1、畢業設計任務書系部電子信息 項目系指導老師單丹職稱助教學生姓名柳鵬程班級0702應電電子學號0705120230設計題目基于AT89S51單片機的數字溫度測量及顯示系統設計-、畢業設計的主要內容及技術指標1、主要內容隨著科技的不斷進步，在工業生產中溫度是常用的被控參 數，而采用單片機來對這些被控參數進行控制已成為當今的主 流。本文介紹了數字溫度測量及自動控制系統的設計。本文采用 單片機來實現對溫度的控制。它的主要組成部分有：AT89S51單片機、溫度傳感器、鍵盤與顯示電路、溫度控制電路。它可以實 時的顯示和設定溫度，實現對溫度的自動控制。通過測試表明， 本設計對溫度的控制有方便、簡單的特點，從

2、而大幅提高了被控 溫度的技術指標。2、主要技術指標設計內容目標和要求二、畢業設計的基本要求1) 收集、整理與畢業設計有關領域的信息資料。2) 完成本畢業設計方案和結構框圖的設計。3) 完成本畢業設計電路原理圖設計。4) 完成本畢業設計程序流程圖和匯編語言源程序設計5) 完成軟件和硬件系統的調試，功能指標達到技術要求；6) 程序清單和圖樣資料；7) 作品及照片；8) 形成符合學校規定的畢業設計書面文檔；三、畢業論文 設計)進度安排第一階段 2008年11月21日-2008年1月20日選題、調研、收集資料、論證、開題第二階段 2009年2月20日-2009年4月20日方案、電路、硬件、軟件設計第三

3、階段 2009年4月21日-2009年5月10日軟硬件調試、寫作初稿第四階段 2009年5月10日-2009年6月15日修改、定稿、打印、答辯四、畢業設計提交的成果1）開題報告2）設計說明書3）圖樣資料a系統原理圖；b硬件電路圖；c軟件流程圖；4）中、英文摘要 中文摘要約200字，35個關鍵詞）5）查閱文獻不少于8篇教研室 審核系部 審核第二部分揚州工業職業技術學院電子信息項目系2018屆畢業設計論文）開題報告書學生姓名柳鵬程專業應用電子技術班級0702應用電子學號0705120230題目基于AT89S51單片機的數字溫度測量及顯示系統設計指導教師單丹職稱助教學位碩士題目類別項目設計基礎研究應

4、用研究其它【課題內容及要求】1. 提出選題的初步設想和研究目的2. 掌握單片機的工作原理、結構3. 了解單片機的結構組成和原理4. 了解單片機在當今社會的應用5. 完成數字溫度測量及控制系統【前言】單片機芯片作為核心控制部件，已經滲入到人們工作和生活的各個角洛，有力地推動了各 行業的技術改造和產品的更新換代，前景廣闊。用單片機來實現對溫度的自動控制，從而大幅 度提高被測溫度的技術指標 。【方案的比較與評價】本設計是一個數字溫度溫度控制系統，能測量溫度，并能在超限的情況下進行控制、調整，并報警。CPU選用的是AT89S51 ,溫度傳感器用的是 Dallas公司的DS18B20，顯示器選用的LCD

5、液晶屏?！绢A期的效果及指標】1、測量并顯示溫度，且對所測溫度進行監控。2、當溫度咼于設疋溫度時，風扇開；當溫度低于設疋溫度時，加熱器開。【進度安排】2009年12月4日一12月10日選題、調研、收集資料2009年12月11日一12月21日論證、開題2009年12月22日一12月31日設計 寫作初稿）2018年1月1日一3月31日修改、定稿、打印、答辯【參考文獻】1、沙占友智能化傳感器原理與應用北京：電子工業出版社，20042、俞國亮.MCS-51單片機 原理及應用北京：清華大學出版社 ，20083、 何希才傳感器及其應用電路北京：電子工業出版社，20014、 沙占友單片機外圍電路設計北京：電子

6、工業出版社，20035、 單片機典型系統設計實例精講電子工業出版社6、“單片機愛好者”等網站【指導教師意見】 有針對性地說明選題意義及工作安排是否恰當等）同意提交開題論證修改后提交 不同意提交 請說明理由）指導教師簽章：年月日【系部意見】同意指導教師意見不同意指導教師意見 請說明理由）其它請說明）隊系 部）主任簽章：年月日第三部分設計正文基于AT89S51單片機的數字溫度測量及顯示系統設計柳鵬程0702應用電子 摘 要 隨著科技的不斷進步，在工業生產中溫度是常用的被控參數，而采用單片機來對這些被控參 數進行控制已成為當今的主流。本文介紹了數字溫度測量及自動控制系統的設計。本文采用單片機來 實現

