1、單片機溫度控制設計 溫度的采集與處理1 緒 論1.1 課題背景隨著農業現代化的發展，設施園藝工程因其涉及學科廣、科技含量高、與人 民生活關系密切，己越來越受到世界各國的重視。這也為我國大型現代化溫室的 發展提供了極好的機遇，并產生巨大的推動作用。我國的現代化溫室是在引進與 自我開發并進的過程中發展起來的。我的溫室大棚技術發展到現在，已經形成了比較完整和全面的體系。虛擬儀 器溫室大棚溫度測控系統是一種比較智能，經濟的方案，適于大力推廣，該系統 能夠對大棚內的溫度進行采集，然后再進行比較，通過比較對大棚內的溫度是否 超過溫度限制進行分析，如果超過溫度限制，溫度報警系統將進行報警，來通知 管理人員大

2、棚內的溫度超過限制，并調節大棚溫度，從而有利于農作物的生長， 以達到提高產量目的。1.2 課題分析1.2.1 國內外溫室控制技術發展概況溫室是一種可以改變植物生長環境、為植物生長創造最佳條件、避免外界四 季變化和惡劣氣候對其影響的場所。它以采光覆蓋材料作為全部或部分結構材料， 可在冬季或其他不適宜露地植物生長的季節栽培植物。溫室生產是以達到調節產 期，促進生長發育，防治病蟲害及提高質量、產量等為目的的。而溫室設施的關 鍵技術是環境控制，該技術的最終目標是提高控制與作業精度。智能溫室系統是 近年來逐步發展起來的一種資源節約型高效設施農業技術，它是在普通日光溫室 的基礎上，結合現代化計算機自控技術

3、、智能傳感技術等高科技手段發展起來的。世界發達國家荷蘭，美國，英國等大力發展集成化的溫室產業，已經研制成 功對溫室內溫度，濕度，光照，氣體交換，滴灌，營養液循環等實現計算機自動 控制的現代化高科技溫室，甚至于育苗，移栽，清洗，包裝等也是實現了機械化，自動化。此外遙感技術(Wireless Tech nology)網絡技術(Tra nsfer Co ntrol Protocel-I nternet Protocol /TCP-，控 制局域網(Ctroller area networ也)逐漸應用于 溫室的管理與控制中。目前，美國已將全球定位系統，遙感遙測等高新技術應用 于溫室生產，由82%的溫室使

4、用計算機進行控制，有67%的農戶使用計算機，其 中27%的農戶還用于網絡技術。英國的智能溫室系統，西班牙和奧地利的遙控溫 室系統都是計算機控制的成功應用，另外，德國已將3S技術(地理信息系統GIS, 全球定位系統GPS和遙感技術RS應用于溫室。我國作為一個農業大國，溫室技術的發展缺比較晚，與國外的技術相比有很 大差距。這主要是我國溫室技術興起的比較晚的緣故，為了提高這方面的技術， 在自 70年代末起，我國先后從日本、美國、荷蘭和保加利亞等國引進了不下40 套的現代化溫室成套設備，雖然引進的這些溫室設備技術領先、設備先進，但在 我國的使用過程中還存在著較為嚴重問題，主要是由于我國自然氣候的特點和

5、引 進的設備不能相符合，導致設備不能發揮作用，加上設備的可改動性不大，因而 很難達到設備對溫室內溫度、濕度等的合理控制。經過多年來的研究和實驗，我 國的溫室大棚技術發展到現在，已經形成了比較完整和全面的體系。但在某些方 面還有欠缺和需要改進地方，譬如說對溫室中溫度因子的控制水平、控制精度以 及控制穩定性方面都有待于進一步的提高。1.2.2 單片機的研究現狀與發展應用單片微型計算機簡稱單片機，又稱微控制器，嵌入式微控制器等，屬于第四 代電子計算機。它把中央處理器、存儲器、輸入輸出接口電路以及定時器計數器 集成在一塊芯片上，從而具有體積小、功耗低、價格低廉、抗干擾能力強且可靠 性高等特點，因此，適

