【正文】 口線浪費(fèi)較大。即按鍵一次按下或釋放被錯(cuò)誤地認(rèn)為是多次操作，這種情況是不允許出現(xiàn)的。其抖動(dòng)過程如圖1(a)所示，抖動(dòng) 時(shí)間的長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為 5～ 10 ms。 對(duì)于一組鍵或一個(gè)鍵盤，通過接口電路與單片機(jī)相連。當(dāng)所設(shè)置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時(shí)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成該按鍵所設(shè)定的功能。也就是說，它能提供標(biāo)準(zhǔn)的 TTL邏輯電平，以便與通用數(shù)字系統(tǒng)的邏輯電平相容。由于其經(jīng)濟(jì)實(shí)用，較多地應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)中（本學(xué)習(xí)板也采用非編碼鍵盤）。 全編碼鍵盤由專門的芯片實(shí)現(xiàn)識(shí)鍵及輸出相應(yīng)的編碼，一般還具有去抖動(dòng)和多鍵、竄鍵等保護(hù)電路，這種鍵盤使用方便，硬件開銷大，一般的小型嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)較少采用。 按鍵按照接口原理又可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類，這兩類鍵盤的主要區(qū)別是識(shí)別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法。前者造價(jià)低，后者壽命長。目前，微機(jī)系統(tǒng)中最常見的是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵（如本學(xué)習(xí)板上所采用按鍵）。是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如機(jī)械式開關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等；另一類是無觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。我們可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令來實(shí)現(xiàn)簡單的人機(jī)通信。 本系統(tǒng)利用動(dòng)態(tài)顯示溫度值，其原理接線圖如下圖所示。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的 COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O端口多，如驅(qū)動(dòng) 5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 5 8=40根 I/O端口來驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89S51單片機(jī)可用的 I/O端口才 32個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 靜態(tài)顯示 靜態(tài) 驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O口，而且功耗更低。 常用 LED數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是 0、 A、 B、 C、D、 E、 F。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫常用一個(gè)發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個(gè)發(fā)光二極管的管壓降為 ，電流不超過 30mA。如：顯示一 個(gè)“ 2”字，那么應(yīng)當(dāng)是 a亮 b亮 g亮 e亮 d亮 f不亮 c不亮 dp不亮。這些段分別由字母 a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。 顯示電路 led數(shù)碼管（ LED Segment Displays）由多個(gè) 發(fā)光二極管 封裝在一起組成“ 8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。 DS18B20的工作電流約為 1mA， VCC一般為 5V，則電阻 R=5V/1mA=5KΩ，目前用的電阻 一般不是 可調(diào)電阻 ，只是固定阻值，市場(chǎng)上有的就那么幾個(gè)型號(hào)，跟5V接近的有 、 ，所以就選 ，或者相近的電阻。這種情況下，用單片機(jī)的一個(gè) I/O口來完成對(duì)DS18B20總線的上拉。 DS18B20溫度傳感器只有三根外引線：單線數(shù)據(jù)傳輸總線端口 DQ ，外供電源線VDD，共用地線 GND。 （ 4）系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)：由于引線的減少，使得系統(tǒng)接口大為簡化，給系統(tǒng)的調(diào)試帶來方便。一支 DS18B20的體積與普通三極管相差無幾，價(jià)格只有十元人民幣左右。本設(shè)計(jì)中溫度傳感器之所以選擇單線數(shù)字器件 DS18B20，是在經(jīng)過多方面比較和考慮后決定的，主要有以下幾方面的原因： （ 1）系統(tǒng)的特性：測(cè)溫范圍為 55℃～ +125℃ ，測(cè)溫精度為士 ℃；溫度轉(zhuǎn)換精度 9～ 12位可變，能夠直接將溫度轉(zhuǎn)換值以 16位二進(jìn)制數(shù)碼的方式串行輸出； 12位精度轉(zhuǎn)換的最大時(shí)間為 750ms；可以通過數(shù)據(jù)線供電，具有超低功耗工作方式。 DS18B20溫度傳感器是美國達(dá)拉斯 (DALLAS)半導(dǎo)體公司推出的應(yīng)用單總線技術(shù)的數(shù)字溫度傳感器。 溫度傳感器電路 采用一線制數(shù)字溫度傳感器 DS18B20來作為本課題的溫度傳感器。 C值偏大雖有利于振蕩器的穩(wěn)定，但將會(huì)增加起振時(shí)間。