7、對溫度的控制。它的主要組成部分有：AT89S51 單片機、溫度傳感器、鍵盤與顯示電路、溫度控制電路。它可以實時的顯示和設定溫度，實現對溫度的自動控制。通過測試表明，本設計對溫度的控 制有方便、簡單的特點，從而大幅提高了被控溫度的技術指標。 關鍵詞 :單片機 溫度傳感器鍵盤和顯示Based on AT89S51 digital temperature measurementand display system design Liu Pengcheng0702 application of electronicAbstract: As the technology advances in indu

8、strial production in the temperature is charged with common parameters, and the use of those charged with SCM to the parameters of control has become the mainstream.In this paper, digital temperature measurement and automatic control system design. In this paper, SCM to achieve the temperature contr

9、ol. It is a major component of: AT89S51 SCM, temperature sensor, keyboard and display circuit, temperature control circuit. It can display real-time and temperature settings, and the temperature control. Passed the tests show that the design of the temperature control is convenient and simple charac

10、teristics ', thus greatly raising the temperature was charged with the technical indicators.Key words: MCU Temperature sensor Keyboard and Demonstration目錄第 1 章系統的總體設計 - 12 -1.1 設計背景 - 12 -1.2 電路的總體工作原理 - 12 -第 2 章方案論證 - 15 -2.1題目分析 - 15 -具體指標 - 15 -2.1.2 具體控制要求 - 15 -2.2 溫度傳感器的選擇 - 15 -2.3 顯示器的選

11、擇 - 17 -2.4 單片機的選擇 - 18 -第 3 章系統的硬件設計 - 20 -3.1 單片機最小系統的設計 - 20 -3.2 溫度傳感電路設計 - 21 -3.3 溫度控制電路的設計 - 24 -3.4 鍵盤電路的設計 - 24 -3.5 顯示電路的設計 - 26 -第 4 章系統的軟件設計 - 29 -4.1 系統的主程序設計 - 29 -4.2 中斷程序的設計 - 30 -第 5 章系統的控制 - 32 -5.1溫控電路及報警電路的控制 - 32 -5.2 LCD 顯示電路的控制 - 33 -5.3 使用說明 - 33 -第 6 章全文總結 - 34 -6.1 經濟效益分析 -

12、 34 -6.2 社會效益分析 - 34 -致謝- 35 -參考文獻 - 52 -附錄 I 元器件清單 - 35 -附錄 II 程序 - 37 -第1章系統的總體設計1.1 設計背景 溫度控制廣泛應用于人們的生產和生活中，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。即使有些用戶采用半導體二極管作溫度傳感器，但因為其互換性差， 效果也不理想。在某些行業中對溫度的要求較高，因為工作環境溫度不合理而引發的事 故時有發生。對工業生產可靠進行造成影響，甚至操作人員的安全。為了避免這些缺 點，需要在某些特定的環境里安裝數

13、字溫度測量及控制設備。本設計因為采用了新型單 片機對溫度進行控制，以其測量精度高，操作簡單?？蛇\行性強，價格低廉等優點，特 別適用于生活，醫療，工業生產等方面的溫度測量及控制本設計是一個數字溫度測量及控制系統，能測柜內的溫度，并能在超限的情況下進 行控制、調整，并報警。保證環境保持在限定的溫度中。1.2電路的總體工作原理溫度控制系統采用AT89S51八位機作為微處理單元進行控制。采用4X4鍵盤把設定溫度的最高值和最低值存入單片機的數據存儲器，還可以通過鍵盤完成溫度檢測功能的 轉換。溫度傳感器把采集的信號與單片機里的數據相比較來控制溫度控制器。系統框圖如圖1.1 :圖1.1 系統框圖根據系統的設

14、計要求，選擇DS18B20作為本系統的溫度傳感器，選擇單片機AT89S51為測控系統的核心來完成數據采集、處理、顯示、報警等功能。選用數字溫度傳 感器DS18B20，省卻了采樣/保持電路、運放、數/模轉換電路以及進行長距離傳輸時 的串/并轉換電路，簡化了電路，縮短了系統的工作時間，降低了系統的硬件成本。該系統的總體設計思路如下：溫度傳感器DS18B20把所測得的溫度發送到 AT89S51單片機上，經過51單片機處理，將把溫度在顯示電路上顯示，本系統顯示器為點陣字符 LCD ,1602液晶模塊。檢測范圍5攝氏度到60攝氏度。本系統除了顯示溫度以外還可以 設置一個溫度值，對所測溫度進行監控，當溫度