6、合應用于工業過程控制、智能儀器儀表和測控系統的前端 裝置。正是由于這一原因，國際上逐漸采用微控制器代替單片微型計算機這一名 稱。“微控制器”更能反映單片機的本質，但是由于單片機這個名稱已經為國內大 多數人所接受，所以仍沿用“單片機”這一名稱。單片機的主要特點有：(1) 具有優異的性能價格比。(2) 集成度高、體積小、可靠性高。(3) 控制功能強。(4) 低電壓，低功耗。單片機的主要應用領域：由于單片機具有上述顯著的特點，因此，其應用領 域無所不至，在自動化裝置、智能化儀器儀表和家用電器等領域得到日益廣泛的 應用。其典型的應用領域有工業控制，儀器儀表，電信技術，辦公自動化和計算 機外部設備，汽車

7、和節能，制導和導航，商用產品，家用電器等。因此，在本課題設計的溫度測控系統中，采用單片機實現溫度的控制。1.2.3 課題設計的目的及意義由于我國的溫室大棚產業起步比較晚，發展時間短，造成我國的溫室大棚技 術水平比較低，現代化管理程度不高，溫室大棚環境監測條件差等狀況。因此迫 切需要在技術上進一步的進行改進和提高。這種設計方案實現了溫度實時測量、顯示和控制。該系統抗干擾能力強，具 有較高的測量精度，不需要任何固定網絡的支持，安裝簡單方便，性價比高，可 維護性好。這種溫度測控系統可應用于農業生產的溫室大棚，實現對溫度的實時 控制，是一種比較智能、經濟的方案，適于大力推廣，以便促進農作物的生長， 從

8、而提高溫室大棚的畝產量，以帶來很好的經濟效益和社會效益。1.3 課題研究的主要內容及章節安排該系統能夠對大棚內的溫度進行采集，利用溫度傳感器將溫室大棚內溫度的 變化，變換成電流的變化，再轉換為電壓變化輸入模數轉換器，其值由單片機處 理，最后由單片機去控制數字顯示器，顯示溫室大棚內的實際溫度，同時通過比 較，對大棚內的溫度是否超過溫度限制進行分析。如果超過我們預先設定的溫度 限制，溫度報警系統將進行報警，同時自動對大棚內的溫度進行控制。論文的具體章節安排如下：第 1 章緒論，介紹論文的研究背景和意義以及本論文的主要研究內容。第 2 章系統的硬件電路設計，主要介紹器件的選擇、工作原理和注意事項及

9、系統原理圖。第 3 章系統軟件設計，完成系統控制軟件的設計與實現。第 4 章系統的測試，完成對系統的檢測。最后給出了溫度控制系統的運行結果并進行分析，同時提出了系統的優缺 點。系統的總體框圖如 1.1。圖1.1系統總體框圖2 系統硬件電路設計2.1 采集模塊設計2.1.1 傳感器的選擇測量溫度的關鍵是溫度傳感器，溫度傳感器的發展主要大體經過了三個階 段：1、傳統的分立式溫度傳感器（含敏感元件）。2、模擬集成溫度傳感器/控制器。3、智能溫度傳感器。模擬集成傳感器是采用硅半導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。模擬集成溫度傳感器是在20世紀 80年代問世的，它是將溫 度傳感

10、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。模擬 集成溫度傳感器的主要特點是功能單一（僅測量溫度）、測溫誤差小、價格低、響 應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等，適合遠距離測溫、控溫，不需要進 行非線性校準，外圍電路簡單。它是目前在國內外應用最為普遍的一種集成傳感 器，典型產品有AD590, AD592等。模擬集成溫度控制器主要包括溫控開關和可編程溫度控制器，某些增強型集 成溫度控制器中還包含了 A/D 轉換器以及固化好的程序，這與智能溫度傳感器有 某些相似之處。但它自成系統，工作時并不受微處理器的控制，這是二者的主要 區別。智能溫度傳感器（亦稱數字溫度傳感器）是在 20世紀

