【導(dǎo)讀】在20世紀(jì)90年代中期最早推出的智能溫度控制器，采用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器，其測(cè)溫精度較低，分辨力只能達(dá)到2℃。目前，國(guó)外已相繼推出多種高精度、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是9～12位A/D轉(zhuǎn)換器，～℃。為了提高多通道智能溫控器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。新型溫度控制器的測(cè)試功能也在不斷增強(qiáng)。它是在芯片上集成一個(gè)系統(tǒng)或子系統(tǒng)，其集成度將高達(dá)108～109元件/片，這將給IC產(chǎn)業(yè)及IC應(yīng)用帶來(lái)劃時(shí)代的進(jìn)步。目前，國(guó)際上一些著名的IC廠家已開(kāi)始研制單片機(jī)測(cè)溫系統(tǒng)，所以單片機(jī)控制下的溫度控制器具有很好的發(fā)展空間。要求具有對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，當(dāng)外界溫度高于設(shè)定最高溫度時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)扇降溫；當(dāng)外界溫度低于指定最低溫度時(shí)，將發(fā)出報(bào)警聲。溫控器采用AT89C52作為核心處理器件，把經(jīng)過(guò)DS18B20現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集到的溫度數(shù)據(jù)，存入AT89C52的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，送數(shù)碼管顯示，并與預(yù)先設(shè)定值進(jìn)行比較，然后由單片機(jī)輸出信號(hào)去控制蜂鳴器和風(fēng)扇。

　　

【正文】 S: PUSH 00 PUSH 01 MOV R0,20DLY10MS1: MOV R1,0FFH DJNZ R1,$ DJNZ R0,DLY10MS1 POP 01 POP 00 RET DELAY 480USDELAY602US: PUSH 00 PUSH 01 MOV R0,0FFH DJNZ R0,$ MOV R1,40 DJNZ R1,$ POP 01 POP 00 RETDELAY 300USDELAY300US: PUSH 00 MOV R0,8FH DJNZ R0,$ POP 00 RETDELAY 60USDELAY92US: PUSH 00 MOV R0,2AH DJNZ R0,$ POP 00 RET DELAY 62USDELAY62US: PUSH 00 MOV R0,27 DJNZ R0,$ POP 00 RETTABLE:DB 40H,79H,24H,30H,19H,12H,02H,78H,00H,10H END本章在硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上討論系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，主要包括溫度控制器的各個(gè)芯片和外圍設(shè)備程序編寫(xiě)。為便于程序的使用與維護(hù)，系統(tǒng)全部程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，由一個(gè)主程序和若干子程序組成。主程序通過(guò)調(diào)用各個(gè)子程序來(lái)完成所有的溫度控制器功能。5 仿真軟件簡(jiǎn)介與仿真結(jié)果 仿真軟件簡(jiǎn)介 Proteus ISIS軟件簡(jiǎn)介Proteus ISIS是英國(guó)Labcenter公司開(kāi)發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：（1）實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤(pán)和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。（2）支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類(lèi)型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。（3）提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2等軟件。（4）具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。 Keil軟件簡(jiǎn)介單片機(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，我們寫(xiě)的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開(kāi)發(fā)MCS51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤(pán)空間、WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。Keil 51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。 仿真結(jié)果 源程序在Keil C51環(huán)境下的軟件調(diào)試圖、鏈接成功示意圖。整個(gè)程序全部使用匯編語(yǔ)言來(lái)完成設(shè)計(jì)，包括初始化程序，DS18B20初始化、讀、寫(xiě)程序，溫度值轉(zhuǎn)換程序，鍵盤(pán)掃描程序和顯示子程序。 程序加載項(xiàng)設(shè)計(jì)中設(shè)定的溫度值下限值為10℃，上限值為30℃。 proteus isis環(huán)境下溫度值為5℃時(shí)的硬件仿真圖。 proteus isis環(huán)境下溫度值為32℃時(shí)的硬件仿真圖。圖中單片機(jī)是AT89C52型號(hào)的，LED數(shù)碼管顯示所測(cè)溫度值。℃低于指定最低溫度10℃時(shí)，則發(fā)出報(bào)警聲?！娓哂谠O(shè)定最高溫度時(shí)，則啟動(dòng)風(fēng)扇降溫。從硬件中斷調(diào)試來(lái)看，傳送的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，控制器穩(wěn)定性良好?？偨Y(jié)該溫度控制器以AT89C52單片機(jī)作為內(nèi)核，采用DS18B20單線數(shù)字溫度傳感器采集溫度，將采集到的溫度直接以數(shù)字形式輸出到單片機(jī)，無(wú)須經(jīng)過(guò)變換電路，具有精度高、穩(wěn)定性好和抗干擾性能強(qiáng)等特點(diǎn)。本文的工作就是設(shè)計(jì)一個(gè)能很好滿足要求的溫度控制器，主要工作包括以下兩方面：首先，設(shè)計(jì)溫度控制器的硬件。溫度控制器的硬件設(shè)計(jì)共分為五個(gè)部分：溫度采集電路、鍵盤(pán)接口、單片機(jī)、顯示電路、報(bào)警電路、驅(qū)動(dòng)電路。其次，在溫度控制器硬件的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了溫控器的軟件。主要包括溫度采集程序，鍵盤(pán)掃描程序、顯示子程序等，并完成了整個(gè)軟、硬件系統(tǒng)的調(diào)試。