【正文】 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 DPTR）時，P2 口送出高八位地址。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問外部據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內容。P3 口：P3 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅動4 個TTL 邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。晶振工作時，RST腳持續(xù)2 個機器周期高電平將使單片機復位。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用作為外部定時器或時鐘使用。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置 “1”，ALE操作將無效。否則，ALE 將被微弱拉高。 PSEN:外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為了執(zhí)行內部程序指令，EA應該接VCC。XTAL1:振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端 復位電路復位使單片機處于起始狀態(tài)，并從該起始狀態(tài)開始運行。內部復位電路在每一個機器周期的S5P2期間采樣斯密特觸發(fā)器的輸出端，該觸發(fā)器可抑制RST引腳的噪聲干擾，并在復位期間不產生ALE信號， 復位電路內部RAM處于不斷電狀態(tài)。外部復位有上電復位和按鍵電平復位。為了便于本設計運行調試，復位電路采用按鍵復位方式。MCS51單片機允許的時鐘頻率是因型號而異的，其典型值為12MHZ。和 XTAL2分別是該反向振蕩放大器的輸入端和輸出端。本設計采用的晶振頻率為12MHZ。在使用外部時鐘時，外部時鐘必須從XTAL1輸入，而XTAL2懸空。 液晶顯示電路液晶顯示電路主要用于當前溫度的顯示和設定時的溫度顯示，以便于工作人員的觀察。 ②、 液晶1602接口信號寫操作時序 通過 RS 確定是寫數(shù)據(jù)還是寫命令。 將數(shù)據(jù)或命令送達數(shù)據(jù)線上，給 E 一個高脈沖將數(shù)據(jù)送入液晶控制器，完成寫操作。而RS、RW、控制液晶的讀寫操作。其原理圖如下所示： 液晶顯示硬件電路 鍵盤硬件電路的設計如圖所示按鍵KEY（INTO）、采用外部中斷方式。 鍵盤電路 溫度傳感器的硬件電路設計 溫度數(shù)據(jù)采集電路主要由數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集被測物體的溫度。P3端口是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向 I／O，每個端口都有第二功能，其輸出緩沖級可驅動(吸收或 輸出電流)4個TTL邏輯門電路。：溫度傳感器DS18b20與單片機只用一根線連接即單總線或one_wire總線。 溫度傳感器硬件電路示意圖 溫度傳感器DS18B20的簡介DS18B20 數(shù)字溫度傳感器是 DALLAS 公司生產的 1－Wire，即單總線器件，具有 線路簡單，體積小的特點。一、 DS18B20 產品的特點 只要求一個端口即可實現(xiàn)通信。實際應用中不需要外部任何元器件即可實現(xiàn)測溫。 數(shù)字溫度計的分辨率用戶可以從 9 位到 12 位選擇。三個管腳，1腳是接地腳，2腳是單總線、可向電源提供電源 、3腳是電源腳。二、 DS18B20 的內部結構 DS18B20 的內部框圖如下圖所示。暫存器包含兩字節(jié)（0和1字節(jié)）的溫度寄存器，用于存儲溫度傳感器的數(shù)字輸出。 （4 ， 暫存器的 6 和 7 字節(jié)器件內部保留使用。使用 寄生電源時，DS18B20 不需額外的供電電源；當總線為高電平時，功率由單總線上的 上拉電阻通過 DQ 引腳提供；高電平總線信號同時也向內部電容 CPP 充電，CPP 在總線低電平時為器件供電。圖 DS18B20 的內部框圖三、 DS18B20 的 4 個主要數(shù)據(jù)部件 光刻 ROM 中的 64 位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼。 光刻 ROM 的作用是使每一個 DS18B20 都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20 的目的。 