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基于單片機的溫度測控系統(tǒng)的硬件設計-wenkub.com

2025-06-25 17:53 本頁面
   

【正文】 i++) { DQ=1。 } /****************************************************** * 函數(shù): 18B20 寫數(shù)據(jù)模塊 * *******************************************************/ void WriteOneChar (uchar dat) //18B20 寫 數(shù)據(jù) { uchar i,time。 //延時約 60us(釋放總線后需等待 15~60us 讓DS18B20 輸出存在脈沖) for(time=0。 //略微延時約 600 微秒 //以向 DS18B20 發(fā)出 //一持續(xù) 480~960us 的低電平復位脈沖 DQ=1。 DQ=0。 } } /****************************************************** * 函數(shù): 18B20 初始 化程序模塊 * *******************************************************/ void init_DS18B20(void) //18b20 初始化程序 { uchar time。 lcd_write(0x80)。 37 lcd_write(0x06)。 } /****************************************************** * 函數(shù) :1602 1602初始化模塊 *******************************************************/ void init_1602(void) //1602 初始化 { lcd_write(0x38)。 delay(1)。 e=0。 P0=。y0。 } } /****************************************************** * 函數(shù) :1602 延時模塊 *******************************************************/ void delay(unsigned int z) //延時 { unsigned int y。 } 35 else { pwm1=0。 j++。 //開始計時 } /****************************************************** * 函數(shù) :中斷模塊 *******************************************************/ void timer0() interrupt 1 { int pwm1。 // TL0=0xf0。 } /****************************************************** * 函數(shù) :計時器初始化模塊 *******************************************************/ void init_time(void) { in1=1。 pwmflag2=0。 else pwmflag2=25*Pnow。 //PI的輸出 if(Pnow4)Pnow=4。 //積分分離 else { Pinow=Ki*Enow+Pilast。 Ki=1。 //當前比例項 float DAOut。 //定義數(shù)組顯示 /****************************************************** * 函數(shù) :pi 模塊 *******************************************************/ float PIPro() { float Enow。 int pwmflag1=100。 int temp=0。 //lcd 的控制 sbit rw=P2^6。 //定義超下限揚聲器 sbit beep2=P2^2。 //控制電機正反轉 sbit in2=P1^4。 //上一次積分 float Plast=0。 這次畢業(yè)設計,不僅達到了設計目標,而且使我對自己有了一個全新的認識,鍛煉了自己動手能力,檢驗了自己的知識水平,讓我學會了以專業(yè)知識來解決設計過程中遇到的問題而不是靠自己的臆測,我相信這次鍛煉會給我們以后的成長帶來很大的幫助。 24 軟件程序設計的主框圖如圖 所示: 圖 程序設計的主框圖 第六章 結論與展望 本次畢業(yè)設計的目的是設計出一個能夠檢測溫度,顯示溫度,控制溫度的系T T 0單片機設定溫度 T 0 , 上限 T 1 , 下限 T 2開始結束顯示并比較溫度 T 與設定溫度 T 0 大小啟動模糊控制T 0 T 0 . 6啟動 PI 控制T T 0 0 . 6啟動模糊控制啟動 PI 控制升溫電路 降溫電路Y NY YN N溫度傳感器采集到溫度 T 送入單片機 25 統(tǒng)。 +88.8I N15I N27E N A6O UT 12O UT 23E N B11O UT 313O UT 414I N310I N412S E N S A1S E N S B15G ND8VS4V C C9 U3L 2 9 8V C CP 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4+ 2 4 v 圖 降溫電路 上下限報警模塊 由于此次設計的溫度控制系統(tǒng)是希望溫度保持在設定溫度的一定范圍內,所以不希望溫度超出這個范圍,當溫度超出范圍以后,為了讓人能夠快速發(fā)現(xiàn)并及時采取措施,所以采用了放光二極管與蜂鳴器結合的溫 度上下限報警裝置。 HeaterTO V 1O V E NQ62 N30 5 3P2.3L21 m HD 1 41 N54 0 4D 1 5L E D R E D 圖 升溫電路 21 降溫模塊 降溫器件的選擇有多種,由于此次設計要求的溫度高出環(huán)境溫度,為了節(jié)約成本和方便設計,選擇了排氣扇作為降溫器件,排氣扇由 L298N 電機驅動模塊控制。 