15、高于或低于設定溫度時，開始報警并啟 動相應程序溫度高于設定溫度時，風扇開；當溫度低于設定溫度時，加熱器開）。中央微處理器 AT89S51: AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k Bytes ISP（In-system programmable的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器， 器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準 MCS-51 指令系統及 80S51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。AT89S5

16、1具有如下特點：40個引腳，4k Bytes Flash片內程序存儲器，128 bytes的隨機存 取數據存儲器VRAM），32個外部雙向輸入/輸出1/0） 口，5個中斷優先級2層中斷嵌 套中斷，2個16位可編程定時計數器,2個全雙工串行通信口，看門狗WDT）電路，片 內時鐘振蕩器。此外， AT89S51 設計和配置了振蕩頻率，并可通過軟件設置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數器，串行口，外中斷系統可繼續工作，掉電模式凍結振 蕩器而保存 RAM 的數據，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。同時該芯片還 具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式。 AT89

17、S51 單片機綜合了微型處理器的基本 功能。按照實際需要，同時也考慮到設計成本與整個系統的精巧性，所以在本系統中就 選 用 價格 較 低、工 作 穩 定的 AT89S51 單片 機作為 整 個系 統 的 控制器 。第2章方案論證本章主要對畢業設計的題目進行了分析，根據要實現的功能，綜合比較幾種設計方法，提出了實現系統功能的最佳方案。2.1題目分析本設計是一個數字溫度控制系統，能測量溫度，并能在超限的情況下進行控制、調整，并報警。具體指標正常工作溫度范圍：5C 60C溫度誤差：<1C具體控制要求根據設計的要求，要利用溫度傳感器實時溫度。當溫度高于設定的溫度時<60C）,打開降溫裝置進

18、行調整使溫度在設定的范圍內。當溫度低于設定的溫度時<5C），打開升溫裝置進行調整使溫度在設定的范圍內。同時要求能設定溫度。畢業設計的主要任務 是能對溫度進行自動的檢測和控制。設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。要實現系統的設計要用到的知識點有單片機的原理及其應用，溫度傳感器的原理和應用，及鍵盤和顯示電路的設計等。2.2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。模擬集成溫度傳

19、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。圖2-1是AD590用于測量熱力學溫度的基本應用電路。因為流過AD590的電流與熱力學溫度成正比，當電阻R1和電位器R2的電阻之和為1kQ時，輸出電壓隨溫度的變化為1mV/K。但因為AD590的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應對電路進行調整。調整的方法為：把AD590放于冰水混合物中，調整電位器 R2，使 =273.2mV?；蛟谑覝叵拢?5 C >條件下調整電位器，使 同一 一_=273.2+25=298.2<mV

20、。但這樣調整只可保證在 0C或25C附近有較高精度。AD590把被測溫度轉換為電流再通過放大器和A/D轉換器，輸出數字量送給單片機進行溫度控制。采用數歡字單片智能溫度傳感器J是微電子技術、計算機 (ATE的結晶。目前，已開發出多種智能溫度傳感器系列產品智能溫度傳:感器馬含溫度傳感器、多路選擇器、中央控制器.技術和計動測試技術智能溫度傳感器內部都包'和接口電路。有的產品還帶。智能溫(1-WIRE>有單線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 能溫度傳感器的總線技術也實現了標準化、規范化廠所采用的總線主要總線、=總線。溫度傳感器作為從機可通過專用總線接口與

21、主機進行通信。智能溫度控制器是在智能溫度傳感器的基礎上發展而成的。典型產品有DS18B20,智能溫度控制器適配各種微控制器，構成智能化溫控系統。它們還可以脫離微控 制器單獨工作,自行構成一個溫控儀。DS18B20是DALLAS公司生產的一線式數字溫度 傳感器,具有3引腳TO- 92小體積封裝形式。溫度測量范圍為55T+ 125C,可編程 為9位12位A/D轉換精度,測溫分辨率可達0.0625 C ,被測溫度用符號擴展的16位數 字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠端引入，也可采用寄生電源方式產生。多個 DS18B20可以并聯到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多 DS18B20通信,

