基于51單片機(jī)智能溫度控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文.doc

題目 基于51單片機(jī)智能溫度控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 本題目要求設(shè)計(jì)者以智能溫度控制器為對象，完成硬件系統(tǒng)和軟件設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)其功能。1. 熟悉任務(wù)，分析課題要求，熟悉溫度控制器的原理,進(jìn)行方案設(shè)計(jì)； 2. 熟悉硬件設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)要領(lǐng)，根據(jù)本課題的特點(diǎn)選擇相應(yīng)器件；3. 搜集素材，優(yōu)選素材，整理素材；4. 完成所硬件電路的裝配和調(diào)試，編寫程序?qū)崿F(xiàn)其功能；5. 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。6. 參加畢業(yè)設(shè)計(jì)論文答辯。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日摘 要 近年來,隨著單片機(jī)檔次的不斷提高,功能的不斷完善,其應(yīng)用日趨成熟,應(yīng)用領(lǐng)域日趨擴(kuò)大,特別是工業(yè)測控、尖端武器和日用家電等領(lǐng)域更是因?yàn)橛辛藛纹瑱C(jī)而生輝增色.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)已成為一項(xiàng)新的工程應(yīng)用技術(shù).本畢業(yè)設(shè)計(jì)正是以AT89S51單片機(jī)為中心設(shè)計(jì)的溫度控制器.雖然溫度控制器電路功能比較簡單,但是設(shè)計(jì)它的意義在于能使學(xué)生將所學(xué)到的知識綜合應(yīng)用,提高動手實(shí)踐能力.彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。本系統(tǒng)采用AT89S51單片機(jī)作為核心，控制系統(tǒng)的模塊分別為：單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示模塊、溫度設(shè)定模塊。當(dāng)溫度傳感器感應(yīng)到溫度變化時，本設(shè)計(jì)可以判斷溫度是否設(shè)定范圍之內(nèi)，若不在，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、判斷精確、操作簡單、擴(kuò)展功能強(qiáng).謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。關(guān)鍵詞: 溫度控制器 單片機(jī) AT89S51目錄ABSTRACTIn recent years, with the continuous improvement of the microcontroller class, functional improvement, its application matures, application field, especially the increasing industry measurement and control, cutting-edge weapons and daily household appliances, etc but because a single-chip microcomputer and brightness graces. Microcomputer application technology has become a new engineering application technology. This graduation design is designed for the center with AT89S51. Although temperature controller is simpler, but design its meaning lies in the can make students will learn knowledge comprehensive application, improving practical capability. 廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。 This system uses AT89S51 as the core, the control system of the modules are respectively:single chip minimize system, display module, temperature-setting module. When the temperature sensors induction to temperatures variation the design can judge whether the tempertaure comes within the range.If not,the buzzer alarms.This design system accurately strong practicality, judgment, simple operation,and function expansion is strong.煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。keywords: Temperature controller single-chip microcomputer AT89S51鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。1目錄目錄第一章 緒論.3籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。1.1 單片機(jī)的發(fā)展.3預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。