UART），還可用定時(shí)器 軟件 實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART。 （ 1） VCC（ 40 腳）：接 +5v 電源正端。 （ 7） RST/VPD（ 9 腳）：復(fù)位信號(hào) /備用電源輸入端。在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí) ,可分別用作低 8位地址線和 8位數(shù)據(jù)線 。 6 個(gè)特殊功能寄存器決定了它的工作方式及功 10 能。 M M0：定時(shí) /計(jì)數(shù)器工作模式時(shí)選擇位。主要功能為處理數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算。 表 程序存儲(chǔ)器中的特殊單元 0000H 單片機(jī)上電或復(fù)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(shí) /計(jì)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(shí) /計(jì)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(shí) /計(jì)數(shù)器 2 溢出或 T2EX（ ）端負(fù)跳變時(shí)的入口地址 內(nèi)部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器：主要存放運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存、緩沖、標(biāo)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(shí)顯示 16x02 即 32 個(gè)字符。 DS18B20 主要的 技術(shù)性能 如下： （ 1） 獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 斜累加 器 計(jì)數(shù)器 1 預(yù) 置 低溫度系數(shù)晶振 比 較 =0 溫度寄存器 預(yù)置 高溫度系數(shù)晶振 計(jì)數(shù)器 2 =0 圖 DS18B20 測溫原理 16 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng) 模塊 L298n L298N 是一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。 （ 5） OUT1 與 OUT OUT3 與 OUT4 可以分別控制兩個(gè)電機(jī)與電機(jī)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(gè)月來的學(xué)習(xí)，查閱資料，慢慢了解了設(shè)計(jì)用到的各個(gè)硬件的作用，通過對硬件的了解學(xué)習(xí)，慢慢弄懂了各個(gè)硬件是怎樣在一起工作的，以及讓它們在一個(gè)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(yáng)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(xiàng) if(Ppnow4)Pinow=0。 //當(dāng)前 PI 結(jié)果 float Ppnow。 32 int TempL=3400。 //DS18B20 數(shù)據(jù)端 sbit rs=P2^5。 //電機(jī)使能端 sbit in1=P1^3。從剛開始的選題，到中期的準(zhǔn)備，再到最終的成果，一點(diǎn)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，一點(diǎn)點(diǎn)的進(jìn)步，遇到過挫折，但是最重要是設(shè)計(jì)完成以后得到成果的喜悅。偏差較小時(shí)，占空比降低，電機(jī)緩慢運(yùn)行或者停止運(yùn)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(jì)及硬件模塊設(shè)計(jì) 晶振及復(fù)位模塊 晶振電路能為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)，通常一個(gè)系統(tǒng)使用一個(gè)晶振，以便各部分保持同步。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá) 46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為 2A；額定功率 25W 內(nèi)含兩個(gè) H 橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線圈等感 性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)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(diǎn)組網(wǎng) 功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8 個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫，如果數(shù)量過多，會(huì)使供電電源電壓過低，從而造成信號(hào)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(dāng)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(yùn)行狀態(tài)等。 表 四種定時(shí) /計(jì)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(shí) /計(jì)數(shù)器 0 1 方式 1 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 0 方式 2 8 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 1 方式 3 分為兩個(gè)獨(dú)立的 8 位計(jì)數(shù)器（ T0） (2)定時(shí) /計(jì)數(shù)器控制寄存器（ TCON） TCON 用于控制定時(shí) /計(jì)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(shí)，需接 ~10K 的上拉電阻。當(dāng) VCC 掉 電時(shí) ,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(shí)，學(xué)習(xí)使用 單片機(jī) 是了解計(jì)算機(jī)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(diǎn)是既有系統(tǒng)化的理論，又有大量的實(shí) 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(jìn)行控制 ,控制系統(tǒng)的原理圖如下圖 所示。 （ 4）對各個(gè)硬件模塊的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。 選題的研究意義 在當(dāng)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(jì)是基于單片機(jī)的溫度測控系 統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。單片機(jī)具有處理能力強(qiáng)、運(yùn)行速 度快、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，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(huì)的需求成為了急需解決的問題。 （ 8）系統(tǒng)的原理圖及實(shí)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(jì)主要芯片及主要硬件的介紹 單片機(jī) STC89C52RC 的結(jié)構(gòu)及工作原理 單片機(jī) 微型計(jì)算機(jī) 簡稱單片機(jī)，是典型的嵌入 式 微控制器 。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個(gè) 芯片 中，使 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。最高運(yùn)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(chǔ)器時(shí)，該信號(hào)處于無效狀態(tài)。當(dāng)該引腳保持高電平時(shí)，不管是否有外部程序存儲(chǔ)器，只訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 （ 12） P3 口 （ 10~17 腳）：由 ~ 組成， P3 口是一個(gè)帶內(nèi)部有上拉電阻的準(zhǔn) 8 位雙向 I/0 口。若 GATE=1，定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0啟停受引腳 （中斷 0）控制；定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1 啟停受引腳 （中斷 1）控制；若 GATE=0，定時(shí) /計(jì)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(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 單片機(jī)內(nèi)部主要由中央處理器（ CPU）、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）、片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ ROM）和輸入 /輸出接口組成。 程序存儲(chǔ)器：主要存放單片機(jī)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(chǔ)空間地址為 0000H~1FFFH，若 EA=0,當(dāng) PC 值在 0000H~1FFFH 之間時(shí)， CPU 從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器取指令，當(dāng)PC 值大于 1FFFH 時(shí)，則從外部程序存儲(chǔ)器取址。 52 系列單片機(jī)在 51 的基礎(chǔ)上 增加了 5 個(gè)特殊功能寄存器，主要與定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 相關(guān)聯(lián)。 （ 6） E端為使能端 ,高電平時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。 （ 3） GND 端接電源負(fù)極。 （ 2） GND 接電源負(fù)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(dāng) 口給出一低電平時(shí) ,三極管Q6 關(guān)斷 ,電路斷開 ,電熱管不工作 ,為了是負(fù)載電流連續(xù) ,所以在電路中串聯(lián)一個(gè)較大的電感 L,并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管 D14,故當(dāng)環(huán)境溫度過低與設(shè)定值偏差較大時(shí)啟動(dòng)模糊控制，單片機(jī) 持續(xù)輸出高電平，電熱管持續(xù)全功率加熱，當(dāng)環(huán)境溫度與設(shè)定值接近偏差較小時(shí)，啟動(dòng) PI 控制， PI 控制器決定單片機(jī) 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(bào)警電路 工作原理是：當(dāng)溫度低于溫度下限時(shí)，單片機(jī)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(dāng)溫度高于溫度上限是，單片機(jī)引腳 給出一個(gè)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(jì) 27 過程中，通過查閱參考文獻(xiàn)學(xué)習(xí)到了很多知識(shí)，所以在這里向編寫文獻(xiàn)的作者表示感謝，最后謝謝我的同學(xué)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(biāo)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 * 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