22、占 用微處理器的端口較少,可節省大量的引線和邏輯電路。同 DS1820 一樣，DS18B20也支 持“一線總線”接口，測量溫度范圍為-55 C +125C，在-10 C +85C范圍內，精度為0.5 Co DS18B20的精度較差為土 0.2 C?，F場溫度直接以“一線總線”的數字方式傳 輸，大大提高了系統的抗干擾性。適合于惡劣環境的現場溫度測量。如：環境控制、設 備或過程控制、測溫類消費電子產品等。與前一代產品不同，新的產品支持3V5.5V的電壓范圍，使系統設計更靈活、方便。而且新一代產品更便宜，體積更小。DALLAS半導體公司的數字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持“一線總線”接口

23、的溫度傳感器。一線總線獨特而且經濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網 絡，為測量系統的構建引入全新概念?，F在，新一代的“DS1820”體積更小、更經濟、更靈活。使您可以充分發揮“一線總線”的長處。DS18B20、DS1822 “一線總線”數字 化溫度傳感器因為 DS18B20 將溫度傳感器、信號放大調理、 A/D 轉換、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。2.3 顯示器的選擇2.3.1 LED 顯示器采用傳統的七段數碼 LED 顯示器。 LED 雖然價格便宜，但在現代的許多儀表、各種 電子產品中逐漸被

24、 LCD 所取代。2.3.2 LCD 液晶屏采用 LCD 液晶屏進行顯示。 LCD 液晶顯示器是一種低壓、微功耗的顯示器件，只要23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，除數字外，還可以顯示文字、曲線，比傳統的數碼 LED 顯示器顯示的界面有了 質的提高。在儀表和低功耗應用系統中得到了廣泛的應用。優點為：1 顯示質量高，因為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 恒定發光，因此液晶顯示器的畫質高而且不會閃爍。2 數字式接口，液晶顯示器都是數字式的，和單片機的接口簡單操作也很方便。3 功率消耗小，相比而言液晶顯示器的主要功耗在內部電極和

25、驅動 IC 上，因而耗電 量比其他器件要小很多。雖然 LCD 顯示器的價格比數碼管要貴，但它的顯示效果好，是當今顯示器的主流， 所以采用 LCD 作為顯示器。2.4 單片機的選擇2.4.1 采用凌陽單片機 隨著單片機功能集成化的發展，其應用領域也逐漸地由傳統的控制，擴展為控制處理、數據處理以及數字信號處理 DSP，Digital SignalProcessing等領域。凌陽的16位單 片機就是為適應這種發展而設計的。它的CPU內核采用凌陽最新推出的 卩'nSP?Microcontroller and Signal Processo) 16 位微處理器芯片 以下簡稱 卩'nSP?

26、。 圍繞nSP1所形成的16位卩nSP系列單片機 以下簡稱nSP家族)采用的是模塊 式集成結構，它以卩 nSP內核為中心集成不同規模的 ROM RAM和功能豐富的各種外設 接口部件。卩nSP內核是一個通用的核結構。除此之外的其它功能模塊均為可選結構， 亦即這種結構可大可小或可有可無。借助這種通用結構附加可選結構的積木式的構成， 便可形成各種不同系列派生產品，以適合不同的應用場合。這樣做無疑會使每一種派生產品具有更強的功能和更低的成本利用凌陽單片機有一定的好處凌陽的優勢是硬件性能，抗干擾能力強，但凌陽單片 機我們沒有系統的學習，這對于剛接觸單片機的我們來說不是很容易上手，其價格也要 比 89S5

27、1 昂貴一些，因此我們并沒有將其作為首選。2.4.2 采用 AT89S51 單片機因為單片機技術在各個領域正得到越來越廣泛的應用，世界上許多集成電路生產廠 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， MCS-51 系列單片機以其 優越的性能、成熟的技術及高可靠性和高性能價格比，迅速占領了工業測控和自動化項 目應用的主要市場，成為國內單片機應用領域中的主流。單片機的誕生標志著計算機正式形成了通用計算機系統和嵌入式計算機系統兩個分 支。通用計算機系統主要用于海量高速數值運算，不必兼顧控制功能，其數據總線的寬 度不斷更新，從 8 位、 16 位迅速過渡到 32 位、64 位，并且不斷提

28、高運算速度和完善通 用操作系統，以突出其高速海量數值運算的能力，在數據處理、模擬仿真、人工智能、 圖像處理、多媒體、網絡通信中得到了廣泛應用；單片機作為最典型的嵌入式系統，因 為其微小的體積和極低的成本，廣泛應用于家用電器、機器人、儀器儀表、工業控制單 元、辦公自動化設備以及通信產品中，成為現代電子系統中最重要的智能化工具。因 此，單片機的出現大大促進了現代計算機技術的飛速發展，成為近代計算機技術發展史 上一個重要里程碑。因為 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。單片機把微 型計算機的主要部

