【正文】 maintain this speed, the speed displayed on the LCD screen, but you can also control the heating equipment. Keywords: AT89C52 DS18B20 LCD 武漢理工大學(xué)《專業(yè)綜合》課程設(shè)計(jì)說明書 1 1 設(shè)計(jì) 要求及原理 設(shè)計(jì)要求 本課程設(shè)計(jì)的要求是 以 AT89 系列單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字式自動溫度控制儀。 1℃；應(yīng)用液晶顯示器實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的溫度值、系統(tǒng)時(shí)間和電機(jī)轉(zhuǎn)速； 電路的總體工作原理 電路總體分為 6個(gè) 模塊，分別是 DS18B20 溫度控制模塊 ， DS1302 系統(tǒng)時(shí)間顯示模塊，繼電器加上 lamp 模擬的加熱設(shè)備模塊， L298 直流電機(jī)控制模塊， LCD1602 液晶顯示模塊，AT89C52 微控制器。電機(jī)的控制為溫度控制，將溫度分為 3 個(gè)檔，這 3 個(gè)檔分別對應(yīng)不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速。 AT89C52 芯片與 LCD 就負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理與顯示。另外 51 單片機(jī)來控制數(shù)據(jù)的處理與傳輸。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64 位光刻 ROM、溫度傳 感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 VDD為電源接口，既可由數(shù)據(jù)線提供電源，又可由外部提供電源，范圍 3． O～ V。 主要特點(diǎn)有： 1. 用戶可自設(shè)定報(bào)警上下限溫度值。 3. － 10℃ ～ +85℃ 范圍內(nèi)的測溫準(zhǔn)確度為177。 4. 通過編程可實(shí)現(xiàn) 9～ l2位的數(shù)字讀數(shù)方式， 可在至多 750 ms 內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)換成 12 位的數(shù)字，測溫分辨率可達(dá) 0． 0625℃ 。 6. 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以 一線總線 串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。 8. DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)的功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫 [2]。 武漢理工大學(xué)《專業(yè)綜合》課程設(shè)計(jì)說明書 4 圖 3 DS18B20 DS18B20 在本次設(shè)計(jì)中用于模擬顯示當(dāng)前實(shí)時(shí)溫度，同時(shí)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速以及加熱設(shè)備，當(dāng)溫度低于 30 度時(shí)，加熱設(shè)備開啟，同時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速最低；當(dāng)溫度大于 30 度且小于 40 度時(shí)，加熱設(shè)備關(guān)閉，電機(jī)轉(zhuǎn)速適當(dāng)?shù)靥岣撸划?dāng)溫度高于 40 度時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到最大。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提 供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小與31天時(shí)可以自動調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 DS1302 用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄，因此廣泛應(yīng)用于測量系統(tǒng)中。 武漢理工大學(xué)《專業(yè)綜合》課程設(shè)計(jì)說明書 5 圖 4 DS1302 加熱電路 在本次仿真當(dāng)中，用電燈以及繼電器來模擬加熱設(shè)備，當(dāng)溫度低于 30度時(shí)，單片機(jī)輸出端輸出低電平，同時(shí)繼電器工作，線圈閉合， 12V 的電燈 lamp 點(diǎn)亮。 