11、 90年代中期問世的。它 是微電子技術、計算機技術和自動測試技術的結晶。目前，國際上已開始發出多 種智能溫度傳感器系列產品。智能溫度傳感器內部都包含溫度傳感器、A/D轉換 器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產品還帶多路選擇器、中 央控制器（CPU）隨機存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。智能溫度傳感器 的特點是能輸出溫度數據及相關的溫度控制量，適配各種微控制器；并且它是在 硬件的基礎上通過軟件來實現測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發水 平。目前，國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數字式、從集成化向智能化和網 絡化的方向飛速發展。智能溫度傳感器DS18B20正是朝著

12、高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發虛擬傳感器和網絡傳感器、研制單片機測溫系 統等高科技的方向迅速發展。因此，智能溫度傳感器DS18B20乍為溫度測量裝置 己廣泛應用于人民的日常生活和工農業生產中。方案的確定：方案一：采用智能溫度傳感器DS18B20采集數據。方案二：采用鉑電阻溫度傳感器PT10(采集數據。2.1.2 DS18B20簡介1、DS18B20的管腳DS18B20采用3腳PR35封裝或8腳SOIC封裝，其管腳排列圖如圖2.1PR-35封裝I/OGNDNCNC18dS7 一DS18B2036 .45 一SOSI封裝VCCNCNCNC圖2.1 DS18B20封裝圖I/O為數

13、據輸入/輸出端(即單線總線),它屬于漏極開路輸出，外接上拉電阻后, 常態下呈高電平。UDD是可供選用的外部電源端，不用時接地，GND為地，NC 空腳。2、DS18B20的內部結構它主要包括7部分：寄生電源；溫度傳感器；64位激光(loser)RO M與單線 接口；高速暫存器，即便筏式RAM，用于存放中間數據；TH觸發寄存器和TL 觸發寄存器，分別用來存儲用戶設定的溫度上下限值；(6)存儲和控制邏輯；8位 循環冗余校驗碼(ORC發生器。3、DS18B20的控制方法在硬件上，DS18B20與單片機的連接有兩種方法。一種是DS18B20的UDD 接外部電源，GND接地，其I/O與單片機的I/O線相連

14、；另一種是用寄生電源供 電，此時DS18B20的UDD、GND接地，其I/O接單片機I/O。無論是內部寄生 電源還是外部供電，DS18B20的 I/O 口線要接5K左右的上拉電阻。原理圖如圖 2.2。圖2.2采集原理圖4、DS18B20使用的注意事項DS18B20雖然具有系統簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優點， 但在實際使用中也應注意以下問題：(1) 較小的硬件開銷需要相對復雜的軟件進行補償，由于DS18B20與微處理 器間采用串行數據傳送，因此，在對DS18B20進行讀寫編程時，必須嚴格的保證 讀寫時序，否則將無法讀取測溫結果。(2) 在 DS18B20的有關資料中均未提及單總線上

15、所掛DS18B20數量問題，在 單總線上所掛DS18B20超過8個時，就需要解決微處理器的總線驅動問題。(3) 連接DS18B20的總線電纜是有長度限制的。在DS18B20測溫程序設計中，向DS18B20發出溫度轉換命令后，程序總 要等待DS18B20的返回信號，一旦某個DS18B20接觸不好或斷線，當程序讀該 DS18B20時，將沒有返回信號，程序進入死循環。2.1.3 PT10C簡介及原理鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數關系而制成的溫度傳感 器，由于其測量準確度高、測量范圍大、復現性和穩定性好等，被廣泛用于中溫 (-200 C650 C)范圍的溫度測量中。PT10C是一種廣泛應

16、用的測溫元件，在50600C范圍內具有其他任何溫度傳 感器無可比擬的優勢，包括精度高、穩定性好、抗干擾能力強等優點。由于鉑電 阻的阻值與溫度成非線性關系，所以需要進行非線性校正。校正分為模擬電路校 正和微處理器數字化校正，模擬校正有很多現成的電路，其精度不高且易受溫漂 等干擾因素影響，數字化校正則需要在微處理系統中使用，將Pt電阻的電阻值和溫度對應起來后存入EEPROM中，根據電路中實測的AD值以查表方式計算相應 溫度值。本次設計中采用的是精度較高的PT1O0常用的Pt電阻接法有三線制和兩線 制,其中三線制接法的優點是將PT10的兩側相等的的導線長度分別加在兩側的橋 臂上，使得導線電阻得以消除

