【正文】 ............................................................................................... 20 第 5 章 系統(tǒng)的控制 ............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 LCD 顯示電路的控制 ............................................................................................. 20 第 6 章 全文總結(jié) ................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 社會效益分析 .......................................................................................................... 21 致謝 ......................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 7 VIII 設(shè)計背景 溫度控制廣泛 應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活中，人們使用溫度計來采集溫度，通過人工操作加熱、通風和降溫設(shè)備來控制溫度，這樣不但控制精度低、實時性差，而且操作人員的勞動強度大。在某些行業(yè)中對溫度的要求較高，由于工作環(huán)境溫度不合理而引發(fā)的事故時有發(fā)生。為了避免這些缺點，需要在某些特定的環(huán)境里安裝數(shù)字溫度測量及控制設(shè)備。本設(shè)計是一個數(shù)字溫度測量及控 制系統(tǒng)，能測柜內(nèi)的溫度，并能在超限的情況下進行控制、調(diào)整，并報警。 電路的總體工作原理 溫度控制系統(tǒng)采用 AT89S51 八位機作為微處理單元進行控制。溫度傳感器把采集的信號與單片機里的數(shù)據(jù)相比較來控制溫度控制器。 題目分析 本設(shè)計是一個數(shù)字溫度控制系統(tǒng)，能測量溫度，并能在超限的情況下進行控制、調(diào)整，并報警。當溫度高于設(shè)定的溫度時（ 60℃），打開降溫裝置進行調(diào)整使溫度在設(shè)定的范圍內(nèi)。同時要求能設(shè)定溫度。設(shè)計中采用單片機來控制溫度，因此要有溫度的采集電路，鍵盤顯示電路，溫控電路，報警電路等幾個部分。 溫度傳感器的選擇 采用模擬集成溫度傳感器 集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器，它是將溫度傳感器集成在一個芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用 IC。 X 圖 21 是 AD590 用于測量熱力學溫度的基本應(yīng)用電路。但由于 AD590 的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應(yīng)對電路進行調(diào)整?；蛟谑覝叵?(25℃ )條件下調(diào)整電位器 ,使 0V =+25=（ mV）。 AD590 把被測溫度轉(zhuǎn)換為電流再通過放大器和 A/D 轉(zhuǎn)換器，輸出數(shù)字量送給單片機進行溫度控制。目前，已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器 (CPU)、隨機存取存儲器 (RAM)和只讀存儲器 (ROM)。溫度傳感器作為從機可通過專用總線接口與主機進行通信。典型 產(chǎn)品有 DS18B20,智能溫度控制器適配各種微控制器 ,構(gòu)成智能化溫控系統(tǒng) 。 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器 ,具有 3 引腳 TO－ 92 小體積封裝形式 。多個 DS18B20 可以并聯(lián)到 3根或 2根線上， CPU 只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 通 信 ,占用微處理器的端口較少 ,可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。 DS18B20 的精度較差為177?，F(xiàn)場溫度直接以 “ 一線總線 ” 的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。使您可以充分發(fā)揮 “ 一線總線 ” 的長處。 由于 DS18B20 將溫度傳感器、信號放大調(diào)理、 A/D 轉(zhuǎn)換、接口全部集成于一芯片，與單片機連接簡單、方便，與 AD590 相比是更新一代的溫度傳感器，所以溫度傳感器采用 DS18B20。 LED 雖然價格便宜，但在現(xiàn)代的許多儀表、各種電子產(chǎn)品中逐漸被 LCD 所取代。 