【正文】 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)。 PSEN(29 腳 ):片外程序存儲(chǔ)器讀選通輸出端 ,低電平有效。 當(dāng) VCC 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時(shí)，該引腳可接上備用電源 VPD（ +5V）為內(nèi)部 RAM 供電，以保證 RAM 中的數(shù)據(jù)不丟失。 RST/VPD（ 9 腳）： RST 即為 RESET， VPD 為備用電源，所以該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。對(duì)于 CHMOS 芯片，該引腳懸空不接。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于 HMOS 單片機(jī)，該引腳接地；對(duì)于 CHOMS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。 Vcc 和 Vss Vcc（ 40 腳）：接 +5V 電源正端； Vss（ 20 腳）：接 +5V 電源正端。 AT89S51 芯片具有以下特性： ①指令集和芯片引腳與 Intel 公司的 8051 兼容； ② 4KB 片內(nèi)在系統(tǒng)可編程 Flash 程序存儲(chǔ)器； ③時(shí)鐘頻率為 0～ 33MHz； ④ 128 字節(jié)片內(nèi)隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器（ RAM）； ⑤ 32 個(gè)可編程輸入 /輸出引腳； ⑥ 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器； ⑦ 6 個(gè)中斷源， 2 級(jí)優(yōu)先級(jí)； ⑧全雙工串行通信接口； ⑨監(jiān)視定時(shí)器； ⑩ 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針。 元器件的選擇 單片機(jī)選擇 單片機(jī)的選擇在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，要滿足大內(nèi)存、高速率、通用性、價(jià)格便宜等要 求，本課題選擇 AT89S51 作為主控芯片。 圖 1 系統(tǒng)框圖 其中數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集溫度數(shù)據(jù)，采集到的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，由單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)送顯示部分顯示。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)主 要包括數(shù)據(jù)采集模塊，單片機(jī)控制模塊，顯示模塊和溫度設(shè)置模塊，驅(qū)動(dòng)電路五個(gè)部分。即用單片機(jī)完成人機(jī)界面，系統(tǒng)控制，信號(hào)分析處理，由前端溫度傳感器完成信號(hào)的采集與轉(zhuǎn)換。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的測(cè)量與與控制，操作方便；缺點(diǎn)是調(diào)試過程復(fù)雜，成本較高。 方案二 ： FPGA/CPLD 或采用帶有 IP 內(nèi)核的 FPGA/CPLD 方式。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于速度較快，但可靠性比較差控制精度比較低、靈活性小、線路復(fù)雜、調(diào)試、安裝都不方便。 ①溫度設(shè)定范圍為 0～ 99℃，最小區(qū)分度為 1℃，溫度控制的誤差 ≤1 ℃ ②能夠用數(shù)碼管精確顯示當(dāng)前實(shí)際溫度值 ③按鍵控制：設(shè)置復(fù)位鍵、加一鍵、減一鍵 ④越限報(bào)警 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證 實(shí)現(xiàn)溫度控制的方法主要有以下幾種。當(dāng)溫度 低于設(shè)定值時(shí)，單片 3 機(jī)發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)，啟動(dòng)加熱器。爐溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在爐溫變化時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。由于它具有體積小，功能強(qiáng)，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于電子儀表，家用電器，節(jié)能裝置，軍事裝置，機(jī)器人，工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化，智能化，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量又降低了成本，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。其計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已采用集散系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)的形式，大部分配有先進(jìn)的控制 算法，能夠獲得較好的工藝性能指標(biāo)。因此，如何將單片微處理器應(yīng)用到鍋爐溫度自動(dòng)控制領(lǐng)域，為越來越多的生產(chǎn)廠家所重視。溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，而且成果顯著。 課題研究現(xiàn)狀分析 由于現(xiàn)代工藝越來越多的需要對(duì)實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，而且需要的精度越來越高。 本課題采用 51 單片機(jī)來對(duì)溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)。在工業(yè)的研制和生產(chǎn)中，為了保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定運(yùn)行并提高控制精度，采用微電子技術(shù)是重要的途徑。其中溫度的控制在生產(chǎn)過程中占有相當(dāng)大的比例。溫度是生產(chǎn)過程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中普遍而且重要的物理參數(shù)。設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)具有操作方便，控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。文中對(duì) 每個(gè)部 分功能、實(shí)現(xiàn)過程作了詳細(xì)介紹。 文中傳感器理論與單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，詳細(xì)地講述了 基于單片機(jī) AT89S51 和溫度傳感器 DS18B20 的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與軟硬件實(shí)現(xiàn)方案。 為了提高對(duì)傳感器的認(rèn)識(shí)和了解，尤其是對(duì)溫度傳感器的深入研究以及其用法與用途，基于實(shí)用、廣泛和典型的原則而設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)。 溫度傳感器是其中重要的一類傳感器。因此，不僅必須掌握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，還必須懂得傳感器經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕涌陔娐氛{(diào)整才能滿足信號(hào)的處理、顯示和控制的要求，而且只有通過對(duì)傳感器應(yīng)用實(shí)例的原理和智能傳感器實(shí)例的分析了解，才能將傳感器和信息通信和信息處理結(jié)合起來，適應(yīng)傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)和應(yīng)用。 由于傳感器能將各種物理量、化學(xué)量和生物量等信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，使得人們可以利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量、信息處理和自動(dòng)控制，但是它們都不同程度地存 在溫漂和非線性等影響因素。傳感器技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。因此，單片機(jī)廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)控制中。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的控制問題。在工業(yè)生產(chǎn)的很多領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 溫度控制 傳感器 數(shù)碼管 目錄 引言 ............................................................... 1 ............................................................. 2 課題研究的目的及意義 ............................................ 2 課題研究現(xiàn)狀分析 ................................................ 2 技術(shù)指標(biāo) ........................................................ 2 ......................................................... 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證 ................................................ 3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 .................................................... 3 ......................................................... 4 元器件的選擇 .................................................... 4 ......................................................... 4 單片機(jī)選擇 ....................................................................................................................... 4 傳感器選擇 .................................................... 6 溫度數(shù)據(jù)采集模塊 ................................................ 9 顯示模塊 ....................................................... 10 溫度設(shè)置模塊 ................................................... 11 控制電路 ....................................................... 12 ........................................................ 12 主程序流程圖 ................................................... 12 溫度傳感器 DS18B20 工作過程及時(shí)序 ............................... 13 初始化時(shí)序 ................................................... 12 寫時(shí)序 ....................................................... 12 度時(shí)序 .............................................................................................................................. 13 ........................................................ 16 測(cè)試環(huán)境 ....................................................... 16 測(cè)量方法 ....................................................... 16 測(cè)試結(jié)果 ....................................................... 16 結(jié)論 .............................................................. 18 致 謝 ............................................................ 19 參考文獻(xiàn) ..................