17、。常用的采樣電路有兩種：一為橋式測溫電路，一 為恒流源式測溫電路。其中圖2.3為三線制橋式測溫電路，2.4為兩線制橋式測溫 電路，2.5為恒流源式測溫電路。原理圖如下。圖2.3三線制接法橋式測溫電路圖2.4兩線制接法橋式測溫電路圖2.5恒流源式測溫電路電路分析:1、橋式測溫電路橋式測溫的典型應用電路如圖2-3和2-4所示(圖2-3和圖2-4均為橋式電路，分 別畫出來是為了說明兩線制接法和三線制接法的區別)。在此我們采用的是三線制 橋式接法。測溫原理：電路采用TL431和電位器VR1調節產生4.096V勺參考電源，采用 R1、R2、VR2、Pt100勾成測量電橋(其中R1=R2, VR2為100

18、Q精密電阻)，當 Pt100勺電阻值和VR2的電阻值不相等時，電橋輸出一個mV級的壓差信號，這個 壓差信號經過運放LM324放大后輸出期望大小的電壓信號，該信號可直接連AD 轉換芯片。差動放大電路中R3=R4、R5=R6、放大倍數= R5/R3運放采用單 一5V供電。設計及調試注意點： 同幅度調整R1和R2的電阻值可以改變電橋輸出的壓差大小；(2) 改變R5/R3的比值即可改變電壓信號的放大倍數，以便滿足設計者對溫度 范圍的要求；(3) 放大電路接成負反饋方式；VR2也可為電位器，調節電位器阻值大小可以改變溫度的零點設定，例如 Pt100勺零點溫度為0C，即0C時電阻為100Q，當電位器阻值調

19、至109.88時， 溫度的零點就被設定在了25C。測量電位器的阻值時須在沒有接入電路時調節， 這是因為接入電路后測量的電阻值發生了改變；(5)理論上，運放輸出的電壓為輸入壓差信號X放大倍數，但實際在電路工 作時測量輸出電壓與輸入壓差信號并非這樣的關系，壓差信號要比理論值小很多； 電橋的正電源必須接穩定的參考基準，因為如果直接VCC的話，當網壓 波動造成VCC發生波動時，運放輸出的信號也會發生改變。2、恒流源式測溫電路測溫原理：通過運放U1A將基準電壓4.096V轉換為恒流源，電流流過Pt100 時在其上產生壓降，再通過運放U1B將該微弱壓降信號放大(圖中放大倍數為10)， 即輸出期望的電壓信號

20、，該信號可直接連AD轉換芯片。根據虛地概念“工作于線性范圍內的理想運放的兩個輸入端同電位”，運放 U1A的“+”和“-”端電位V+ = V=4.096V;假設運放U1A的輸出腳1對地電壓為 Vo,根據虛斷概念，V-和R1均不變，因此圖3-4虛線框內的電路等效為一個恒流源 流過一個Pt100fe阻，電流大小為V- /R1, Pt100h的壓降僅和其自身變化的電阻值 有關。設計及調試注意點：電壓基準源可以采用TL431按圖2-3勺電路產生可調的。(2) 等效恒流源輸出的電流不能太大，以不超過1mA為準，以免電流大使得 Pt10(電阻自身發熱造成測量溫度不準確。(3) 運放采用單一5V供電，如果測量

21、的溫度波動比較大，將運放的供電改為土 15V雙電源供電會有較大改善。(4) 電阻R2、R3的電阻值取得足夠大，以增大運放的U1B的輸入阻抗。2.2轉換模塊設計2.2.1芯片的選擇題目所要求測量度精度為C,測溫的范圍應該為室溫所要求的最高溫度和 最低溫度，即0100C，這就決定了A/D轉換的最低分辨率不低于1/100在此處 用的A/D轉換器為TLC1549它是美國德州儀器公司生產的10位、開關電容、逐 次逼近型模/數轉換器。他采用CMOS工藝，具有2個數字輸入端和1個3態輸出端(芯 片選擇、輸入輸出時鐘和數據輸出)，提供了與主處理器串行端口的3線接口。 管腳圖如圖2.6。REF* 1 USJ V