1.2 智能溫度控制器的背景.41.3 智能溫度控制器的意義.4第二章 整體設(shè)計(jì).7滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。2.1 單片機(jī)的選擇.7鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。 2.1.1 單片機(jī)管腳功能說明.7擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。2.2 模塊性能分析.9贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。 2.2.1 按鍵.9壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。 2.2.2 數(shù)碼管.9蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。第三章 硬件電路設(shè)計(jì).13買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。3.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì).13綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。 3.1.1 時鐘電路.13驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。 3.1.2 復(fù)位電路.13貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。3.2 數(shù)碼管顯示電路.14鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。3.3 按鍵電路的設(shè)計(jì).14構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。3.4 DS18B20 的簡介.15輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩。 3.4.1 DS18B20 概述.15堯側(cè)閆繭絳闕絢勵蜆贅。 3.4.2 DS18B20 技術(shù)性能描述.15識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。 3.4.3 DS18B20 引腳.16凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。3.5 智能溫度控制器實(shí)物圖.16恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。第四章 軟件設(shè)計(jì).19鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫。4.1 流程圖設(shè)計(jì).19碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。4.2 主程序.21閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。4.3 Protel99SE 的簡介.29氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘頷澩。第五章 軟硬件調(diào)試.31釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。5.1 硬件調(diào)試.31慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長涼。5.2 軟件調(diào)試.31 諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動禪瀉類。第六章 總結(jié)與展望.33嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。第七章 結(jié)束語.35熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機(jī)庫。致謝.37鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。參考文獻(xiàn).39紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。附錄.41穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。附錄A.41濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。附錄B.42銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。7第一章 緒論第一章 緒 論1.1 單片機(jī)的發(fā)展單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計(jì)時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類。 單片機(jī)也被稱為微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。 賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。 早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因?yàn)楹唵慰煽慷阅懿诲e獲得了很大的好評。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)。基于這一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫。 