【正文】 用自己的努力學(xué)習(xí)和辛勤工作來(lái)回報(bào)你們。在我學(xué)習(xí)期間不僅傳授了做學(xué)問(wèn)的秘訣，還傳授了做人的準(zhǔn)則，這些都將使我終生受益。當(dāng)測(cè)得溫度大于設(shè)定值，則進(jìn)入降溫階段，則置 為低電平，啟動(dòng)降溫繼電器。Keil 是德國(guó) Keil 公司開(kāi)發(fā)的單片機(jī)編譯器，是目前最好的 51 單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具之一，可以用來(lái)編譯 C 源代碼和匯編源程序、連接和重定位目標(biāo)文件和庫(kù)文件、創(chuàng)建 HEX 文件、調(diào)試目標(biāo)程序等，是一種集成化的文件管理編譯環(huán)境。程序循環(huán)檢測(cè)是否有按鍵信號(hào)，執(zhí)行相應(yīng)處理，最后通過(guò)顯示程序顯示相應(yīng)的電壓數(shù)值。 DS18B20 復(fù)位、應(yīng)答子程序跳過(guò) ROM 匹配命令寫(xiě)入子程序溫度轉(zhuǎn)換命令寫(xiě)入子程序顯示子程序(延時(shí))DS18B20 復(fù)位、應(yīng)答子程序跳過(guò) ROM 匹配命令寫(xiě)入子程序讀溫度命令子程序終 止華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 圖 62 讀出溫度字程序 圖 63 寫(xiě)入溫度子程序開(kāi) 始初始化 DS18B20顯示當(dāng)前溫度判斷當(dāng)前溫度值超過(guò)設(shè)定溫度上限啟動(dòng)風(fēng)扇降低溫度紅燈亮設(shè)定溫度上、下限啟動(dòng)電燈泡升高溫度是否低于設(shè)定溫度下限是紅燈亮否 清 0延時(shí) 1US帶進(jìn)位右移延 75US 置 1R2 是為 0終止開(kāi)始進(jìn)位 C 清零華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 64 系統(tǒng)總流程圖 5）顯示程序設(shè)計(jì)顯示程序采用動(dòng)態(tài)掃描。通過(guò)調(diào)用讀溫度子程序把存入內(nèi)存儲(chǔ)中的整數(shù)部分與小數(shù)部分分開(kāi)存放在不同的兩個(gè)單元中，然后通過(guò)調(diào)用顯示子程序顯示出來(lái)。對(duì)于要求反應(yīng)靈敏與控制及時(shí)的工華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24控、檢測(cè)等實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)以及要求體積小、系統(tǒng)小的許多“電腦化”產(chǎn)品，可以充分體現(xiàn)出匯編語(yǔ)言簡(jiǎn)明、整齊、執(zhí)行時(shí)間短和易于使用的特點(diǎn)。原因在于，本系統(tǒng)是編制程序工作量不大、規(guī)模較小的單片機(jī)微控制系統(tǒng)，使用匯編語(yǔ)言可以不用像高級(jí)語(yǔ)言那樣占用較多的存儲(chǔ)空間，適合于存儲(chǔ)容量較小的系統(tǒng)。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 C52 系列單片機(jī)相對(duì)應(yīng)的 51 匯編語(yǔ)言和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法進(jìn)行軟件編程。單片機(jī)一般有兩種復(fù)位方式：上電復(fù)位，在系統(tǒng)一上電時(shí)利用電容兩端電壓不能突變的原理給系統(tǒng)一個(gè)短時(shí)的高電平；按鍵復(fù)位，通過(guò)按鍵接通高電平給系統(tǒng)復(fù)位。這個(gè)并聯(lián)諧振電路對(duì)電容的值沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小多少會(huì)影響振蕩器的穩(wěn)定性、振蕩器頻率的高低、起振的快速性等。本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式，振蕩器在加電 10ms 開(kāi)始起振，XTAL2 輸出 3V 左右的正弦波。（附：電容兩端的電壓不能突變，電感兩端的電流不能突變）華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21圖 54 繼電器的控制電路 晶振電路在 MCS51 系列單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘電路，其核心是一個(gè)高增益單極反相放大器，將晶體振蕩器提供的振蕩信號(hào)放大。當(dāng)線圈失電，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)電路不工作。設(shè)計(jì)所達(dá)到的效果是，我們的單片機(jī)設(shè)置一個(gè)固定的溫度范圍，當(dāng)溫度傳感器測(cè)量的溫度高于我們?cè)O(shè)定的最高數(shù)值時(shí)，這時(shí)單片機(jī)指令控制端口產(chǎn)生一個(gè)低電平信號(hào)送給固態(tài)繼電器，使繼電器的產(chǎn)開(kāi)開(kāi)關(guān)閉合，使開(kāi)關(guān)打開(kāi)通電，控制一個(gè)降溫裝置的開(kāi)啟（本設(shè)計(jì)考慮到成本和技術(shù)問(wèn)題，采用電風(fēng)扇進(jìn)行降溫控制）。 本設(shè)計(jì)的數(shù)碼顯示本設(shè)計(jì)的顯示采用的是動(dòng)態(tài)顯示。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)將公共極COM 接到低地線 GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極（COM）的數(shù)碼管。