29、件都集成在一塊芯片上，使得數據傳送距離大大縮短，運行速度更 快，可靠性更高，抗干擾能力更強。因為屬于芯片化的微型計算機，各功能部件在芯片 中的布局和結構達到最優化，工作也相對穩定。 51 的優點是價錢便宜 ,I/O 口多 , 程序空 間大。因此，測控系統中，使用 51 單片機是最理想的選擇。單片機屬于典型的嵌入式系 統，所以它是低端控制系統最佳器件。單片機的開發環境要求較低，軟件資源十分豐 富，開發工具和語言也大大簡化。單片機的典型代表是 Intel 公司在 20 世紀 80 年代初研 制出來的MCS51系列單片機。MCS51單片機很快在我國得到廣泛的推廣應用，成為電子 系統中最普遍的應用手段

30、，并在工業控制、交通運輸、家用電器、儀器儀表等領域取得 了大量應用成果。以 MCS-51 技術核心為主導的單片機已成為許多廠家、電氣公司競相選用的對象，并以此為基核，推出許多與 MCS51有極好兼容性的CHMOS單片機，同時增加了一些新的功能,所以用AT89S51。第3章系統的硬件設計3.1單片機最小系統的設計目前的單片機開發系統只能夠仿真單片機，卻沒有給用戶提供一個通用的最小系 統。由設計的要求，只要做很小集成度的最小系統應用在一些小的控制單元。其應用特 點是：<1）全部I/O 口線均可供用戶使用。<2）內部存儲器容量有限 <只有4KB地址空間）。<3）應用系統開發具

31、有特殊性U2+540 圖3.1最小系統圖 2單片機最小系統如圖3.1所示，其中有4個雙向的 怎位并VCCP00P10P01P11P02P03 并行I/O端口， P14P0539383736 分別記作34PO、P1、P2、P3,都可以用于數據的輸出和輸入，P3 口具有第二功能為系統提供一些控制信號。P17口時鐘電路用于產生MCS-51單片機工作所必須的時鐘控制信號，內部電路在時鐘信號的控制下，嚴格地按時序指令工作。MCS-51內部有一個用C11514XTAL131向放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片的引腳1調9電容，就構成了一個穩定的自激扌 丄C2 T調電容通常選擇為_30pF左右，該電容

32、的天小會影響到振蕩器頻率17 小 12MHz。16 七VCC 什5V）20器,個引腳跨接石英22P晶體振蕩器C222P性和起振的快速性。晶體的振蕩頻率為把EA腳接高電平，單片機訪問片內程序存儲范圍）時，將自動轉向執行外部程序存儲器18號，INT 0P25于構成振蕩器的高T1P23T0 P2226增益反2423、輸出端為XTAL2。這兩EA/VPP20X蕩器。電路中的XTAL2的的高低、振蕩器的穩定21微RD WR GNDTXDALE/PROGPSEN113029但在辛PC值超過0FFFH<4Kbyte地址艮內的程序。丄C3106AT8 9S51MCS-51的復位是由外部的復位電路來實現。

33、采用最簡單的外部按鍵復位電路。按鍵 自動復位是通過外部復位電路的來實現的我們選用時鐘頻率為12MHz,C1取47山。 3.2溫度傳感電路設計DS18B20的性能特點：采用單總線專用技術，既可通過串行口線，也可通過其它I/O 口線與微機接口，無須經過其它變換電路，直接輸出被測溫度值 <9位二進制數，含符號位）測溫范圍為-55 C -+125 °C，測量分辨率為0.0625 C內含64位經過激光修正的只讀存儲器 ROM適配各種單片機或系統機用戶可分別設定各路溫度的上、下限內含寄生電源DS18B20內部結構主要由四部分組成：64位光刻ROM,溫度傳感器，非揮發的溫度報 警觸發器TH和

34、TL,高速暫存器。DS18B20的管腳排列如圖3.2所示。IO圖3.2 DS18B20 管腳圖GND在硬件上，DS18B20與單片機的連接有兩種方法，NCVCC接地，I/O與單片機NCI/O接單片機I/O。無論是內部寄生電源還是外部供電，7NC是DSVCC接外部電源，GNDNCDD GND接地，NC種-3線相連；另一種是用寄生電源供電，此時-4i/o 口線要接 5kq 左右的上拉電阻.我們采用的是第一種連接方法，如圖3.3所示：把DS18B20的數據線與單片機的13管腳連接,再加上上拉電阻。VC5VC5T圖3.3溫度傳感電路圖|R2DS18B20有六條控制命令，如表約定代碼溫度轉換44H3.1