晶振電路中如何選擇電容 C1， C2? (1):因?yàn)槊恳环N晶振 都有各自的特性，所以最好按制造廠商所提供的數(shù)值選擇外部元器件。電容 C1， C2起穩(wěn)定振蕩頻率，快速起振的作用，電容值一般在 5pF30pF。另外 R1的電阻起的作用是，當(dāng)你按下強(qiáng)制復(fù)位按鈕后，電容通過 R1放電，為了讓按鍵按下后有一段延時(shí)才能復(fù)位，為了讓按鍵跟可靠。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則 Vcc的 +5V電平引腳 第 2功能 RXD（串行口輸入端 0） TXD（串行口輸出端） INT0（部中斷 0請(qǐng)求輸入端，低電平有效） INT1（中斷 1請(qǐng)求輸入端，低電平有效 ） T0（時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0計(jì)數(shù)脈沖端） T1（時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1數(shù)脈沖端） WR（部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸出端，低電平有效） RD（部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效） 就會(huì)直接加到 RST端。 手動(dòng)按鈕復(fù)位 需要人為在復(fù)位輸入端 RST上加入高電平（圖 1）。復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和按鈕復(fù)位。 復(fù)位操作完成單片機(jī)片內(nèi)電路的初始化，是單片機(jī)從一種確定的狀態(tài)開始工作。 在課題設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，控制核心是 STC89C52單片機(jī)，該單片機(jī)為 51系列增強(qiáng)型 8位單片機(jī)，它有 32個(gè) I/O口，片內(nèi)含 4K FLASH工藝的程序存儲(chǔ)器，便于用電的方式瞬間擦除和改寫，而且價(jià)格便宜，其外部晶振為 ，一個(gè)指令周期為 1μ S。它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn)雙向 I/O接口，也可以將每 1位用于第 2功能，而且 P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第 1功能的輸入輸出或第 2功能。對(duì)于 EPROM編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)， P2口 接收輸入的 8位地址。 (C).P2口（ 21腳～ 28腳）： ～ P2口，一般可作為準(zhǔn)雙向 I/O接口。對(duì)于MCS— 52子系列單片機(jī)， 2功能： /計(jì)數(shù)器 2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T2； /計(jì)數(shù)器 2的外部控制端 T2EX。 對(duì)于片內(nèi)含有 EPROM的單片機(jī)，當(dāng) EPROM編程時(shí)，從 P0口輸入指令字節(jié)，而當(dāng)檢驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O口時(shí)， P0口為地址 /數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口。 （ 4）輸入 /輸出（ I/O）引腳 P0口、 P1口、 P2口及 P3口 (A).P0口（ 39腳～ 22腳）： ～ P0口。當(dāng) EA端保持低電平時(shí)，無論片內(nèi)有無程序存儲(chǔ)器，均只訪問外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng) EA端保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 4KB（ MS— 52子系列為 8KB）。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間， PESN信號(hào)將不出現(xiàn)。 （ B）． ALE/ P （ 30腳）：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（允許地址鎖存信號(hào)）以每機(jī)器周期兩次的信號(hào)輸出，用于鎖存出現(xiàn)在 P0口的低 （ C）． PSEN(29腳 ):片外程序存儲(chǔ)器讀選通輸出端 ,低電平有效。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)。 （ 3）控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳 控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有 RST/VPD、 ALE/P、 PSEN和 EA/VPP等 4種形式。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于 HMOS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。 XTAL2（ 18腳）：接外部晶體的另一端。 （ 2）外接晶振引腳 XTAL1和 XTAL2 XTAL1（ 19腳）：接外部石 英晶體的一端。 下面按引腳功能分為 4個(gè)部分?jǐn)⑹鰝€(gè)引腳的功能。 對(duì)于雙字節(jié)單機(jī)器指令，通常是在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)從程序存儲(chǔ)器中讀人兩個(gè)字節(jié)，但 Movx指令例外， Movx指令是訪問外部 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的單字節(jié)雙機(jī)器周期指令，在執(zhí)行 Movx指令期間，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器被訪問且被選通時(shí)跳過兩次取指操作。在加結(jié)束時(shí)完成指令操作。如果是雙字節(jié)指令，則在同一機(jī)器周期的 s4讀人第二字節(jié)。