【正文】 delay15us。delay5us。_nop_()。unsigned char key_number。sbit DQ = P3^7。sbit HEAT_TETIAN = P2^2。同時(shí)，我還要感謝父母，感謝他們不辭辛苦，為我創(chuàng)造了大學(xué)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，讓我圓滿的完成了大學(xué)生涯。同時(shí)還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，沒(méi)有老師們傳授專業(yè)知識(shí)，就無(wú)法這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)[1]徐愛(ài)鈞 等編著，Keil Cx51 單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言編程與 uVision2 應(yīng)用實(shí)踐，北京航空航天大學(xué)出版社。對(duì)于基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，有著很多獨(dú)特的優(yōu)越性：它投資少、易維護(hù)、編程簡(jiǎn)單、節(jié)約電能、可靠性高，完全可以替代傳統(tǒng)成本高、效率低的控制器件，正是這些優(yōu)越性為我們更好的研究、更好的創(chuàng)造提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。復(fù)位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 500 微秒，然后釋放，DS18B20 收到信號(hào)后等待 16～60 微秒左右，后發(fā)出 60～240 微秒的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用了數(shù)字濾波的軟件抗干擾措施，所采用的數(shù)字濾波算法是去極值平均濾波法。另一種是用軟件延時(shí)的方法來(lái)解決，即利用軟件的延時(shí)避開按鍵的按下與抬起時(shí)都有的抖動(dòng)期，從而避免檢測(cè)到干擾信號(hào)。 軟件抗干擾措施 本系統(tǒng)中，在軟件方面的抗干擾措施主要從以下兩個(gè)個(gè)方面來(lái)考慮 （1）按鍵的軟件消抖措施 按鍵是一個(gè)機(jī)械開關(guān)，當(dāng)鍵按下時(shí)，開關(guān)閉合。 鍵盤中斷子程序 作為優(yōu)先級(jí)最高的功能控制鍵， 系統(tǒng)要實(shí)時(shí)響應(yīng)該中斷。 中斷處理子程序功能實(shí)現(xiàn)模塊主要由A／D轉(zhuǎn)換子程序、中斷處理子程序、鍵盤處理子程序、顯示子程序等部分組成。主程序模塊的程序流程圖如圖一所示。主模塊的功能是為其余幾個(gè)模塊構(gòu)建整體框架及初始化工作數(shù)據(jù)采集模塊的作用是將轉(zhuǎn)換的數(shù)字量采集并儲(chǔ)存到存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)處理模塊是將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的處理，其中最重要的是數(shù)字濾波程序控制算法模塊完成控制系統(tǒng)的運(yùn)算并且輸出控制量。本系統(tǒng)軟件正是基于這種軟件思想編制的。中斷服務(wù)程序處理異步事件，這部分可以看成是前臺(tái)行為。 結(jié)合上述編制系統(tǒng)軟件的基本要求，首先討論軟件的設(shè)計(jì)思想。第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中，軟件與硬件同樣重要。要盡可能地使接地電路各自形成回路，減少電路與地線之間的電流禍合。對(duì)于本系統(tǒng)，硬件抗干擾設(shè)計(jì)具體措施有隔離、接地、濾波等常用方法。本設(shè)計(jì)就是采用直流驅(qū)動(dòng)電壓為+5V 的繼電器。繼電器的特性參數(shù)包括輸入和輸出參數(shù)，主要的參數(shù)為額定輸入電壓、額定輸出電流、浪涌電流。繼電器一般由通電線圈和觸電組成。繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路） ，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流控制較大電流的一種開關(guān)。由于輸出設(shè)備往往需要大電壓來(lái)控制，而單片機(jī)系統(tǒng)輸出的為 TTL 電平，這種電平不能直接驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的開啟和關(guān)閉。(9)控制電路在本設(shè)計(jì)中，被測(cè)溫度信號(hào)經(jīng)采樣處理后，還需要通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)的 口輸出用以控制保溫箱的溫度，通過(guò)這種方式達(dá)到控制的目的。通過(guò)對(duì)鍵盤接口 和 的查詢判斷是否有鍵按下。優(yōu)點(diǎn)就是電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)就是每個(gè)按鍵需占用一根 I/O 口線，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，I/O 口浪費(fèi)大，電路結(jié)構(gòu)顯得復(fù)雜。