35、所示：DS1表3-1 DS18E20控制命令402-3"45"6-說8啟動DS18B20進行溫度轉換讀暫存器 C122P寫暫存器E2RAMC2讀電源供電方式22P重新調BEH4EH4H 11.0592MB8HB4H讀暫存器9個字節內容將數據寫入暫存器的O1514TH TL字節31VCCP0039P10P0138P11P0237P12P0336P13P0435P14P0534P15P0633P16P0732P17明P2728INT 1P2627INT 0P2526P2425T1P2324T0P2223P2122EA/VPP2021U2把暫存器的TH、TL字節寫到19E2RAT

36、中1 把E2RAMTT的TH TL字節寫到暫存皺冷只動DS18B20發送電源供電方式的16CPU對DS18B20的訪問流程是：先對片DS18B20初始化，再進行后才能對存儲器操作，數據操作。DS18TL字節RXTCPU TXDALE /PROG芬R號給主Rom操作命令,最WRGND10113029B20每一步操作都要遵循嚴搟的工作時序和通信106協議。如主機控制 DS18B20完成溫度轉換這過程，根據 DS18B20的通訊協議，須經三R1個步驟：每一次讀寫之前都要對 DS18B20進行復位，復位成功后發送一條 ROM指令,最后發送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預定的操作3.3溫度控制

37、電路的設計VC5圖3.4 溫度控制電路加熱器R12Q! R11470Q2C9012電風扇實際電路如圖 3.4 所示, 通過鍵盤設定溫度的上下限。把實際測量的溫度和設定的上下限進行比較,來控制PO.O、P0.1、P0.7端口的高低電平。把 PO.0 P0.1、P0.7端口分別 與三極管的基極連接來控制溫度和報警。當測量的溫度超過了設定的最高溫度 ,P2.2 由高 電平變成低電平 , 就相當于基極輸入為“ 0”，這時三極管導通推動小風扇和控制電路工 作，反之 , 當基極輸入為“ 1”時，三極管不導通，報警器和控制電路都不工作。只要控 制單片機的P0.0、P0.1、P0.7 口的高低電平就可以控制模

38、擬電路的工作。3.4 鍵盤電路的設計如圖3.6所示，用AT89S51的并行口 P1接4X4矩陣鍵盤，以作輸入 線，以P1.4- P1.7作輸出線；液晶顯示器上顯示每個按鍵的“0-F”序號。對應的按鍵的 序 號 排 列 如 圖3.5所 示 ：圖3.6中微30PF的起振電容控制和檢測行列式于高電平狀態鍵盤輸入的信息主CPU判斷衛 2 00I1 I1 I 引腳與行列式鍵盤輸出腳相連 ,:鍵盤的輸入567無按線的電平狀態將由與此行線相連接的列線的電平決定S帀nn肓I1111I處理確定是按把此鍵所弋是哪個鍵I II II II的信息翻譯成計算機可以識別的弋碼或者其他的特腳晶振,接兩個安下時,行線處符號3

39、辿路的設計3.5V CC (+5v)S1S5S3S7S4S8U 240 IV CCP10P11液晶顯示器是一種將一.an 日液晶顯示器判牛,連接器件,集構器件裝配在一起的組件:39383736353433322827262524232221P01P02P03P04P05P06P07P27P26P25P24P23P22LCD P21成電路,pCB線路板,背背光源,結1315P15P16P17IN T 1IN TOT 1T 0根據顯示內容和方式的不同可以分 ",數顯LLCD,點陣字符LCD,點陣圖形 在此設計中我們采用點陣字符 LC宙 這里采用常用的2 |行16個字的.0 59 2M19

40、塊。V CC (+5V) 20C 3A T8 9S 5110 6X TA L 1X TA L 2吃液晶模TXDRA LE /PRO GG ND"PSE N101130291602采用標準的14腳接口，其中：R 18. 2K第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和RW共同為低電平時可

