【正文】 則進(jìn)行一系列的按鍵輸入操作。當(dāng)然，也可以采用匯編語言，但程序設(shè)計(jì)較麻煩，本設(shè)計(jì)采用 C 語言來編程，主程序?qū)δK進(jìn)行初始化，而后調(diào)用讀溫度、處理溫度、顯示、鍵盤，報(bào)警等模塊。 表 31 LCD 引腳說明 引腳 符號(hào) 功 能 說 明 1 VSS 接 地 2 VDD 接 電 源 （ +5 V） 3 V0 液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高 ， 使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度 4 RS RS 為寄存器選擇，高電平 1 時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0時(shí)選擇指令寄存器 5 RW R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn) 行寫操作 6 E 使 能 端 7 D0 雙 向 數(shù) 據(jù) 總 線 8 D1 雙 向 數(shù) 據(jù) 總 線 9 D2 雙 向 數(shù) 據(jù) 總 線 10 D3 雙 向 數(shù) 據(jù) 總 線 11 D4 雙 向 數(shù) 據(jù) 總 線 12 D5 雙 向 數(shù) 據(jù) 總 線 13 D6 雙 向 數(shù) 據(jù) 總 線 14 D7 雙 向 數(shù) 據(jù) 總 線 15 BL+ 背 光 電 源 正 極 16 BL 背 光 電 源 負(fù) 極 基于單片機(jī)的溫度控制報(bào) 警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13本設(shè)計(jì)顯示電路采用 1602 液晶顯示，其電路圖如下（圖 35） ： 圖 35 顯示電路 報(bào)警電路 報(bào)警電路采用簡單的發(fā)光二極管與蜂鳴器組合電路，當(dāng)溫度超出上下門限值時(shí)，二極管發(fā)光，同時(shí)蜂鳴器鳴響。 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 34 所示。存儲(chǔ)器操作指令是命令 DS18B20 做什么樣的工作，是芯片控制的關(guān)鍵。 4． 控制器發(fā)送存儲(chǔ)器操作指令：在發(fā)送 ROM 指令之后，接著就發(fā)送存儲(chǔ)器操作指令。 ROM 指令為八位長度，功能是對(duì)片內(nèi)的 64 位光刻 ROM 進(jìn)行操作。至此，通信雙方已達(dá)成了基本的協(xié)議，接下來將會(huì)是控制器與 DS18B20 的數(shù)據(jù)通信，如果復(fù)位低電平的時(shí)間不足或是單總線斷路都不會(huì)接收到存在脈沖。 控制器對(duì) DS18B20 的操作流程 : 1． 復(fù)位 ：首先我們必須對(duì) DS18B20 進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位就是由控制器給 DS18B20單總線至少 480us 的低電平信號(hào)，當(dāng) DS18B20 接到此復(fù)位信號(hào)后，回發(fā)一個(gè)芯片的存在脈沖。 DS18B20 共 3 位 EEPROM，并在 RAM 上都存在鏡像，以方便用戶操作。第 6， 7， 8 個(gè)字節(jié)則是基于單片機(jī)的溫度控制報(bào) 警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11計(jì)數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是 溫度轉(zhuǎn)換、計(jì)算的暫存單元，第 9 個(gè)字節(jié)是前八個(gè)字節(jié)的 CRC 碼。在上電復(fù)位時(shí)，其值將被刷新。其數(shù)據(jù)在出廠時(shí)設(shè)置，不由用戶更改。 18B20 有三種形態(tài)的存儲(chǔ)資源，分別是 ROM， RAM， EEPROM。 工作原理及其應(yīng)用： DS18B20 溫度檢測與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸集成于一個(gè)芯片之上。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接線：單線數(shù)據(jù)傳輸總線 DQ ，外供電源線VDD，共用地線 GND。 圖 33 傳感器外形圖 本設(shè)計(jì) 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。 ③ 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8 個(gè) ,實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫，如果數(shù)量過多，會(huì)使供電電源電壓過低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。 超小的體積，超低的硬件開銷，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，附加功能強(qiáng)，使得 DS18B20 更受歡迎， DS18B20 的優(yōu)勢更是我們學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)和開發(fā)溫度相關(guān) 小制作不二的選擇， 其技術(shù)性能描述為： ① 獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 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。 基于單片機(jī)的溫度控制報(bào) 警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 圖 32 LM7805 引腳圖（管腳圖） 溫度傳感器電路 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場合，封裝后的DS18B20 可用于電纜 溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機(jī)房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。但 當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時(shí)，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。帶散熱片時(shí)能持續(xù) 提供 1A 的電流。電源電路圖如圖 31。本穩(wěn)壓電源可作為 TTL 電路或單片機(jī)電路的電源。 基于單片機(jī)的溫度控制報(bào) 警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 3 硬件電路設(shè)計(jì) 電源電路 工作原理： 220V 交流市電經(jīng)過電源變壓器變換成交流低電壓，再經(jīng)過橋式整流電路 D2～ D5 和濾波電容 C5 的整流和濾波，在三端穩(wěn)壓器 LM7805 的 Vin 和 GND兩端形成一個(gè)并不十分穩(wěn)定的直流電壓 (該電壓常常會(huì)因?yàn)槭须婋妷旱牟▌?dòng)或負(fù)載的變化等原因而發(fā)生變化 )。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外，該引腳被略微拉高。