電冰箱的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(參考版)
2025-07-10 15:03本頁面
【正文】 此次設(shè)計也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時請教或上網(wǎng)查詢，只要認(rèn)真鉆研，動腦思考，動手實踐，就沒有弄不懂的知識，收獲頗豐。過而能改，善莫大焉。經(jīng)過此次課程設(shè)計，使我更加扎實的掌握了有關(guān)測控技術(shù)方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。此次設(shè)計中使用了繼電器控制的只是插座電路，因此，該系統(tǒng)的可擴(kuò)展性很強(qiáng)。89S51的時鐘最高可達(dá)12M，I/O口可達(dá)32個，高的時鐘頻率和豐富的I/O，都為我們實現(xiàn)電路功能提供了非常有利的條件。在本次設(shè)計報告中，簡單分析了單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計過程及實現(xiàn)方法。繼電器動作后，程序回到顯示當(dāng)前程序，并開始循環(huán)。有按鍵按下的時候進(jìn)入按鍵處理程序。按下F1進(jìn)入溫度控制點(diǎn)1的程序、按下F2進(jìn)入溫度控制點(diǎn)2的程序。圖52 主程序結(jié)構(gòu)圖程序開始的時候先設(shè)置初始化，然后就控制數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度。數(shù)碼管顯示程序：向數(shù)碼的顯示送數(shù)，控制系統(tǒng)的顯示部分。圖51 程序結(jié)構(gòu)圖鍵盤掃描電路及按鍵處理程序：實現(xiàn)鍵盤的輸入按鍵的識別及進(jìn)入相應(yīng)的程序。這是最簡單的連接方法，但是對我來說已經(jīng)足夠使用了，電路如下圖所示，MAX232的第10腳和單片機(jī)的11腳連接，第9腳和單片機(jī)的10腳連接，第15腳和單片機(jī)的20腳連接，串口通訊具體如圖45。進(jìn)行串行通訊時要滿足一定的條件，比如電腦的串口是RS232電平的，而單片機(jī)的串口是TTL電平的，兩者之間必須有一個電平轉(zhuǎn)換電路，我采用了專用芯片MAX232進(jìn)行轉(zhuǎn)換，雖然也可以用幾個三極管進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，但是還是用專用芯片更簡單可靠。（2）主要特點(diǎn) ：1）、單5V電源工作2）、 LinBiCMOSTM工藝技術(shù)3）、 兩個驅(qū)動器及兩個接收器4）、 177。該器件符合TIA/EIA232F標(biāo)準(zhǔn)，每一個接收器將TIA/EIA232F電平轉(zhuǎn)換成5V TTL/CMOS電平。圖44 蜂鳴器電路 （1）max232資料簡介：該產(chǎn)品是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。根據(jù)這個原理，采用分時導(dǎo)通的辦法，利用人眼的滯留性，達(dá)到動態(tài)掃描的目的。每個數(shù)碼管的公共端受單片機(jī)的I/O口控制。因此在實際應(yīng)用中常常應(yīng)用動態(tài)顯示器接口電路如圖49所示。所謂靜態(tài)顯示，就是每個顯示器都要占用獨(dú)立的具有鎖存功能的I/O接口，顯示的字型碼送到接口電路。因此要顯示某字型的相應(yīng)段的二極管點(diǎn)亮，實際上就是送一個用不同電平組合代表的數(shù)據(jù)字來控制LED的顯示，此數(shù)據(jù)稱為字符的段碼或字形碼。所有發(fā)光二極管的陽極連在一起稱共陽極LED；陰極連在一起稱共陰極LED。 七段LED數(shù)碼顯示器是由a、b、c、d、e、f、g、h這8段發(fā)光二極管組成的“8”字型顯示器件。圖41具體電路連接圖(1)LED顯示器LED顯示器是由若干個發(fā)光二極管組成的顯示字段的顯示器件，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的一個點(diǎn)或一個筆畫發(fā)光，控制不同組合的二極管導(dǎo)通就能顯示不同字符。當(dāng)由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感頭出現(xiàn)故障導(dǎo)致在一段時間內(nèi)不能將環(huán)境溫度調(diào)整到規(guī)定的溫度限內(nèi)的時候，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動揚(yáng)聲器發(fā)出警笛聲。鍵盤共有16個按鍵，用于方便設(shè)定溫度。判斷鍵盤中哪一個鍵被按下是通過將列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來實現(xiàn)的。方法是：向行線輸出全掃描字00H，把全部列線置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器A中。對照圖示的4*4鍵盤，說明線反轉(zhuǎn)法工作原理。當(dāng)確認(rèn)有按鍵按下后，下一步就要識別哪一個按鍵按下。表41 寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTMOD00HACC00HTCON00HPSW00HTL000HSP07HTH000HDPTR0000HTL100HP0`P3FFHTH100HIP 0xx00000BSCON00HIE0xx00000BPCON0xx00000B（3）單片機(jī)最小系統(tǒng)根據(jù)AT89S51的引腳定義，單片機(jī)、時鐘電路、復(fù)位電路構(gòu)成了單片機(jī)最小系統(tǒng)，如圖43所示：圖43 單片機(jī)的最小系統(tǒng) 鍵盤單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中除了復(fù)位按鍵有專門的復(fù)位電路,以及專一的復(fù)位功能外,其它的按鍵或鍵盤都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)。除PC之外，復(fù)位還對其他一些特殊功能的寄存器也有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如下表所示。 圖42復(fù)位電路復(fù)位電路的作用是使單片機(jī)實行位操作，復(fù)位主要操作是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從程序存儲器的0000H單元開始執(zhí)行程序。復(fù)位電路參數(shù)為30U的電解電容和10kΩ的電阻。電路圖如圖41所示：圖41 單片機(jī)時鐘電路（2）復(fù)位電路復(fù)位電路是對單片機(jī)進(jìn)行初始化操作，使單片機(jī)處于一個確定的初始狀態(tài)。所以在管腳的XTAL1和XTAL2引腳外接石英晶體和倆個諧振電容，電容采用2個30u電容，采用12M的石英晶體。 DS18B20的連接電路DS18B20 的常用連接電路圖如圖33所示。 DS18B20寫數(shù)據(jù)時序如下： （1）數(shù)據(jù)線先置低電平； （2）延時時間為15us； （3）按從低位到高位的順序發(fā)送數(shù)據(jù)（一次只發(fā)送一位）； （4）延時時間為45us； （5）將數(shù)據(jù)線拉到高電平； （6）重復(fù)上述步驟，直到發(fā)送完整個字節(jié)； （7）最后將數(shù)據(jù)線拉高。 初始化時序下： （1）先將數(shù)據(jù)線置高電平； （2）延時2ms； （3）數(shù)據(jù)線拉到低電平； （4）延時750us（從480us到960us）； （5）數(shù)據(jù)線拉到高電平； （6）延時等待。DS18B20的溫度采集過程：如圖32所示。表32 DS18B20暫存寄存器分布表33 ROM指令表34 RAM指令主CPU將數(shù)據(jù)下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號等待16到60微秒，然后發(fā)出60到240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。8字節(jié)保留未用，為全邏輯1，第9字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后，對應(yīng)的溫度計算：當(dāng)符號位S=0時，
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