【正文】 真模擬/數(shù)字電路那樣仿真MCU與器件，...）及其外圍電路（如LCD，RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，AD/DA，部分SPI系列、AVR，PIC Proteus 軟件介紹Proteus是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具，真的很不錯。另一種是外部供電方式(VDD接+5V)，相應(yīng)的完成溫度測量的時間較短。DS18B20有兩種供電方式：一種為數(shù)據(jù)線供電方式，此時VDD接地，它是通過內(nèi)部電容在空閑時從數(shù)據(jù)線獲取能量，來完成溫度轉(zhuǎn)換，相應(yīng)的完成溫度轉(zhuǎn)換的時間較長。同時因為DS18B20是全數(shù)字元器件，故障率很低，抗干擾性強，因此，減少了系統(tǒng)的日常維護工作。系統(tǒng)復(fù)雜度：由于DS18B20是單總線器件，微處理器與其接口時僅需占用1個I/O端口且一條總線上可以掛接幾十個DS18B20，測溫時無需任何外部元件，因此，與模擬傳感器相比，可以大大減少接線的數(shù)量，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，減少工程的施工量。系統(tǒng)成本：由于計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，新型大規(guī)模集成電路功能越來越強大，體積越來越小，而價格也越來越低。該器件將半導(dǎo)體溫敏器件、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲器等做在一個很小的集成電路芯片上。溫度傳感器電路，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。它為雙功能口，可以作為一般的準雙向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立定義為第1功能的輸入輸出或第2功能。對于EPROM編程和進行程序校驗時，P2口接收輸入的8位地址。P2口（21腳～28腳）：～，一般可作為準雙向I/O接口。對于MCS—52子系列單片機，：；。對于片內(nèi)含有EPROM的單片機，當(dāng)EPROM編程時，從P0口輸入指令字節(jié)，而當(dāng)檢驗程序時，則輸出指令字節(jié)。當(dāng)接有外部程序存儲器或擴展I/O口時，P0口為地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用口。輸入/輸出（I/O）引腳，P0口、P1口、P2口及P3口，P0口（39腳～22腳）～。如EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。Pin29:當(dāng)訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負脈沖選通信號，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0和P2口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。更有一個特點，當(dāng)訪問外部程序存儲器，ALE會跳過一個脈沖。 復(fù)位電路圖Pin30:ALE/當(dāng)訪問外部程序器時，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。8051的復(fù)位方式可以是自動復(fù)位，也可以是手動復(fù)位，見下圖。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開始執(zhí)行程序。 51單片機引腳圖Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號復(fù)用腳，當(dāng)8051通電，時鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。下圖是MCS51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 MCS51結(jié)構(gòu)框圖MCS51的引腳說明：MCS51系列單片機中的8038051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。單片機的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(Princeton)結(jié)構(gòu)。中斷系統(tǒng)：8051具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級的優(yōu)先級別選擇。并行輸入輸出(I/O)口：8051共有4組8位I/O口(P0、 PP2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu)程序存儲器(ROM)：8051共有4096個8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。8051單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。單片機AT89S51具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計需要。本課題將以單片機為控制核心，實現(xiàn)對熱水器的自動控制,設(shè)計出一款具有自動化、智能化、易于操作、控制精度高、性價比高的電熱水器控制系統(tǒng)。眾所周知，燃氣熱水器因其安全隱患及越來越高的使用成本正漸漸淡出熱水器市場，而太陽能熱水器也因其嚴格受天氣氣候及安裝條件影響而很難占據(jù)更大的市場份額，所以電熱水器迅速崛起而不斷壯大。熱水器是一種可供浴室，洗手間及廚房使用的家用電器。干凈衛(wèi)生，不必分室安裝，調(diào)溫方便。使用時不產(chǎn)生廢氣，既安全又衛(wèi)生。單片機以其功能強、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點,為自動化和各個測控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件。而電熱水器越來越受到人們的認可。每年使用燃氣熱水器造成的爆炸、中毒等事故也屢有所聞。關(guān)鍵詞：STC89C51，單片機， DS18B20， 顯示電路AbstractAlong with the puter measurement and control technology of the rapid development and wide application, based on singlechip temperature gathering and control system development and application greatly improve the production of temperature in life level of control. This design STC89C51 describes a kind of mainly by MCU control unit, for temperature sensor DS18B20 temperature control system. The control system can realtime storage temperature data and record related to the current time. System design related hardware circuit and related applications. STC89C51 microcontroller hardware circuit include temperature detection circuit smallest system, and realtime clock circuit, LED display circuit, munication module circuit, etc. System programming mainly include main program, read temperature subroutine, the calculation of temperature subroutines, key processing procedures, LED display procedures and data storage procedures, etc. Keywords：STC89C51，icrocontroller，DS18B20，display circuit目錄摘要 IAbstract II目錄 III前言 11片機及設(shè)計軟件介紹 2 2 Proteus 軟件介紹 8 102 方案設(shè)計 12 12 AT89C51 主要性能 12 12 16 16 183系統(tǒng)硬件設(shè)計 19 19 19 20 20 21 21 23 24 26 264系統(tǒng)軟件設(shè)計 28 28 28 數(shù)據(jù)刷新子程序 29 29 30總結(jié) 32致謝 33參考文獻 34附件1 系統(tǒng)電路原理圖 36附錄2源程序 37前言課題背景和意義：隨著人們生活水平的提高，熱水器越來越受到人們的青睞。