鍵盤的工作方式選取的原則是：既要保證能及時(shí)響應(yīng)按鍵的操作，又不過(guò)多的占用 CPU 的工作時(shí)間。在非編碼鍵盤系統(tǒng)中，鍵閉合和鍵釋放的信息的獲取，鍵抖動(dòng)的消除，鍵值查找及一些保護(hù)措施的實(shí)施等任務(wù)，均由軟件來(lái)完成。這種鍵盤易于使用，但硬件比較復(fù)雜，對(duì)于主機(jī)任務(wù)繁重之情況，采用 8279 可編程鍵盤管理接口芯片構(gòu)成編碼式鍵盤系統(tǒng)是很實(shí)用的方案。時(shí)鐘電路如下圖所示：圖 218 時(shí)鐘電路(8)鍵盤接口鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令的功能，是人工干預(yù)的主要手段。該反向放大器可配置為片內(nèi)振蕩器，石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。按鍵復(fù)位電路如圖 217 所示。其中的數(shù)據(jù)信息不會(huì)丟失，也即復(fù)位后，只影響 SFR 中的內(nèi)容，內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù)不受影響。電源電路如圖 215 和 216 所示。設(shè)計(jì)中選用了，和三個(gè)三端集成穩(wěn)壓器，分別提供+5V、+8V 和一 5V、8V 直流電壓，輸出電流均為 1A。該芯片集成有兩路收發(fā)器，可將單片機(jī)輸入的電平轉(zhuǎn)換為電平發(fā)送給機(jī)，或?qū)臋C(jī)接收的電平轉(zhuǎn)換為電平發(fā)送給單片機(jī)。具體任務(wù)是：；；； TTL 與 EIA 電平轉(zhuǎn)換；。（4）串行通信接口電路目前，廣泛使用的串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)有一，一與一三種。圖 213 保護(hù)電路驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制繼電器，斷開加熱電阻絲電源，保護(hù)溫控箱。I/O擴(kuò)展8155,片內(nèi) RAM 地址∶200O20FFH8155命令口地址為∶2100HA 口地址∶21O1H B口地址：2102H C 口地址:2103H T 低八位∶2104H T 高八位.（2）傳感器電路數(shù)字溫度傳感器DS18B20，它是一種能將外界溫度直接轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)的數(shù)字溫度傳感器。（1）單片機(jī)的選擇單片機(jī)的 CPU 為 Atmel 公司生產(chǎn)的89C51。74ls138 是個(gè)三輸入 8 輸出的譯碼器，A0、AA2 為地址端，選擇相應(yīng)的輸出端為低電平，例如：當(dāng)譯碼器的地址端為 0 0 0 時(shí)，輸出端 Y0=0；當(dāng)譯碼器的的地址端是 0 0 1 時(shí)，其輸出端 Y1=0；以此類推。當(dāng)三態(tài)允許控制端OE為低電平時(shí)，O0~O7為正常邏輯狀態(tài)，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。表 24共陽(yáng)極 共陰極字型 dp g f e d c b a 字型碼 dp g f e d c b a 字型碼0 1 1 0 0 0 0 0 0 C0H 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH1 1 1 1 1 1 0 0 1 F9H 0 0 0 0 0 1 1 0 06H2 1 0 1 0 0 1 0 0 A4H 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH3 1 0 1 1 0 0 0 0 B0H 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH續(xù)表 234 1 0 0 1 1 0 0 1 99H 0 1 1 0 0 1 1 0 66H5 1 0 0 1 0 0 1 0 92H 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH6 1 0 0 0 0 0 1 0 82H 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH7 1 1 1 1 1 0 0 0 F8H 0 0 0 0 0 1 1 1 07H8 1 0 0 0 0 0 0 0 80H 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH9 1 0 0 1 0 0 0 0 90H 0 1 1 0 1 1 1 1 6FHA 1 0 0 0 1 0 0 0 88H 0 1 1 1 0 1 1 1 77HB 1 0 0 0 0 0 1 1 83H 0 1 1 1 1 1 0 0 7CHC 1 1 0 0 0 1 1 0 C6H 0 0 1 1 1 0 0 1 39HD 1 0 1 0 0 0 0 1 A1H 0 1 0 1 1 1 1 0 5EHE 1 0 0 0 0 1 1 0 86H 0 1 1 1 1 0 0 1 79HF 1 0 0 0 1 1 1 0 8EH 0 1 1 1 0 0 0 1 71H滅 1 1 1 1 1 1 1 1 FFH 0 0 0 0 0 0 0 0 00H（4）數(shù)碼管的電路設(shè)計(jì)數(shù)碼管用的是八位共陽(yáng)的發(fā)光二極管組成，只要賦予低電平對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管就點(diǎn)亮，八段發(fā)光二極管的亮暗組合就能組成0~F十六數(shù)字，利用數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃面就能清晰穩(wěn)定的顯示溫度的設(shè)定值，考慮到I/O不夠用，采用了74ls138譯碼器和74ls373鎖存器的組合，從而大量的節(jié)約了單片機(jī)I/O資源。