【正文】 復(fù)位電路 AT89S52 的復(fù)位輸入引腳 RST 為單片機(jī)提供了初始化的手段，可以使程序從指定處開始執(zhí)行，在 AT89S52 的時(shí)鐘電路工作后，只要 RST 引腳上出現(xiàn)超過兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，即可產(chǎn)生復(fù)位的操作，只要 RST保持高電平，則 AT89S52 循環(huán)復(fù)位，只有當(dāng) RST 由高電平變成低電平以后，AT89S52 才從 0000H 地址開始執(zhí)行程序，本系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位方式的復(fù)位電路。晶振頻率為在 ～ 12MHZ 之間，頻率越高單片機(jī)的速度就 越快，但對存儲器速度要求就高。 AT89S52 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為XTAL1 和 XTAL2，它們跨接在晶體振蕩器和用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 9 個(gè)自激勵(lì)振蕩器。通常時(shí)鐘由于兩種形式：內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。在 flash 編程期間， EA 也接收 12伏 Vpp 電壓。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲器讀取指令， EA 必須接 GND。AT89S52 從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)， PSEN 將不被激活。這個(gè) ALE 使能標(biāo)志位（地址為 8EH的 SFR 的第 0 位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。這一位置“ 1”， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC指令時(shí)有效。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)， ALE 脈沖將會跳過。在 flash 編程時(shí)，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。 DISRTO 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后， RST 腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。 P3 引腳號第二功能有： ： RXD（串行輸入） ： TXD（串行輸出） ： INT0（外部中斷 0） ： INT0（外部中斷 0） ： T0（定時(shí)器 0 外部輸入） ： T1（定時(shí)器 1 外部輸入） ： WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） ： RD（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） 湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 8 RESET：復(fù)位輸入。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個(gè) TTL 邏輯電平。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個(gè) TTL 邏輯電平。湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 7 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P2 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個(gè) TTL 邏輯電平。在 flash 編程時(shí)， P0 口也用來接 收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時(shí)， P0口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個(gè) TTL 邏輯電平。 P0 口：本次設(shè)計(jì)中 P0 口與 P2 口共同實(shí)現(xiàn) LED 顯示功能。 DS18B20 溫度傳感器 LED 顯示 指示燈 蜂鳴器 AT89S52單片機(jī) 加熱繼電器 按鍵 湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 6 AT89S52 引腳功能 圖 AT89S52 單片機(jī)引腳結(jié)構(gòu)示意圖 VCC：電源（ +5V）?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。由傳感器、 LED 顯湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 5 示單片機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制部分等組成。當(dāng)水溫超出單片機(jī)預(yù)存溫度時(shí)，蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。先通過鍵盤輸入設(shè)定溫度，保存在 AT89S52 單片機(jī)的指定單元中，再利用溫度傳感器 DS18B20 進(jìn)行信號的采集，送入單片機(jī)中，保存在采樣值單元。 最終我們采用多電源供電方式，即對數(shù)字電路、驅(qū)動電路分別供電，這種方案即降低了系統(tǒng)各個(gè)模塊間的干擾，還保證了電源能為各部分提供足夠的工作電流，提高系統(tǒng)的可靠性。 所以采用雙電源，即電源負(fù)載驅(qū)動電路等強(qiáng)電部分用一個(gè)電源，數(shù)字電路等弱電部分用一個(gè)電源。 電源設(shè)計(jì)方案 采用單一電源供電，各個(gè)部分很可能造成干擾，系統(tǒng)無法正確工作，還可能因?yàn)樨?fù)載過大，電源無法提供足夠的工作電流。也使得系統(tǒng)所測結(jié)果精度大大提高。由于采用具有一總線特點(diǎn)的溫度傳感器，所以電路連接簡單；而且該傳感器擁有強(qiáng)大的通信協(xié)議，同過幾個(gè)簡單的操作就可以實(shí)現(xiàn)傳感器與單片機(jī)的交互，包括復(fù)位傳感器、對傳感器讀寫數(shù)據(jù)、對傳感器寫命令。數(shù)字可編湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 4 程溫度傳感器可以直接讀出被測溫度值。校正分為模擬電路校正和微處理器數(shù)字化校正，模擬校正有很多現(xiàn)成的電路，其精度不高且易受溫漂等干擾因素影響，數(shù)字化校正則需要在微處理系統(tǒng)中使用，將 Pt 電阻的電阻值和溫度對應(yīng)起來后存入 EEPROM 中，根據(jù)電路中實(shí)測的 AD 值以查表方式計(jì)算相應(yīng)溫度值。 設(shè)計(jì)中廣泛采用熱電阻傳感器，鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數(shù)關(guān)系而制成的溫度傳感器，由于其測量準(zhǔn)確度高、測量范圍大、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，被廣泛用于中溫（ 200℃～ +650℃）范圍的溫度測量中。 水溫傳感器方案 水溫傳感器可以采用極為普遍的晶體管 3DG6 作為溫度傳感器，廉價(jià)的電壓 /頻率轉(zhuǎn)換器（ V/F） LM331 與 AT89S52 單片機(jī)組成的溫度測量儀。