【正文】 單片機設(shè)計報告 3 三、課程設(shè)計應(yīng)完成的工作 1. 熟悉仿真軟件使用，設(shè)計好各模塊后電腦上進行仿真 2. 仿真無誤后列出清單，購買材料和元件，部分材料需進行加工（除了各種芯片外，了解下有無其他方便的諸如 5v 電源接口等的器件） ，進行二次排線布局，方便焊接 5 進行模擬測試 四、課程設(shè)計進程安排 序號 設(shè)計各階段內(nèi)容 地點 起止日期 1 硬件、軟件設(shè)計 大 學(xué) 城工 學(xué)三 號 館308 12 月 23~27 日 2 焊接電路板 大 學(xué) 城工 學(xué)三 號 館308 12 月 28~30 日 3 軟件、硬件調(diào)試 大 學(xué) 城工 學(xué)三 號 館308 12 月 30~1 月 1 日 4 撰寫說明書 宿舍 1 月 1 日 5 答辯 大 學(xué) 城工 學(xué)三 號 館105 1 月 2 日 五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻 DS18B20 驅(qū)動運行方法及內(nèi)部工作原理 單片機運行基本接線電路 發(fā)出任務(wù)書日期： 2020 年 12 月 24 日 指導(dǎo)教師簽名 ： 計劃完成日期： 2020 年 1 月 2 日 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章： 主管院長簽章： 單片機設(shè)計報告 4 基于 STC89C52 單片機的高檔飲水機加熱控制系統(tǒng)設(shè)計報告 摘要： 本次課程設(shè)計的目標(biāo)是通過 52 單片機芯片控制溫度傳感器 DS18B20 獲得溫度數(shù)據(jù)，并結(jié)合實際飲水 機使用情況和問題，設(shè)置多種加熱模式，實現(xiàn)不同加熱要求。 關(guān)鍵字 加熱控制； STC89C52 單片機； DS18B20；編程 一、引言： 傳感器已經(jīng)成為現(xiàn)代科技不可缺少的一部分，傳感器就像人的五官，可以獲得如圖像信息，聲音信息，壓力信息，溫度信息等各種外界信息。溫度作為各種元器件、機器、動物等正常工作或生活的條件，使得溫度的檢測和控制非常重要。本設(shè)計針對加熱控制系統(tǒng)與飲水機的結(jié)合，設(shè)計成飲水機加熱控制系統(tǒng)， 課題意義 加熱控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對溫度的控制，確保環(huán)境或物體達到指定的溫度或者保持指定的溫度，而本設(shè)計的加熱系統(tǒng)有多重加熱模式，其中除了基本的煮沸功能外，還有時間段加熱功能、溫水功能和智能加熱功能，通過后面幾個功能，可以實現(xiàn)飲水機的節(jié)能工作和防止千滾水的要求，同時又不妨礙正常的飲水。希望達成的目標(biāo)： 監(jiān)測環(huán)境溫度，并顯示在數(shù)碼管上 可以通過按鈕，選擇 4 種不同的工作模式（假設(shè)室溫 25 度，加熱代表繼電器導(dǎo)通，待機代表繼電器截止） 模式 0：先加熱到 95 度，進入待機狀態(tài)，冷卻到 65 度時加熱，并 95 度時待機，循環(huán)下去。 模式 2：加熱到 75 度后待機，之后當(dāng)溫度低于 60 度時開始加熱，加熱到 75讀待機。使溫度維持在 65 度左右。①待機到 65 度時加熱到 95 度②待機到 50 度后加熱到 95 度③待機到40 度后加熱到 95 度④待機到室溫時加熱到 95 度。按鍵負(fù)責(zé)選擇不同的工作模式，單片機設(shè)計報告 6 單片機負(fù)責(zé)接收溫度傳感器的監(jiān)測到的溫度并處理成 10 進制數(shù)，數(shù)碼管顯示監(jiān)測到的溫度，繼電器由溫度和當(dāng)前工作模式?jīng)Q定是否開啟。 圖 系統(tǒng)組成框圖 主要設(shè)計軟件 KEIL 編程軟件對加熱控制系統(tǒng)的程序進行編程并調(diào)試 ISIS 仿真軟件上進行仿真和調(diào)試 三．硬件設(shè)計 各部分硬件設(shè)計及其原理 STC89C52 簡介 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門狗定時器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810加熱模式 0 加熱模式 1 加熱模式 2 加熱模式 3 模式選擇 單 片 機 溫度傳感器 數(shù)碼管 繼電器 定時器（模式 1） 外部中斷（模式 3） 單片機設(shè)計報告 7 復(fù)位電路， 2 個 16 位 定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工 串行口 ?