【正文】 穩(wěn)壓IC型號中的78或79后面的數(shù)字就代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為﹣9V。它的樣子象是普通的三極管，TO 220 的標準封裝，也有9013型號的TO92封裝?！?電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成芯片有正電壓輸出的78 系列和負電壓輸出的79系列。 第三章 系統(tǒng)設計分析本章主要介紹一下各個模塊的軟件編程分析，以及各個模塊的電路連接圖。當單片機已在程序運行當中時，按下復位鍵后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電和開關復位的操作。常用的開關復位電路如下圖23所示。上電后，保持RST一段高電平時間，由于單片機內(nèi)等效電阻的作用，不用圖中電阻R，也能達到上電復位的操作功能。常用的上電復位電路如下圖22所示。 上電復位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就會處于循環(huán)復位狀態(tài)。以MCS51技術核心為主導的單片機已成為很多廠家、電氣公司競相選用的對象，并以此為基核，推出許多與MCS51有極好兼容性的CHMOS單片機，同時增加了一些新的功能,綜合考慮所以選用51基核的STC89C52RC。MCS51的優(yōu)點是價錢便宜，I/O口較多，程序空間大。單片機把微型計算機的主要部件集成在一塊芯片上，使得數(shù)據(jù)的傳送距離大大縮短，運行速度更快，可靠性更高，抗干擾能力更強。由于單片機技術在各個領域得到了越來越廣泛的應用，世界上許多集成電路的生產(chǎn)廠家相繼推出了各種類型的單片機，而在單片機家族的眾多成員中，MCS51系列單片機以其優(yōu)越的性能、成熟的技術以及高可靠性和高性能價格比，迅速占領了工業(yè)測控和自動化工程應用領域的主要市場，成為國內(nèi)單片機應用領域中的主流。優(yōu)點是電路簡單，價錢便宜。缺點是電路復雜，價錢貴，而且要先錄制才能播放。 方案一、采用語音芯片實現(xiàn)語音的提示。3．功率消耗小，相比而言液晶顯示器的主要功耗是在內(nèi)部電極和驅動IC上，因而耗電量比其他器件小很多。優(yōu)點為：，由于液晶顯示器的每個點收到信號后就一直保持著那種色彩和亮度恒定發(fā)光，因此液晶顯示器的畫質(zhì)高而且不會閃爍。LCD液晶顯示器是一種低壓、微功耗的顯示器件，只要2～3V就可以工作，工作電流僅為幾微安，是任何顯示器無法比擬的，而且同時可以顯示大量信息，除數(shù)字外，還可以顯示文字、曲線，比傳統(tǒng)的數(shù)碼管LED顯示器顯示的界面有了質(zhì)的提高。LED雖然價格便宜，但是在現(xiàn)代的許多儀表、各種電子產(chǎn)品中逐漸被LCD所取代。其優(yōu)點是顯示時間較為清晰，遠距離也能看見，而且價格便宜，一個四位動態(tài)數(shù)碼管才四塊錢，大大節(jié)省了成本。因此，本方案選擇DS18B20作為溫度測量傳感器。DS18B20可以程序設置9～12位的分辨率，精度為177?！?。DS18B20是DALLAS公司研發(fā)的最新單線數(shù)字溫度傳感器，它是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線具有獨特而且經(jīng)濟的特點，而現(xiàn)在新一代的“DS18B20”體積更小、更靈活、更經(jīng)濟，可充分發(fā)揮“一線總線”的長處。方案一：采用熱敏電阻即可滿足測溫要求，但熱敏電阻精度太低，重復性和可靠性都較差，對于精度要求較高的測溫并不適用，而且采用熱敏電阻要求復雜的電路和算法，增加了設計的復雜度。設計中采用單片機來控制溫度，因此要有溫度的采集電路，顯示電路，溫控電路，報警電路，復位電路等幾個部分[3]。同時要求能設定溫度。當溫度高于設定的溫度時，蜂鳴器發(fā)出響聲提示，并執(zhí)行降溫處理。