DS18B20溫度傳感器的存儲器DS18B20溫度傳感器的內部存儲器包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦EEPROM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結構寄存器。在DS18B20出廠時該位被設置為0，用戶不要去改動。由主機發(fā)出的復位脈沖和跟 在其后的由DS18B20發(fā)出的應答脈沖構成。（2） ROM 命令 ROM命令通過每個器件64bit的ROM碼，使主機指定某一特定器件（如果有多個器件掛在總線上）與之進行通信DS18B20 ，每個 ROM 命 令都是 8 bit 長。 五、DS18B20 的信號方式 DS18B20 采用嚴格的單總線通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。除了應答脈沖所有這些信 號都由主機發(fā)出同步信號。（1）初始化序列：復位脈沖和應答脈沖 在初始化過程中，主機通過拉低單總線至少480181。然后主機 釋放總線并進入接收(RX)模式。 DS18B20檢測到這個上升沿后，延時15181。s，通過拉低總線 60181。s 產生應答 脈沖。 圖 DS18B20初始化時序圖 （2）讀和寫時序 在寫時序期間，主機向DS18B20 寫入指令，而在讀時序期間，主機讀入來自 DS18B20 的指令。讀/寫時序如圖 34 所示。主機在寫 1 時序向DS18B20寫入邏輯1，而在寫0時序向DS18B20寫入邏輯0。s，且在兩次寫時序之 間至少需要 1181。兩種寫時序均以主機拉低總線開始。s 內釋放總線，然后由上拉電阻將總 線拉至高電平。s）。s~60181。讀時序 ：DS18B20 只能在主機發(fā)出讀時序時才能向主機傳送數(shù)據(jù)。所有讀時序至少 60181。s 的恢復時間。其傳遞函數(shù)形式為：G(s)=K/（Ts+1）ets電機可以認為是線形環(huán)節(jié)實現(xiàn)對被測物體溫度的控制。：繼電器的通斷通過單片機的I/O的輸出控制，從而控制加熱器、制冷器的啟停，來控制被測物體的溫度。 報警電路圖 串行通信接口電路目前，廣泛使用的串行數(shù)據(jù)接口標準有一，一與一三種。串行通信接口的基本任務是實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式化。具體任務是：1. 進行串并轉換；2. 控制數(shù)據(jù)傳輸速率；3. 進行錯誤檢測；4. 進行TTL與EIA電平轉換；5. 提供一一接口標準所要求的信號線。電平轉換器有232電平轉換和485電平轉換，本設計采用232電平轉換，系統(tǒng)設計采用公司的一接口芯，這是一種標準的一接口芯片。該芯片集成有兩路收發(fā)器，可將單片機輸入的電平轉換為電平發(fā)送給從機，或將從機接收的電平轉換為電平發(fā)送給單片機。系統(tǒng)串口通信電路如下圖所示。設計中選用了雙12V的電源電壓變壓器和四個三端集成穩(wěn)壓器，分別提供+5V、+8V和一5V、8V直流電壓，輸出電流均為1A。變壓器將的市電降壓后再通過整流橋整流之后采用了大容量的電解電容進行濾波，以減小輸出電壓紋波。給各器件提供電源，使其更好的工作。 溫度報警系統(tǒng)電路主機電路、數(shù)據(jù)采集電路、鍵盤顯示電路、電源電路、控制執(zhí)行電路以及掉電保護電路。完成對被測物體的溫度控制。硬件是系統(tǒng)的軀體，軟件則是靈魂，當系統(tǒng)的硬件電路設計好之后，系統(tǒng)的主要功能還是要靠軟件來實現(xiàn)，而且軟件的設計在很大程度上決定了測控系統(tǒng)的性能。近年來，由于硬件的集成度與運算速度的提高，配合相應的軟件，實時性比較容易滿足設計要求；（3）準確性 準確性 準確性對整個系統(tǒng)具有重要意義，尤其是測量系統(tǒng)，系統(tǒng)要進行一定量的運算，算法的正確性和準確性對結果有著直接的影響，因此在算法的選擇、計算的精度等方面都要符合設計的要求。 結合上述編制系統(tǒng)軟件的基本要求，首先討論軟件的設計思想。即整個控制軟件由許多獨立的小模塊組成，它們之間通過軟件接口連接，遵循模塊內部數(shù)據(jù)關系緊湊，模塊之間數(shù)據(jù)關系松散的原則，按功能形成模塊化結構。主模塊的功能是為其余幾個模塊構建整體框架及初始化工作數(shù)據(jù)采集模塊的作用是將轉換的數(shù)字量采集并儲存到存儲器中數(shù)據(jù)處理模塊是將采集到的數(shù)據(jù)進行一系列的處理，其中最重要的是數(shù)字濾波程序控制算法模塊完成控制系統(tǒng)的運輸出控制量。