若采用 12MHz的晶體振蕩器，則每個(gè)機(jī)器周期為 1us，每個(gè)狀態(tài)周期為 1／ 6us；在一數(shù)情況下，算術(shù)和邏輯操作發(fā)生在 N期間 ，而內(nèi)部寄存器到寄存器的傳輸發(fā)生在 P2期間。 8 9 C 5 2 測(cè)溫模塊 DS18B20 顯示模塊 數(shù)碼管 鍵盤模塊 通信模塊 RS485 控制終端 繼電器 加熱制冷 設(shè)備 STC89C52單片機(jī)的一個(gè)執(zhí)器周期由 6個(gè)狀態(tài) (s1— s6)組成，每個(gè)狀態(tài)又持續(xù) 2個(gè)震蕩周期，分為 P1和 P2兩個(gè)節(jié)拍。最高允許振蕩頻率是 12MHZ。 STC89C52單片機(jī)是深圳宏晶科技有限公司生產(chǎn)的一種單片機(jī)，在一小塊芯片上集成了一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)組成部分。 數(shù)據(jù)采集終端的系統(tǒng)框圖如圖 所示。 主從式室溫控制系統(tǒng)連接框圖如圖 所示。 4 室溫控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 室溫控制系統(tǒng)由多個(gè)數(shù)據(jù)采集終端及控制終端組成，控制終端與數(shù)據(jù)采集終端利用 RS485 總線通信，進(jìn)行信息的交流。 通信 協(xié)議的選擇 因?yàn)檫@次要設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)有多個(gè)數(shù)據(jù)采集終端，所以用串行通信更合適，在此選擇 RS485串行通信方式。在數(shù)據(jù)采集終端，只需要顯示溫度值即可，數(shù)碼管就能滿足，故數(shù)據(jù)采集終端采用方案一。 對(duì)以上的兩種顯示方案的比較?？梢燥@示兩行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)類型為字符，即可以顯示數(shù)字，也可以顯示字母。 方案二：采用 LCM1602液晶顯示器。但是只能顯示數(shù)字和相應(yīng)的字母。 方案一：采用四位一體的共陽極數(shù)碼管。 顯示器的選擇 顯示是溫度控制系統(tǒng)中的另一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。其因接口電路簡單，測(cè)溫以及工作溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，而得到廣泛的運(yùn)用。 方案三：采用 DS18B20數(shù)字傳感器。標(biāo)準(zhǔn)化，因此在測(cè)溫領(lǐng)域運(yùn)用廣泛。 方案二：采用熱電偶溫度傳感器。適用于 100300℃間的溫度檢測(cè)。 方案一：采用熱敏電阻式溫度傳感器。 溫度傳感器的選擇 由于是室溫控制器，因此，溫度傳感器也是該系統(tǒng)中不可或缺的元件之一。 對(duì)以上兩種方案進(jìn)行比較，結(jié)合室溫控制系統(tǒng)的控制要求，選擇方案二，使用STC89C52 單片機(jī)。 方案二 :采用 STC51 系列單片機(jī)，該系列單片機(jī)是深圳宏晶科技在國內(nèi)推廣的 新型 51 內(nèi)核單片機(jī)，其性能相對(duì)于傳統(tǒng) 51 單片機(jī)有了很大的提升，同時(shí)保留了51 單片機(jī)編程簡單易學(xué)的特點(diǎn)。它處理能力和控制精度方面都有很高成就，執(zhí)行速度快，執(zhí)行效率高，如今的智能手機(jī)和平板電腦大多都有此類芯片的參與。因此，選擇一款恰當(dāng)?shù)目刂破鲗?duì)于 設(shè)計(jì)者來說是非常重要及必要的。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)。數(shù)字溫度傳感器DS18B20 只用一個(gè)引腳即可與單片 機(jī)進(jìn)行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機(jī)更加具有擴(kuò)展性?？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題。這類控制對(duì)象慣性大 ,滯后現(xiàn)象嚴(yán)重 ,存在很多不確定的因素 ,難以建立精確的數(shù)學(xué)模型 ,從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能不佳 ,甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控現(xiàn)象。本設(shè)計(jì)就是基于單片機(jī) STC89C52 溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過本次課程實(shí)踐，我們更加的明確了單片機(jī)的廣泛用途和使用方法，以及其工作的原理。s hardware part, including: Temperature examination electric circuit, temperaturecontrol circuit, PC machine and monolithic integrated circuit serial port munication channel and some interface circuit. The monolithic integrated circuit through carries on corresponding processing to the signal, thus realizes the temperature control goal. In the article also emphatically introduced the software design part, uses the modular structure in here, the main module includes: Nixietube display sequence, keyboard scanning and pressed key disposal procedure, temperature signal processing procedure, blackwhite control procedure, excess temperature warning procedure. 【 Key words】 AT89S51 Monolithic Integrated Circuit ； DS18B20 Temperature Chip； Temperature C