【正文】 共陰和共陽兩類，了解 LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。 西安工程大學 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpLED1abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpLED21Y1451Y2461Y3471Y4482Y1502Y2512Y3522Y4531/G552A4562A3572A2582A1591A4611A3621A2631A1642/G65U274LS244R101KR111KR12300R13300R14300R15300R16300R17300R18300VCC 圖 36 顯示模塊 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及 工作原理： led數(shù)碼管（ LED Segment Displays）是由多個發(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筆劃，公共電極。 考慮到數(shù)碼管顯示較液晶屏顯示清晰 ，其次 液晶屏的編程 也較為繁瑣， 所以本設(shè)計采用了數(shù)碼管顯示。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 如圖 34所示。 3 VDD 可選擇的 VDD引腳。開漏單總線接口引腳。 DS18B20的管腳介紹： TO－ 92封裝的 DS18B20的引腳排列見圖 33，其引腳功能描述見表 31。 3. 汽車空調(diào)、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。 DS18B20的應用范圍： 1. 該產(chǎn)品適用于冷 凍庫，糧倉，儲罐，電訊機房，電力機房，電纜線槽等測溫和控制領(lǐng)域。 西安工程大學 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 8. 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以 一 線總線 串行傳送給 CPU，同時可傳送 CRC 校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力 。 6. 可編程 的分辨率為 9～ 12位，對應的可分辨溫度分別為 ℃、 ℃、℃和 ℃，可實現(xiàn)高精度測溫 。 5. 溫范圍－ 55℃～ +125℃，在 10～ +85℃時精度為 177。 3. DS18B20 支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫 。 DS18B20的主要特性： 1． 適應電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電 。光刻 ROM的作用是使每一個 DS18B20都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20的目的。 DS18B20有 4個主要的數(shù)據(jù)部件： （ 1）光刻 ROM中 的 64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20的地址序列碼。通過緩存器讀寄存器。在片上還載有配置字節(jié)以理想的解決溫度數(shù)字轉(zhuǎn)換。溫度報警觸發(fā)器 TH和 TL都有一字節(jié) EEPROM 的數(shù)據(jù)。一個西安工程大學 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 控制功能指揮指示 DS18B20的演出測溫。這些指令操作作用在沒有一個器件的 64位光刻 ROM序列號，可以在掛在一線上多個器件選定某一個器件，同時，總線也可以知道總線上掛有有多少，什么樣的設(shè)備。因為一線通信接口，必須在先完成 ROM設(shè)定，否則記憶和控制功能將無法使用。它的用途很多，包括空調(diào)環(huán)境控制，感測建筑物內(nèi)溫設(shè)備或機器，并進行過程監(jiān)測和控制。 因為每一個 DS18B20的包含一個獨特的序號，多個 ds18b20s可以同時存在于一條總線。信息被發(fā)送到 /從 DS18B20 通過 1線接口，所以中央微處理器與 DS18B20只有一個一條口線連接。 溫度傳感器可編程的分辨率為 9~12位 溫度轉(zhuǎn)換為 12位數(shù)字格式最大值為750毫秒 用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置 應用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費電子產(chǎn)品溫度計，或任何熱敏感系統(tǒng)。 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。 C，則繼續(xù)制冷到 26176。 C 時，空調(diào)采用夏天模式，默認下為制冷模式，當溫度降至26176。 C 時再停止，否則不加熱 并繼續(xù)延時 5 分鐘 ，如此循環(huán)下去。 C 時停止加熱，延時五分鐘后若平均值低于 22176。當平均值低于 18176。 C 和 28176。 系統(tǒng)通過 DS18B20 采集到多點溫度值，取其平均值。 電源模塊原理圖如圖 32所示。 C。本系統(tǒng)采用線性穩(wěn)壓電源，通過三端穩(wěn)壓管 L7805CV，輸出 +5V直流電壓 。 （ 3）若要在執(zhí)行當前中斷程序時禁止更高優(yōu)先級中斷，則可先用軟件關(guān)閉CPU中斷或禁止某中斷源中斷，在中斷返回前在開放中斷。 在編寫中斷服務程序時應注意： （ 1）在中斷矢量地址單元處存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令（如 LJMP H），使中斷程序可靈活的安排在 64KB程序存儲器的任何空間。 中斷服務程序從矢量地址開始執(zhí)行，一直到返回指令 RETI為止。表 2既是各個中斷源對應的中斷矢量地址。如查詢到某個中斷標志為 1，則將在接下來的機器周期 S1期間按優(yōu)先級進行中斷處理。 (4) 中斷的響應過程及中斷矢量地址： 中斷處理過程可分為 3個階段：中斷響應、中斷處理和中斷返回。 其中， TCON和 SCON只有一部分用于中斷控制。當這些中斷源請求中斷時，相應的標志分別有 TCON和 SCON中的相應位來鎖存。當串行口完成一幀數(shù)據(jù)的發(fā)送或接 收時，便請求中斷。 4)TI：定時器 /計數(shù)器 1溢出中斷請求。通過 。通過 。 (2) 中斷源：能產(chǎn)生中斷的外部和內(nèi)部事件。 AT89S51 管腳 圖如圖 31 所示。 XTAL1：片 內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器的輸入端。注意加密方式 1 時，/EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 EA/VPP：外部程序存儲器訪問允許。