硬件電路主要包括STC89C51單片機最小系統(tǒng)，測溫電路、實時時鐘電路、LED液晶顯示電路以及通訊模塊電路等。該控制系統(tǒng)可以實時存儲相關(guān)的溫度數(shù)據(jù)并記錄當(dāng)前的時間。基于單片機的室內(nèi)電熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計作者姓名：2B專業(yè)名稱：測控技術(shù)與儀器指導(dǎo)教師：2B 講師摘要隨著微機測量和控制技術(shù)的迅速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，以單片機為核心的溫度采集與控制系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用在很大程度上提高了生產(chǎn)生活中對溫度的控制水平。本設(shè)計論述了一種以STC89C51單片機為主控制單元，以DS18B20為溫度傳感器的溫度控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計了相關(guān)的硬件電路和相關(guān)應(yīng)用程序。系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，計算溫度子程序、按鍵處理程序、LED顯示程序以及數(shù)據(jù)存儲程序等。由于燃氣熱水器易受水壓限制，而且安全性較差。消費者對燃氣熱水器懷有一定的懼怕感。采用MCS51單片機對熱水器水溫進行控制,具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：電熱水器在中國的歷史已經(jīng)有10多年了，期間也經(jīng)歷了數(shù)次起落的過程，在上個世紀的最后幾年，隨著國外品牌的進入和國內(nèi)一些大家電廠的目光轉(zhuǎn)向電熱水器，儲水式電熱水器能適應(yīng)任何天氣變化，普通家庭可直接安裝使用，長時間通電可以大流量供熱水。目前市場上銷售的電熱水器多數(shù)還帶有防觸電裝置。隨著技術(shù)的成熟，今后將朝著保溫層整體發(fā)泡技術(shù)、溫控器置入內(nèi)膽、加熱管下潛式設(shè)計、節(jié)能免更換幾個方面發(fā)展。據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心市場經(jīng)濟研究所統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：近年來我國熱水器的銷量每年以 25%的速度上升，在未來五年內(nèi)，銷售額每年可達近500億以上。為了滿足人們對現(xiàn)代電器的智能化的要求，利用目前電子技術(shù)的最新成果改善電熱水器的性能已經(jīng)完全可能和必要。1片機及設(shè)計軟件介紹由于單片機在整個設(shè)計中占據(jù)著重要的地方，首先介紹一下單片機的相關(guān)知識。MCS51單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu):8051是MCS51系列單片機的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。數(shù)據(jù)存儲器(RAM)：8051內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。定時/計數(shù)器(ROM)：8051有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。全雙工串行口：8051內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。時鐘電路：8051內(nèi)置最高頻率達12MHz的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，但8051單片機需外置振蕩電容。INTEL的MCS51系列單片機采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS96系列單片機則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明.MCS51的引腳說明：MCS51系列單片機中的8038051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。初始化后，程序計數(shù)器PC指向0000H，P0P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07H，其它專用寄存器被清“0”。然而，初始復(fù)位不改變RAM（包括工作寄存器R0R7）的狀態(tài)，8051的初始態(tài)。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。而訪問內(nèi)部程序存儲器時，ALE端將有一個1/6時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當(dāng)作一個時鐘向外輸出。如果單片機是EPROM，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。Pin31:EA/Vpp程序存儲器的內(nèi)外部選通線，8051和8751單片機，內(nèi)置有4kB的程序存儲器，當(dāng)EA為高電平并且程序地址小于4kB時，讀取內(nèi)部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過4kB地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。顯然，對內(nèi)部無程序存儲器的8031,EA端必須接地。當(dāng)不接外部存儲器與不擴展I/O接口時，它可作為準雙向8位輸入/輸出接口。它分時提供8位雙向數(shù)據(jù)總線。P1口（1腳～8腳）：～，可作為準雙向I/O接口使用。對于EPROM編程和進行程序校驗時，P0口接收輸入的低8位地址。當(dāng)接有外部程序存儲器或擴展I/O接口且尋址范圍超過256個字節(jié)時，P2口用于高8位地址總線送出高8位地址。P3口（10腳～17腳）：～。P3口的第2功能見下表 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請求輸入端，低電平有效）INT1（中斷1請求輸入端，低電平有效）T0（時器/計數(shù)器0計數(shù)脈沖端）T1（時器/計數(shù)器1數(shù)脈沖端）WR（部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端，低電平有效）RD（部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效）綜上所述，MCS—51系列單片機的引腳作用可歸納為以下兩點：單片機功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳具有第2功能；單片機對外呈3總線形式，由PP0口組成16位地址總線；由P0口分時復(fù)用作為數(shù)據(jù)總線。