【正文】 33 查找元件 在“ Results”欄中的列表項中，雙擊“ AT89C51”，則可將“ AT89C51”添加至對象選擇器窗口。如圖 34 所示。若對象位置需要移動，將鼠標(biāo)移到該對象上，單擊鼠標(biāo)右鍵，該對象的顏色變至紅色，表明該對象 已被選中，按下鼠標(biāo)左鍵，拖動鼠標(biāo)，將對象移至新位置后，松開鼠標(biāo)，完成移動操作。 圖 35 放置元件 元器件之間的連線 Proteus 具有線路自動路徑功能 (簡稱 WAR)，當(dāng)選中兩個連接點后， WAR 將選擇一個合適的路徑連線。例如，在 LCD 紅色引腳處引出起點，連接到單片機對應(yīng)引腳。 同理，可以完成其它連線。 圖 36 連線 8 給總線或應(yīng)連接而不便連接的導(dǎo)線貼標(biāo)簽 單擊繪圖工具欄中的導(dǎo)線標(biāo)簽按鈕 ，使之處于選中狀態(tài)。表明找到了可以標(biāo)注的導(dǎo)線，單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出編輯導(dǎo)線標(biāo)簽窗口，如圖 38 所示。如圖 39 所示。 圖 39 編輯好的標(biāo)簽 加入電源、接地 單擊工具欄中按鈕 ， 出現(xiàn)如圖 310 后選擇 POWER 或 GROND，將電源或接地符號放置在相應(yīng)引腳上。 圖 310 選擇電源或地 9 圖 311 放置電源或地 在繪制過程中如需刪除元器件或?qū)Ь€、標(biāo)簽等，用右鍵雙擊需要刪除的對象即可。根據(jù)實際要求可不斷修改。 主要性能參數(shù)： ? 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 ? 4K 字節(jié)可重復(fù)擦寫 FLASH 閃速存儲器 ? 1000 次擦寫周期 ? 全靜態(tài)操作： 0Hz— 24MHz ? 三級加密程序存儲 器 ? 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM ? 32 個可編程 I/O 口線 ? 2 個 16 位定時 /計數(shù)器 ? 6 個中斷源 ? 可編程串行 UART 通道 ? 低功耗空閑和掉電模式 引腳功能： VCC(40)：電源電壓 GND(20)：接地 P0 口 (3239)： P0 口是一個 8 位雙向 I/O 接口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時 ,這組口線分時轉(zhuǎn)換地址 (低 8 位 )和數(shù)10 據(jù)總線復(fù)用。作為輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 P2 口 (2128)： P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路，對端口 P2 寫 “ 1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高 電平時，此時可作輸入口。在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時 ， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 P3 口 (1017)： P3 是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路，對端口 P3 寫 “ 1” 時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口，此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。 圖 312 復(fù)位電路 XTAL1(19)：振蕩器反相放大器的輸入端及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。通過 XTAL XTAL2 外接晶振后，即可構(gòu)成自激振蕩器，驅(qū)動內(nèi)部時鐘發(fā)生器向主機提供時鐘信號。 圖 313 震蕩電路 外部時鐘電路 在時間控制中，如果用系統(tǒng)的定時器設(shè)計時鐘，當(dāng)偶然掉電或晶振的誤差都會造成時間的錯亂，因此本設(shè)計采用 DS1302 構(gòu)成時鐘電路。采用三線接口與 CPU 進行同步通信，這里與單片機的 、 、 口連接，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。 DS1302 可以用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄，可以同時記錄數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄方式是定時采樣，不能記錄時間，因此，只能記錄數(shù)據(jù)而無法準(zhǔn)確記錄其出現(xiàn)的時間；若采用單片機計時，一方面需要采用計數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，耗費單片機的資源。 本設(shè)計將 DS1302 芯片作為一個擴展?，F(xiàn)代的溫度傳感器已經(jīng)走向數(shù)字化、微型化、集成化。 