由于單片機(jī)具有控制功能強(qiáng)，體積小，成本低，功耗小等一系列的特點(diǎn)，使它在工業(yè)控制，智能儀器，節(jié)能技術(shù)改造，通信系統(tǒng)，信號處理及家用電器產(chǎn)品中都得到廣泛的應(yīng)用，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及單片機(jī)在電子系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，在很大程度上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。以往采用模擬電路，數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的電路系統(tǒng)，大部分功能單元都可以通過對單片機(jī)硬件功能的擴(kuò)展及專用程序的開發(fā)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)提出的要求，這意味著許多電路設(shè)計(jì)問題將轉(zhuǎn)化為程序設(shè)計(jì)問題。這種用模擬技術(shù)，數(shù)字技術(shù)的綜合設(shè)計(jì)系統(tǒng)，用軟件取代硬件實(shí)現(xiàn)和提供系統(tǒng)系能的新的設(shè)計(jì)思想體系，一般稱之為微控制技術(shù)。在微控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)起著關(guān)鍵性的作用。裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺。1.2 智能溫度控制器的背景二十世紀(jì)跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計(jì)算機(jī)，簡稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驁。在實(shí)際生活中，比如空調(diào)的溫度控制系統(tǒng)等，為了使其能夠周圍環(huán)境溫度在適宜溫度之內(nèi)，必須要有一個系統(tǒng)來完成這個任務(wù)。若在實(shí)際生活之中，只靠人的感覺是很難判斷出溫度的確定值的。利用單片機(jī)編程來設(shè)計(jì)智能溫度控制器，可以使以上問題得以解決，即使兩個溫度僅僅相差零點(diǎn)幾度，也能輕松的判斷出目前溫度是否在適宜溫度范圍。本文主要介紹了智能溫度控制器的工作原理及設(shè)計(jì)，以及它的實(shí)際用途。綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。1.3 智能溫度控制器的意義本系統(tǒng)采用單片機(jī)作為整個控制核心?？刂葡到y(tǒng)的模塊為：單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、顯示模塊、溫度設(shè)定模塊。該系統(tǒng)利用一個數(shù)碼管來完成顯示功能；用溫度傳感器來獲取外界溫度，在數(shù)碼管上顯示此時溫度值，從而實(shí)現(xiàn)溫度測量的過程。在設(shè)計(jì)應(yīng)用中，為了知道此時確定的溫度值是否處于所設(shè)定的理想范圍，必須要設(shè)計(jì)一個系統(tǒng)來完成這個任務(wù)。如果在溫度測量中，靠自身感覺是幾乎無法判斷出此時的確切溫度的。利用單片機(jī)系統(tǒng)來設(shè)計(jì)溫度器，使以上問題得以解決，即使兩個時刻的溫度相差為零點(diǎn)幾度，也可測量出準(zhǔn)確溫度。系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)采用AT89S51單片機(jī)作為核心?？刂葡到y(tǒng)的模塊分別為：單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、顯示模塊、溫度設(shè)定模塊。本文主要介紹了單片機(jī)智能溫度控制器設(shè)計(jì)及工作原理，以及它的實(shí)際用途。驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。7第三章 硬件電路設(shè)計(jì)13第二章 整體設(shè)計(jì)第二章 整 體 設(shè) 計(jì)2.1 單片機(jī)的選擇AT89S51是一個低功耗,高性能COMS8位單片機(jī),片內(nèi)含4K Byte ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash的只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造,兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu),芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器SP Flash存儲單元,AT89S51在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用?，嶀暈R曖惲錕縞馭篩涼。2.1.1 單片機(jī)管腳功能說明2VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 鎦詩涇艷損樓紲鯗餳類。 圖2.1 AT89S51的管腳圖P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時，P1口作為第八位地址接收。櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。 轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口除了作為普通I/O口，還有第二功能：峴揚(yáng)斕滾澗輻灄興渙藺。P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1） P3.4 T0（記時器0外部輸入） P3.5 T1（記時器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 I/O口作為輸入口時有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。讀端口時實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某種運(yùn)算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。