針對此問題，本設計的目的是實現(xiàn)一種可連續(xù)高精度的溫度控制系統(tǒng)，成品應用廣泛，功能強大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實用又廉價的控制系統(tǒng)，而且能夠很好的應用在蔬菜大棚里進行溫度控制。而在以往溫度控制是由人工完成的而且沒有足夠的重視，其實在很多場所溫度都需要進行監(jiān)控以防止發(fā)生意外。題目分析本設計是一個數(shù)字溫度顯示控制系統(tǒng)，能測量環(huán)境溫度，并能在超限的情況下進行控制、調(diào)整，并報警。這類測溫方法的傳感器主要有光電高溫傳感器、光纖高溫傳感器、紅外輻射溫度傳感器等。 非接觸式測溫方法是利用物體的熱輻射能量隨溫度的變化而變化的原理。這類溫度傳感器具有結構簡單，工作可靠，精度較高，穩(wěn)定性好，價格低廉等諸多優(yōu)點。溫度測量方法按感溫元件是否與被測介質(zhì)接觸, 可分成接觸式和非接觸式兩大類。最終確定本設計所用的芯片。其中包括溫度傳感器模塊，液晶顯示模塊溫度處理模塊，報警控制模塊以及整體程序。其中包括電源模塊，溫度傳感器模塊，液晶顯示模塊和控制芯片部分。最終確定本設計所用的芯片。難點在溫度傳感器的原理分析，由于DS18B20為單總線器件，硬件的簡單勢必造成軟件的巨大開銷，這就需要嚴格的按照傳感器復位、讀寫時序圖來編寫程序。本設計是一個數(shù)字溫度測量和控制系統(tǒng)，能測環(huán)境的溫度，并能在超限的情況下進行控制、調(diào)整，并報警。溫度在上下限溫度之間時，綠燈亮，執(zhí)行機構不執(zhí)行。當溫度高于設定上限溫度時，系統(tǒng)自動啟動風扇降溫，使溫度下降，蜂鳴器報警，同時紅燈亮。價格低廉，可運行性強等優(yōu)點，特別適用于醫(yī)療[2]，生活，工業(yè)生產(chǎn)等方面的溫度測量及控制。為了避免這類缺點，需要在某些特定的環(huán)境里安裝數(shù)字溫度測量和控制設備。在很多行業(yè)中對溫度的要求較高，因為工作環(huán)境溫度不合理而引發(fā)的事故時有發(fā)生?？傊?，溫度控制廣泛應用在人們的生產(chǎn)和生活中，人們使用以前的溫度計來采集溫度，這樣不僅控制精度低、實時性差，而且操作人員的勞動強度很大。還有些場合，如果對溫度控制得當，能提高效益。溫度控制在日常生活以及工業(yè)領域中應用相當廣泛，比如溫室、發(fā)酵缸、水池、電源等場所的溫度控制。隨著溫度控制器件應用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的智能溫度控制器件應運而生。但是，作為應用系統(tǒng)設計人員需根據(jù)系統(tǒng)要求選用適當?shù)膫鞲衅鳎⑴c自己設計的系統(tǒng)相連接，構成性能優(yōu)良的監(jiān)控系統(tǒng)。目前的溫度計中傳感器是它的重要組成部分，它的精度靈敏度基本上決定了溫度計的精度、測量范圍、控制范圍以及用途等。智能溫度傳感器的特點是能輸出溫度數(shù)據(jù)和相關的溫度控制量，適配于各種微控制器，并且它是在硬件的基礎上通過軟件來實現(xiàn)測試功能的。它是微電子技術、計算機技術以及自動測試技術的結晶。它的準確度高，功耗低，讀數(shù)很方便。可見，對于溫度的測量和控制是非常重要的。沒有合適的溫度環(huán)境，很多電子設備就不能正常工作，糧倉的儲糧就會霉爛變質(zhì)，酒類的品質(zhì)就無法保障。在工業(yè)生產(chǎn)和實驗研究中，像電力、石油、化工、冶金、航空航天、機械制造、酒類生產(chǎn)、糧食存儲等領域內(nèi)，溫度通常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要的參數(shù)。針對這種實際情況，設計一個適合于菜棚里的溫度控制系統(tǒng)，就具有廣泛的應用前景與實際意義。特別是近幾年來，溫度控制系統(tǒng)已應用到人們生活的各個方面，例如空調(diào)，冰箱等家用電器?