【正文】 將多余的銅箔部分利用化學(xué)反應(yīng)腐蝕掉，而使銅箔導(dǎo)線在化學(xué)反應(yīng)的過程中保留下來，所以必須在腐蝕前將元件管腳間相連的銅箔導(dǎo)線利用特殊材料印制到鋪有較薄銅箔的整張基板上，該特殊材料可以保證其下面的銅箔與腐蝕液離，將特殊材料印制到基板上的過程就是絲網(wǎng)漏印。下面給出本設(shè)計(jì)51單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖。為了達(dá)到能實(shí)時(shí)測(cè)量和及時(shí)控制，本設(shè)計(jì)通過相應(yīng)的溫度傳感器、繼電儲(chǔ)存器、鍵盤組以及數(shù)碼管顯示來實(shí)現(xiàn)這些功能。按下主機(jī)的復(fù)位裝置系統(tǒng)重置。同時(shí)還設(shè)計(jì)了蜂鳴報(bào)警系統(tǒng)，按鍵控制系統(tǒng)，當(dāng)按下按鍵S1，可以對(duì)報(bào)警溫度進(jìn)行設(shè)置，S2減小溫度限值，S3增大溫度限值。系統(tǒng)在proteus軟件的仿真過程中，能顯示待測(cè)水的溫度，溫度達(dá)到規(guī)定上限或者下線值時(shí)會(huì)報(bào)警，可以通過按鍵設(shè)置限值溫度。再次是檢查文件無誤后進(jìn)行編譯、鏈接、調(diào)試等功能，并選擇生成單片機(jī)可執(zhí)行文件HEX文件。首先創(chuàng)建一個(gè)工程，本設(shè)計(jì)選擇的單片機(jī)器件是AT89S52。Keil uVision2 這個(gè)開發(fā)環(huán)境功能非常強(qiáng)大，里面有Cx51編譯器、Ax51宏匯編器等等，所有這些功能都可以在uVision2開發(fā)環(huán)境中使用。ISIS是Proteus里面的畫原理圖部分，它具有良好的用戶界面，設(shè)計(jì)中可自動(dòng)走線并且可以出版高質(zhì)量的原理圖。使用軟件仿真對(duì)下一步設(shè)計(jì)制作實(shí)物有著很好的鋪墊作用。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。它的功能很強(qiáng)大，能對(duì)EDA工具軟件、單片機(jī)外圍器件進(jìn)行仿真，它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。開始初始化讀取當(dāng)前溫度讀取AT24C02內(nèi)上下限溫度值當(dāng)前溫度與限值關(guān)系判斷SET是否按下加減鍵是否按下相應(yīng)處理上下限位，并寫入AT24C02上限指示燈點(diǎn)亮，蜂鳴器閃響下限指示燈點(diǎn)亮，蜂鳴器閃響While循環(huán)返回否是否是大于上限小于下限顯示當(dāng)前溫度正常范圍 主控制程序流程圖 DS18B20的程序流程圖 程序的開始時(shí)先對(duì)DS18B20復(fù)位，然后檢測(cè)溫度是否改變，沒有則繼續(xù)當(dāng)前測(cè)量點(diǎn)位并在短暫延時(shí)后返回原值，如果改變程序就會(huì)發(fā)出一個(gè)溫度轉(zhuǎn)換命令，將新溫度寫入DS18B20，短暫延時(shí)后溫度傳感器復(fù)位，程序發(fā)出一個(gè)讀溫度命令，讀出新溫度的數(shù)值并傳給顯示電路，通過這種不斷的檢測(cè)當(dāng)前溫度并顯示，就能達(dá)到對(duì)水溫的實(shí)時(shí)監(jiān)控。下圖是本次控制顯示模塊的軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)。接下來程序會(huì)進(jìn)入一個(gè)死循環(huán)，在這個(gè)大循環(huán)中不斷地讀取DS18B20，并且刷新數(shù)碼管，一旦讀取的溫度超過設(shè)定值時(shí)就進(jìn)入報(bào)警函數(shù)，報(bào)警函數(shù)中會(huì)控制電風(fēng)扇和加熱器以達(dá)到控制溫度的目的，隨后驅(qū)動(dòng)蜂鳴器和LED進(jìn)行報(bào)警。對(duì)溫度傳感器初始化后還要對(duì)EEPROM初始化，它所用的通信協(xié)議與DS18B20一樣。在主函數(shù)中首先對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，包括對(duì)定時(shí)器初始化，開啟定時(shí)中斷與全局中斷，配置定時(shí)周期寄存器。讀操作:當(dāng)前地址讀、隨機(jī)讀和順序讀?？刂谱止?jié):開始的要求后,一定要為設(shè)備的操控字符,包括高四種不同種類的設(shè)備標(biāo)識(shí)符(不一樣的芯片擁有不一樣的EEPROM，但其默認(rèn)一般為1010),然后選擇其中三個(gè),剩下最后用于一個(gè)讀和寫,當(dāng)為讀操作1,0為寫操作。