89C51的P0、P1、P2、P3口作為輸入時都是準(zhǔn)雙向口。除了P1口外P0、P2、P3口都還有其他的功能。 詩叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。2.2 模塊性能分析基于單片機(jī)的智能溫度控制器的設(shè)計(jì)的主要模塊為AT89S51、按鍵及數(shù)碼管顯示部分.AT89S51在上一部分已經(jīng)介紹,這一部分主要介紹按鍵及數(shù)碼管顯示部分.稟虛嬪賑維嚌妝擴(kuò)踴糶。2.2.1 按鍵本模塊中的按鍵由設(shè)定鍵、上調(diào)鍵、下調(diào)鍵、確定鍵和復(fù)位鍵構(gòu)成。設(shè)定鍵用來設(shè)定溫度上下限，上調(diào)下調(diào)鍵用來設(shè)置溫度上下限的準(zhǔn)確數(shù)值。2.2.2 數(shù)碼管數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。陽簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管，共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應(yīng)。譯碼器的邏輯功能是將每一個輸入的二進(jìn)制代碼譯成對應(yīng)的輸出高、低電平信號，是編碼器的反操作。數(shù)碼管可以用TTL或CMOS集成電路直接驅(qū)動，所以使用譯碼器將BCD編碼譯成數(shù)碼管所需要的驅(qū)動信號，以便使數(shù)碼管用十進(jìn)制數(shù)字顯示出BCD編碼表示的數(shù)值。鋇嵐縣緱虜榮產(chǎn)濤團(tuán)藺。圖2.2 七段數(shù)碼管應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況決定究竟采用共陽還是共陰方式，其基本原則是：若單片機(jī)口線直接驅(qū)動數(shù)碼管各段，最好采用共陽極數(shù)碼管，因?yàn)?051系列單片機(jī)口線輸出高電平時，輸出的電流很小，數(shù)碼管不會太亮。若數(shù)碼管通過驅(qū)動芯片與單片機(jī)相連，就要看驅(qū)動芯片對數(shù)碼管極性的要求了懨俠劑鈍觸樂鷴燼觶騮。點(diǎn)亮顯示器分為靜態(tài)和動態(tài)顯示兩種方法。所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或是截止。例如，其段數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f導(dǎo)通，g截止，則顯示0.這對這種顯示方式每一位都要有一個8位輸出口控制，所占硬件較多，一般用于顯示位數(shù)較少（很少）的場合。當(dāng)位數(shù)較多時，用靜態(tài)顯示所需的I/O過多，一般采用動態(tài)顯示方法。謾飽兗爭詣繚鮐癩別瀘。所謂動態(tài)顯示，就是逐位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器（掃描），對于每一位顯示器而言，每個一段時間點(diǎn)亮一次。顯示器的點(diǎn)亮既與點(diǎn)亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時間比例有關(guān)。調(diào)整電流和時間參數(shù)，可是實(shí)現(xiàn)亮度較高、較為穩(wěn)定的顯示，同時可減少工作電流中的COM是選通位，對于共陽極數(shù)碼管，當(dāng)a、b、c、d、e、f、g、h端接低電平時，COM位高電平，數(shù)碼管各段全部點(diǎn)亮。例如，想讓數(shù)碼管顯示“1”，就必須使數(shù)碼管的b、c段點(diǎn)亮，其它段熄滅；所以使b、c段為低電平，其它各引腳均為高電平。在設(shè)計(jì)電路時，可將這幾位分別接到單片機(jī)的引腳上，還要加上限流電阻，這樣就可由程序控制數(shù)碼管的工作情況了。但是如果用一個端口驅(qū)動一個數(shù)碼管，四位數(shù)碼管就需要四個空閑端口，而在許多系統(tǒng)中并無四個端口可用。此外，使用四個端口往往使得每一個數(shù)字都需要獨(dú)立驅(qū)動(緩沖)電路和排阻，這將大大增加系統(tǒng)的成本。咼鉉們歟謙鴣餃競蕩賺。最常見的解決方案是采用多路復(fù)用顯示。這是指對于每一個顯示只驅(qū)動1/4時間。只要在20Hz-50Hz之間循環(huán)所有顯示，由于人眼存在視覺殘留，在這樣的顯示方式下，數(shù)碼管看起來時同時點(diǎn)亮的。在這次課程設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際需要采用了七段數(shù)碼管共陰極和靜態(tài)顯示方式?，撝C齷蘄賞組靄縐嚴(yán)減。單片機(jī)體積小價格低，應(yīng)用方便，穩(wěn)定可靠。單片機(jī)將很多任務(wù)交給了軟件編程去實(shí)現(xiàn)，大大簡化了外圍硬件電路，使外圍電路的實(shí)現(xiàn)簡單方便。由于單片機(jī)本身不具有軟件編譯測試的功能，我們需要借助其他軟件編譯，將編譯好的程序“燒”入單片機(jī)內(nèi)。麩肅鵬鏇轎騍鐐縛縟糶。在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，需要先通過仿真軟件測試電路以及編譯的程序，檢查外圍電路設(shè)計(jì)是否合理，軟件編譯是否正確，以及軟件和硬件電路能否正常配合工作，能否準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的功能。如果測試通過，電路仿真沒有問題能完全實(shí)現(xiàn)功能的話就可以實(shí)際的做板子的焊接工作了。納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟。15第三章 硬件電路設(shè)計(jì)第三章 硬 件 電 路 設(shè) 計(jì)3.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)時鐘電路及復(fù)位電路是單片機(jī)工作的基本電路,單片機(jī)加上這兩部分電路就構(gòu)成了單片機(jī)最小系統(tǒng)，即單片機(jī)系統(tǒng)就可以工作了。