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、 定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。最高運作頻率 35MHz， 6T/12T 可選。需要注意的是，這種數(shù)碼管的引腳分布與一個數(shù)碼管不同。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或者陶瓷諧振器一起構(gòu)成自然振蕩器。對外接 電容 C1， C2 雖然沒有什么嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。石英晶振器電路圖如下： 圖 單片機外部振蕩電路 溫度傳感器監(jiān)測電路 溫度傳感器的接線非常簡單，只需接上 vcc 和地，并將 dq 端接到雙向口上即可（ p2的不行），另外，溫度傳感器在一開始工作時不穩(wěn)定，如果需要讀取一開始的環(huán)境溫度的話，需要添加一定的延遲時間（約 1s）。為了使驅(qū)動繼電器，需要用三極管將驅(qū)動電流放大，同時為了避免截止時線圈產(chǎn)生較大電流擊穿三極管，加入整流二極管。 圖 繼電器工作接線圖 加熱方式選擇電路 加熱方式選擇電路由簡單的按鈕 1（ ）和按鈕 2(）以及 4 個 led 燈組成。當(dāng)選擇好工作模式后，再按下按鈕 1，單片機就會根據(jù)編好的程序和選擇的工作模式，控制其他工作模塊的工作。 首先需要 簡單說明下 DS18B20 的一些主要內(nèi)部結(jié)構(gòu)，傳感器監(jiān)測到的溫度會放在圖 所示的暫存寄存器的 0,1 字節(jié)里，因此讀溫度就是度這里的溫度。 12 精度下，高字節(jié)和低字節(jié)存放的情況如圖 所示，需要特別注意的是，每個字節(jié)里的溫度數(shù)值是高位在后，低位在前，即如 7（ 110110111）在里面是 11101011，在處理時務(wù)必小心，同時最高 5 位表示為 0 表示數(shù)值為正，為 1 表示數(shù)值為負(fù)。 因為本課程設(shè)計主要用 18B20 的出廠設(shè)置，所以無需初始化程序，初始化程序主要用于控制精度，如果選擇 12 位精度則不需要，可以簡化許多。 五．心得總結(jié) 心得 ：看書不如練習(xí)好，練習(xí)不如動手好，這次課程設(shè)計，因為上課學(xué)習(xí)得比較認(rèn)真，課后也有練習(xí)，所以想著最好能做一個題目里沒有的課程設(shè)計，注意到日常飲水機經(jīng)常忘記關(guān)，所以弄個這樣的加熱控制系統(tǒng)。 單片機設(shè)計報告 13 其實通過這次課程設(shè)計，更深一層次的收獲還是學(xué)會怎樣學(xué)習(xí)器件的使用，比如溫度傳感器，需要用到什么就獲取自己需要的信息就好，其它不相關(guān)的可以忽略，以后學(xué)習(xí)使用其它傳感器或者器件，也應(yīng)該采取這種方法，弄懂了不需要弄懂的東西只是浪費時間。 總結(jié)：本次課程設(shè)計的最終結(jié)果比較好，要實現(xiàn)的功能都實現(xiàn)了，只是焊接的時候不熟悉數(shù)碼管的管腳，查閱了錯誤的資料，導(dǎo)致焊錯，最后焊得很難看，而且雙位數(shù)碼管需要接的限流電阻應(yīng)該比較小，用了 750 歐姆的限流電阻結(jié)果數(shù)碼管顯示很暗。 六．參考文獻 [1] 《單片機應(yīng)用及 C51 程序設(shè)計》，機械工業(yè)出版社，陳濤 [2] 《 C 程序設(shè)計》，清華大學(xué)出版社，譚浩 [2] 《 DS18B20 全套中文資料》，傳誠科技， 七、附錄： 附錄 1：源程序 include include include define uc unsigned char define ui unsigned int define ht 25 define lt 20 sbit led0=P3^4。 單片機設(shè)計報告 14 sbit led2=P3^6。 sbit dq=P1^0。 //繼電器控制 sbit k1=P3^0。 sbit k3=P3^2。 sbit dj=P1^5。 //加熱狀態(tài)指示燈