22、CCANALOG IN 27l/O CLOCKREF-6DATA CUTGND 45cs圖2.6管腳圖2.2.2芯片的特點1、芯片的特點10位分辨率A /D轉換器的特點：具有內在的采樣和保持；采用差分基準電壓 高阻輸入；內系統時鐘；按比例量程校準轉換范圍；總不可調整誤差達到±LSBMax (418mV )2、工作環境(1) 電源電壓范圍：-0.5- 6.5 V(2) 輸入電壓范圍：-0.3-VCC+ 0.3 V 輸出電壓范圍：-O.AVCC+ 0.3 V(4) 正基準電壓： VCC+ 0.1 V(5) 負基準電壓： - 0.1 V(6) 工作溫度范圍(自然通風)：070 C(7) 峰

23、值輸入電流(任何輸入端) ：±20 mA(8) 峰值總輸入電流(所有輸入端) ：±30 mA2.3 存儲模塊設計2.3.1 芯片的選擇AT24C02提供電可擦除的串行1024位存儲或可編程只讀存儲器(EEPROM)25字(8位/字)。特點為：(1) 低壓和標準電壓運行模式；-2.7 (VCC = 2.7V to 5.5V)-1.8 (VCC = 1.8V to 5.5 V)(2) 內建128x8存儲序列；(3) 2線制串行接口；(4) 雙向數據傳送協議，100kHz(1.8V,2.5V,2.7V) 400kH和5V)兼容；(5) 4字頁寫方式；(6) 寫同步時鐘(最大10m

24、s)高可靠性；(7) 不斷推進的芯片等級擴大了設備的可用溫度范圍。2.3.2 芯片的工作原理在本設計中用芯片AT24C02的SDA端與單片機的P2.5口相連,SCL端與單 片機的P2.6 口相連。因為在這個I2C總線上只有一個器件，所以把AT24C02的 地址設為000,即把A0、A1、A2都接地。數據通過SDA、SCL向AT24C02輸 送數據。單片機首先向AT24C02發送寫信號，當確認后從單片機內部的數據儲 存單元提取數據然后向AT24C02的內部地址傳送數據。當顯示溫度時，單片機 首先向AT24C02發送讀信號，然后確認后，單片機從AT24C02內部的地址向單 片機的讀出單元字節讀出數

25、據，供顯示所用。原理圖如圖2.7。1.A0VCC.A1WC-.A2SCL,VSSSDAS8AT24 CO 28765p25-2丄R1 25.1 Kp26R1 35.1 KVCC圖2.7數據存儲原理圖2.4單片機控制模塊單片機軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實現各種控制看法和邏輯控 制。可實現數碼顯示和鍵盤設定等多種功能，原理圖如圖2.&S7AT89 S5 1S4VCCR21OuFp1.0p1.2lp13458P1. 0P1. 1P1.2P1. 3P1.4P1. 5P1.6P1. 7RSTVCCGNDRXD1 0TXD1 11 2SW31 3SW21 4SW11 51 61 710k

26、P3. 0 /RXDP3. 1 /TXDP3. 2 /INTOP3. 3 /INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD圖2.8P0. 0/AD0P0. 1/AD1P0. 2/AD2P0. 3/AD3P0. 4/AD4P0. 5/AD5P0. 6/AD6P0. 7/AD7EAALEPSENP2.7/A1 5P2.6/A1 4P2.5/A1 3P2.4/A1 2P2.3/A1 2P2.2/A1 0P2. 1 /A92PDNG0/A8VCC |-4039 A38 B37 C36 D35 E34 F33 G32 H3 1 VCCTo292827bee26p2625 p25

27、2 4 L4_23 L32 2 L221 L1GND控制電路原理圖IIJ1123456789CON9C31H30pfC230pf丄GND34此方案采用AT89S51單片機系統為核心來對溫度進行實時控制。AT89S51的 極限參數：工作溫度-55C125C，存儲溫度-65C150C，任一引腳對地電壓 1.0V7.0V,最大工作電壓6.6V, ADC輸出電流15.0mA,滿足整體電路設計的 要求。2.5顯示模塊設計顯示器模塊由四位一體的共陰數碼管和1個驅動芯片組成。原理圖如圖2.QVCCO.C-1 D1 Q.2 D2 Q3 D3 Q-4D4 Q.5 D5 Qa nA C-8D8 QU274HC5