3.1.1 時鐘電路AT89S51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必須外部附加電路。AT89S51單片機(jī)的時鐘產(chǎn)生方法有兩種。內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式（如圖3-6所示）。風(fēng)攆鮪貓鐵頻鈣薊糾廟。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在XTAL1、XTAL2引腳上外接定時元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。本設(shè)計(jì)采用最常用的內(nèi)部時鐘方式，即用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。滅噯駭諗鋅獵輛覯餿藹。 圖3.1 AT89S51時鐘產(chǎn)生電路3.1.2 復(fù)位電路復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。最簡單的上電自動復(fù)位電路中上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。除了上電復(fù)位外，有時還需要按鍵手動復(fù)位。本設(shè)計(jì)就是用的按鍵手動復(fù)位。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過RST端經(jīng)電阻與鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。電源Vcc接通而實(shí)現(xiàn)的。按鍵手動復(fù)位電路見圖3-2。時鐘頻率選用12MHz。圖3.2 手動復(fù)位電路3.2 數(shù)碼管顯示電路圖3.3 共陰極七段數(shù)碼管顯示電路使用了七段數(shù)碼管，它是共陰極的，由高電平點(diǎn)亮。3.3 按鍵電路的設(shè)計(jì)溫度設(shè)定按鍵的輸入按鈕使用常規(guī)開關(guān)。17第三章 硬件電路設(shè)計(jì)圖3.4 溫度上下限設(shè)定按鍵這些常規(guī)開關(guān)組成了溫度上下限設(shè)定按鍵，硬件電路簡單，在程序設(shè)計(jì)上也不復(fù)雜。3.4 DS18B20的簡介43.4.1 DS18B20概述DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機(jī)房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。 攙閿頻嶸陣澇諗譴隴瀘。圖3.5 DS18B20實(shí)物圖3.4.2 DS18B20技術(shù)性能描述 、 獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。 趕輾雛紈顆鋝討躍滿賺。 、測溫范圍 55+125，固有測溫分辨率0.5。 、支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定。 夾覡閭輇駁檔驀遷錟減。、工作電源: 35V/DC。、 在使用中不需要任何外圍元件。、 測量結(jié)果以912位數(shù)字量方式串行傳送。、 不銹鋼保護(hù)管直徑 6。 、 適用于DN1525, DN40DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測溫。 、 標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1, M12X1.5, G1/2”任選。 、 PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設(shè)備連接。圖3.6 DS18B203.4.3 DS18B20引腳 (1)DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端； (2)GND為電源地； (3)VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。3.5 智能溫度控制器實(shí)物圖19第三章 硬件電路設(shè)計(jì)圖3.7 智能溫度控制器實(shí)物圖33第四章 軟件設(shè)計(jì)第四章 軟件設(shè)計(jì)4.1 流程圖設(shè)計(jì)什么是流程圖？以特定的圖形符號加上說明，表示算法的圖，稱為流程圖或框圖。 流程圖是流經(jīng)一個系統(tǒng)的信息流、觀點(diǎn)流或部件流的圖形代表。在企業(yè)中，流程圖主要用來說明某一過程。這種過程既可以是生產(chǎn)線上的工藝流程，也可以是完成一項(xiàng)任務(wù)必需的管理過程。 視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖糲。例如，一張流程圖能夠成為解釋某個零件的制造工序，甚至組織決策制定程序的方式之一。這些過程的各個階段均用圖形塊表示，不同圖形塊之間以箭頭相連，代表它們在系統(tǒng)內(nèi)的流動方向。下一步何去何從，要取決于上一步的結(jié)果，典型做法是用“是”或“否”的邏輯分支加以判斷。 偽澀錕攢鴛擋緬鐒鈞錠。流程圖是揭示和掌握封閉系統(tǒng)運(yùn)動狀況的有效方式。作為診斷工具，它能夠輔助決策制定，讓管理者清楚地知道，問題可能出在什么地方，從而確定出可供選擇的行動方案。 緦徑銚膾齲轎級鏜撟廟。流程圖有時也稱作輸入-輸出圖。該圖直觀地描述一個工作過程的具體步驟。流程圖對準(zhǔn)確了解事情是如何進(jìn)行的，以及決定應(yīng)如何改進(jìn)過程極有幫助。這一方法可以用于整個企業(yè)，以便直觀地跟蹤和圖解企業(yè)的運(yùn)作方式。 騅憑鈳銘僥張礫陣軫藹。流程圖使用一些標(biāo)準(zhǔn)符號代表某些類型的動作，如決策用菱形框表示，具體活動用方框表示。但比這些符號規(guī)定更重要的，是必須清楚地描述工作過程的順序。流程圖也可用于設(shè)計(jì)改進(jìn)工作過程，具體做法是先畫出事情應(yīng)該怎么做，再將其與實(shí)際情況進(jìn)行比較。癘騏鏨農(nóng)剎貯獄顥幗騮。本設(shè)計(jì)程序的流程圖為: 圖4.1 流程圖4.2 主程序我所設(shè)計(jì)的智能溫度控制器的程序采用的是C程序設(shè)計(jì)，C語言的顯著特點(diǎn)是二進(jìn)制來編寫程序,程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此之間相互獨(dú)立。