；趩纹瑱C的溫度計設計開發(fā)畢業(yè)設計目 錄 第一章 緒論 1 溫度控制系統(tǒng)設計的背景、發(fā)展歷史及意義 1 溫度控制系統(tǒng)的目的..................................................................2 溫度控制系統(tǒng)完成的功能 2 第二章 總體設計 4 4 4 5 5 6 6 7 8 第三章 系統(tǒng)設計分析 9 9 9 13 20 24 25 第四章 軟件設計 26 26 DS18B20模塊程序設計 27 31 34 38 38 附 錄 49 參考文獻 60 致 謝 62 江西理工大學2011屆本科生畢業(yè)設計（論文）第一章 緒論本章主要介紹一下溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的背景、目的、發(fā)展過程和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，以及本設計的重難點。、發(fā)展歷史及意義隨著社會的快速發(fā)展，科技的飛躍進步，以及測溫儀器在各個領域的應用，智能化已經(jīng)是現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。但在農(nóng)用菜棚里面，智能化溫度控制研究不多。溫度是科技中最基本的物理量之一，化學、物理、生物等學科都離不開溫度。例如，發(fā)電廠鍋爐的溫度須控制在一定的范圍之內(nèi)；很多化學反應的工藝過程必須在適當?shù)臏囟认路侥苷＿M行；煉油過程中，原油須在不同的溫度和壓力下進行分餾才能得到汽油、煤油、柴油等產(chǎn)品。因此，各行各業(yè)對溫度控制的要求都越來越高。在國內(nèi)數(shù)字溫度計的研究起步較晚，在數(shù)字溫度計的研究上，其發(fā)展大致經(jīng)歷了以下3個階段： （含敏感元件）熱電偶傳感器為感溫元件，通過進行非電量與電量之間的轉換進行測溫，但是熱電偶的體積大，不便于攜帶。集成傳感器采用硅半導體集成工藝制成，因此亦稱硅傳感器或者單片集成溫度傳感器。智能溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、信號處理器、A/D傳感器、存儲器（或寄存器）以及接口電路。目前溫度計的發(fā)展比較快，從原始的玻璃管溫度計發(fā)展到了現(xiàn)在的熱敏電阻溫度計、熱電偶溫度計、數(shù)字溫度計、電子溫度計等等。傳感器的應用極其廣泛，目前已經(jīng)研制出多種新型的傳感器。單片機在電子產(chǎn)品中的應用已經(jīng)越來越廣泛，在許多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測以及溫度控制。本設計的內(nèi)容是溫度測量控制系統(tǒng)，控制的對象是溫度。而在以往溫度控制是由人工完成的而且沒有足夠的重視，其實在很多場所溫度都需要進行監(jiān)控以防止發(fā)生意外。針對此問題，本設計的目的是實現(xiàn)一種可連續(xù)高精度的溫度控制系統(tǒng)，成品應用廣泛，功能強大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實用又廉價的控制系統(tǒng)，而且能夠很好的應用在蔬菜大棚里進行溫度控制[1]。即使有些人采用半導體二極管作溫度傳感器，但由于其互換性差，效果也不太理想。對工業(yè)生產(chǎn)的可靠進行造成影響，甚至造成操作人員的安全。本設計因為采用了新型單片機對溫度進行實時控制，以其測量精度高，操作簡單。本設計目的是對溫度進行實時監(jiān)測與控制，設計的溫控系統(tǒng)實現(xiàn)了基本的溫度控制功能：當溫度低于設定下限溫度時，系統(tǒng)自動報警，蜂鳴器報警，同時紅燈亮。當溫度下降到適當溫度時，停止降溫。LCD1602即時顯示溫度，精確到小數(shù)點一位。本設計重點是對溫度控制系統(tǒng)的軟件設計，各個模塊子程序的編程原理，特別是液晶顯示器，溫度傳感器的軟件編程。本論文首先介紹一下該溫度控制系統(tǒng)的總體設計，從對題目的分析到溫度傳感器、液晶顯示器的、控制芯片的選擇以及各個模塊的比較。