畢業(yè)設計——基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的設計(編輯修改稿)
2024-07-20 06:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 8B20在同一條總線上工作，因而可方便地使用單個微處理器控制分布在大范圍內(nèi)的多片DS18B20器件。DS18B20的內(nèi)部結構主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、高速暫存器。DS18B20的引腳定義：（1）DQ：數(shù)字信號輸入/輸出端，該腳為漏極開路輸出，常態(tài)下呈高電平。（2）GND：電源地。（3）VDD：外界供電電源輸入端，可選用，不用時應接地。74HC245是一款高速CMOS器件，74HC245引腳兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。74HC245八路收發(fā)器在發(fā)送和接收兩個方向上都具有正相三態(tài)總線兼容輸出。74HC245輸出使能端（OE）用于實現(xiàn)輕松級聯(lián)，而發(fā)送/接收端（DIR）用于控制方向。OE控制輸出，使得總線被有效的隔離。74HC245特性如下：（1）八路雙向總線接口（2）正相三態(tài)輸出（3）可選多種封裝類型（4）（5）ESD保護 ①HBM EIA/JESD22A114B超過2000V②MM EIA/JESD22A115A超過200V（6）溫度范圍①40～+85℃②40～+125℃： 74HC245管腳圖74HC573是一款高性能硅門CMOS器件，它的輸入和標準CMOS輸出是兼容的。加上拉電阻，它們能和LS/ALSTTL輸出兼容。其特點如下：（1）三態(tài)總線驅(qū)動輸出。（2）置數(shù)全并行存取。（3）緩沖控制輸入。（4）使能輸入有改善抗擾度的滯后作用。原理說明：74HC573的八個鎖存器都是透明的D型鎖存器，當鎖存使能段為高時，輸出將隨數(shù)據(jù)（D）輸入而變。當鎖存使能為低時，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。輸出控制不影響鎖存器的內(nèi)部工作，甚至輸出被關閉時，新的數(shù)據(jù)也可以置入。這種電路可以驅(qū)動大電容或低阻抗負載，可以直接與系統(tǒng)總線接口并驅(qū)動總線，而不需要外接口，特別適用于緩沖寄存器，I/O通道，雙向總線驅(qū)動器和工作寄存器。： 74HC573管腳排列圖74HC573真值表如表22所示：表22 74HC573真值表輸入輸出輸出使能鎖存使能DQLHHHLHLLLLX不變HXXZX=不用關心Z=高阻態(tài)（四）各模塊電路設計及分析電源是系統(tǒng)硬件設計的重要組成部分之一，這部分的設計直接影響系統(tǒng)的精度和可靠性。電源電路的設計有如下要求：電源電路的輸出質(zhì)量要高，輸出紋波電壓要小、穩(wěn)壓效果要好。本設計控制系統(tǒng)部分電源采用5V直流電源供電，因此，系統(tǒng)需要提供5V電壓。，將電網(wǎng)電壓接入的220V電壓送到變壓器降壓。將降壓后的交流電壓送到整流電路變成直流電壓。再通過低通濾波電路濾波，使平滑的電壓輸出到穩(wěn)壓電路中，得到穩(wěn)定性足夠高的5V直流電，將處理后的電壓送入后面的控制電路。 電源電路2．溫度設定電路單片機應用系統(tǒng)中除了有專門的復位電路外，其他的按鍵或鍵盤都是以開關狀態(tài)來設置控制功能或輸入數(shù)據(jù)。本設計采用軟件方法消除抖動，當檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一個10ms的演示程序后，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)電平則確認為真正的按鍵狀態(tài)，從而消除了抖動影響。鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵，并確認有無按鍵按下。當確認有按鍵按下后，下一步就要識別時哪一個按鍵按下。，說明線反轉法工作原理。首先辨別鍵盤中有無按鍵按下，有單片機I/O口向鍵盤送全掃描字，然后讀入行線狀態(tài)來判斷。方法是：向行線輸出全掃描字00H，把全部列線置為低電平，然后列線的電平狀態(tài)讀入累加器A中。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。判斷鍵盤中哪一個按鍵按下是通過將列線逐列置低電平后，檢查輸入狀態(tài)來實現(xiàn)的。方法是：依次給列線送低電平，然后查所有行線狀態(tài)，如果全為1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為1，則所按下的鍵必在此列，而且是在與零電平行線相交的交點上的那個鍵。鍵盤共有16個按鍵，用于方便設定溫度，具體如下：數(shù)字0～9:數(shù)字按鍵；確認:修改設置溫度時進行確認；消除:修改設置溫度時進行刪除；開啟:打開電源；關閉:關閉電源；F1:顯示及設置轉換到溫度點1，按此鍵后，顯示預設置溫度的數(shù)碼管閃爍；F2:顯示及設置轉換到溫度點2，按此鍵后，顯示預設置溫度的數(shù)碼管閃爍。鍵盤的按鍵分布如表23：表23鍵盤的按鍵分布0123456789F1F2清除開啟關閉確定DS18B20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時DS18B20的1腳接地，2腳作為信號線，3腳接電源。另一種時寄生電源供電方式，此時為保證在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，本設計采用電源供電方式。當DS18B20處于寫存儲器操作哦溫度A/D操作時，總線必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為10us。采用寄生電源供電方式是VCC和GND均接地。由于單線制只有一根線，因為此發(fā)送接口必須是三狀態(tài)的。主機控制DS18B20完成溫度轉換必須經(jīng)過3個步驟：（1）初始化；（2）ROM操作命令；（3）存儲器操作命令。單片機DS18B20 2DQ1GND3VCC DS18B20與單片機的接口(1)晶振電路單片機晶體振蕩電路分為串聯(lián)型與并聯(lián)型振蕩電路，單片機XTAL1和XTAL2分別接30pF的電容，中間再并接一個12MHZ的晶振，形成單片機的晶振電路。其主要作用是產(chǎn)生正弦信號，振蕩由諧振回路的參數(shù)決定，晶體作為一個等效的電感，它的L很大，使得Q值很大，其他元件和雜散參數(shù)對振蕩影響很小，所以穩(wěn)定性很高。 晶振電路(2)串口引腳，然后接到顯示電路上。，其他引腳懸空。、。(3)其他引腳ALE懸空，復位引腳接到復位電路，VCC接電源，VSS接地，EA接電源。本設計采用七段數(shù)碼管和移位寄存器芯片74LS164。單片機通過I2C總線將要顯示的數(shù)據(jù)信號傳送到移位寄存器芯片74LS164寄存，再由移位寄存器控制數(shù)碼管的顯示，從而實現(xiàn)移位寄存點亮數(shù)碼管顯示。由于單片機時鐘頻率達到12M，移位寄存器的移位速度相當快，從視覺角度上看，就像是全部數(shù)碼管同時顯示一樣。當清除端（CLEAR）為低電平時，輸出端（QAQH）均為低電平。串行數(shù)據(jù)輸入端（A，B）可控制數(shù)據(jù)。當A、B中任意一個為低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，
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