主線一定要讓主要裝置操控著,串行時(shí)鐘(SCL)則起著操控主線的傳送目標(biāo)、啟動(dòng)和關(guān)閉條件的作用。設(shè)備傳送信息到主線被叫做發(fā)送方,設(shè)備收獲信息被叫做接收器。CYGNAL C8051F0XX系列微型芯片等等許多周邊設(shè)備如存儲(chǔ)、監(jiān)控等都提供I2C接口芯片。如果未收到響應(yīng)信號(hào),由控制單元問題出現(xiàn)時(shí)的認(rèn)定。SDASCL開始結(jié)束回應(yīng)信號(hào),收獲數(shù)據(jù)的集成電路收獲后八位的信息,然后將傳送一個(gè)已確定的集成電路的低電平脈沖,傳達(dá)已經(jīng)接收完信息。開始信號(hào):SCL高電平時(shí),SDA從高向低跳,開始傳送數(shù)據(jù)。無論設(shè)備是主機(jī)還是從機(jī),發(fā)射信息到主線的被叫做發(fā)射極，而對(duì)應(yīng)信息的接受體就為接收機(jī)。為了交流,每個(gè)收到了I2C總線的裝置都有一個(gè)唯一的地址,以便主機(jī)搜索。主機(jī)通常是微處理器，是一個(gè)開啟信息傳送，依次經(jīng)過Clock Signal和完成時(shí)的提示信號(hào)，關(guān)閉裝置。此外,主線同意接上的裝備電池裝載量小于399pf?？偩€接口電路的設(shè)備制造技術(shù)和水平?jīng)]有特殊要求(NMOS和CMOS兼容)。每個(gè)裝置的總線空閑,明渠輸出,負(fù)載的電路阻體讓上述兩條線都維持較高等級(jí)的電平。和一個(gè)串行時(shí)鐘線也應(yīng)該為一條雙行道,擔(dān)任操控主線數(shù)據(jù),在經(jīng)由SCL流出電路產(chǎn)生的Clock通訊的同時(shí),檢查SCL在主線上,用來定奪何時(shí)給予下個(gè)Clock脈沖信號(hào)?？呻S時(shí)對(duì)其內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)等多個(gè)參數(shù)的溫度進(jìn)行監(jiān)控,增加了系統(tǒng)的安全性,方便管理員管理。 I2C總線說明： I2C總線來自于二十世紀(jì)八十年代初期,當(dāng)前主要用于服務(wù)器的管理和溝通的各個(gè)組件的狀態(tài)等。停止?fàn)顟B(tài)：SCL為高電平時(shí)，SDA將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上升沿的停止信號(hào)，在此停止信號(hào)后、所有通信將會(huì)被停止。數(shù)據(jù)在SCL高期間改變定義為一個(gè)開始或停止信號(hào)。設(shè)備操作：CLOCK和DATA 變化：SDA管腳通常外都要拉高。該種類型的芯片于弱電壓的工廠和各種新型研發(fā)單位之間發(fā)展使其性能更加完美。 AT24C02簡(jiǎn)介如圖1為AT24C02的芯片引腳圖。四位一體的數(shù)碼管，其內(nèi)部段已連接好，引腳如圖所示（數(shù)碼管的正面朝自己，小數(shù)點(diǎn)在下方）。 DS18B20測(cè)溫電路UDD是需用時(shí)可選擇的外部電源端，不用時(shí)接地，GND為地，NC空腳。(10)能夠搭配多種小型控制器或系統(tǒng)。(8)負(fù)壓特性、反向連接電源保護(hù)電路。(6)使用者可以設(shè)置不是容易失去性能報(bào)警限制上下?！?。(3)可用USB供電,供電電壓范圍:++。在測(cè)量時(shí)設(shè)備是不必須的。提供更多的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，在很多DS1820只有三線并行,達(dá)到繁點(diǎn)溫度測(cè)量。 數(shù)字化的測(cè)溫傳感器具有能碰能磨,空間容量小,操作簡(jiǎn)單,包裝樣式豐富等各種優(yōu)點(diǎn)。智能溫度傳感器DS18B20正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性兼顧安全性、開發(fā)虛擬傳感器以及網(wǎng)絡(luò)傳感器、單片機(jī)溫度測(cè)量系統(tǒng)的高科技技術(shù)的方向迅速發(fā)展。因?yàn)橄到y(tǒng)的作業(yè)環(huán)境相當(dāng)差,和作業(yè)精度要求高，于是選用一款適合的傳感器變的尤為重要。它將沒有電能量的變?yōu)橛须姷?、放大?轉(zhuǎn)換成數(shù)字量寫進(jìn)電腦,由電腦進(jìn)行后期的步驟。主機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力雖然非常強(qiáng)大,但很難發(fā)揮其作用。