如想 禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH 編程 期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 同時(shí)， P3 口也可作為 STC89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P1 口 —— P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 圖 22 STC89C51 引腳圖 各引腳功能敘述如下： 1．電源和晶振 VCC（ 40 腳） —— 接 +5V 電源 GND（ 20 腳 ） —— 接數(shù)字地 XTAL1（ 19 腳 ） —— 片內(nèi)震蕩器反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生器電路的輸入端 XTAL2（ 18 腳 ） —— 片內(nèi)震蕩器反相放大器的輸出端 2． I/O（ 4 個(gè)口， 32 根） P0 口 —— P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 STC89C51系列 引腳功能 STC89C51 有 40 引腳雙列直插（ DIP）形式?？删幊檀型ǖ? 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 128*8 位內(nèi)部 RAM 基于單片機(jī)的溫度控制報(bào) 警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 與 MCS51 兼容 STC89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。 STC89C51 系列單片機(jī)介紹 STC89C51 特性 STC89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。目前，除了 8位單片機(jī)得到廣泛用用之外， 16 位單片機(jī)和 32 位單片機(jī)也得到廣大用戶的青睞。 20 世紀(jì) 90 年代是單片機(jī)制造業(yè)大發(fā)展的時(shí)期，這個(gè)時(shí)期的 Motorola、 Intel、 ATMEL、德州儀器（ TI）、三菱、日立、 Philips、 LG 等公司也開發(fā)了一大批性能優(yōu)越的單片機(jī)，極大地單片機(jī)的應(yīng)用。 16 位單片機(jī)的典型產(chǎn)品為 Intel 公司生產(chǎn)的 MCS96 系列單片機(jī)。由于這類單片機(jī)的性能價(jià)格比高，所以被廣泛應(yīng)用，是目前應(yīng)用數(shù)量最多的單片機(jī)。此后，各公司的 8 位單片機(jī)迅速發(fā)展起來。 第三階段（ 1978 年 1983 年）：高性能單片機(jī)階段。 第二階段（ 1976 年 1978 年）：低性能單片機(jī)階段。因工藝限制，單片機(jī)采用雙片的形式而且功能比較簡單。 單片機(jī)的發(fā)展史可大致分為 4 個(gè)階段。下圖（圖 21）為設(shè)計(jì)框架圖。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)。本方案選用了 STC89C51 芯片，本身存儲(chǔ)器已夠用，不需要外擴(kuò)展存儲(chǔ)器，可使系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)大為簡單從而大大提高了系統(tǒng)的智能化。單片機(jī)軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種控制算法和邏輯控制。溫度是工業(yè)生產(chǎn)過程中重要的被控參數(shù)之一，當(dāng)今計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在這方面的應(yīng)用，已使溫度控制系統(tǒng)達(dá)到自動(dòng)化、智能化，比過去單純采用電子線路進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)的控制效果要好得多，可控性方面也有了很大的提高 。而且還要 以單片機(jī)為主機(jī)，使溫度傳感器通過一根口線與單片機(jī)相連接，再加上 溫度控制部分和人機(jī)對(duì)話部分來共同實(shí)現(xiàn)溫度的監(jiān)測與控制。同時(shí) DS18S20 能提供九位溫度讀數(shù)，它無需任何外圍硬件即可方便地構(gòu)成溫度檢測系統(tǒng)。控制器是用 89C51 單片機(jī)，適合于應(yīng)對(duì)多點(diǎn)的溫度測控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)供微機(jī)處理，而且每片 DS18S20 都有唯一的產(chǎn)品號(hào)，可以一并存入其 ROM 中，以便在構(gòu)成大型溫度測控系統(tǒng)時(shí)在單線上掛接任意多個(gè) DS18S20 芯片。 基于單片機(jī)的溫度控制報(bào) 警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 本文所要研究的課題是 基于單片機(jī)的溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) ，主要是介紹了對(duì)環(huán)境溫度的測量、顯示、控制及報(bào)警，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)溫度的實(shí)時(shí)顯示。其中，有部分應(yīng)用場合對(duì)精度提高的幅度要求也不是特別高。電路板是從電子市場買來，要自己親手焊接，這就要考慮如何布線，來達(dá)到外觀美觀，功能實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。 課題研究的內(nèi) 容及要求 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是基于單片機(jī)的溫度控制報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)。因此，單片機(jī)溫度測量則是對(duì)溫度進(jìn)行有效的測量，并且能夠在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在電力工程、化工生產(chǎn)、機(jī)械制造、冶金工業(yè)、無線控制等重要工業(yè)領(lǐng)域中，扮演著重要角色。而且隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的不斷發(fā)展，溫度傳感器的種類還是在不斷，從而滿足生產(chǎn)生活中的各種需要。溫度的測量及控制對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、生產(chǎn)安全、促進(jìn)國民 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到非常重要的作用。例如在工業(yè)生產(chǎn)之中，利用測量與控制溫度來保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行；在農(nóng)業(yè)中，用于保證蔬菜大棚的恒溫生產(chǎn)；更具體點(diǎn)在生活中冰箱，空調(diào)等都需要對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。 LCD display circuit 目錄 摘 要 ...........