數(shù)據(jù)字位數(shù)與 LED 段碼的關(guān)系如表所示。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起稱為共陽(yáng)極顯示器，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。前者價(jià)廉，配置靈活，與單片機(jī)接口方便；后者可進(jìn)行圖形顯示，但接口復(fù)雜，成本較高。讀/寫控制端設(shè)置為寫模式，即低電平。 鍵盤電路圖如圖 所示按鍵 KEYKEY11 分別與 （INTO） 、（INT1）相連，采用外部中斷方式，對(duì)溫度設(shè)定實(shí)時(shí)處理。鍵盤采用軟件查詢和外部中斷相結(jié)合的方法來(lái)設(shè)計(jì)，低電平有效。：繼電器的通斷通過(guò)單片機(jī)的I/O的輸出控制，從而控制加熱器、制冷器的啟停，來(lái)控制被測(cè)物體的溫度。溫度傳感器 DS18B20 只有三個(gè)端口，電路連接很簡(jiǎn)單，一根電源線接電源，一根接地，一根數(shù)據(jù)時(shí)鐘線接單片機(jī)的 I/O,數(shù)據(jù)時(shí)鐘線必須接一個(gè)上拉電阻，防止數(shù)據(jù)、時(shí)鐘高阻懸掛，就會(huì)得不到準(zhǔn)確的溫度數(shù)字信號(hào)。溫度傳感器的單總線(1Wire)與單片機(jī)的 I／O 連接， 是單片機(jī)的高位地址線。用來(lái)處理溫度采集的數(shù)字信息并控制各部分的正常工作。本系統(tǒng)選用的89C51 芯片時(shí)時(shí)鐘可達(dá) 12MHZ，運(yùn)算速度快，控制功能完善。 硬件電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)硬件電路主要有兩大部分組成：模擬部分和數(shù)字部分；從功能模塊上來(lái)分有：主機(jī)電路、數(shù)據(jù)采集電路、鍵盤顯示電路、電源電路、控制執(zhí)行電路以及掉電保護(hù)電路。如果實(shí)際測(cè)得的溫度值超過(guò)或低于系統(tǒng)給定的極限安全溫度，保護(hù)電路會(huì)做出反應(yīng)同時(shí)報(bào)警電路報(bào)警提示，從而保護(hù)被測(cè)物體。硬件總體結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。它不僅能滿足復(fù)雜的系統(tǒng)性能的需要，而且還使整個(gè)系統(tǒng)的電路緊湊，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。由此可見(jiàn)，采用單片機(jī)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，不僅可以降低開發(fā)成本，精簡(jiǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而且控制算法由軟件實(shí)現(xiàn)，還可以提高系統(tǒng)的兼容性和可移植性。在本系統(tǒng)中，由于溫度的變化是一個(gè)相對(duì)緩慢的過(guò)程，對(duì)溫控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求不是很高，所以模擬電路的優(yōu)勢(shì)得不到體現(xiàn)。 系統(tǒng)硬件方案分析目前，溫度控制儀的硬件電路一般采用模擬電路和單片機(jī)兩種形式。如果實(shí)際測(cè)得的溫控箱溫度值超過(guò)了系統(tǒng)規(guī)定的安全溫度，保護(hù)電路就會(huì)做出反應(yīng)，從而對(duì)溫控箱實(shí)現(xiàn)超溫保護(hù)。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案本論文所討論的基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)是某型號(hào)氣相色譜儀的溫度控制子系統(tǒng)，其目的是對(duì)兩個(gè)溫控箱的溫度進(jìn)行恒值溫度控制。接觸式測(cè)溫是使測(cè)溫敏感元件與被測(cè)介質(zhì)接觸，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)與感溫元件達(dá)到熱平衡時(shí)，感溫元件與被測(cè)介質(zhì)的溫度相等。數(shù)字溫度傳感器也越來(lái)越的到廣泛的應(yīng)用。 溫度控制的主要方法溫度的測(cè)量方法多采用集成的半導(dǎo)體模擬溫度傳感器，傳感器輸出的電壓或電流與溫度在一定范圍呈線性關(guān)系。