41、以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平RW為低電平時可以寫入數據。第6號,腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數據線。第1516腳：空腳。與單片機的連接如圖3.7所示。+5T40VCCPOO391P10P01382P11P02373P12P03364P13P04355P14P05346P15P06337P16P07328P17U2R4R3RES2圖3.7 液晶顯示電路圖第4章系統的軟件設計4.1系統的主程序設計主程序是系統的監控程序，在程序運行的過程中必須先經過初始化，包括鍵盤程序，中斷程序，

42、以及各個控制端口的初始化工作。流程圖如4.1所示。系統在初始化完成后就進入溫度測量程序，實時的測量當前的溫度并通過顯示電路在LCD上顯示。程序中以中斷的方式來重新設定溫度的上下限。根據硬件設計完成對溫度的控制。按下4*4鍵盤上的A鍵可以設定溫度上限，按下 B鍵可以設定溫度下限。系 統軟件設計的總體流程圖圖4.1系統總體設計流程圖4.2中斷程序的設計MCS-51單片的中斷系統有 5個中斷請求源，用戶可以用關中斷指令“ CLR EA”來屏蔽所有的中斷請求，也可以用開中斷指令“ SET EA”來允許CPU接收中 斷請求。在本設計中我們選用INTO來作為中斷請求源。INT1 外部中斷請求0,由INTO

43、引腳輸入，中斷請求標志為IE0ORG 0000HLJMP MAINORG0003H < 中斷入口地址）JMP INT0ORG0038H < 主程序的起始地址）MAIN :<主程序）MCS-51響應中斷后，就進入中斷服務程序，中斷程序的基本流程圖如下圖圖4.2中斷中務程序基本流程第5章系統的控制本章對系統的硬件控制進行概述。分別對溫度控制電路，報警電路及 LCD液晶 顯示電路進行說明。5.1溫控電路及報警電路的控制單片機的PO.O、P0.1、P0.7分別與三極管的基極連接來控制控制溫度 （圖5.1> 和報警 <圖5.2 ）。利用面包板搭了一個 PNP9012的偏置電

44、路電路如圖4-4?；鶚O輸 入為“ 0 ”時，這時三極管導通推動報警器和控制電路工作，當基極輸入為“1”時，三極管不導通，報警器和控制電路都不工作。只要控制單片機的P0.0、P0.1、P0.7 口的高低電平就可以控制模擬電路的工作。VC55.1 硬件控制電路加熱器5.2硬件報警電路電風扇5.2 LCD顯示電路的控制把8根數據線和P2 口連接，端加上+5V的電壓，GND端接地。VEE端的驅動電壓不把3根控制線和P25 P2.6、P2.7連接。給 VCC過大，要調節滑動變阻器使00/EB在 0.7伏以下顯示器才能工作。012 5.3使用說明鍵盤中阿拉伯數字09是數據輸入鍵,的功能鍵，C鍵是取消鍵，其

45、他的鍵置空。4A鍵是寫IQ2C9012p限的功能鍵，B鍵是寫下限P01GND6.1經濟效益分析本系統的設計，是為了保證某特定環境溫度維持在設定的范圍內，以保證工作 系統在穩定的狀態下工作。本系統的設計成本很低，總成本不超過50元人民幣。如果采用大批量生產的話，生產成本會更低。在市場上的溫度自動控制系統的價格在 百元人民幣以上。對于本系統的使用者來說，本系統能夠很穩定的控制溫度而且穩 定性很高。只要配上適當的溫度傳感器，這個系統便還可以實現很多領域的溫度自 動控制。這對于提高系統的利用率，避免重復設計有很大的幫助的。在本系統的作 用下，可以為工作系統提供一個良好的環境，使產品的數量和質量有很大的

46、提高。 使得產品的生產成本降低，從而使系統的使用者獲得的利潤提高了。通過分析表明：本系統是一個性價比比較好的系統，不論對于生產者還是使用 者來說，它都可以帶來好的經濟效益。6.2 社會效益分析本設計是以 AT89S51 為核心，利用軟硬件相結合的自動控制的典型例子。在單 片機自動控制已經廣泛的應用于人們的生產和生活的今天，傳統用模擬電路來控制 溫度的做法，已經逐漸被淘汰。這個系統的實現，改變了傳統的溫度控制方法，為 溫度的控制開辟了一條新的道路。根據我國的科技和工業水平，這個系統的設計是 符合工業生產的需要。實現我國的工業化，自動控制是其中的一個重要目標，自動 控制系統正廣泛的應用于工業生產和

