【正文】 ................ 2 3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 4 硬件電路 分析和設(shè)計(jì)報(bào)告 ...................................................................................... 4 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 .................................................................................... 4 鍵盤電路 ....................................................................................................... 5 數(shù)碼管及指示 燈顯示電路 ........................................................................... 5 溫度采集電路 ............................................................................................... 7 電源電路 ..................................................................................................... 11 報(bào)警電路設(shè)計(jì) .............................................................................................. 12 加熱管控制電路設(shè)計(jì) .................................................................................. 12 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 14 主程序流程圖 ........................................................................................................ 14 各個(gè)模塊的流程圖 ................................................................................................ 16 讀取溫度 DS18B20 模塊的流程 ................................................................ 16 鍵盤掃描處理流程 ...................................................................................... 18 報(bào)警處理流程 ............................................................................................. 18 5 系統(tǒng)調(diào)試 ......................................................................................................................... 20 硬件電路調(diào)試 ....................................................................................................... 20 軟件調(diào)試 ............................................................................................................... 20 系統(tǒng)操作說明 ....................................................................................................... 21 數(shù)據(jù)測試 ................................................................................................................ 21 總 結(jié) ................................................................................................................................. 23 致 謝 ......................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 I 基于單片機(jī)的水 溫控制器 的設(shè)計(jì) 摘 要 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以用于熱水器溫度控制系統(tǒng)和 飲水機(jī) 等各種電器電路中。它以單片機(jī) AT89S52 為核心，通過 3 個(gè) 數(shù)碼管顯示溫度 和 4 個(gè)按鍵 實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，使用 單總線 溫度轉(zhuǎn)換芯片 DS18B20 實(shí)時(shí)采集溫度并通過數(shù)碼管顯示，并提供各種運(yùn)行指示燈用來指示系統(tǒng)現(xiàn)在所處狀態(tài)，如： 溫度設(shè)置、加熱、停止加熱等 ，整個(gè)系統(tǒng)通過 四個(gè) 按鍵來設(shè)置加熱溫度和控制運(yùn)行模式 。 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 24 附錄一：系統(tǒng)源程序 ......................................................................................................... 25 附錄二： 系統(tǒng)硬件總圖 ..................................................................................................... 34 1 基于單片機(jī)的水 溫控制器 的設(shè)計(jì) 1 緒論 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以用于水溫 控制系統(tǒng)和電飯煲等各種電器電路中。 溫度控制系統(tǒng)可以說是無所不在 ， 熱水器系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、冰箱、電飯煲、電風(fēng)扇等家電產(chǎn)品以至手持式高速高效的計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備，均需要提供溫度控制功能。 傳統(tǒng)的溫度采集電路相當(dāng)復(fù)雜，需要經(jīng)過溫度采集、信號(hào)放大、濾波、 AD 轉(zhuǎn)換等一系列工作才能得到溫度的數(shù)字量，并 且這種方式不僅電路復(fù)雜，元器件個(gè)數(shù)多，而且線性度和準(zhǔn)確度都不理想，抗干擾能力弱。 自動(dòng)控制儀器儀表總的發(fā)展趨勢是高性能、數(shù)字化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。 本系統(tǒng)的核心控制芯片 選用的是 51 系列單片機(jī) AT89S52， 單片機(jī)在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中的迅猛發(fā)展，與單片機(jī)所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)應(yīng)用 系統(tǒng)的特點(diǎn)有關(guān)： 2 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 硬件總體 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)并制作 一個(gè) 基于單片機(jī)的熱水器溫度控制系統(tǒng)的電路 ，其結(jié)構(gòu)框圖如圖 21： 圖 2－ 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 硬件系統(tǒng)子 模塊 (1) 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路部分 (2) 鍵盤 掃描 電路部分 (3) 數(shù)碼管溫度 顯示 和運(yùn)行指示燈 電路部分 (4) 溫度采集電路部分 (5) 繼電器 控制 部分 (6) 報(bào)警部分 軟件總體設(shè)計(jì) 良好的設(shè)計(jì)方案可以減少軟件設(shè)計(jì)的工作量，提高軟件的通用性，擴(kuò)展性和可讀性。 (2) 明確各模塊之間的數(shù)據(jù)流傳遞關(guān)系，力求數(shù)據(jù)傳遞少，以增強(qiáng)各模塊的獨(dú)立性，便于軟件編制和調(diào)試。 (4) 按照開發(fā)式軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，將各模塊有機(jī)的結(jié)合起 來，即成一個(gè)較完善的系統(tǒng)。 4 3 硬件系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 硬 件電路分析和設(shè)計(jì)報(bào)告 本次設(shè)計(jì)主要思路是通過對單片機(jī)編程將由溫度傳感器 DS18B20采集的溫度外加驅(qū)動(dòng)電路顯示出來，包括 對繼電器的控制，進(jìn)行升溫 ，當(dāng)溫度達(dá)到上下限蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警 。 加熱狀態(tài)， 示保溫狀態(tài)。 。 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 因?yàn)?89S52單片機(jī)內(nèi)部自帶 8K的 ROM和 256字節(jié)的 RAM，因此不必構(gòu)建單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展電路。值得注意的一點(diǎn)是單片機(jī)的 31腳 VPEA/ 必須接高電平，否則系統(tǒng)將不能運(yùn)行。 在按鍵兩端并聯(lián)一個(gè)電解電容，濾除交流干擾，增加系統(tǒng)抗干擾能力。編碼鍵盤采用硬件線路來實(shí)現(xiàn)鍵盤的編碼，每按下一個(gè)鍵，鍵盤能夠自動(dòng)生成按鍵代碼，并有去抖功能。非編碼鍵盤僅僅提供鍵開關(guān)狀態(tài)，由程序來識(shí)別閉合鍵，消除抖動(dòng)，產(chǎn)生相應(yīng)的代碼，轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序。 圖為按鍵和 AT89S52的接線圖，檢測儀共設(shè)有 4個(gè)按鍵，每個(gè)按鍵由軟件來決定其功能， 4個(gè)按鍵功能分別為 ： (1) SW1： 設(shè)定按鍵 (設(shè)定按鍵 ) (2) SW2： 加法按鍵 (當(dāng)前位加 5) (3) SW3： 減法按鍵 (當(dāng)前位減 5) (4) SW4： 退出設(shè)置 鍵 (系統(tǒng)初始化 ) E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10U2A T 8 9S 5 211223 4S W 3 S W P B ( 雙 )11223 4S W 4S W P B ( 雙 )11223 4S W 2S W P B ( 雙 )11223 4S W 1 S W P B ( 雙 )P P P P P P P P co m19922883377446655 k kVCCP P P P P P P P 圖 3－ 2 單片機(jī)最小系統(tǒng) 數(shù)碼管 及指示燈 顯示電路 （ 1）數(shù)碼管顯示說明 各個(gè)數(shù)碼管的段碼都是單片機(jī)的數(shù)據(jù)口輸出 ， 即各個(gè)數(shù)碼管輸入的段碼都是一樣 6 的 ， 為了使其分別顯示不同的數(shù)字 ， 可采用動(dòng)態(tài)顯示的方式 ， 即先只讓最低位顯示 0(含點(diǎn) )，經(jīng)過一段延時(shí)，再只讓次低位顯示 1，如此類推。 表 31 數(shù)碼管編碼表 段碼 位碼 顯示器狀態(tài) 08H 01H □□□□□□□0 a