此次設(shè)計(jì)方案采用 AT89S52 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，該單片機(jī)軟件編程自由度大，可用編程實(shí)現(xiàn)各種控制算法和邏輯控制。但此方案在硬件、軟件上的成本都比較高，而且易受外部環(huán)境的影響和限制，系統(tǒng)工作相對不穩(wěn)定。此方案簡易可行，器件的價(jià)格便宜。 （ 3）溫度控制的靜態(tài)誤差。 擴(kuò)展功能： （ 1）具有通信能力，可接收其他數(shù)據(jù)設(shè)備發(fā)來的命令，或?qū)⒔Y(jié)果傳送到其他數(shù)據(jù)設(shè)備。 （ 2）控制精度在 ℃以內(nèi)，溫度控制的靜態(tài)誤差小于 1℃。 基本設(shè)計(jì)參數(shù)要求有： 一升水由 800W 的電熱設(shè)備加熱，要求 水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時(shí)實(shí)現(xiàn)自動調(diào)整，以保持設(shè)定的溫度基本不變。 （ 3）將水環(huán)境數(shù)據(jù)與所設(shè)置的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)水溫低于設(shè)定值時(shí)，開啟加熱設(shè)備，進(jìn)行加熱；當(dāng)水溫高于設(shè)定溫度時(shí)，停止加熱，從而實(shí)現(xiàn)對水溫的自動控制。 本機(jī)實(shí)現(xiàn)的功能： （ 1）利用溫度傳感器采集到當(dāng)前的溫度，通過 AT89S52 單片機(jī)進(jìn)行控制，最后通過 LED 數(shù)碼管以串行口傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。在水資源日益匱乏的今天，擁有并推廣簡易完善的水溫控制系統(tǒng)對于我們社會的可持續(xù)發(fā)展，有著極大的實(shí)際意義。水是一種我們賴以生存的重要資源，無論是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還是我們的日常生活處處離不開水。針對此問題，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)一種可連續(xù)高精度調(diào)溫的溫度控制系統(tǒng)，它應(yīng)用廣泛，功能強(qiáng)大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實(shí)用又廉價(jià) 的控制系統(tǒng)。溫度控制在日常生活及工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，比如溫室、水池、發(fā)酵缸、電源等場所的溫度控制。 水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，以及測溫儀器在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，智能化已是現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。使用水溫控制系統(tǒng)可以對生產(chǎn)環(huán)境的溫度進(jìn)行有效控制，保證生產(chǎn)的自動化、智能化能夠順利、安全進(jìn)行，從而提高 企業(yè)的生產(chǎn)效率。 水溫檢測控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和人們的生活領(lǐng)域中，得到了廣泛應(yīng)用。 單片機(jī)以其集成度高、運(yùn)算速度快、體積小、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉等優(yōu)勢，在過程控制、數(shù)據(jù)采集、機(jī)電一體化、智能化儀表、家用電器以及網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，特別是單片機(jī)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)發(fā)展史上又一個(gè)新的里程碑。 關(guān)鍵詞： 水溫控制 AT89S52 DS18B20湖南科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) ii ii 目錄 摘要 ..................................................... i 第一章 緒論 .............................................. 1 水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景 ............................. 1 水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 ............................. 1 水溫控制系統(tǒng)完成的功能 ............................. 2 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇 .................................. 3 單片機(jī)及水溫控制方案 ............................... 3 水溫傳感器方案 ..................................... 3 電源設(shè)計(jì)方案 ....................................... 4 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ................................... 4 第三章 硬件設(shè)計(jì)部分 ...................................... 5 單片機(jī)電路 ......................................... 5 溫度檢測電路 ....................................... 9 其它部分硬件電路 .................................. 13 第四章 軟件設(shè)計(jì)部分 ..................................... 16 程序設(shè)計(jì)方案 ...................................... 16 各模塊子 程序設(shè)計(jì) .................................. 17 第五章 系統(tǒng)調(diào)試部分 ..................................... 21 參考文獻(xiàn) ................................................ 23 附錄 .................................................... 24 湖南科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 1 第一章 緒論 水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景 測量控制的作用是從生產(chǎn)現(xiàn)場中獲取各種參數(shù)，運(yùn)用科學(xué)計(jì)算的方法，綜合各種先進(jìn)技術(shù)，使每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能夠得到有效的控制，不但保證了生產(chǎn)的規(guī)范化、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本，