在 Proteus 中溫度傳感器 DS18B20 的元件圖形及實物圖如圖 315 所示。其特性如下： （ 1）只要求一個端口即可實現(xiàn)通信。 （ 3）實際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實現(xiàn)測溫。 （ 5）數(shù)字溫度計的分辨率用戶可以從 9 位到 12 位 選擇。 （ 7）支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。 如果需要控制多個 DS18B20 進行溫度采集，只需將 DS18B20 的 I/O 口都連到一起。 D S 1 8 B 2 0 D S 1 8 B 2 0 D S 1 8 B 2 04 .7 KGN D GN D GN DVC CVC C單 片機.... 圖 316 DS18B20 多點測溫 DS18B20 的引腳功能為： DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端； GND 為電源地； VCC 為外接供電電源輸入端 。如圖 315 所示。 DS18B20在出廠時默認設(shè)置為 12位，最高位為符號位，溫度值共 11位。而當(dāng)前 5位為 0時，讀取的溫度為正值，讀到的數(shù)值直接乘以 。復(fù)位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 500微秒，然后釋放， DS18B20 收到信號后等待 16～ 60 微秒左右，后發(fā)出 60～ 240 微秒的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號表示復(fù)位成功。 ② 在用 DS18B20進行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計時要充分考慮 總線分布電容和阻抗匹配問題。 ③向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序要等待 DS18B20 的返回信號，假如某個DS18B20 接觸不好，當(dāng)程序讀該 DS18B20 時，將沒有返回信號，程序會進入死循環(huán)。 顯示模塊 LED 顯示器接口電路 常用的 LED 顯示器有 LED 狀態(tài)顯示器（俗稱發(fā)光二極管） LED 七段顯示器（俗稱數(shù)碼管和 LED 十六段顯示器，發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài)，用于系統(tǒng)顯示；數(shù)碼管用于 數(shù)字顯示； LED 十六段顯示器，用于字符顯示） 1．?dāng)?shù)碼管結(jié)構(gòu) 數(shù)碼管由 8 個發(fā)光二極管（以下簡稱字段）構(gòu)成，通過不同組合可用來顯示數(shù)字 AF 及小數(shù)點 “.” 。 2. 數(shù)碼管工作原理 共陽極數(shù)碼管的 8 個發(fā)光二級管的陽極（二極管正端）連接在一起。共陰極數(shù)碼管的 8 個發(fā)光二極管的陰極（二極管負端）連接在一起。 14 開關(guān)模塊 本課題溫度設(shè)定由矩陣式鍵盤設(shè)定，鍵盤是一組按鍵的組合，共有 12 個按鍵，分別是 0、 +、 ，電路如圖 318 所示。單片機 AT89C51的 P2 口作為檢測按鍵時用的 I/O 口與矩陣鍵盤兩端都相連，在檢測是否有鍵按下時需人為通過 P2 口送出低電平。檢測時，先送一列為低電平，其余幾列全為高電平，然后輪流檢測一次各行是否有低電平，若某一行有低電平，則可確認當(dāng)前按下的鍵的行列數(shù)。 圖 318 鍵盤模塊 報警模塊 本設(shè)計采用發(fā)光二極管和蜂鳴器作為報警裝置。二極管分別與 、 、 、 相連，蜂鳴器與 連接。 15 圖 319 報警模塊及相應(yīng)管腳連接 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計及調(diào)試 系統(tǒng)程序設(shè)計 Keil 使用“工程”（ Project）的概念，對工程（而不能對單一的源程序）進行編譯 /匯編、連接等操作。 圖 41 新建工程 文件保存類型為 .uv2，如圖 42 所示。如圖 43 所示。出現(xiàn)一個對話框，要求尋找并加入源文件，源文件后綴為 .c 或 .asm，如圖 45 所示。 圖 44 添加源文件 圖 45 源文件 17 DS18B20 測溫程序設(shè)計 DS18B20 的控制指令如下： ① CCH— 跳過 ROM。 ② 55H— 匹配 ROM，發(fā)出此命令后發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對應(yīng)的 DS18B20 并使之做出響應(yīng)。 如果主機只對一個 DS18B20 進行操作（即本設(shè)計這樣的情況），只需用跳過 ROM（ CCH）命令就可進行溫度轉(zhuǎn)換和讀取操作。啟動 DS18B20 進行溫度轉(zhuǎn)換，結(jié)果存入內(nèi)部 9 字節(jié)的 RAM 中。讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的溫度數(shù)據(jù)。