【正文】 通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)制作，我對(duì)單片機(jī)，溫度傳感器，顯示電路等硬件設(shè)計(jì) 都有了一些了解，也學(xué)會(huì)了一些軟件設(shè)計(jì)相關(guān)的知識(shí)。 具體按鍵設(shè)置的方法如下： 查看溫度上下限 功能： 按下 K1 鍵查看當(dāng)前設(shè)定的溫度上下限，即當(dāng)前系統(tǒng)的最高溫度 TH 與最低溫度 TL；按下 K3 鍵退出查看模式，返回系統(tǒng)默認(rèn)主界面； 上下限 溫度設(shè)置功能：按下 K2 鍵進(jìn)入溫度設(shè)置模式， 進(jìn)入溫度設(shè)置模式后，直接按 K2 鍵增加上限溫度值，按下 K3 鍵增加下限溫度值；如要降低上下限溫度值，先按下 K1 鍵進(jìn)行功能反轉(zhuǎn)，然后按 K2 鍵減小上限溫度值，按 K3 鍵減小下限溫度值。Keil 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 ,兼容 51 系列單片機(jī) C 語(yǔ)言 及 匯編 語(yǔ)言 軟件開發(fā)系統(tǒng)，易學(xué)易用。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 9 頁(yè) 共 25 頁(yè) 3． 2 溫度采集單元設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)溫度控制系統(tǒng)所采用的溫度 傳感器為 DS18B20， 該 傳感器是美國(guó) DSLLAS半導(dǎo)體公司推出的應(yīng)用單總線技術(shù)的數(shù)字式溫度傳感器，其特點(diǎn)介紹如下： DS18B20 總體特性 ? 單總線接口，單引腳通信特性 ? ROM 中存有獨(dú)立的 64 位序列號(hào) ? 多支路功能使分散感溫應(yīng)用簡(jiǎn)化 ? 無需外圍器件支持 ? 可用數(shù)據(jù)線供電；供電電壓范圍： ~13V ? 溫度測(cè)量范圍 :55℃ ~ +125℃ ? 在 10℃ ~+85℃溫度范圍內(nèi)的測(cè)量精度為177。 ? P3 端口（ ～ ， 10～ 17 引腳）： P3 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向I/O 端口。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 4 頁(yè) 共 25 頁(yè) 2． 2 系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)在考慮整體方案選取時(shí)最主要考慮兩個(gè)部分，一個(gè)是主控制單片機(jī) 的選取，另一個(gè)是溫度傳感器的選取 。在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中，像電力、化工、石油、冶金、航空航天、機(jī)械制造、糧食存儲(chǔ)、酒類生產(chǎn)等領(lǐng)域內(nèi)，溫度常常是表征對(duì)象和過程狀態(tài)的最重要的參數(shù)之一。本設(shè)計(jì)選用的單片機(jī)型號(hào)為： STC89C52RC 40IPDIP40, 如圖 31 為 STC89 系列 單片機(jī) 命名規(guī)則。 ? ALE/??ROG（ 30 引腳）：地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。 按鍵原理圖 本設(shè)計(jì)的按鍵實(shí)現(xiàn)原理圖如 圖 35： 圖 35 按鍵電路原理圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 11 頁(yè) 共 25 頁(yè) 3． 4 顯示 電路 單元設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用的 顯示電路為字符型 LCD1602 液晶顯示模塊。 DS18B20 溫度傳感器接口模塊，分為初始化子程序，寫入子程序及讀取子程序，轉(zhuǎn)換子程序等部分組成。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 19 頁(yè) 共 25 頁(yè) 圖 54 超上限溫度報(bào)警 仿真結(jié)果 圖 超下限溫度報(bào)警仿真 結(jié)果 : 調(diào)節(jié)溫度傳感器 DS18B20，將采集到得溫度設(shè)置至24℃，使其小于下限溫度 25℃，可發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)開始報(bào)警，二極管閃爍，如圖 55 所示。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)給我一個(gè)自我學(xué)習(xí)，自我實(shí)踐，自我發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)。原來在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)直接將 LCD 第 3 引腳，即液晶驅(qū)動(dòng)電源引腳直 接電源 5V，但是 LCD 液晶驅(qū)動(dòng)電壓并不是 5V，最終通過在第 3 引腳接一個(gè)可變電阻器，調(diào)節(jié)電阻器的阻止改變液晶驅(qū)動(dòng)電壓，最后發(fā)現(xiàn)液晶驅(qū)動(dòng) 電壓降 為 4V 時(shí)， LCD 液晶 字符 顯示 正常，問題解決。 使用 PROTEUS 仿真軟件是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單了很多，也節(jié)約時(shí)間與成本。 ? 單 +5V電源供電。為使能從 0000H 到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， EA必須接 GND。對(duì)端口寫入 1 時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口 。 本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)系統(tǒng)的溫度傳感及溫度過程控制研究，是對(duì)單片機(jī)及溫度控制一個(gè)很好的學(xué)習(xí)和提升自身的知識(shí)水平的機(jī)會(huì)。因此對(duì)溫度進(jìn)行適時(shí)的控制對(duì)人們的生產(chǎn)和生活具有重要的意義。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式） 4 個(gè) TTL 輸入。 ? EA/VPP（ 31 引腳）：訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。 ? 具有 80個(gè)字節(jié)的 RAM。該軟件是一款集 單片機(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大 ，且簡(jiǎn)單實(shí)用。后經(jīng)仔細(xì)分析研究，查閱了一 些資料，終于找到了原因。通過這次的鍛煉，增強(qiáng)了我的實(shí)際動(dòng)手能力，也提高了我解決問題的能力，對(duì)我今后的生活與工作都有著很大的幫助，我要感謝南京理工大學(xué)給我這樣的一個(gè)鍛煉機(jī)會(huì)。 圖 55 超下限溫度 報(bào)警仿真結(jié)果 圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 20 頁(yè) 共 25 頁(yè) 6 實(shí)物制作 6． 1 實(shí)物焊接 本設(shè)計(jì)的實(shí)物是在 PCB 泡沫板上制作的，首先根據(jù)設(shè)計(jì)好的原理圖制作 BOM 清單，根據(jù) BOM 清單 準(zhǔn) 備齊所需的元件、 導(dǎo)線及工具， 然后在 PCB 泡沫板上排線，焊接，制作出實(shí)物，具體見附錄 B。 溫度采集子程序和溫度轉(zhuǎn)換子程序流程圖如 圖 42： 單片機(jī)數(shù)據(jù)處理 溫度轉(zhuǎn)換 超溫報(bào)警 數(shù)據(jù)收集 數(shù)據(jù)發(fā)送 初始化 溫度采集 LCD 顯示 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 14 頁(yè) 共 25 頁(yè) 圖 42 溫度采集子程序和溫度轉(zhuǎn)換子程序流程圖 顯示子程序 流程圖 在向 LCD 寫數(shù)據(jù)之前，首先應(yīng)該對(duì) LCD 初始化，然后寫入要顯示內(nèi)容的地址，然后再寫入要顯的內(nèi)容。 LCD1602 模塊的特點(diǎn) 字符型液晶顯示模塊的基本特點(diǎn)如下： ? 液晶顯示屏是以若干個(gè) 5*8 或 5*11 點(diǎn)陣塊組成的顯示字符群，每個(gè)點(diǎn)陣塊為一個(gè)字符位，字符間距和行距都為一個(gè)點(diǎn)的寬度。在 Flash 編程時(shí)，此引腳（ ??ROG）也用作編程輸入脈沖。 圖 31 STC89 系列 單片機(jī) 命名規(guī)則 所選單片機(jī)型號(hào) STC89C52RC 40IPDIP40 的特性如下： ? 工作電壓 范圍 ： ～ 5V ? 工作頻率范圍： 0～ 40MHz ? 程序 空間大小 為 ： 8K 字節(jié) ? RAM 大小為： 512 字節(jié) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 6 頁(yè) 共 25 頁(yè) ? 32 個(gè)通用 I/O 口 P1/P2/P3/P4 ? 具有 EEPROM 功能 ? 具有看門狗功能 ? 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ， 即定時(shí)器 T0、 T T2 ? 工作溫度范圍： 40～ +85℃ （工業(yè)級(jí)） ? 40 個(gè)引腳的 PDIP 封裝 STC89C52 單片機(jī)的 引腳介紹 如圖 32 所示為 STC89C52 單片機(jī)的引腳圖，其引腳介紹如下： 圖 32 STC89C52 單片機(jī)引腳圖 ? VCC（ 40引腳）：電源電壓 ? VSS（ 20引腳）：接地 ? P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引腳）： P0 口是一個(gè)漏極開路的 8 位雙向 I/O口。比如，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范圍之內(nèi)；許多化學(xué)反應(yīng)的工藝過程必須在適當(dāng)?shù)臏囟认虏拍苷＿M(jìn)行；煉油過程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進(jìn)行分餾才能得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品。 采集溫度和設(shè)定溫度都可由 顯示電路顯示出來。在訪問外部程序存儲(chǔ)器和 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 送出高 8 位地址 ； 在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口引腳上的內(nèi)容就是專用寄存器（ SFR）區(qū)中的 P2寄存器的內(nèi)容 ，在整個(gè)訪問期間不會(huì)改變。 ? 外部時(shí)鐘頻率降一半 ：