【正文】 受到干擾而產(chǎn)生測量誤差，影響測量精度。：789加456減123小數(shù)點正0負確認 矩陣鍵盤Table matrix keyboard： 矩陣鍵盤原理圖Fig Matrix keyboard schematic diagram 溫度檢測和控制模塊 本系統(tǒng)中，溫度檢測模塊使用的是DS18B20溫度傳感器。矩陣鍵盤共有十六只按鍵。掃描到行信號如果沒有低電平，說明不是此列有鍵按下，如果掃描到低電平說明按下的按鍵在這一列，再根據(jù)低電平信號位置確定是那一行。原理是先將單片機I/O口電平全部拉高，在將所有行線拉為低電平，掃描列線。這也是為什么我們平時設計系統(tǒng)的時候會盡量避開I/O口中的P3口。每一個發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA232F電平。該器件包含兩個驅(qū)動器、兩個接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA232F電平。該產(chǎn)品是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標準的芯片。然而從串口中傳來的數(shù)據(jù)不能直接應用在單片機中，所以還需要在系統(tǒng)中添加用于串口和單片機通訊的驅(qū)動芯片。RS232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。目前RS232是PC機與通信工業(yè)中應用最廣泛的一種串行接口。本系統(tǒng)使用串行通信模塊來向單片機輸入程序使單片機工作。復位方式有兩種：上電復位和開關復位。對于STC89C52單片機，通過某種方式使各寄存器的之變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作就是復位。定時原件及采用晶振和電容組成的并聯(lián)諧振回路。本系統(tǒng)使用的是內(nèi)部時鐘。需要注意的是，兩電源在使用開關切換供電時系統(tǒng)會斷電重新啟動，所以系統(tǒng)工作中輕易不要切換供電。其中DC供電為正常工作供電，USB供電作為備用供電電源使用。它包括：1個8位CPU；4KB ROM或ERPOM；128字節(jié)RAM數(shù)據(jù)存儲器；21個特殊功能寄存器SFR；4個8位并行I/O口，其中P0、P2口為地址/數(shù)據(jù)線，可尋址64KB ROM和64KB RAM（需要注意的是大家熟悉的AT公司生產(chǎn)的51系列單片機的P0口沒有內(nèi)置上拉電阻，雖然本次設計使用的是STC公司生產(chǎn)的芯片，但是為保證單片機I/O口的驅(qū)動能力，需要添加10KΩ的上拉電阻拉高總線中的電流）；一個可編程全雙工串口；具有5個中斷源，兩個優(yōu)先級，嵌套中斷結(jié)構；兩個16位定時器/計數(shù)器；1個片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。MCS51系列單片機中HMOS工藝制造的芯片采用雙列直插（DIP）封裝，有40個引腳（圖中VCC引腳和GND引腳未畫出），CMOS工藝制造的低功耗芯片也有采用方形封裝的，但為44個引腳，其中4個引腳是不用的。： 系統(tǒng)原理圖Fig system diagram2. 硬件模塊設計為了完成系統(tǒng)功能，按前文（系統(tǒng)概述）所述的要求，系統(tǒng)需要設計各個模塊的硬件，下文為各模塊所需原件和電路。最后，是對設置溫度以及現(xiàn)場溫度的顯示模塊。再次，為了方便人性化地設置溫度，本系統(tǒng)集成了矩陣鍵盤部分。首先，系統(tǒng)需要工作，電源是必不可少的，本系統(tǒng)采用的是USB供電和DC供電的雙供電系統(tǒng)。Proteus軟件包大大提高了企業(yè)的開發(fā)效率，降低了開發(fā)風險。Proteus可以實現(xiàn)數(shù)字電路、模擬電路及微控制器系統(tǒng)與外設的混合電路系統(tǒng)的電路仿真、軟件仿真、系統(tǒng)協(xié)同仿真和PCB設計等功能。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。本系統(tǒng)設計時使用Keil C編程并聯(lián)合Proteus仿真。本文就是基于STC89C52單片機與DS18B20溫度傳感器的溫度控制系統(tǒng)設計。而單片機由于體積小、性能完善，所以廣泛應用于各個行業(yè)中。在經(jīng)濟與科技共同發(fā)展的今天，為滿足人們的需求，恒溫設備已經(jīng)是人們居家旅游必不可少的元素。同時，筆者設計了基于USB供電和DC供電系統(tǒng)的雙供電系統(tǒng)。 