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí) 行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高 電平時間。除了 P1 口外 P0、 P P3 口都還有其他的功能。只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。 I/O 口作為輸入口時有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。當P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 GND：電源地。 AT89S51 單片機的主要性能特點 (1) 4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器；集成度高、體積小、可靠性高； (2) 128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）； (3) 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口； (4) 5個中斷優(yōu)先級、 2層中斷嵌套中斷； (5) 6個中斷源； (6) 2個 16位可編程定時器 /計數(shù)器； (7) 2個全雙工串行通信口； (8) 看門狗（ WDT）電路； (9) 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路； (10)與 MCS51兼容； (11)全靜態(tài)工作： 0Hz33MHz； (12)三級程序存儲器保密鎖定； (13)可編程串行通道； (14)低功耗的閑置和掉電模式。 AT89S51是一個低功耗，高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復擦寫 1000次的 Flash只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL公司的高密 度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準 MCS51指令系統(tǒng)及 80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash存儲單元，AT89S51在眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)中得到廣泛應用。晶振電路如圖 23所示。對于陶瓷諧振器，應該使用廠商提供的數(shù)值。最佳的數(shù)值與使用的晶體或諧振器有關(guān)，還與雜散電容和環(huán)境的電磁噪聲有關(guān)。這個振蕩器可以使用石英晶體，也可以使用陶瓷諧振器。 復位電路如圖 22所示。如圖 22，當摁下摁鍵 S4時， RST輸入高電平，單片機復位。 Vin73GND74Vout75U2L7805CVC4220ufC5470ufC8C6C7+12V VCC 圖 21 單片機電源模塊 復位電路 AT89S51的復位輸入端為 RST，高電平有效。 系統(tǒng)原理圖見附錄Ⅰ 單片機最小系統(tǒng)電路 因為該系統(tǒng)是以單片機為控制核心，故必 有組成單片機最小系統(tǒng)的電路，即電源電路、復位電路、晶振電路。 手動模式下，溫度高低由人為設(shè)定，溫度傳感器 采集到的數(shù)據(jù)平均值與設(shè)定值比較， 當 平均值高于設(shè)定值時，運行制冷模式，溫度降至設(shè)定值后停止制冷，并延時 5 分鐘，然后再判斷溫度是否高于設(shè)定值，否則停止制冷并繼續(xù)延時 5分鐘，是則繼續(xù)制冷，如此循環(huán)下去 。 該系統(tǒng)配有按鍵，可改變空調(diào)的模式，以及溫度高低。 C，則繼續(xù)制冷 到 26176。 C 時，空調(diào)采用夏天模式， 默認下運行 制冷模式，當溫度降至 26176。 C 時再停止 ，否則不加熱 并繼續(xù)延時 5 分鐘 ，如此循環(huán)下去。 C 時停止加熱，延時五分鐘后 若平均值低于 22176。當平均值低于 18176。 C 和 28176。 系統(tǒng)通過 DS18B20 采集到多點溫度值，取其平均值。 圖 12 最終方案原理框圖 按鍵 AT89S51 DS18B20 DS18B20 加熱器 壓縮機 兩位數(shù)碼管 西安工程大學 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 第 2 章 系統(tǒng)方案的設(shè)計 系統(tǒng) 的功能 本系統(tǒng) 是基于單片機的空調(diào)智能溫度控制系統(tǒng)，擁有冬 天模式和夏天模式，在每種模式下又分為加熱模式和制冷模式。再加上溫度顯示，人們對于溫度的調(diào)節(jié)可以更加精確。 系統(tǒng) 原理框圖 初始方案原理框如圖 11所示。溫度由兩位數(shù)碼管顯示。 本設(shè)計采用的方案 本方案以 AT89S51單片機為控制核心，以智能溫度傳感器 DS18B20為溫度測量元件，對多點進行溫度測量。通過兩個溫度傳感器多點采集溫度，通過溫度 平均值與設(shè)定值比較選擇模式，當溫度低于某一溫度時，實行冬天 模式，當溫度高于某一溫度時，實行 夏天模式 。 本課題研究一種基于單片機的空調(diào)智能溫控 系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為兩種模式，即冬天模式和夏天模式。 目前國內(nèi)外生產(chǎn)廠家 正在研究開發(fā)第三代智能型室溫空調(diào)溫控器，個廠家積極響應國家的政策，應用新型控制模型和數(shù)控芯片實現(xiàn)智能控制。 第二代空調(diào)溫控器為電子式產(chǎn)品，溫度傳感器采用熱敏電阻或熱電阻，部分產(chǎn)品的溫度設(shè)定和風速開關(guān)通過觸摸鍵和液晶顯示屏實現(xiàn)人機交互界面，冷熱切換自動完成，運算放大電路和開關(guān)電路實現(xiàn)雙位調(diào)節(jié)。 第一代空調(diào)溫控器主要是電氣式產(chǎn)品，空調(diào)溫控器的溫度傳感器采用雙金屬片或氣動溫包，通過“給定溫度盤”調(diào)整預 緊力來設(shè)定溫度，風機三速開關(guān)和季節(jié)轉(zhuǎn)換開關(guān)為潑檔式機械開關(guān)。針對這種實際情況，設(shè)計一個溫度控制系統(tǒng)，具有廣泛的應用前景與實際意義。 隨著社會的發(fā)展，科技的進步，以及測溫儀器在各個領(lǐng)域的應用，智能化 已是現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。本文根據(jù)任務要求從理論出發(fā)，設(shè)計思路，最終實現(xiàn)了任務要求。 而加熱和制冷模式的運行，取決于設(shè)定值與平均值的比較。實現(xiàn)了溫度的自動控制，同時也達到了一定的節(jié)能目的。 該系統(tǒng)通過溫度傳感器多點采集溫度 取其平均值 后反饋給單片機，單片機通過 采集到的平均值與內(nèi)設(shè)的溫度值進行比較 ， 來決定運行冬天模式還是夏天模式。西安工程大學 本科 畢業(yè)設(shè)計（