LCD 液晶顯示器是一種低壓、微功耗的顯示器件，只要 2～ 3 伏就可以工作，工作電流僅為幾微安，是任何顯示器無法比擬的，同時可以顯示大量信息，除數(shù)字外，還可以顯示文字、曲線，比傳統(tǒng)的數(shù)碼 LED 顯示器顯示的界面有了質(zhì)的提高。優(yōu)點為： 1 顯示質(zhì)量高，由于液晶顯示器的每一個點收到信號后就一直保持那種色彩和亮度恒定發(fā)光，因此液晶顯示器的畫質(zhì)高而且不會閃爍。 3 功率消耗小，相比而言液晶顯示器的主要功耗在內(nèi)部電極和驅(qū)動 IC 上，因而耗電量比其他器件要小很多。 單片機的選擇 采用凌陽單片機 隨著單片機功能集成化的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸地由傳統(tǒng)的控制， 擴展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號處理（ DSP， Digital SignalProcessing）等領(lǐng)域。它的 CPU 內(nèi)核采用凌陽最新推出的 181?！痭SP?） ?！痭SP?所形成的 16 位 181?！痭SP?家族）采用的是模塊式集成結(jié)構(gòu)，它以 181。 181。除此之外的其它功能模塊均為可選結(jié)構(gòu)，亦即這種結(jié)構(gòu)可大可小或可有可無。這樣做無疑會使每一種派生產(chǎn)品具有更強的功能和更低的成本。 采用 AT89S51 單片機 由于單片機技術(shù)在各個領(lǐng) 域正得到越來越廣泛的應(yīng)用，世界上許多集成電路生產(chǎn)廠家相繼推出了各種類型的單片機，在單片機家族的眾多成員中， MCS51 系列單片機以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)及高可靠性和高性能價格比，迅速占領(lǐng)了工業(yè)測控和自動化工程應(yīng)用的主要市場，成為國內(nèi)單片機應(yīng)用領(lǐng)域中的主流。通用計算機系統(tǒng)主要用于海量高速數(shù)值運算，不必兼顧控制功能，其數(shù)據(jù)總線的寬度不斷更新，從 8 位、 16 位迅速過渡到 32位、 64 位，并且不斷提高運算速度和完善通用操作系統(tǒng)，以突出其高速 海量數(shù)值運算的能力，在數(shù)據(jù)處理、模擬仿真、人工智能、圖像處理、多媒體、網(wǎng)絡(luò)通信中得到了廣泛應(yīng)用；單片機作為最典型的嵌入式系統(tǒng)，由于其微小的體積和極低的成本，廣泛應(yīng)用于家用電器、機器人、儀器儀表、工業(yè)控制單元、辦公自動化設(shè)備以及通信產(chǎn)品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。 由于 MCS 系列單片機集成了幾乎完善的中央處理單元，處理功能強，中央處理單元中集成了方便靈活的專用寄存器，這給我們利用單片機提供了極大的便利 。由于屬于芯片化的微型計算機，各功能部件在芯片中的布局和結(jié)構(gòu)達到最優(yōu)化，工作也相對穩(wěn)定。因此，測控系統(tǒng)中，使用 51 單片機是最理想的選擇。單片機的開發(fā)環(huán)境要求較低，軟件資源十分豐富，開發(fā)工具和語言也大大簡化。 MCS51單片機很快在我國得到廣泛的推廣應(yīng)用，成為 XIV 電子系統(tǒng)中最普遍的應(yīng)用手段，并在工業(yè)控制、交通運輸、家用電器、儀器儀表等領(lǐng)域取得了大量應(yīng)用成果。 擇為 30pF 左右，該電容的大小會影響到振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。 把 EA 腳接高電平，單片機訪問片內(nèi)程序存儲器，但在 PC 值超過 0FFFH（ 4Kbyte地址范圍）時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器內(nèi)的程序。采用最簡單的外部按鍵復(fù)位電路。 溫度傳感電路設(shè)計 DS18B20 的性能特點： 采用單總線專用技術(shù)，既可通過串行口線，也可通過其它 I/O 口線與微機接口，無須經(jīng)過其它變換電路，直接輸出被測溫度值（ 9位二進制數(shù)，含符號位） 測溫范圍為 55℃ +125℃，測量分辨率為 ℃ 內(nèi)含 64 位經(jīng)過激光 修正的只讀存儲器 ROM 適配各種單片機或系統(tǒng)機 用戶可分別設(shè)定各路溫度的上、下限 內(nèi)含寄生電源。 DS18B20 的管腳排列如圖 所示。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電， I/O 口線要接 5KΩ 左右的上拉電阻 .我們采用的是第一種連接方法 ,如圖 所示 :把 DS18B20 的數(shù)據(jù)線與單片機的 13管腳連接 ,再加上上拉電阻。 DS18B20每一步操作都要遵循嚴格的工作時序和通