學位論文作者簽名：　　 　 　　 指導教師簽名：　　 　 　　日　 　期：　　　 　 日 期：　　　 　 　內(nèi)蒙古大學本科畢業(yè)論文(設計) 第 IV 頁基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設計摘 要隨著人們在日常生活中對溫度控制的需求與日俱增，溫控系統(tǒng)的設計也需要簡單化、人性化。論文中所繪制電路圖、流程圖等均為本人個人所做。學校代碼 10126 學號 00861005 分 類 號 密級 本科畢業(yè)論文（設計）基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設計學院、系 電子信息工程系 專業(yè)名稱 自 動 化 年 級 2008 屆 學生姓名 薛 金 朋 指導教師 王 俊 林 2012年2月22日原　創(chuàng)　性　聲　明本人聲明：所呈交的學位論文（畢業(yè)論文）是本人在導師的指導下進行的研究工作及取得的研究成果。論文中所含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果已添加相應注釋，而且不包含為獲得內(nèi)蒙古大學及其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。如有雷同，純屬巧合。筆者設計了基于STC89C52單片機和DS18B20溫度傳感器的溫度控制系統(tǒng)，主要完成了通過DS18B20和LCD1602進行溫度顯示、通過矩陣鍵盤設置目標溫度、通過三極管放大電流控制調(diào)溫繼電器等功能。關鍵詞：單片機，溫度傳感器，LCD1602，矩陣鍵盤，繼電器Design of temperature control system based on MCUABSTRACTAlong with the people in the daily life of the temperature control needs grow with each passing day, the design of the temperature control system also needs to be simple, human nature. In this paper, the author has designed based on STC89C52 MCU and DS18B20 temperature sensor temperature control system, mainly through the DS18B20 and LCD1602 temperature display, set through the keyboard matrix target temperature, through the three transistor amplifier with current control thermostat relay function. At the same time, the author has designed based on USB power and DC power supply system of double power supply system.KEYWORDS： single chip，temperature sensor，LCD1602，matrix keyboard，relay目 錄引言 11. 系統(tǒng)概述 22. 硬件模塊設計 3 中央處理器 3 供電模塊 4 時鐘、復位及通訊模塊 5 矩陣鍵盤模塊 6 溫度檢測和控制模塊 8 顯示模塊 93. 軟件編程設計 10 主程序 10 設置子程序 11 鍵盤掃描程序 12 溫度傳感程序 134. 系統(tǒng)評價及改進 14 系統(tǒng)優(yōu)點 14 系統(tǒng)缺點 14 系統(tǒng)改進 145. 結(jié)論 156. 學習心得 16參考文獻 17致謝 18附錄 19附錄一：使用說明 19附錄二：源代碼 19內(nèi)蒙古大學本科畢業(yè)論文(設計) 第 40 頁引言在現(xiàn)今生活中，溫度控制已經(jīng)成為必不可少的元素，小到調(diào)節(jié)房間溫度的空調(diào)，大到大型工業(yè)設備恒溫處理，粗到小小的保溫水壺，細到精準的醫(yī)療設備，都會應用到溫度控制系統(tǒng)。人們關于溫度控制的研究也愈發(fā)成熟。其中，STC89C52單片機與DS18B20溫度傳感器的配合使用方法也日趨完善。本系統(tǒng)中引入了矩陣鍵盤、LCD1602顯示、控制繼電器等模塊，使系統(tǒng)的功能相應強大，可以完成溫度實時檢測、目標溫度設置、目標溫度與實際溫度比較、控制升溫設備和降溫設備等功能，與此同時，應用也非常廣泛，因為系統(tǒng)中沒有集成固定的溫度控制設備，所以我們可以使用繼電器控制各種我們需要的溫控（升溫、降溫）設備，使得本系統(tǒng)的應用范圍被大范圍擴大。Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。