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實用溫度控制器的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文(留存版)

2025-08-06 14:19上一頁面

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【正文】 在ROM中不易破壞,許多信號通道均在一個芯片內(nèi),故可靠性高。由于MCS系列單片機集成了幾乎完善的中央處理單元,處理功能強,中央處理單元中集成了方便靈活的專用寄存器,這給我們利用單片機提供了極大的便利。LED顯示器是單片機應(yīng)用系統(tǒng)中常見的輸出器件,而在單片機的應(yīng)用上也是被廣泛運用的。智能溫度傳感器的特點是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量,適配各種微控制器(MCU)。而且新一代產(chǎn)品更便宜,體積更小。 DS18B20內(nèi)部存儲器結(jié)構(gòu)Byte0溫度測量值LSB(50H)Byte1溫度測量值MSB(50H)E2PROMByte2TH高溫寄存器223。寫0時序,主機輸出低電平,延時60us,然后釋放總線,延時2us。讀供電方式0B4H讀DS18B20的供電模式,寄生供電時DS18B20發(fā)送“0”,外接電源供電DS18B20發(fā)送“1”。小如收音機的播放按鍵,大至飛機上的儀表板、或是發(fā)電廠的控制室。(一)應(yīng)用隨著計算機系統(tǒng)的應(yīng)用和微機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,通信功能越來越顯得重要。例如,用狀態(tài)寄存器的 D5 位為“1”表示“數(shù)據(jù)輸出寄存器”空,用 D0 位表示“數(shù)據(jù)輸入寄存器滿”,用 D2 位表示“奇偶檢驗錯”等。溫度傳感器把采集的信號與單片機里的數(shù)據(jù)相比較來控制溫度控制器。方法是:向行線輸出全掃描字00H,把全部列線置為低電平,然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器A中。MCS—51指令系統(tǒng)的指令長度較短,它在存儲空間和執(zhí)行時間方面具有較高的效率,編成的程序占用內(nèi)存單元少,執(zhí)行也非常的快捷,與本系統(tǒng)的應(yīng)用要求很適合。本系統(tǒng)的設(shè)計成功知識實現(xiàn)自動控制的“冰山一角”,但它為以后更加智能化、人性化的自動控制系統(tǒng)的設(shè)計,作了鋪墊。同時也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計的環(huán)境。 讀出轉(zhuǎn)換后的溫度值GET_TEMPER:SETB LCALL INIT_1820。10進制/10=10進制DIV ABMOV B_BIT,A 。多加的DJNZ R1,DPLOP 。取十位數(shù)MOVC A,A+DPTR 。寫DS18B20的子程序(有具體的時序要求)WRITE_1820:MOV R2,8。然后拉高數(shù)據(jù)線NOPNOPNOPMOV R0,25HTSR2:JNB ,TSR3。參考文獻[1] 佟云峰.單片機原理及其應(yīng)用[M].重慶大學(xué)出版社.2004.[2] 辜小兵.韓光勇.單片機與基礎(chǔ)應(yīng)用[M].重慶大學(xué)出版社.2010.[3] 曹龍漢.MCS51單片機原理及應(yīng)用[M].重慶大學(xué)出版社.2004.[4] 金偉正.單線數(shù)字溫度傳感器的原理與應(yīng)用[J].2000.[5] 陳躍東.DS18B20集成溫度傳感器原理與應(yīng)用[J].2002.[6] 李朝青.單片機原理及接口技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社.2011.[7] 趙負圖.現(xiàn)代傳感器集成電路[M].人民郵電出版社.2000.[8] 何立民.單片機高級教程:應(yīng)用與設(shè)計(第2版)[M].北京航天航空大學(xué)出版社.2007.[9] 趙蓉.傳感器技術(shù)及應(yīng)用[M].高等教育出版社.2010. 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[19] 王福瑞.單片微機測控系統(tǒng)設(shè)計大全[M].電子工業(yè)出版社.2006.[20] Maurice Wilkes.Process in Computers[R].Prestige Lecture of Cambridge.. 致 謝畢業(yè)設(shè)計完成了,在這個過程中我學(xué)到了很多東西。:開 始結(jié) 束串行口初始化往緩沖區(qū)送數(shù)查段碼送顯示 動態(tài)顯示子程序 第六節(jié) 控制執(zhí)行子程序流程圖控制執(zhí)行程序是本系統(tǒng)的核心,是實現(xiàn)溫度自動控制過程中的最主要步驟。因此充分利用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源,采用與S51系列單片機相對應(yīng)的51匯編語言和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法進行軟件編程。 