減法計(jì)數(shù)器斜坡累加器減到 0減法計(jì)數(shù)器預(yù) 置低溫度系數(shù)振 蕩 器高溫度系數(shù)振 蕩 器計(jì)數(shù)比較器預(yù) 置溫度寄存器減到 0圖 46 測(cè)溫原理內(nèi)部裝置 DS18B20 的測(cè)溫流程DS18B20 的測(cè)溫流程如圖 47 所示華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18初始化DS18B20跳過(guò) ROM匹配溫度變換 延時(shí) 1S跳過(guò) ROM匹配讀暫存器轉(zhuǎn)換成顯示碼數(shù)碼管顯示 圖 47 DS18B20 的測(cè)溫流程第 5 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 溫度采集電路數(shù)據(jù)采集電路如圖 51 所示，由溫度傳感器 DS18B20 采集被控制對(duì)象的實(shí)時(shí)溫度，提供給 AT89S52 的 口作為數(shù)據(jù)輸入。圖 49 中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性，其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值。程序可以先跳過(guò) ROM，啟動(dòng)所有 DSl8B20 進(jìn)行溫度變換，之后通過(guò)匹配 ROM，再逐一地讀回每個(gè) DSl8B20 的溫度數(shù)據(jù)。主機(jī)在讀時(shí)序期間必須釋放總線，并且在時(shí)序起始后的15us之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。寫(xiě) 0 時(shí)序，主機(jī)輸出低電平，延時(shí) 60us，然后釋放總線，延時(shí) 2us。接著主機(jī)釋放總線， 上拉電阻將總線拉高，延時(shí) 15～60us，并進(jìn)入接受模式，以產(chǎn)生低電平應(yīng)答脈沖，若為低電平，再延時(shí) 480us。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序和讀時(shí)序，具體工作方法如圖 43，44,45 所示。系統(tǒng)對(duì) DS18B20 的各種操作按協(xié)議進(jìn)行。 表 47 是一部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù) 。當(dāng) DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 表 44 DS18B20 內(nèi)部存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)Byte0 溫度測(cè)量值 LSB（50H）Byte1 溫度測(cè)量值 MSB（50H） E2PROMByte2 TH 高溫寄存器 ?? TH 高溫寄存器Byte3 TL 低溫寄存器 ?? TL 低溫寄存器Byte4 配位寄存器 ?? 配位寄存器Byte5 預(yù)留（FFH）Byte6 預(yù)留（0CH）Byte7 預(yù)留（IOH）Byte8 循環(huán)冗余碼校驗(yàn)（CRC）表 45 DS18B20 字節(jié)定義TM R1 R0 1 1 1 1 1由表 46 可見(jiàn)，分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間越長(zhǎng)。第 5 個(gè)字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。3) 高速暫存存儲(chǔ)，可以設(shè)置 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的精度。 DS18B20 的性能特點(diǎn)1) 獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；2) 多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；3) 無(wú)須外部器件；4) 可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ～；5) 零待機(jī)功耗；6) 溫度以 3 位數(shù)字顯示；7) 用戶可定義報(bào)警設(shè)置；8) 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；9) 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。定時(shí)器 2 可配置成向上/向下計(jì)數(shù)器華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11第 4 章 溫度控制的硬件設(shè)備 溫度傳感器的選擇DS18B20 溫度傳感器是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫。CP/ =1 時(shí)，如 EXEN2=1，且 T2EX 端出現(xiàn)負(fù)跳變脈沖時(shí)發(fā)生捕獲操作。TR2 定時(shí)器 2 啟動(dòng)/停止控制位。RCLK=1 時(shí)，用定時(shí)器 2 溢出脈沖作為串口（工作于工作方式 1 或 3 時(shí)）的接收時(shí)鐘，RCLK=0，用定時(shí)器 1 的溢出脈沖作為接收脈沖TCLK發(fā)送時(shí)鐘允許。當(dāng) EXEN2=1，且當(dāng) T2EX 引腳上出現(xiàn)負(fù)跳變而出現(xiàn)捕獲或重裝載時(shí)，EXF2 置位，申請(qǐng)中斷。通過(guò)設(shè)置特殊功能寄存器 T2CON 中的 C/T2 位，可將其作為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器（特殊功能寄存器 T2CON 的描述如表 35 所列） 。對(duì)沒(méi)有定義的單元讀寫(xiě)將是無(wú)效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫(xiě)入的數(shù)據(jù)也將丟失。XTAL2（18 引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。注意加密方式 1 時(shí)， 將內(nèi)部鎖定位RESET。