然后接著介紹了系統(tǒng)的軟件分析，各個模塊的軟件編程分析，以及各個模塊的電路連接圖。最后介紹一下本設計的軟件設計思路，以及各個模塊的軟件分析。第二章 總體設計本章主要介紹一下本設計的總體情況從對題目的分析到溫度傳感器、液晶顯示器的、控制芯片的選擇以及各個模塊的比較。本節(jié)主要對畢業(yè)設計的題目進行了分析，根據(jù)要實現(xiàn)的具體功能，綜合比較了幾種設計方法，提出了實現(xiàn)系統(tǒng)功能的最佳方案。 接觸式測溫是使溫度敏感元件和被測溫度的對象相接觸, 當被測溫度與感溫器件達到熱平衡時, 溫度敏感元件就與被測溫度對象的溫度相等。這類測溫方法的溫度傳感器主要有: 基于物體受熱體積膨脹性質(zhì)的膨脹式溫度傳感器，基于導體或半導體的電阻值隨溫度變化的電阻式溫度傳感器，基于熱電效應的熱電偶式溫度傳感器。物體輻射能量的大小與溫度有關,并以電磁波形式向四周輻射,當選擇合適的接收檢測裝置時,就可測得被測對象發(fā)出的熱輻射能量并轉換成可測量或顯示的各種信號, 實現(xiàn)溫度的測量。非接觸式溫度傳感器理論上不存在熱接觸式溫度傳感器的測量滯后以及在溫度范圍上的限制,可測高溫、有毒、腐蝕、固體及運動物體、液體表面的溫度, 不干擾被測溫度場, 但精度比較低, 使用不太方便。溫度控制在日常生活以及工業(yè)領域中應用相當廣泛，比如溫室、發(fā)酵缸、水池、電源等場所的溫度控制。還有些場合，如果對溫度控制得當，能提高效益。根據(jù)本設計的要求，要利用溫度傳感器顯示實時溫度。當溫度低于設定的溫度時，蜂鳴器發(fā)出響聲對其進行提示。畢業(yè)設計的主要任務是能對溫度進行自動的檢測及簡單控制。 本系統(tǒng)方案上要進行單片機的選擇，外部晶振的選擇，復位電路的選擇，溫度傳感器的選擇，顯示模塊的選擇，報警電路的選擇。方案二：采用數(shù)字單片智能溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。 采用專用的數(shù)字化溫度傳感器（DS18B20）測溫，數(shù)字化溫度傳感器有接口簡單、直接數(shù)字量輸出以及精確度高等優(yōu)點。一線總線獨特且經(jīng)濟的特點，使用戶可以輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，它的測量溫度范圍為－55℃～＋125℃，在－10℃～＋85℃范圍內(nèi)，精度為177。現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字形式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等領域，DS18B20支持3～，使系統(tǒng)設計更靈活、更便宜、更方便、體積更小?！?，分辨率設定以及用戶設定的報警溫度存儲在E2PROM中，掉電以后依然保存。方案一、 LED顯示器采用動態(tài)數(shù)碼管顯示。缺點是電路接線較多，顯示內(nèi)容少，只能顯示數(shù)字，顯示字符有限。方案二、 LCD液晶屏采用LCD液晶顯示屏進行顯示。在儀表和低功耗的應用系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。如圖21：圖21 1602的顯示實物圖2．數(shù)字式接口，液晶顯示器傳輸都是數(shù)字式的，和單片機的接口連接也很方便。雖然LCD顯示器的價格比數(shù)碼管要貴些，且容易燒毀，須加限流電阻，但它的顯示效果好，成為當今顯示器的主流，考慮到顯示與成本，所以本設計采用LCD 作為顯示器。語音芯片優(yōu)點是能輸出各種錄制好的聲音，輸出內(nèi)容較為豐富。方案二、采用蜂鳴器輸出雙頻音提示。考慮成本與本設計只需要一種功能的提示，用簡單的蜂鳴器電路已經(jīng)足夠，故選方案二。由于MCS系列單片機集成了幾乎完善的中央處理單元，處理功能較強，中央處理單元中集成了方便靈活的專用寄存器，這為我們利用單片機提供了極大的便利。由于是芯片