主程序模塊要做的主要工作是上電后對系統(tǒng)初始化和構建系統(tǒng)整體軟件框架，其中初始化包括對單片機的初始化、芯片初始化和串口初始化等。主程序要協(xié)調各個模塊的工作，要把溫度采集、溫度設置、溫度顯示、鍵盤掃描輸入、中斷處理等各個模塊的子程序統(tǒng)一協(xié)調起來，避免混亂打架的現(xiàn)象，要使得溫度控制各個模塊正常的工作。在附錄中給出了系統(tǒng)初始化源程序。單片機再經過相應的數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)采集主要通過DS18b20溫度傳感器采集被測物體的溫度。軟件程序也簡化了很多，數(shù)據(jù)采集模塊的程序流程：數(shù)據(jù)采集的程序初始化即DS18b20的程序初始化→采集溫度→等待溫度轉換→讀取溫度送給單機處理，： 溫度采集流程圖 中斷處理軟件設計功能實現(xiàn)模塊主要由中斷處理子程序、鍵盤處理子程序、顯示子程序等部分組成。外部中斷INT0是優(yōu)先級最高，優(yōu)先級高于其他的四個中斷，外部中斷0響應用于退出溫度設置界面，恢復到當前溫度采集界面，進行溫度采集、顯示以及判斷是否越限并是否輸出報警等功能，其流程：開始→程序初始化→等待中斷→跳出溫度設置界面→執(zhí)行相應的程序。當鍵松開時，開關斷開。對于按鍵消抖的具體措施目前有兩種:一是用硬件電路來實現(xiàn)，即用濾波電路濾除抖動或用觸發(fā)器消除抖動。本文采用的就是軟件延時消抖的方法。（2）濾波消抖數(shù)字濾波是將一組輸入數(shù)字序列進行一定的運算而轉換成另一組輸出數(shù)字序列的方法，采用軟件濾波算法不需要增加硬件設備，可靠性高，功能多樣，使用靈活，但是要占用一定的處理器運行時間。程序判斷濾波法首先要從經驗出發(fā)，定出一個目標參數(shù)最大可能的變化范圍。該算法適用于變化緩慢的物理參數(shù)的采樣過程。該算法適用于抑制隨機千擾。算術平均濾波不能將明顯的脈沖干擾消除，只是將其影響削弱，因此本設計不采用此方法。顯示設定的溫度范圍和被測物體的當前溫度，本次設計使用的 1602 液晶顯示器為 5V 電壓驅動，帶背光可調，可顯示兩行字符，每行16個字符，不能顯示漢字，內置 128 個字符的 ASCII 字符集字庫，也可以自定義字符，只有并行接口，無串行接口。其流程：開始→液晶顯示初始化→檢測忙碌信號→寫入顯示RAM地址→寫入顯示的數(shù)據(jù)→顯示在液晶上→結束，： 液晶顯示程序流程圖 報警的軟件設計本文中所設計的報警電路較為簡單，由一個自我震蕩型的蜂鳴器（只要在蜂鳴器兩端加上超過3V的電壓，蜂鳴器就會叫個不停）和一個發(fā)光二極管組成。在我們所要求的溫度達到一定的上界或者下界時，報警電路開始工作。 報警程序流程圖 溫度部分軟件設計 DS18B20的一線工作協(xié)議流程是：初始化→ROM操作指令→存儲器操作指令→數(shù)據(jù)傳輸。故主機控制DS18B20完成溫度轉換必須經過三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進行復位，復位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預定的操作。程序主要函數(shù)見附錄。： 溫度獲取程序流程圖第4章 調試和仿真 系統(tǒng)的調試硬件電路調試，先用proteus仿真之后，在去買好元器件清單，焊接電路。 系統(tǒng)軟件程序調試，程序調試先在KEIL軟件里寫好各模塊程序，在一個個子程序調試，結合proteus仿真成功后，再將所有的程序拼在一起調試，軟件調試注意的主要是定時中的的初始化，算好中斷時間，還有按鍵程序，看是否讀取得到相應的電平，其他的就沒沒什么了吧。在走出校園，邁向社會之即，把握今天，才學能創(chuàng)造未來。在完成畢業(yè)設計的這段時間里，我收獲頗多。主要做了下面幾點較突出的工作：一、通過查閱相關資料，詳細了解了AT89C51單片機的原理，明確了設計采用的元件，明確了研究目標。三、在這次課程設計的過程中，進一步學習了單片機的基本使用，感到了單片機對復雜電路設計的重要性。課程設計收獲很多，比如學會了查找相關資料，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，讓自己的設計思想也不斷得到修正和提高。進行課程設計，是在專業(yè)知識的指導下，通過各種方式，解決一些實際性的問題。附錄一 程序源代碼include //頭文件include