鍵開關(guān)狀態(tài)的可靠輸入 :為了去抖動,所以采用軟件方法,它是在檢測到有鍵按下時,執(zhí)行一個10ms的延時程序后,再確認該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平,如保持閉合狀態(tài)電平則確認為真正鍵按下狀態(tài),從而消除了抖動影響[6]。在接收時,接口電路檢查字符的奇偶校驗或其他校驗碼,確定是否發(fā)生傳送錯誤。(并行讀取,即 D7~D0 同時被讀至累加器中)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,操作命令也越來越多,功能也越來越強。操作協(xié)議為:初始化DS18B20(發(fā)復(fù)位脈沖)→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù)。警告搜索命令0ECH執(zhí)行后,只有溫度超過設(shè)定值上限或者下限的片子才做出響應(yīng)。應(yīng)答脈沖使主機知道,總線上有從機設(shè)備,且準(zhǔn)備就緒。④溫度傳感器,DS18B20的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的E2PRAM。DS18B20的精度較差為177。LED數(shù)碼管的使用與發(fā)光二極管相同,~2V,額定電流為10MA,最大電流為40MA。這其中就包括AT89S51單片機。 單片機結(jié)構(gòu)圖單片機作為一片集成了微型計算機基本部件的集成電路芯片,與通用計算機相比,自身不帶軟件,不能獨立運行;存儲容量小,沒有輸入、輸出設(shè)備,不能將系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件存儲到自身的存儲器中并加以運行,它自身沒有開發(fā)功能。當(dāng)溫度上升到下限溫度以上時,停止加溫;當(dāng)溫度高于設(shè)定上限溫度時,系統(tǒng)自動啟動風(fēng)扇降溫,使溫度下降,同時紅燈亮。 46 第一章 緒論第一節(jié) 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的背景、發(fā)展歷史及意義隨著社會的發(fā)展,科技的進步,以及測溫儀器在各個領(lǐng)域的應(yīng)用,智能化已是現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。II摘 要溫度是日常生活中無時不在的物理量,溫度的控制在各個領(lǐng)域都有積極的意義。通過測試表明,本設(shè)計對溫度的控制有方便、簡單的特點,從而大幅提高了被控溫度的技術(shù)指標(biāo)。因此,各行各業(yè)對溫度控制的要求都越來越高。 ②控制功能強 為了滿足對對象的控制要求,單片機的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件:分支轉(zhuǎn)移能力,I/O口的邏輯操作及位處理能力,非常適用于專門的控制功能。單片機把微型計算機的主要部件都集成在一塊芯片上,使得數(shù)據(jù)傳送距離大大縮短,運行速度更快,可靠性更高,抗干擾能力更強。如果需要顯示的內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母,使用LED數(shù)碼管是一種較好的選擇。 智能溫度傳感器的總線技術(shù)也實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化,所采用的總線主要有單線(1WIRE)總線、I2C總線、SMBUS總線和SPI總線。DALLAS 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。224。(3)讀時序: 讀時序總線器件僅在主機發(fā)出讀時序時,才向主機傳輸數(shù)據(jù),所以,在主機發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后,必須馬上產(chǎn)生讀時序,以便從機能夠傳輸數(shù)據(jù)。每一片DSl8B20在其ROM中都存有其唯一的48位序列號,在出廠前已寫入片內(nèi)ROM 中。人機交互界面的設(shè)計要包含用戶對系統(tǒng)的理解(即心智模型),那是為了系統(tǒng)的可用性或者用戶友好性。這里所說的通信是指計算機與外界的信息交換。能夠完成上述“串 并”轉(zhuǎn)換功能的電路,通常稱為“通用異步收發(fā)器”(UART :Universal Asynchronous Receiver and Transmitter),典型的芯片有:Intel 8250/8251,16550[10]。:AT89S51溫度控制報警電路顯示電路溫度傳感器鍵盤設(shè)定 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求,選擇DS18B20作為本系統(tǒng)的溫度傳感器,選擇單片機AT89S51為測控系統(tǒng)的核心來完成數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、報警等功能。如果有按鍵按下,總會有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為1。而且MCS—51指令系統(tǒng)有豐富的位操作(或稱位處理)指令,可以形成一個相當(dāng)完整的位操作指令子集,這是MCS—51指令系統(tǒng)主要的優(yōu)點之一。因此這種系統(tǒng)的設(shè)計具有比較好的社會效益。