【正文】 R D / P 3 .717P S E N29XTAL218VCC40U1S T C 8 9 C 5 2Y11 1 .0 5 7 2 MC22 0 p FC32 0 p FR21 0 KC11 0 u FC52 2 u FC40 . 1 u F+ 5 VG N D2 4 0 2 _ S C L2 4 0 2 _ S D AD S 1 8 B 2 012345678910111213141516J2+ 5 V單片機(jī)系統(tǒng)液晶屏接口 E EP R O M 存儲(chǔ)器電路P 0 0P 0 1P 0 2P 0 3P 0 4P 0 5P 0 6P 0 7P 2 7P 2 6P 2 5R X DT X DL4L31A2KL2+ 5 VR71kR81kR91kP 2 5P 2 6P 2 7P 0 7P 0 6P 0 5P 0 4P 0 3P 0 2P 0 1P 0 0R 1 91KR 2 01 0 K+ 5 VG N DG N D+ 5 VD S 1 8 B 2 0G N DR 1 85K傳感器接口V C C3O U T2G N D1U3D S 1 8 B 2 0R61kL5V c c 21X12X23G N D4R S T5I / O6S C L K7V c c 18U5 D S 1 3 0 2+ 5 VB T 13VG N DY23 2 .7 6 8 kG N DR 1 51 0 KR 1 61 0 KR 1 71 0 K+ 5 V+ 5 VD S 1 8 B 2 0G N DV C C3O U T2G N D1U4D S 1 8 B 2 01234J1U S B+ 5 VG N DT X DR X DU SB 電源及下載接口K1P O W E R+ 5 V i nL1P O W E RR11kD11 N 4 1 4 8R X D 0K2T E M P S E TK3UPK5T I M E S E TK4D O W NR 1 41kR 1 31kR 1 21kR 1 11k+ 5 VG N DK6C H A N N E LR 1 01k+ 5 V 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 五、 實(shí)物圖 其組成與功能分別如下： 萬(wàn)能板安裝完成的雙路 溫度控制器如下圖所示（印制板底板成品暫無(wú)照片），由液晶屏、單片機(jī)、兩路 DS18B20 傳感器、時(shí)鐘電路、存儲(chǔ)電路、報(bào)警電路、鍵盤(pán)組成。 退出子程序（ RET）返回主程 序 開(kāi)始 溫度零下 ? 溫度值取補(bǔ)碼置“ — ”標(biāo)志 計(jì)算小數(shù)位溫度 BCD 值 計(jì)算整數(shù)位溫度 BCD 值 結(jié)束 置“ +”標(biāo)志 N Y 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 圖 13 計(jì)算溫度子程序 (四 )顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高顯示位為 0時(shí)將符號(hào)顯示位移入下一位。其程序流程框圖如圖 12 所示。其程序流程圖如圖 11 所示。用的是循環(huán)查詢(xún)方式 ，來(lái)顯示和控制溫度，主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理 DS18B20 的測(cè)量的當(dāng)前溫度值并負(fù)責(zé)調(diào)用各子程序 ,其程序流程如圖 10系統(tǒng)程序流程圖。 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 5 系統(tǒng)電源模塊 (六 )LCD 顯示電路 本課題設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)是采用液晶屏 128*64 作為顯示模塊，其接口原理圖如下圖 6所示： 圖 6 液晶顯示接口電路 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 (七 )串口通訊電路 本課題設(shè)計(jì)的通訊采用的是常見(jiàn)的串口通訊，協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片是采用MAX232A，其接口原理圖如下圖 7所示： 圖 6 串口通訊接口電路 (八 )按鍵接口電路 本課題設(shè)計(jì)采用的鍵盤(pán)模塊，其接口原理圖如下圖 8所示： 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 8 鍵 盤(pán)模塊電路 (九 )DS1302 時(shí)鐘電路 本課題設(shè)計(jì)的時(shí)鐘是采用時(shí)鐘芯片 DS1302，其接口原理圖如下圖 9所示： 圖 9 時(shí)鐘接口電路 (十 )存儲(chǔ)器接口電路 本課題設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)器采用的是 AT24C256，其接口原理圖如下圖十所示： 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 10 存儲(chǔ)器電路 三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件主要是采用 C語(yǔ)言，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行變成實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。 4%的范圍內(nèi)，振蕩頻率誤差在177。 該器件內(nèi)部集成頻率補(bǔ)償和固定頻率發(fā)生器，開(kāi)關(guān)頻率為 150KHz，與低頻開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器相比較，可以使用更小規(guī)格的濾波元件。 在本設(shè)計(jì)中采用外部供電方式實(shí)現(xiàn) DS18B20 傳感器與單片機(jī)的連接，其接口電路如圖 4所示。這種情況下，用單片機(jī)的一個(gè) I/O 口來(lái)完成對(duì)DS18B20 總線的上拉。 DS18B20 溫度傳感器只有三根外引線：?jiǎn)尉€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(jiǎn)化，給系統(tǒng)的調(diào)試帶來(lái)方便。一支 DS18B20 的體積與普通三極管相差無(wú)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(guò)多方 面比較和考慮后決定的，主要有以下幾方面的原因： 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(xiě)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） 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 （ 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(guò)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(guó)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。 (四 )溫度傳感器電路 采用一線制數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 來(lái)作為本課題的溫度傳感器。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）： ～ 統(tǒng)稱(chēng)為 P2 口，一般可作為 準(zhǔn)雙向 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 I/O 接口。對(duì)于 MCS— 52 子系列單片機(jī)， 和 還有第 2 功能： 口用作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T2； 用作定時(shí)器 /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）： ～ 統(tǒng)稱(chēng)為 P0 口。當(dāng) EA 端保持低電平時(shí)，無(wú)論片內(nèi)有無(wú)程序存儲(chǔ)器，均只訪問(wèn)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(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 4KB（ MS— 52子系列為 8KB）。當(dāng)訪問(wèn)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(wèn)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 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 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(wèn)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(wèn)且被選通時(shí)跳過(guò)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。 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 單片機(jī)時(shí)序 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。 圖 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架 (二 )單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 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(xiě)，而且價(jià)格便宜，其外部晶振為12MHz，一個(gè)指令周期為 1μ S。該控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)存儲(chǔ)相關(guān)的溫度數(shù)據(jù)并記錄當(dāng)前的時(shí)間。 通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)使我們對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有一個(gè)全面的了解、掌握常規(guī)控制算法的使用方法、掌握簡(jiǎn)單微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟硬的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)一步鍛煉同學(xué)們?cè)谖⑿陀?jì)算機(jī)應(yīng)用方面的實(shí)際工作能力。所有溫度數(shù)據(jù)均通過(guò)液晶顯示器 LCD 顯示出來(lái)。本文采用單片機(jī)STC89C52 設(shè)計(jì)了溫度實(shí)時(shí)測(cè)量及控制系統(tǒng)。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(guò)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。LCD1602 液晶屏 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 目 錄 一、引言 ............................................................................... 5 (一 )課題研究的背景 ................................................................. 5 (二 )課題研究的目的和意義 .