【正文】 .............................................. 23 系統(tǒng)操作說明 ................................................................................................................ 24 數(shù)據(jù)測試 ........................................................................................................................ 24 結 論 ........................................................................................................................................... 25 致 謝 ........................................................................................................................................... 26 參考文獻 ....................................................................................................................................... 27 附錄 A ........................................................................................................................................... 28 附錄 B ........................................................................................................................................... 32 1 第 1章 緒 論 選題的目的和意義 溫度控制系統(tǒng)可以說是無所不在 ， 熱水器系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、冰箱、電煲電風扇等家電產品以至手持式高 速高效的計算機和電子設備，均需要提供溫度控制功能。s attention. Heater temperature control system design of the system of hot water is AT89S52 MCU core, the realization of humanputer dialogue temperature and 4 buttons displayed by the 3 digital tube, using a single bus temperature conversion realtime collection of temperature chip DS18B20 and through the digital tube display, and provide various operation indicator lamps are used to indicate the system present status, such as: temperature setting stop heating, heating, etc., the whole system to set the temperature and control mode of operation through the four buttons, can be used for the water heater temperature control system and water dispensers and other electrical circuit. The water heater temperature control system based on single chip is not only easy to control, simple and flexible and other advantages, and can greatly improve the performance index of the product, improve the quality and quantity of products. Keywords： AT89S52。 采用單片機的 熱水器溫 度控制系統(tǒng) 不僅具有控制方便，簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高產品的性能比指標，提高產品的質量和數(shù)量。 I 摘 要 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，單片機技術應用已經(jīng)成為高、新科學技術的重要內容和標志之一，它在國民經(jīng)濟的各個領域正在發(fā)揮著引人注目的作用。 本系統(tǒng)設計熱水器溫度控制系統(tǒng) 是 以單片機 AT89S52 為核心，通過 3 個數(shù)碼管顯示溫度和 4 個按鍵實現(xiàn)人機對話，使用單總線溫度轉換芯片 DS18B20 實時采集溫度并通過數(shù)碼管顯示，并提供各種運行指示燈用來指示系統(tǒng)現(xiàn)在所處狀態(tài)，如：溫度設置、加熱、停止加熱等，整個系統(tǒng)通過四個按鍵來設置加熱溫度和控制運行模式 ， 可以用于熱水器溫度控制系統(tǒng)和飲水機等各種電器電路中 。 關鍵詞 ： AT89S52； DS18B20； 溫度控制系統(tǒng) II III Abstract With the development of the national economy, the application of SCM technology has bee one of the important content and symbol of high, new science and technology in all fields of the national economy, it is playing the role of attract sb.39。 DS18B20。以計算機為例，當中的中央處理器的運行速度愈快，所耗散的熱量便愈多，為免計算機系統(tǒng)過熱而受損，有關系統(tǒng)必須加強溫度過高保護功能。現(xiàn)在常用的溫度傳感器芯片不但功率消耗低、準確率高，而且比傳統(tǒng)的溫度傳感器有更好的線性表現(xiàn)，最重要的一點是使用起來方便。智能溫度控制系統(tǒng)的設計是為了滿足市場對成本低、性能穩(wěn)定、可遠程監(jiān)測、控制現(xiàn)場溫度的需求而做的課題，具有較為廣闊的市場前景。近兩年，國內也出現(xiàn)了許多高精度的溫度控制系統(tǒng)產品，但相對于用戶來說，價格還是偏高。尋求性能可靠、價格低廉，且應用廣泛的元器件是生產過程的首先要考慮的問題，因此設計 一 種控制簡單、精度較高、價格 低廉的控制系統(tǒng)會有很好的發(fā)展前景 。