最后,我再一次對所有在本次畢業(yè)設(shè)計中幫助過我的良師益友和同學(xué)們,以及在設(shè)計中被我引用或參考的論著作者們表示衷心的感謝!附 錄 一、程序代碼ORG 0000HTEMPER_L EQU 29H TEMPER_H EQU 28H FLAG1 EQU 38H。先復(fù)位DS18B20JB FLAG1,TSS2RET 。十位在AMOV A_BIT,B 。250次沒完循環(huán)DJNZ R0,DPL1 。顯示1MSSETB MOV DPTR,NUMTABMOV A,B_BIT 。 將讀出的溫度數(shù)據(jù)保存到35H/36H RET。主機發(fā)出延時537微秒的復(fù)位低脈沖MOV R1,3TSR1:MOV R0,107 DJNZ R0,$DJNZ R1,TSR1SETB 。通過分析表明:本系統(tǒng)是一個性價比比較好的系統(tǒng),不論對于生產(chǎn)者還是使用者來說,它都可以帶來良好的經(jīng)濟效益。:DS18B20復(fù)位、應(yīng)答子程序跳過ROM匹配命令寫入子程序溫度轉(zhuǎn)換命令寫入子程序顯示子程序(延時)DS18B20復(fù)位、應(yīng)答子程序跳過ROM匹配命令 寫入子程序讀溫度命令子程序終 止 溫度采集子程序重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(論文)第五節(jié) 動態(tài)顯示子程序流程圖 動態(tài)數(shù)碼管按不同方式滾動顯示,通過軟件實現(xiàn)逐位輪流點亮每個LED。甚至有些必須采用很復(fù)雜的硬件電路才能完成的工作,用軟件編程有時會變得很簡單,如數(shù)字濾波,信號處理等。: 繼電器電路圖(2) 晶振控制電路: 晶振控制電路圖 (三)復(fù)位電路: 復(fù)位電路圖第三節(jié) 控制執(zhí)行單元設(shè)計一、鍵盤單元單片機應(yīng)用系統(tǒng)中除了復(fù)位按鍵有專門的復(fù)位電路,以及專一的復(fù)位功能外,其它的按鍵或鍵盤都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)。④進行錯誤檢測:在發(fā)送時接口電路對傳送的字符數(shù)據(jù)自動生成奇偶校驗位或其他校驗碼。 CPU 從“數(shù)據(jù)輸入寄存器”中讀取接收到的字符。打入的命令可以有不同方式,但每一條命令的解釋是清楚的,唯一的。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進行。跳過ROM0CCH忽略64位ROM地址,直接向DS18B20發(fā)溫度變換命令,適用于單片工作。(1)初始化時序: 初始化時序總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的,主機響應(yīng)應(yīng)答脈沖。③高速暫存器,可以設(shè)置DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的精度。同DS1820一樣,DS18B20也 支持“一線總線”接口,測量溫度范圍為 55℃~+125℃,在10℃~+85℃范圍內(nèi),℃。本次設(shè)計所用的LED數(shù)碼管顯示器為共陽極。以MCS51技術(shù)核心為主導(dǎo)的單片機已成為許多廠家、電氣公司競相選用的對象,并以此為基核,推出許多與MCS51有極好兼容性的CMOS單片機,同時增加了一些新的功能。二、單片機系統(tǒng)的基本組成將CPU、存儲器、I/O接口電路集成到一塊芯片上,這個芯片稱為單片機。第三節(jié) 溫度控制系統(tǒng)完成的功能本設(shè)計是對溫度進行實時監(jiān)測與控制,設(shè)計的溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)了基本的溫度控制功能:當(dāng)溫度低于設(shè)定下限溫度時,系統(tǒng)自動啟動加熱繼電器加溫,使溫度上升,同時綠燈亮。更能串接多個數(shù)字溫度傳感器DS18B20進行范圍的溫度檢測。 主 要 參 考 文 獻[1] 辜小兵.韓光勇.單片機與基礎(chǔ)應(yīng)用.重慶大學(xué)出版社.2010.[2] 曹龍漢.MCS51單片機原理及應(yīng)用[M].重慶大學(xué)出版社.2004.[3] 何立民.單片機高級教程:應(yīng)用與設(shè)計(第2版)[M].北京航天航空大 學(xué)出版社.2007.[4] 陳躍東.DS18B20集成溫度傳感器原理與應(yīng)用[J].2002.[5] 周月霞.DS18B20硬件連接及軟件編程[J].傳感器世界..指導(dǎo)教師簽字: 2013年 1 月 5 日教研室主任簽字: 2013年 1 月 6 日備注:此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫,并于畢業(yè)設(shè)計(論文)開始前下達給學(xué)生。【關(guān)鍵詞】AT89S51單片機 DS18B20溫度傳感器 溫度控制 繼電器ABSTRACTThe temperature is constantly in the daily life of physical and temperature controls in various fields have a positive meaning. A lot of businesses have a lot of power heating equi
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