（29 引腳）：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ ）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。如果需要，通過(guò)將地址位 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “1”，ALE 操作將無(wú)效。ALE/ （30 引腳）：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來(lái)完成單片機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。對(duì)端口寫(xiě)入 1 時(shí)，通過(guò)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。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“MOVX R1”指令）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(wèn)期間不會(huì)改變。P2 的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端口寫(xiě)入 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。在 Flash ROM 編程時(shí)，P0 端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。即定時(shí)器 T0、TT211. 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒12. 通用異步串行口（UART） ，還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART13. 工作溫度范圍：40～+85℃（工業(yè)級(jí)）/0～75℃（商業(yè)級(jí)） 封裝STC89C52RC 單片機(jī)的工作模式? 掉電模式：典型功耗,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序? 空閑模式：典型功耗 2mA華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5? 正常工作模式：典型功耗 4Ma～7mA? 掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備 STC89C52 的引腳說(shuō)明STC89C52 的引腳圖如圖 31:圖 3－1 STC89C52RC 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(kāi)路的 8 位雙向 I/O 口。電路設(shè)計(jì)方框圖如圖 21 所示，它主要由四部分組成:①控制部分主芯片采用單片機(jī) AT89S52②顯示部分采用四位一體共陽(yáng) LED 數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描方式實(shí)現(xiàn)溫度顯示；③溫度采集部分采用 DS18B20 溫度傳感器④繼電器控制大功率電器。在 0100 攝氏度時(shí)，最大線性偏差小于 1 攝氏度。由于DS18B20 芯片的小型化，更加可以通過(guò)單跳華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 做成探頭，探入到狹小的地方，增加了實(shí)用性。傳統(tǒng)的繼電器調(diào)溫電路簡(jiǎn)單實(shí)用 ,但由于繼電器動(dòng)作頻繁 ,可能會(huì)因觸點(diǎn)不良而影響正常工作。單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測(cè)和溫度控制。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(guò)程必須在適當(dāng)?shù)臏囟认虏拍苷＿M(jìn)行；煉油過(guò)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。特別是近年來(lái)，溫度控制系統(tǒng)已應(yīng)用到人們生活的各個(gè)方面，但溫度控制一直是一個(gè)未開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域，卻又是與人們息息相關(guān)的一個(gè)實(shí)際問(wèn)題。針對(duì)這種實(shí)際情況，設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)，具有廣泛的應(yīng)用前景與實(shí)際意義。沒(méi)有合適的溫度環(huán)境，許多電子設(shè)備就不能正常工作，糧倉(cāng)的儲(chǔ)糧就會(huì)變質(zhì)霉?fàn)€，酒類的品質(zhì)就沒(méi)有保障。隨著溫度控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場(chǎng)合的智能溫度控制器應(yīng)運(yùn)而生?？刂祁I(lǐng)域還大量采用傳統(tǒng)的 PID 控制方式,但 PID 控制對(duì)象的模型難以建立,并且當(dāng)擾動(dòng)因素不明確時(shí),參數(shù)調(diào)整不便仍是普遍存在的問(wèn)題。更能串接多個(gè)數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 進(jìn)行范圍的溫度檢測(cè)。該芯片直接向單片機(jī)傳輸數(shù)字信號(hào)，便于單片機(jī)處理及控制。DS18B20LED 顯示制冷繼電器工作STCT89S52單片機(jī) 圖 2－1 溫度控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案加熱繼電器工作晶振電路復(fù)位電路華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4第 3 章 單片機(jī) STC89C52 的結(jié)構(gòu)與原理 STC89C52 簡(jiǎn)介STC89S52 單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