P3的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè) TTL 輸入。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVXDPTR 指令）時(shí)，P2送出高8位地址。 P2端口：P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向 I/O 端口。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。（4）輸入/輸出引腳 ， ,。要是 CPU 只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH） ，則 VPP 端必須保持低電平（接地） 。另外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，該設(shè)定禁止 ALE 位無(wú)效。然而注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳接地。（系統(tǒng)時(shí)鐘為 12MHz 時(shí)）：大部分指令執(zhí)行時(shí)間為 1us；少部分執(zhí)行指令時(shí)間為 2us；只有乘、除指令的執(zhí)行時(shí)間為 4us。51 子系列有 8038058071；52 子系列有 803 子系列的不同在于它多具有定時(shí)/計(jì)數(shù)器 2 及具有 256B 的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。s 的恢復(fù)時(shí)間。圖 34 DS18B20 初始化時(shí)序圖 讀時(shí)序 ：DS18B20 只能在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)序時(shí)才能向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)。s） 。兩種寫時(shí)序均以主機(jī)拉低總線開始。主機(jī)在寫 1 時(shí)序向 DS18B20寫入邏輯 1，而在寫 0 時(shí)序向 DS18B20 寫入邏輯 0。 ②、讀和寫時(shí)序 在寫時(shí)序期間，主機(jī)向 DS18B20 寫入指令，而在讀時(shí)序期間，主機(jī)讀入來(lái)自 DS18B20 的指令。s，通過(guò)拉低總線 60181。然后主機(jī) 釋放總線并進(jìn)入接收(RX)模式。除了應(yīng)答脈沖所有這些信 號(hào)都由主機(jī)發(fā)出同步信號(hào)。②、 ROM 命令 ROM 命令通過(guò)每個(gè)器件 64bit 的 ROM 碼，使主機(jī)指定某一特定器件（如果有多個(gè)器件掛在總線上）與之進(jìn)行通信 DS18B20 ，每個(gè) ROM 命 令都是 8 bit 長(zhǎng)。在 DS18B20 出廠時(shí)該位被設(shè)置為 0，用戶不要去改動(dòng)。 光刻 ROM 的作用是使每一個(gè) DS18B20 都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè) DS18B20 的目的。第八字節(jié)含有循環(huán)冗余碼（CRC ） 。64 位 RO 存儲(chǔ)器件獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。 測(cè)量溫度范圍在－ 到＋ 之間。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通 信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。所謂第三代智能溫控儀表，就是指基于智能控溫技術(shù)而研制的具有自適應(yīng)算法的溫度控制儀表。智能控溫法以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊數(shù)學(xué)為理論基礎(chǔ)，并適當(dāng)加以專家系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化。只要 PID參數(shù)選取的正確，對(duì)于一個(gè)確定的受控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其控制精度是比較令人滿意的。其具體控制電路可以采用模擬電路或計(jì)算機(jī)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)功能。目前，采用這種控制方法的溫度控制器在我國(guó)許多工廠的老式工業(yè)電爐中仍被使用。本文所討論的基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)就是要實(shí)現(xiàn)對(duì)溫控箱的恒值溫度控制要求，故以下僅對(duì)恒值溫度控制進(jìn)行討論。因此，在實(shí)際的溫度測(cè)量中，要根據(jù)具體的測(cè)量對(duì)象選擇合適的測(cè)量方法，在滿足測(cè)量精度要求的前提下盡量減少投入。溫度測(cè)控技術(shù)包括溫度測(cè)量技術(shù)和溫度控制技術(shù)兩個(gè)方面。同樣道理，對(duì)于只有冷卻沒(méi)有加熱環(huán)節(jié)的應(yīng)用中，實(shí)際溫度低于控制的目標(biāo)溫度，對(duì)控制效果的影響也是很大的。另