升溫電路的工作原理是: 采用降壓斬波電路 ,通過控制電路中三極管的導通與關斷 ,來簡介控制電熱管的工作狀態(tài) ,設定一個工作周期 T,在一個周期 T 內 ,通過控制三極管的導通時間 Ton 與關斷時間 Toff,來控制加在電熱管上面的平均電壓 Uo 的大小 .計算方法為 : ETT onETT T on ????? o f fon ?oU 其中 ? 為占空比, E 為加在電路中的直流電壓。 按鍵輸入模塊 為了能夠更好的實現(xiàn)對溫度的控制,擴大能控的度帶,所以設置了按鍵輸入模塊,能夠認為的改變先要的溫度帶,是溫度控制更加的靈活、自由。 2 7 . 0DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 0R14 .7 kP 2 . 4 圖 溫度采集電路 液晶顯示模塊 溫度選取的是 LCD1602 液晶顯示屏來顯示, LCD1602 是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的 點陣 型液晶模塊。由圖可知當按下按鈕時, +5V 電平直接加到 RST 端,從而實現(xiàn)單片機的復位。為了更好的與外圍電路進行連接,此次設計選擇了如下圖 所示的晶振電路。 ( 4) ENA、 ENB 為使能端,輸入 PWM 信號可以用來調節(jié)電機轉速快慢。使用 L298N 芯片驅動電機, 該芯片可以驅動一臺兩步進電機或四相步進電機,也可以驅動兩臺直流電機 。首先 DS1820 提供的讀暫存寄存器指令 (BEH)讀出以 ℃為分辨率的溫 度測量結果,然后切去測量結果中的最低有效位 (LSB),得到所測實際溫度整數(shù)部分 T 整數(shù),然后再用 BEH 指令讀取計數(shù)器 1 的計數(shù)剩余值 M 剩余和每度計數(shù)值 M 每度,考慮到 DS1820 測量溫度的整數(shù)部分以 ℃、 ℃為進位界限的關系,實際溫度 T 實際可用下式計算得到: T 實際 =(T 整數(shù)- ℃ )+(M 每度- M 剩余 )/M 每度。 ( 4) 工作電源 : ~(可以數(shù)據(jù)線寄生電源) ( 5) 在使用中不需要任何外圍元件 ( 6) 測量結果以 9~12 位數(shù)字量方式串行傳送 ( 7) 適用于狹小空間設備測溫 DS18B20 的引腳圖如下 : 圖 DS18B20 引腳 2 7 . 0DQ2 V C C3G N D1U5D S 1 8 B 2 0 15 ( 1) VCC 端接外部電源正極( 3V— )也可使用內部的寄生電源。 溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 是 常用的溫度傳感器,具有體積小,硬件開銷低,抗干擾能力強,精度高的特點。 圖 LCD1602 引腳圖 D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L 14 ( 1) VSS 為電源地接電源負極 ( 2) VDD 接 5V 電源正極 ( 3) VEE 為液晶顯示器對比度調整端,接電源 正極 時對比度最弱,接電源 地 時對比度最高 ( 4) RS 為 寄存器 選擇,高電平時選擇 數(shù)據(jù)寄存器 、低電平時選擇 指令寄存器 。這里選取主要的幾個硬件進行介紹。高 128 字節(jié)的內部 RAM(地址 :80HFFH) ,只能間接尋址。具體如表 所示。 STC89C52RC 單片機共有 12 26 個特殊功能寄存器,離散地分布在片內 RAM 的高 128B 地址中。 運算器:運算器的核心 為算術邏輯單元( ALU),主要由布爾處理器、累加器( ACC)、暫存器( TMP TMP2)、程序狀態(tài)字寄存器( PSW)和寄存器( B)構成。 TCON 寄存器內部各位定義如表 所示。當 C/’T=0 時為定時方式; C/’T=1 時為計數(shù)方式。 表 控制寄存器 (TMOD) 位編號 位定義 GATE C/’T M1 M0 GATE C/’T M1 M0 TMOD 的低 4 位用于定時 /計 數(shù)器 T0 的工作方式選擇,高四位用于定時 /計數(shù)器 T1 的工作方式選擇。 表 P3 口各位的第二類功能 口線 第二功能 RXD(串行口的輸入端) TXD(串行口的輸出端) (外部中斷 INT0 輸入端,低電平 0 有效) (外部中斷 INT1 輸入端,低電平 0 有效) T0(定時 /計數(shù)器 0 計數(shù)脈沖的輸入端) T1(定時 /計數(shù)器 1 計數(shù)脈沖的輸出端) (片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號的輸出端,低電平 0 有效) (片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號的輸出端,低電平 0 有效) /計數(shù)器 STC89C52RC 單片機內部自帶三個 16 位定時 /計數(shù)器 T0、 T1 和 T2, T0 和 T1均可作為定時器或計數(shù)器使用。 ( 10) P1 口( 1~8 腳):由 ~ 組成, P1 口是一個內部帶有上拉電阻的準8 位雙向 I/0 口 ,能驅動 4 個 LSTTL 輸入。 ( 9) P0 口( 39~32 腳 ):由 ~ 組成,是個 8 位雙向 三態(tài) I/O 口。當 VCC 低于規(guī)定水平時 ,通過該引腳也可向內部 RAM 提供備用電源。 ( 6) ALE 在每個機器周期內輸出 2 個脈沖,下降沿用于控制鎖存 P0 口輸出的低 8 位地址, 也可作為對外輸出的時鐘脈沖信號或用于定時,次頻率為振蕩頻率的 1/6。 ( 4) PSEN( 29 腳):片外程序存 儲器選通信號 ,低電平有效。這 40 個引腳由四組 8 位并行 I/O 端口、VCC、 GND、兩條外接晶體引腳( XTAL XTAL2)、四條控制引腳( RST、 EA/VPP、ALE、 PSEN)組成。 STC89C52RC 單片機的工作模式: ( 1)掉電模式:典型功耗 , A,可由外部中斷喚醒,中斷返回后,繼續(xù)執(zhí)行原程序。
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