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦? 便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。C語言是以函數(shù)形式提供給用戶的,這些函數(shù)可方便的調(diào)用,并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向,從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。雖然C語言也是強(qiáng)類型語言，但它的語法比較靈活，允許程序編寫者有較大的自由度。程序設(shè)計(jì)如下：鏃鋝過潤啟婭澗駱讕瀘。#include#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned intuchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;/共陰極字型碼榿貳軻謄壟該檻鯔塏賽。int temp; int ss;int dd;int j;uchar data b;uchar data buf4;int alarmH=500; int alarmL=-10;sbit k1=P25;sbit k2=P26;sbit k3=P27;sbit k4=P24;sbit bell=P10;sbit HLight=P12;sbit LLight=P13;sbit Red=P16;sbit Green=P17;bit set=0;bit Flag=0;void key_to1();void key_to2();void delay(uint);void key();void Show();void delay(uint num)while(num) ;Init_DS18B20(void) uchar x=0; DATA = 1; delay(10); DATA = 0; delay(80); DATA = 1; delay(20); x=DATA; delay(30);ReadOneChar(void) uchar i=0;uchar dat = 0;for (i=8;i0;i-) DATA = 0; dat=1; DATA = 1; if(DATA) data=0x80; delay(8); return(dat);WriteOneChar(unsigned char dat) uchar i=0; for (i=8; i0; i) DATA = 0; delay(10); DATA = 1; dat=1; delay(8);int ReadTemperature(void) uchar a=0;uchar b=0;int t=0;float tt=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); WriteOneChar(0x44); Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); WriteOneChar(0xBE); a=ReadOneChar();b=ReadOneChar();t=b;t=8;t=t|a;tt=t*0.0625;t= tt*10+0.5; return(t);void display00() dd=(temp-1); buf1=dd/100;buf2=dd/100;buf3=dd%100/10;buf0=dd%10;for(j=0;j5) P2=0xff; P0=0x00;P2=0xfd; P0=0x80; delay(100); P2=0xff; P0=0x00; P2=0xf7; P0=0x40;delay(100); P2=0xff; P0=0x00; P2=0xfb; P0=tablebuf2;delay(100);P2=0xff; P0=0x00;P2=0Xfd; P0=tablebuf3;delay(100);P2=0xff;P0=0x00;P2=0Xfe;P0=tablebuf0; delay(100);P2=0xff; void display()buf1=temp/1000;buf2=temp/100%10;buf3=temp%100/10;buf0=temp%10; for(j=0;j3) P2=0xff; P0=0x00;P2=0xfd; P0=0x80; delay(300); P2=0xff; P0=0x00; P2=0xf7; P0=tablebuf1;delay(300); P2=0xff; P0=0x00; P2=0xfb; P0=tablebuf2;delay(300);P2=0xff; P0=0x00;P2=0Xfd; P0=tablebuf3;delay(300);P2=0xff; P0=0x00;P2=0Xfe;P0=tablebuf0;delay(300);P2=0xff;void key() if(k1=1) delay(20); if(k1=1) while(k1=1) key_to1(); for(n=0;n8;n) Show(); if(k2=1)delay(20);if(k2=1) while(k2=1) key_to2(); for(n=0;n=1100) temp=-550; if(set=0)alarmH=temp;void key_to2() TR0=0; temp-=10;if(tempalarmH|temp=0)HLight=1;LLight=0;display();HLight=0;LLight=1;display00(); TMOD=0X01;TH0=0XD8;TL0=0XF0;EA=1;ET0=1;TR0=1;EX0=1;for(n=0;n500;n)bell=0;logo(); Red=0;while(1) key(); ss=ReadTemperature(); Show();alarm();if(Flag=1)bell=!bell; else bell=0; void time0(void) interrupt 1 using 1 TH0=0X56;TL0=0XDC;temp=ss; 4.3 Protel99SE的簡介Protel99SE是Protel公司近10年來致力于Windows平臺開發(fā)的最新結(jié)晶，能實(shí)現(xiàn)從電學(xué)概念設(shè)計(jì)到輸出物理生產(chǎn)