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息并進行指示、記錄和控制。目前正開發(fā)和研制計算機數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。 2. 國內溫度測控系統(tǒng)研究 我國對于溫度測控技術的研究較晚，始于 20 世紀 80 年代。我國溫度測控設施計算機應用，在總體上正從消化吸收、簡單應用階段向實用化、綜合性應用階段過渡和發(fā)展。我國溫度測量控制現(xiàn)狀還遠遠沒有達到工廠化的程度，生產實際中仍然有許多問題困擾著我們，存在著裝備配套能力差，產業(yè)化程度低，環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享和可靠性差等缺點。 1. 功能實現(xiàn) 本設計的目的是以單片機為核心設計出一個溫度采集系統(tǒng)。 綜合運用能力，學習論文的寫作方法和步驟。 2. 方案設計 本系統(tǒng)采用了單片機 AT89S52，利用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 對環(huán)境進行測溫，同時采用 MAX7219 驅動六位 7 段共陰極數(shù)碼管，同時還采用 EEPROM對溫度上下限進行存儲，此外還有鍵盤設備來實現(xiàn)溫度上下限值的設置，紅綠燈報警溫度的越線，繼電器和電機對溫度進行調整等來實現(xiàn)該溫度控制器的智能化。 圖 11 系統(tǒng)硬件結構 AT89S52 EEPROM 按鍵 繼電器 電機驅動 LED 顯示 報警電路 溫度傳感器 DS18B20 MAX7219 3 第 2章 系統(tǒng)總體設計 當將單片機用作測控系統(tǒng)時，系統(tǒng)總要有被測信號的輸入通道，由計算機拾取必要的輸入信息。 系統(tǒng)需求及可行性分析 溫度傳感器 DS18B20 從設備環(huán)境的不同位置采集溫度，單片機 AT89S5 獲取采集的溫度值，經(jīng)處理后得到當前環(huán)境中一個比較穩(wěn)定的溫度值，再根據(jù)當前設定的溫度上下限值，通過加熱和降溫對當前溫度進行調整。當由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感頭出現(xiàn)故障導致在一段時間內不能將環(huán)境溫度調整到規(guī)定的溫度限內的時候，單片機通過三極管驅動揚聲器發(fā)出警笛聲。 本系統(tǒng)的設計方案和步驟如下 ： (1) 根據(jù)需求按照系統(tǒng)的功能要求，逐級劃分模塊。 (3) 確定軟件開發(fā) 環(huán)境，選擇設計語言，完成模塊功能設計，并分別調試通過。 首先接通電源系統(tǒng)開始工作，系統(tǒng)開始工作后，通過按鍵設定溫度值的上限值和下限值，確定按鍵將設定的溫度值存儲到指定的地址空間，溫度傳感器開始實時檢測，調用顯示子程序顯示檢測結果，調用比較當前顯示溫度值與開始設定的溫度值比較，如果當前顯示值低于設定值就通過繼電器起動加熱裝置，直到達到設定值停止加熱，之后進行保溫 ，如果溫度高于上限進行報警。 本次設計主要思路是通過對單片機編程將由溫度傳感器 DS18B20 采集的溫度外加驅動電路顯示出來，包括對繼電器的控制，進行升溫，當溫度達到上下限蜂鳴器進行報警。 所接的發(fā)光二極管用于表示加熱狀態(tài)， 所接的發(fā)光二極管用于表示保溫狀態(tài)。 是溫度信號線。 AT89S52 AT89S52 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。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng) 可編程，亦適于常 規(guī)編程器。 采用 40 引腳雙列直插封裝 (DIP)的 AT89S52單片機引腳分配如 圖 31 所示。 2. 引腳功能 (1) P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。對 P0 端口寫 “1”時，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下， P0 具有內部上拉電阻。程序校驗時，需要外部上拉電阻。對 P1 端口寫 “1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)和定時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入。對 P2 端口寫 “1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器 (例如執(zhí)行 MOVX A,DPTR)時， P2口送出高八位地址。對 P3 端口寫 “1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 RST：復位輸入。 ALE/PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE(地址鎖存允許 )輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。如有必要，可通過對特殊功能寄存器 (SFR)區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE禁止位無效 。 EA/VPP：外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器 (地址為 0000HFFFFH)，EA 端必須保持低電平 (接地 )。如 EA 端為高電平 (接 Vcc 端 )， CPU 則執(zhí)行內部程序存儲器的指令。 7 單片機最小系統(tǒng)電路 單片機最小系統(tǒng)有復位電路和振蕩器電路。因為該腳不接時為低電平，單片機將直接讀取外部程序存儲器，而系統(tǒng)沒有外部程序存儲器，所以 VPEA/ 必須接 VCC。 鍵盤電路 鍵盤是單片機應用系統(tǒng) 中的主要輸入設備，單片機使用的鍵盤分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。因此使用方便，但硬件較復雜。非編碼鍵盤中鍵的數(shù)量較少，硬件簡單，在單片機中應用非常廣泛。由視覺暫留 ， 只要我們的延時時間足夠短，就能夠使得數(shù)碼的顯示看起來非常的穩(wěn)定清楚 ， 過程如 表 31 所示 。第三位數(shù)碼管靜態(tài)顯示符號 “℃ ”。 右上角的紅色 LED 是電源指示燈； 數(shù)碼管右邊的紅色 LED 是加熱指示燈，當剛開機或溫度降到設定溫度 5℃ 以下時，該燈會亮，表示目前處于加熱狀態(tài)；當溫度上升到設定溫度時，該 LED 滅，同時數(shù)碼管右邊的綠色 LED 亮，表示目前處于保溫狀態(tài)，用戶可以使用熱水器；當溫度再次下降到設定溫度 5℃ 以下時，綠色 LED 滅，紅色加熱的 LED 燈亮 ， 不斷循環(huán)。 Dallas 半導體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 是世界上第一片支持 “ 一線總線 ” 接口的溫度傳感器。 DS18B DS1822 “ 一線總線 ” 數(shù)字化溫度傳感器同 DS18B20 一樣， DS18B20 也支持 “ 一線總線 ” 接