28、73A 2H 9B 3C 4D 5E 6F 7G 841 8 RED21 2 RED81 7 RED31 6 RED41 5 RED51 4 RED61 3 RED7R1n3丫14_ea f_c!bg 1LE D叩周1 9 RED1圖2.9顯示模塊原理圖單個LED是由7段發光二極管構成的顯示單元。有10個引腳，對應于7個 段、一個小數點和兩個公共端。在顯示電路中，這些發光二極管有兩種接法：共 陽極接法和共陰極接法。本設計中需要用4個LED組成顯示單元，并采用動態顯 示方式。由于使用4個單個LED進行顯示的連線比較復雜，同時單片機的端口驅 動能力也難以保證,而需要加入專門的驅動芯片。所以，采用了

29、 4個LED連體的、 內部已將其相應段接好的共陰極LED，它具有12個引腳，含7個段和4個公共 端，為提高數碼管的亮度，可在位選線上加入一個三極管驅動電路。由單片機控制的顯示電路中，要選取合適的電阻，才能保證LED的亮度，過 大或者過小都無法讓LED正常顯示。若考慮印制板布線的方便，可以采用貼片電 阻和排阻來節省空間。2.6按鍵模塊設計在一個系統中顯示部分是輸出部分，而按鍵則是系統的輸入部分，操作人員 可以通過鍵盤輸入數據或命令，實現人機通信。現在的設備中把按鍵作為輸入設 備幾乎是必不可少的。按鍵作為控制的輸入其重要性不言而喻。普通的4腿按鍵實際上是分兩組，每組中的兩個是相通，而兩組直接是通過

30、 上面的按鈕來控制通段狀態的。簡單理解成開關就可以了，按下去兩端就形成短 路，松開手就形成開路。單片機就是通過判斷是否短路，而獲得這個按鍵是否被 人按下。原理圖如圖2.10。S3圖2.10按鍵控制電路Titl e2.7報警模塊設計SizeNu mberRev i sio nB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File:石畢亞設計PROT ELwen q ian.d dbDrawn By:鳴器兩端加上超過3V的電壓，蜂鳴器就會叫個不停）。在溫度達到一定的上界 或者下界時（在文中我們設置的上界溫度是100C,下界溫度是0C）,報警電路 開始工作。原理圖如圖2.11。

31、5圖2.11報警電路原理圖3軟件系統設計3.1軟件系統的整體設計本系統軟件采用模塊化設計方法。整個系統由初始化模塊、溫度采集模塊, A/D轉換模塊，顯示、按鍵和報警模塊構成。總體框圖如圖3.1。圖3.1程序設計總體框圖3.2鍵盤/顯示程序設計1、顯示程序段八段LED數碼管顯示原理是通過同名管腳上所加電平的高低來控制發光二 級管是否點亮從而顯示不同字形的。數碼管的顯示分為靜態顯示和動態顯示兩種, 靜態顯示的特點是各LED管能穩定地同時顯示各字形；動態顯示是指LED輪流 地一遍一遍顯示各字符，人們由于視覺器官惰性，從而看到的是各LED似乎在同 時顯示不同字形。為了減少硬件開銷，提高系統的可靠性并降

32、低成本，單片機控制系統通常采 用動態掃描顯示，而在此程序中采用的就是動態顯示。程序流程圖就不再介紹。動態顯示采用軟件法把欲顯示的十六進制數轉換為相應字形碼，故它通常需 要在 RAM 區建立一個顯示緩沖區。顯示緩沖區內包含的存儲單元個數常和系統 中 LED 顯示器的個數相等。顯示緩沖區的起始地址很重要，它決定了顯示緩沖區 在 RAM 中的位置。顯示緩沖區中的每個存儲單元用于存放相應LED顯示管欲顯示字符在字形 碼表中的地址偏移量，故CPU可以根據這個地址偏移量通過查字形碼表找出所需 顯示的字形碼，以便送到字形口顯示。2、鍵盤的處理程序在設計中，對于按鍵的消抖采用了軟件消抖的方法，有效的節約了成本