而主程序則通過(guò)調(diào)用各個(gè)子程序來(lái)完成所有的溫度控制功能。在模塊化設(shè)計(jì)方面，(1)按每個(gè)要求的功能，從單片機(jī)、顯示器、到存儲(chǔ)器和傳感器，都盡量選擇市場(chǎng)上通用性最好的產(chǎn)品；(2)硬件電路設(shè)計(jì)方面，也預(yù)留了管腳空間，為以后的功能擴(kuò)展做好準(zhǔn)備。(3)軟件設(shè)計(jì)融入模塊化、通用化思想，核心的方法就是每個(gè)功能子程序化，主程序只是對(duì)各個(gè)功能的標(biāo)志位進(jìn)行判斷，依照標(biāo)志位來(lái)決定程序的走向，不用的模塊進(jìn)入休息狀態(tài)，以最大限度地降低功耗。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，基本上了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)與外圍應(yīng)用系統(tǒng)和部件的綜合設(shè)計(jì)、分析與調(diào)試方法?；緦W(xué)會(huì)分析專(zhuān)用芯片的功能、控制方法和編程技巧，能根據(jù)專(zhuān)用芯片的技術(shù)資料、讀寫(xiě)時(shí)序要求設(shè)計(jì)硬件接口及軟件編程，完成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程。參考文獻(xiàn)[1][M].北京：電子工業(yè)出版社，2000. [2][M] .北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.[3][J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，34（2）：1617.[4][M].北京：北京航空航天大學(xué)，2002.[5]JengRenyang and Juht Zeng microputerbased programmable temperature co troller[J].IEEE ,.[6]房小翠，[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999.[7][M].軟件導(dǎo)刊,2008.[8]肖洪兵，胡輝，[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.[9][M].北京：電子工業(yè)出版社，.[10] CS51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用[M].東南大學(xué)出版社，1999.[11][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.[12]Classem TACM et al The Wigner DistributionA Tool for TimeFrequency Signal Analy[J].Philips Journal of Research,1980(35).[13][J].電測(cè)與儀表, 1999，17(3):5054.[14] Element Bearing Vibration Transfer Characteristics Effect[J].Journal of Applied ,677684.[15][M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.[16][M].清華大學(xué)出版社，1999.[17][M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999.[18]曹琳梨，[M].長(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)出版社，2000.[19]張淑清，[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2001.[20] 12Bit Serial Input DigitalToAnalog[J].Converter Description，2003：1/56.[21]于永，浪佳，[M].北京:電子工業(yè)出版社，2007.[22] A X7219與M CS51單片機(jī)接口及應(yīng)用[J].山西機(jī)械增刊,2001.[23]施仁，劉文江，[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.[24][M].北京：清華大學(xué)出版社，1993. [25]王樹(shù)青等編著．先進(jìn)控制技術(shù)及應(yīng)用[J]．化學(xué)工業(yè)出版社，2001：131.[26]張毅剛，[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1997.[27]、接口及應(yīng)用[M].南京：南京大學(xué)出版社，1999.[28]Lin extraction based on morlet wavelet and its application for faule mechanical diagnosis[J].Journal of Sound and Vibration,2000,234(1):135148.[29]徐仁貴，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.[30] and ,Jr,Digital Control System Analysisand Design[M]. Englewood Cliffs,NJ:PrenticeHall,1984.[31], and ,Digitaltemperature programmer for isothermal and thermal desorptione n t s[J]. , ,1985,.[32]. 基于Proteus的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[M] .北京：清華大學(xué)出版社,2006.附錄 硬件原理圖致謝經(jīng)過(guò)半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)論文，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。我之所以能夠順利完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，并順利完成本科畢業(yè)論文，首先要感謝各位老師的誠(chéng)摯指導(dǎo)，感謝他們對(duì)我的教誨與幫助。論文的研究工作自始至終都是在老師的悉心指導(dǎo)下進(jìn)行的，他們嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，馮老師和王老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。他們不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩老師們的專(zhuān)業(yè)水平外，他們的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向馮老師和王老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。同時(shí)在論文撰寫(xiě)期間，同學(xué)和朋友積極給予我很大的幫助，在此論文完成之際，謹(jǐn)向他們表示崇高的敬意和真誠(chéng)的感謝。最后，最應(yīng)該感謝的是千里之外的父母家人對(duì)我的容忍、堅(jiān)定支持和無(wú)言奉獻(xiàn)。45