圖 5 加熱電路 電機(jī)驅(qū)動電路 本次課設(shè)需要用一個(gè)模擬輸出來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，于是用 輸出 PWM 波形來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，ＰＷＭ的占空比的不同控制不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速，設(shè)置了 3種不同的占空比，分別對應(yīng)溫度不同時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于需要記錄電機(jī)的轉(zhuǎn)速，采用的是 編碼電機(jī) MOTOR— ENCODER， 該電機(jī)其中一腳當(dāng)電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈會產(chǎn)生一個(gè)脈沖，利用該脈沖記錄轉(zhuǎn)速。 圖 7 LCD1602管腳圖 ?? 各引腳功能為： VSS地電源 VDD5V正電源 VL液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K的電位器調(diào)整對比度 RS寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器 武漢理工大學(xué)《專業(yè)綜合》課程設(shè)計(jì)說明書 7 R/W讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。指令包括使液晶的光標(biāo)顯示 /不顯示，光標(biāo)閃爍/不閃爍，需 /不需移屏，在液晶的什么位置顯示等等。 2) 讀 /寫控制端設(shè)置為寫模式，即低電平。 4) 給 E 一個(gè)高脈沖將數(shù)據(jù)送入液晶控制器，完成寫操作。 圖 8 主程序工作流程圖 結(jié)束 開始 初始化 DS18B20 測出環(huán)境溫度 判斷溫度的檔位 單片機(jī)處理數(shù)據(jù) 控制電機(jī)轉(zhuǎn)速 液晶顯示 武漢理工大學(xué)《專業(yè)綜合》課程設(shè)計(jì)說明書 9 4 仿真以及 性能分析 仿真開始時(shí)， 當(dāng)溫度還為 30 度時(shí)，此時(shí)電燈熄滅， LCD 上顯示的轉(zhuǎn)速為 48 r/min。 圖 9 溫度為 30℃時(shí) 武漢理工大學(xué)《專業(yè)綜合》課程設(shè)計(jì)說明書 10 由圖 10可見，此時(shí)溫度 29℃，低于 30 度，右下角的加熱設(shè)備電燈點(diǎn)亮，同時(shí)隨著溫度的下降，電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速也隨之下降， LCD 顯示屏上顯示為 36 r/min，并顯示了當(dāng)前的溫度以及系統(tǒng)時(shí)間。如圖 11 圖 11 武漢理工大學(xué)《專業(yè)綜合》課程設(shè)計(jì)說明書 12 當(dāng)溫度升高到 41 度時(shí)，開關(guān)狀態(tài)發(fā)生改變，電機(jī)轉(zhuǎn)速也隨溫度升高而線 性升高，為 60 r/min 如圖 12 圖 12 當(dāng)溫度在不同的范圍時(shí)，題目中要求電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 800r/s 和 1500r/s，但由于 proteus仿真的直流電機(jī)不能達(dá)到那么高的轉(zhuǎn)速，因此，在仿真的過程當(dāng)中，利用每分鐘多少轉(zhuǎn)來顯示，通過仿真不同的溫度范圍，都能達(dá)到預(yù)定的轉(zhuǎn)速。 在程序中我只設(shè)置了 3 種不同溫度控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，如果需要更 加精確的溫度控制，隨時(shí)可以加上更加精細(xì)的溫度檔數(shù)。”學(xué)習(xí)任何知識，僅從理論上去求知，而不去實(shí)踐、探索是不夠的。 此次的課程設(shè)計(jì)我覺得最基礎(chǔ)的應(yīng)該是 C 語言知識。但當(dāng)時(shí)學(xué)的時(shí)候就只了解一些語法知識，編一些 簡單的程序，至于具體地能應(yīng)用到哪個(gè)方面，從來就沒有去考慮。其時(shí)，當(dāng)時(shí)也并不明白原理性，就連操作也是看了別人的解釋才稍微地明白了那么一點(diǎn)，更不用說去探究各種不同的方法來完成相同的任務(wù)，以此比較它們的性能好壞。 但問題還是會常出現(xiàn)的，我們書本上的 知識都是零散的，這就必須得把它們串起來，然后用 C 語言把它們一一實(shí)現(xiàn)，因此少不了上網(wǎng)查閱各種資料，實(shí)在不懂的就跟同學(xué)們探討，在這個(gè)過程中，大家都可以交流自己的想法，我們學(xué)會了如何去接受別人的觀點(diǎn)，償?shù)搅撕献鞯奶痤^。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了獨(dú)立思考和設(shè)計(jì)的能力，樹立了對知識應(yīng)用的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作和生活 有非常大的幫助，并且提高了自己的動手實(shí)踐操作能力， 使自己充分體會到了在設(shè)計(jì)過程中的成功喜悅。 在沒有做課程設(shè)計(jì)以前，覺得課程設(shè)