33、。按 鍵的處理程序流程圖略。4 系統測試系統測試使用的測試工具有：1、DT92N 萬用表一塊；2、+12V 直流電源一個；3、MCS-51C語言編譯器；4、AT89S51串行下載線一條；本設計的測試分為硬件測試和軟件測試兩類4.1 系統硬件測試自制前應先對各元件其質量及參數進行細心的檢測，再根據所需的體積設計 一款合適的線路板。總而言之，良好的元件質量、合適的印板布局是有效提高自 制成功率的保證。用數字集成電路檢測儀對LED數碼管進行檢測，檢測方法由自己確定。(1) 將元器件插入印制板相應位置，并焊接、剪腳。(2) 焊接電源引腳。 在整機調試前還需仔細檢查如下幾個方面：(1) 各級不同的半導體

34、管有無誤裝，管腳安裝是否正確，線路的連接和元件 的安裝是否有誤，電解電容“+” “-”極性是否裝接正確。(2) 輸入輸出是否焊對。(3) 各焊點有無虛焊、漏焊、碰焊，多股線有無斷股。(4) 將歪斜的元件扶直排齊，排除元器件裸線相碰之處。線頭等異物應清理 干凈。4.2 系統軟件測試用Keil uvision2對51系列單片機程序編寫時，可借助該軟件對所編寫的程序 進行調試，將源程序按規定的格式輸入到PC機。手工編寫：這種方法是最原始，但又是一種最簡捷的調試方法，且不必增加 調試設備。這種方法的實質就是按照單片機的一些C語言編程，將源程序輸入計 算機。在進行編程時，要特別注意延時程序、采集數據、計

35、算的程序。必須準確 無誤地計算，以免出錯。同時，在編寫顯示和按鍵程序時需注意以下問題： (1)顯示部分必須要保證顯示無閃爍既無錯誤。(2)在某個鍵按下的時候，被按鍵的簧片總會有輕微抖動，這種抖動常會持續 10ms左右，因此，CPU在按鍵抖動期間掃描鍵盤必然會得到錯誤的鍵號，因此 軟件的消抖對系統的穩定性至關重要。5 總結隨著社會的進步和科學技術的發展，人們越來越重視溫度因素，許多產品對 溫度范圍要求嚴格，而目前市場上普遍存在的溫度檢測儀器大都是單點測量，同 時還有溫度信息傳遞不及時、精度不夠的缺點，不利于控制者根據溫度變化及時 做出決定。因此，一種能夠同時測量多點，并且實時性高、精度高，能夠綜

36、合處 理多點溫度信息的測控系統的設計就成為當今的熱點。本課題就是在這樣的形式 下，提出一種基于單片機的溫度測控系統用于溫室大棚內溫度的控制，以提高大 棚農作物的產量，增加其經濟效益。本次設計主要是針對溫室大棚內溫度因子的檢測與控制，主要涉及單片機、 傳感器等元件的選取與應用，以及鍵盤輸入、顯示電路、報警電路等硬件方面的 設計。這樣由單片機、傳感器及外圍設備組成一個完整的溫室溫度檢測與控制系 統。通過這次制作，我有很大的收獲。首先，在制作過程中使理論和實踐相結合， 加深了對理論知識的理解。理論是在理想狀態下的真理，所以我們應該多實踐， 不能拘泥于理論知識。其次，動手能力有了很大的提高。第三，在P

37、CB制圖中也 學到了許多的東西，整個設計過程加深了我對PROTEL的理解。而且此次設計還 有很多不足之處，由于精力所限此次設計只涉及到了溫度，沒有涉及濕度、CO2 濃度、光照度等的控制，還有待于進一步研究和改進。總之，這次制作使我受益非淺。還有許多需要學習提高的，今后我會更加努1234附錄1:系統的主要原理圖如圖1VCCU41REF+VCCANAIOG IICIOCREF-data oGNDcs5AIN2348tlc1549ut7k6VCCS4S43|4VCCC'10uFRXD10TXD1112SW313SW214SW11516R210k17GNDS7AT89S51P1.0P1.1P1