[1]Proteus嵌入式系統(tǒng)仿真與開發(fā)平臺是由英國Labcenter公司開發(fā)(授權風標科技公司為中國大陸的總代理)的，是目前世界上最先進最完整的嵌入式系統(tǒng)設計與仿真平臺。[1]Proteus軟件包已有近20年的使用歷史，在全球擁有龐大的企業(yè)用戶群，是目前惟一能夠?qū)Ω鞣N處理器進行實時仿真、調(diào)試與測試的EDA工具，真正實現(xiàn)了在沒有目標原形時就可對系統(tǒng)進行調(diào)試、測試與驗證。[2] 1. 系統(tǒng)概述本系統(tǒng)需要完成串口通訊、供電、溫度設置、溫度采集、溫度顯示、控制繼電器等功能，所以，想要完成這些功能需要幾部分模塊共同組成。其次，要想系統(tǒng)按照我們的要求來完成工作就一定要面向?qū)ο缶幊蹋谑?，向單片機燒錄程序的串行通訊口也是一定需要的，同時呢，單片機工作需要的晶振電路和復位電路等一樣不可或缺。然而，溫度檢測和控制部分是系統(tǒng)的核心，當然是必不可少的。將上述眾多模塊融合到一起，便組成了本次設計的溫度控制系統(tǒng)，經(jīng)過在引言中提到的編程和仿真便可以制版生產(chǎn)了。 中央處理器本系統(tǒng)使用的中央控制芯片為STC89C52單片機，： STC89C52單片機引腳圖Fig STC89C52 microcontroller pin diagramSTC89C52單片機是STC公司生產(chǎn)的MCS51系列單片機。STC89C52單片機是一塊芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定時器/計數(shù)器和多功能I/O口等一臺計算機所需要的基本功能部件。[3] 供電模塊本系統(tǒng)使用的供電模塊為DC供電與USB供電5V雙供電系統(tǒng)。兩電源之間使用單刀雙擲開關切換。供電模塊原理圖如下： 供電模塊原理圖Fig power supply module principle diagram 時鐘、復位及通訊模塊STC89C52單片機芯片內(nèi)部舍友一個反向放大器所構成的振蕩器，XTAL1和XTAL2分別為振蕩電路的輸入端和輸出端，時鐘可以由內(nèi)部或外部產(chǎn)生。在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時原件，內(nèi)部電路就會產(chǎn)生自激震蕩。[3]，電容使用30pF瓷片電容。在時鐘電路工作后工作后，在RESET端持續(xù)給出兩個機器周期（24個震蕩周期）的高電平就可以完成復位操作。[3]而本系統(tǒng)復位電路采用開關復位。模塊使用的原件為DB9串口。RS232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標準。[4]完成串行口與計算機的鏈接的是USB串口數(shù)據(jù)線，需要在計算機中安裝驅(qū)動才能正常使用。本系統(tǒng)使用在串口與單片機之間完成通訊的是MAX232驅(qū)動芯片。由于電腦串口RS232電平是10V~+10V，而一般的單片機應用系統(tǒng)的信號電壓是TTL電平0~+5V，MAX232就是用來進行電平轉(zhuǎn)換的。該器件符合TIA/EIA232F標準，每一個接收器將TIA/EIA232F電平轉(zhuǎn)換成5V TTL/CMOS電平。[5]需要注意的是單片機內(nèi)置串行口同時也是I/O口（）因為串行設備的使用，這兩只I/O口便犧牲掉了。時鐘、復位及通信模塊原理圖如下： 時鐘、復位及通信模塊原理圖Fig Clock, reset and munication module diagram 矩陣鍵盤模塊 由于系統(tǒng)使用時需要設置溫度，于是集成了矩陣鍵盤模塊。當識別到列線中不全為高電平時說明有按鍵按下，接下來按列將電平拉低，掃描行。當按鍵位置行列確定之后再對應按鍵采取相應的動作。分別是：0~9數(shù)字鍵；“+”、“”符號鍵；“加”、“減”控制鍵；小數(shù)點；確認鍵。在傳統(tǒng)的模擬信號遠距離溫度測量系統(tǒng)中，需要很好的解決引線誤差補償問題、多點測量切換誤差問題和放大電路零點漂移誤差問題等技術問題，才能夠達到較高的測量精度。因此，在溫度測量系統(tǒng)中，采用抗干擾能力強的新型數(shù)字溫度傳感器是解決這些問題的有效方案，新型數(shù)字溫度傳感器DS18B20 具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用單總線、可組網(wǎng)等優(yōu)點，在實際應用中取得了良好的測溫效果。： 溫度檢測和控制模塊原理圖Fig Temperature detection and control module diagram 顯示模塊 本系統(tǒng)中使用的顯示模塊為LCD1602液晶顯示屏。液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平