47、人們的日常生活。本系統的設計成功知識實現 自動控制的“冰山一角”，但它為以后更加智能化、人性化的自動控制系統的設 計，作了鋪墊。因此這種系統的設計具有比較好的社會效益。經過四個多月的方案論證、系統的硬件和軟件的設計、系統的調試。查閱了大 量的關于傳感器、單片機及其接口電路、以及控制方面的理論。經過了一番特殊的 體驗后，經歷了失敗的痛苦，也嘗到了成功的喜悅。第一次靠用所學的專業知識來 解決問題。檢查了自己的知識水平，使我對自己有一個全新的認識。通過這次畢業 設計，不僅鍛煉自己分析問題、處理問題的能力，還提高了自己的動手能力。這些 培養和鍛煉對于我們這些即將走向工作崗位的大學生來說，是很重要的。這

48、次畢業設計基本的完成了任務書的要求，實現了溫度的控制。通過測試表明 系統的設計是正確的，可行的。但是因為設計者的設計經驗和知識水平有限，系統 還存在許多不足和缺陷。致謝 在本次畢業設計中，不僅自己付出了很多心血，也得到了很多老師和同學的支 持，為我創造了很多有利條件，在這里，我要特別感謝我的導師單丹老師，在畢業 設計的開始，單老師給了我很多幫助，指導我了解了很多單片機的相關知識，并在 當我設計遇到困難時，及時的給予幫助和鼓勵，同時，對我其他學科的鼓勵也滲透 在畢業設計的同時，給了我莫大的信心，為我順利完成畢業設計起到了非常重要的 作用。同時。我還要感謝實習組及實驗室的所有老師，為我的畢業設計提

49、供了非常 便利的條件。最后還要感謝幫助我的同學，在我遇到困難時給予我耐心的幫助。再次對在本次畢業設計中給予過我幫助的老師和同學至上我最真摯的謝意。參考文獻1 沙占友集成溫度傳感器原理與應用北京：機械工業出版社，2002, 8495.2 文U君華智能傳感器系統西安：西安電子科技大學出版社，1999，83105.3 沙占友智能化傳感器原理與應用北京：電子工業出版社，2004，99108.4 趙負圖傳感器集成電路手冊北京：化學工業出版社，2002，692703. 張毅剛 MCS-51單片機原理及應用哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2004，8194 李玉峰，倪虹霞MCS-51系列單片機原理與接口技術北

50、京：人民郵電出版社，2004，187216.7 林伸茂 8051單片機徹底研究經驗篇北京：人民郵電出版社，2004，714.8 沙占友單片機外圍電路設計北京：電子工業出版社，2003，3748.9 何希才傳感器及其應用電路北京：電子工業出版社，2001，3647.10 Intel : MCS-51 Family of Single Chip Mirocomputers User1990sM9ual,11 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉8051單片機實踐與應用M.北京：清華大學出版社，2002.12 高峰，單片微型計算機與接口技術M.北京：科學出版社，2003.附錄I元器件清單名稱型號封裝形式數量單片機

51、AT89S51DIP401個A/D轉換器TLC0832DIP201個LCD顯示器1602DIP201個晶振12MMAXIAL0.41個三極管9012TO 92B4個電阻排470 X8DIP162個蜂鳴器1個小風扇1個加熱器1個滑動變阻器10K2個電阻若干個按鍵ANJIAN20個溫度傳感器DS18B20PORT 31片瓷片電容30pF2片發光二極管1片電解電容4.7 pF2片附錄 II 程序DI EQU P3.3DO EQU P3.4CLK EQU P3.5CS EQU P3.6。LCD 端口定義D2RS EQU P2.7D2RW EQU P2.6D2E EQU P2.5KEYPORT EQU

52、P1 。 DS18B20 端口定義TEMPER_L EQU 36HTEMPER_H EQU 35HTEMPER_NUM EQU 38HFLAG1 BIT 00HDQ BIT P2.4ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HJMP INT00ORG 0038HMAIN: MOV SP,#60HSETB P2.0SETB P2.1SETB P2.2SETB EASETB EX0SETB P2.0SEETB P2.1SETB P2.2MOV R0,#01H。清屏并置地址計數器 AC為0LCALL DIS_CMD _WRT5*7 點陣MOV R0,#38H。 8 位數據接口，雙行顯示，LCALL DIS_CMD _WRTCALL DIS_CUR_OFFMOV 42H,#20MOV 43H,#32XIAN: LCALL GET_TEMPERLCALL DISPLCALL DELAY43MSMOV A,TEMPER_NUMSUBB A,42HJC ZZZLMOV A,TEMPER_NUMSUBB A,43HJNC ZZZ