38、.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTP3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDY112M0281DNGJ140VC3sAP0.0/AD0 39AP0.1/AD1 38B_37C P0.2/Afb P0.3/AD3 門P0.4/AD4P0.5/AD5 34F °6 33G )7 32H_ 31VCCP0.6/ADP0.7/AD dALE30 PSEP2.7/A1P2.6/A1P2.5/A1304567CON9P2.4/A1P2.3/A1P2.2/A1P2.1/AP2.0/ADNG528427

39、32 252 24L42 23L3 °_22L29 21L18BEE26S8A0 A1A2VSSVCCWC3SCL-SDAAT24C02GNDC230pfC330pf圖1原理圖R125.1KR135.1KVCC附錄2:系統的部分程序如下：#in clude<reg52.h>sbit AD_DAT=PMO;sbit AD_CLK=P1A1;sbit AD_CS=PM2;sbit c1=P2A0；sbit c2=P2A1；sbit c3=P2A2;sbit c4=P2A3;sbit SCL=P2A5;sbit SDA=P2A4;un sig ned char time_ nu

40、m;un sig nedchara16=0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0x b6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6,0xee,0x3c,0x 9c,0x7a,0x9e,0x8e;共陰數碼管void init()/50ms 定時(12M)TMOD=0x01;TH0=0xd8;TL0=0xf0;IE=0x82;TR0=1;/*數碼管顯示程序段*/void delay (un sig ned char x)un sig ned int i,j; for(i=0;i<x;i+) for(j=0;j<10;j+);un sig ned int adjust( un

41、sig ned int m) un sig ned int i,a;un sig ned int j,b;un sig ned int k; a=(m/1000)<<12; b=(m%1000)/100)<<8;i=(m%100)/10)<<4; j=m%10;k=a+b+i+j; return k;void display (un sig ned int x)un sig ned int i,c,b;i=(x>>12)&0x0f;if(i=0)P0=0x00;elseP0=ai;c仁0;delay(10);c1=1;c=(x>&g

42、t;12)&0x0f;i=(x>>8)&0x0f;if(c=0)&&(i=0) P0=0x00;elseP0=ai;c2=0;delay(10);c2=1;c=(x>>12)&0x0f;b=(x>>8)&0x0f;i=(x>>4)&0x0f;if(c=0)&&(b=0)&&(i=0) P0=0x00;elseP0=ai;c3=0;delay(10);c3=1;i=x&0x0f;P0=ai;c4=0;delay(10);c4=1;void Led_dis

43、play (un sig ned int dat) dat=adjust(dat); display(dat);/*數碼管顯示程序段*/1549A/D程序段*/un sig ned int AD_Dat() un sig ned int dat=0; un sig ned char i;AD_CS=1;delay(1);AD_CS=0;for(i=0;i<10;i+)dat<<=1;AD_CLK=0; if(AD_DAT=1)dat=dat|1;AD_CLK=1; AD_CS=1; return dat;1549A/D程序段*/*24c01讀寫數據程序段*/void ROM_

44、start(void)charSDA = 1;SCL = 1;SDA = 0;SCL = 0; void ROM_stop(void)SDA = 0;SCL = 1;SDA = 1; bit ROM_ack(void) bit ack;SDA = 1;SCL = 1;if (SDA=1) ack = 1;elseack = 0;SCL = 0; return (ack); void sen d_byte( un sig ned char x) un sig ned char i;for(i=0;i<8;i+)if (x << i) & 0x80)SDA = 1;els

45、eSDA = 0;SCL = 1;SCL = 0;un sig ned char recive_byte()un sig ned char i;un sig ned char j; for(i=0;i<8;i+)SCL = 1;j=j<<1;if (SDA=1) j=j|OxO1;SCL = 0;return j;void ROM_Write(u nsig ned Address, un sig ned char Data) doROM_start();sen d_byte(0xA0); while(ROM_ack();sen d_byte(Address); ROM_ack();sen d_byte(Data); ROM_ack(); ROM_stop();un sig ned int dat; if(time_num<20) time_nu m+; elseUn sig ned char ROM