發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的第 3 字節(jié)寫上下限溫度數(shù)據(jù)命令，隨后傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。 具體的程序應(yīng)用如下： void dsreset(void) { uint i。 i=103。 ds=1。 while(i0)i。 ⑶ 讀數(shù)據(jù)：① 將數(shù)據(jù)線拉高到 1； ② 延時 2us； ③ 將數(shù)據(jù)線拉低到 0； ④ 延時 6us； ⑤ 將數(shù) 據(jù)線拉高到 1； ⑥ 延時 4us； 18 ⑦ 讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到一個狀態(tài)位，并進行數(shù)據(jù)處理； ⑧ 延時 30us； ⑨ 重復(fù)步驟①～⑨，直到讀取完一個字節(jié)。詳細程序見附錄。本設(shè)計所用初始化指令如下： 寫操作時序： ① 通過 RS 確定是寫數(shù)據(jù)還是寫命令。 ② 讀 /寫控制端設(shè)置為寫模式，即低電平。 ④ 給 E 使能端一個高脈沖將數(shù)據(jù)送入液晶控制器，完成寫操作。 顯示清 0，數(shù)據(jù)指針清 0 write_(0X38)。 設(shè)置開顯示，不顯示光標(biāo) write_(0X06)。 在第一排開始顯示 write_(0xC0)。 for(i=80。i)。 //選擇寫命令模式 RW=0。 P0=c。 //給使能端一個高脈沖 E=0。 第 5 章 總結(jié)與展望 總結(jié) 經(jīng)過半個多學(xué)期的學(xué)習(xí)，基本完成了本次畢業(yè)設(shè)計的預(yù)期要求，熟練掌握了基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計原理，并運用了相關(guān)自動控制原理。同時接觸到了新的硬件并熟悉了這些硬件的資料及使用方法。由于時間的原因，沒有制作硬件電路板。 展望 電熱爐在工業(yè)溫度控制中具有重要作用，結(jié)構(gòu)簡單，用途十分廣泛?，F(xiàn)在的單片機逐漸向嵌入式系統(tǒng)靠攏，使 得控制功能更強大。這種傳感器雖然是單總線結(jié)構(gòu)，但是可以將多個 DS18B20 連接在一根總線上，實現(xiàn)溫度的多點檢測。顯示器LM016L 是 1602 顯示器的一種，用顯示器顯示不僅界面清晰明了，控制也更簡單。 本設(shè)計的課題任務(wù)是顯示實際溫度值、設(shè)定溫度值，并對這兩個溫度進 行比較控制，使實際溫度始終保持在一定范圍內(nèi)。生產(chǎn)中的溫度控制精度會比較高，需要使用先進控制算法，比如模糊 PID 控制。顯示器也有使用溫度的限制，總之，對不同的要求要選用合適的元器件。用單片機控制電熱爐的溫度是一種主流趨勢，并有可能在今后用嵌入式系統(tǒng)來進行溫度控制，采用先進控制算法來進行設(shè)計。 [2]. 李俊 、 張曉東 . 基于單片機的溫濕度檢測與控制系統(tǒng)研究 . 微計算機信息 , 2021,17(3):116118。 [4]. 鄭金輝、張齊、李登紅、帥仁俊 . 基于單片機的數(shù)字溫度測 控系統(tǒng)設(shè)計 . 單片機開發(fā)與應(yīng)用 , 2021,2(23):9395。 [6]. 安宏、姚彩虹、蔣興加 . 用于電熱爐的智能溫控儀的設(shè)計 .自動化儀表 , 2021,29(10):6469。 [8]. 徐鳳霞、趙成安 . AT89C51 單片機溫度控制系統(tǒng) . 齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報 , 2021,20(1):6466。 [10]. 李浩波 . 集散控制系統(tǒng)在黃磷電熱爐生產(chǎn)中的應(yīng)用 . 四川有色金屬 , 2021,4(4):5759。 [12]. 趙巧妮 . Proteus 在單片機仿真中的應(yīng)用 . 自動化技術(shù)與應(yīng)用 , 2021,28(6):113115。 [14]. 郭廷杰 . 日 本新型電熱爐情況綜述 . 工業(yè)爐 ,1994， 2(72):5559。 [16]. 譚浩強 . C 程序設(shè)計 . 北京： 清華大學(xué)出版社 ,1999(2):45364。 [18]. 徐建林 . 熱處理電阻爐爐溫控制系統(tǒng)的分析與仿真 . 金屬熱處理， 2021, 27(11):3338。 [20]. 許麗川 . 過程控制調(diào)節(jié)規(guī)律的研究 單片機溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計制作 . 電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2021。 //溫度傳感器信號線 sbit RS=P1^1。 sbit E=P1^3。 sbit led2=P3^1。 sbit led4=P3^3。 sbit beep=P3^4。 //溫度下限值 uint warn_h=90。 uint temp。 uchar f_temp。 data unsigned char REAL[15]={realtemp: }。139。239。339。439。539。639。739。839。939。039。 39。 39。 //0 到 F 的 16 個鍵植 void delay(uint z)