具體電路連接，詳見附錄1。 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路電路把AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)用做控制核心，用DS18B20來測(cè)量和提供溫度數(shù)據(jù)，輸入部分使用三個(gè)獨(dú)立式按鍵SSS3。P0口（Pin39～Pin32）：8位雙向I/O口線，～P1口（Pin1～Pin8）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，～ P2口（Pin21～Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，～ P3口（Pin10～Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，～ AT89C51封裝圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)當(dāng)在AT89C51單片機(jī)的RST引腳加上高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就會(huì)執(zhí)行復(fù)位操作，按鍵手動(dòng)復(fù)位分為電平方式和脈沖方式兩種。 電路設(shè)計(jì)最終方案決定綜合上面所描述的各種方案，本設(shè)計(jì)的最終方案選擇,:讓AT89C51擔(dān)任主要control system；使用DS18B20作為傳感器；采用AT24C02作為數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)；使用數(shù)碼管作為顯示設(shè)備。 掉電保持方案論證為了方便人們使用,本設(shè)計(jì)采用串行E2PROMI2C——總線AT24C02存儲(chǔ)設(shè)備,由于它有方便的接口,體積小,掉電源不丟失數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。方案2:反過來,考慮到微型控制器電路一般都離不開傳感器,因此能夠利用一個(gè)溫度傳感器DS18B20,該型號(hào)的傳感器,測(cè)量溫度的值,可以直接閱讀,能滿足設(shè)計(jì)要求。美國大啦思公司新開發(fā)的智能溫度傳感器DS1624類型,擁有十三個(gè)2進(jìn)制數(shù)據(jù),并能輸出分辨率零點(diǎn)零三一二五攝氏度,溫度測(cè)量準(zhǔn)確度為正負(fù)零點(diǎn)二攝氏度。各國科研人員都對(duì)新型傳感器的發(fā)展提出了猜想：那必然是條走向數(shù)字化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化的方向。(2)模擬集成溫度傳感器/控制器。 溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個(gè)階段。溫度測(cè)量?jī)x有著十分復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu),溫度傳感器作為其主要部件與其他部件相互融合成使其變的高度統(tǒng)一?？紤]到成本因素,所以選擇AT89C51單片機(jī)。AT89S51單片機(jī)程序8 k字節(jié)的存儲(chǔ)空間,256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，沒有EEPROM存儲(chǔ)空間,也能和MCS—51系列單片機(jī)同時(shí)運(yùn)行,擁有在線上編輯程序可以被刪除的功能。在STC89C51的8KB的ROM存儲(chǔ)空間內(nèi),擁有512字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間以及EEPROM存儲(chǔ)空間2KB，也能與MCS51等系列單片機(jī)同時(shí)運(yùn)行。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的需求量大和使用領(lǐng)域?qū)?企業(yè)在商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)又令它的價(jià)格變的更加便宜,所以其性價(jià)比非常高。(5)優(yōu)秀的性價(jià)比單片機(jī)的性能是非常高的。(2)控制功能是強(qiáng)大的單片機(jī)能實(shí)現(xiàn)大多數(shù)要求來自于控制對(duì)象的，因?yàn)槠浔旧淼闹噶钕到y(tǒng)有著非常強(qiáng)大的能力:I / O端口的邏輯操作，分支轉(zhuǎn)移的能力和位處理能力。 單片機(jī)芯片的選擇方案和論證單片機(jī)特點(diǎn):(1)高集成,體積小,可靠性高芯片本身的開發(fā)是根據(jù)控制環(huán)境和工業(yè)測(cè)量的要求,片內(nèi)線路簡(jiǎn)單,其工業(yè)噪聲電阻比一般CPU性能更好。溫度控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)前景非常廣泛，我國的高新精尖行業(yè)研究其應(yīng)用的意義更是更加重大。溫度控制系統(tǒng)也越來越重要，如單晶爐、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的控制?，F(xiàn)今，應(yīng)用比較成熟的如電力脫硫設(shè)備中，主控制器在主蒸汽溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)達(dá)到了世界前進(jìn)水平。 從市場(chǎng)角度看，如果我國的大中型企業(yè)將溫度控制系統(tǒng)引入生產(chǎn)，可以降低消耗，控制成本，從而提高生產(chǎn)效率。目前社會(huì)上溫度控制大多采用智能調(diào)節(jié)器，國產(chǎn)調(diào)節(jié)器分辨率和精度較低，溫度控制效果不是很理想，但價(jià)格便宜，國外調(diào)節(jié)器分辨率和精度較高，價(jià)格較貴。0．5。傳統(tǒng)的溫度傳感器有熱電偶、鉑電阻熱敏電阻等，盡管它們都有自身對(duì)應(yīng)優(yōu)點(diǎn)，但由于本身的發(fā)熱會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量溫度，并且穩(wěn)定性低，所以不能用來處理后續(xù)電路，但相比于使用DS18B20作為溫度檢測(cè)器件，DS18B20的體積更小，采用一線總線的的最新傳輸方式使設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，因?yàn)榭梢灾苯訉?shù)字信號(hào)傳給片，使數(shù)據(jù)的中間環(huán)節(jié)變得更加簡(jiǎn)單，大大提高了系統(tǒng)的容錯(cuò)性和抗干擾性。有的還具有自學(xué)習(xí)功能，能夠根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)及控制對(duì)象的變化情況，自動(dòng)調(diào)整相關(guān)控制參數(shù)，以保證控制效果的最優(yōu)化；六是具有控制精度高、抗干擾力強(qiáng)的特點(diǎn)。它們主要具有如下的特點(diǎn)：一是能適應(yīng)一些像大滯后、大時(shí)限等復(fù)雜的溫度系統(tǒng)控制；二是能夠適應(yīng)于受控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型難以建立的溫度控制系統(tǒng)的控制；三是能夠適應(yīng)于受控系統(tǒng)過程復(fù)雜、參數(shù)時(shí)變的溫度控制系統(tǒng)的控制；四是溫度控制系統(tǒng)普遍采用自適應(yīng)控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理論及計(jì)算機(jī)技術(shù)，運(yùn)用先進(jìn)的算法，適應(yīng)的范圍廣泛；五是溫控器普遍具有參數(shù)自整定功能。國外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，并在智能化、自適應(yīng)、參數(shù)自整定等方面取得成果。由于外國不外漏其生產(chǎn)技術(shù)和我國自身開發(fā)工作的緩慢，一直到現(xiàn)在都未能自主研發(fā)出性能可靠的自整軟件。該類型的控制器能適應(yīng)大部分溫度系統(tǒng)控制，但對(duì)延時(shí)、復(fù)雜、時(shí)變的溫度系統(tǒng)控制效果不佳。在國內(nèi)，溫度控制系統(tǒng)可以說已經(jīng)深入到社會(huì)的方方面面且已取得了重大突破和重要進(jìn)展，但在溫度控制器這一塊來說，總體發(fā)展水平依舊欠缺，同日本、美國、德國等先進(jìn)國家相比有著較大差距?，F(xiàn)代社會(huì)中，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，溫度檢測(cè)和控制迅速發(fā)展，溫度控制將更好的服務(wù)于社會(huì)。在人們的日常生活中，溫度控制中的水溫控制就很實(shí)用，人們可以借此控制洗澡時(shí)水的溫度，這為人們的日常生活帶來了極大的便利。在工業(yè)上，許多工廠中都存在許多電站熱爐和供熱鍋爐，它們的能源消耗非長(zhǎng)大，如果在廠房中普及溫度控制這一技術(shù)，就能極大的減少資源浪費(fèi)和減輕環(huán)境治理上的負(fù)擔(dān)