基于單片機(jī)的空調(diào)溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于單片機(jī)的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)作者姓名：楊耀武專業(yè)名稱：信息工程指導(dǎo)教師：黃宇講師摘要在自動(dòng)控制領(lǐng)域中，溫度檢測與控制占有很重要地位。溫度測控系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和在人們的生活領(lǐng)域，也得到了廣泛應(yīng)用。因此，溫度傳感器的應(yīng)用數(shù)量居各種傳感器之首。目前，溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字集成式方向飛速發(fā)展。本論文概述了溫控器的發(fā)展及基本原理，介紹了溫度傳感器的原理及特性。分析了DS18B20溫度傳感器的優(yōu)劣。在此基礎(chǔ)上描述了系統(tǒng)研制的理論基礎(chǔ)，溫度采集等部分的電路設(shè)計(jì)，并對測溫系統(tǒng)的一些主要參數(shù)進(jìn)行了討論。同時(shí)在介紹溫度控制系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)的總體構(gòu)成。針對測溫系統(tǒng)溫度采集、接收、處理、

2、顯示部分的總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了論證，進(jìn)一步介紹了單片機(jī)在系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析了系統(tǒng)各部分的硬件及軟件實(shí)現(xiàn)。利用Proteus7.6進(jìn)行了可行性的仿真，利用單片機(jī)開發(fā)板驗(yàn)證在實(shí)際電路中能起到的效果。試驗(yàn)證明，這套溫度控制器具有較強(qiáng)的可操作性，很好的可拓展性，控制簡單方便。課題初步計(jì)劃是在普通環(huán)境下的測溫，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及器件的選擇也正是在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行的。關(guān)鍵詞：DS18B20 單片機(jī) 溫度控制 1602液晶顯示AbstractIn the automatic control area,temperature monitoring and controling have a very important

3、 position. The temperature monitoring system has a wildly applying in industry, agriculture, science reasearching and daily life of people. Therefore, the number of applying of the temperature monitoring comes first of all kinds of sensor. At present, the temperature monitoring is transformed from a

4、nalog type to digital integrated type with a very fast speed.This paper introduces the developing and fundamental of the temperature monitoring, including the character of this kind of sensor. It also analyses the advantage and disadvantage of the temperature monitoring which named DS18B20. On that

5、basis, the paper also has a further analysis of the theoretical basis of the system developing and the circuit design of temperature monitoring. Besides, some discussions about the important parameters also took on desk. At the same time, the auther of this paper also puts forward the composition of

6、 totality about this system, which including the different function of the thermometer system. Then a detailed analysis which is about the applying of Microcontrollers and the applying of different parts made by different hardwares and softwares in the system. In order to check the maneuverability a

7、nd the expansibility of the Microcontrollers system, the auther used Proteus 7.6 to do the testing and got a pretty good result.This system puts the temperature measured in normal situation as a confirm condition. All design and selection of component is also based on this suppose.keywords: DS18B20,

8、 Microcontrollers, Temeperature Controling, 1602 Liquid Crystal Display目錄摘要IAbstractII目錄III前言11 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及功能21.1 溫度傳感器產(chǎn)品分類與選擇21.1.1 常用的測溫方法21.1.2 溫度傳感器產(chǎn)品分類21.1.3 溫度傳感器的選擇41.2 總體方案的確定61.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框圖62 系統(tǒng)單元電路設(shè)計(jì)72.1 系統(tǒng)工作原理72.2 系統(tǒng)相關(guān)硬件及模塊介紹72.2.1 溫度采集電路72.2.2 信號處理與控制電路82.2.3 溫度顯示電路92.2.4 按鍵功能設(shè)置電路102.2.5 繼電器控制

9、電路112.2.6 存儲數(shù)據(jù)電路112.2.7 報(bào)警、音樂電路122.2.8 電動(dòng)機(jī)電路123 仿真軟件介紹143.1 Keil uVision2軟件143.2 Proteus軟件154 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)175 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)195.1 DS18B20數(shù)據(jù)通信概述195.2 LCD1602液晶數(shù)據(jù)顯示概述215.2.1 接口信號說明215.2.2 控制器接口說明215.2.3 控制接口時(shí)序說明235.3 存儲器24C02數(shù)據(jù)存儲概述245.3.1 I2C 總線的定義245.3.2 I2C 總線的時(shí)序245.3.3 數(shù)據(jù)傳送255.4 軟件程序設(shè)計(jì)256 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果286.1 程序調(diào)試過程中遇到的

10、問題及解決辦法286.2 調(diào)試結(jié)果28總結(jié)30致謝31參考文獻(xiàn)32附件1 系統(tǒng)硬件電路圖33附件2 系統(tǒng)軟件程序34前言現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息采集控制(即溫度控制器技術(shù))、信息傳輸(通信技術(shù))和信息處理(計(jì)算機(jī)技術(shù))。溫度控制器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度控制器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量日漸上升。溫度控制器是一種溫度控制裝置，它根據(jù)用戶所需溫度與設(shè)定溫度之差值來控制中央空調(diào)末端之水閥（風(fēng)閥）及風(fēng)機(jī)，從而達(dá)到改變用戶所需溫度的目的。實(shí)現(xiàn)以上目的的方法理論上有很多，但目前業(yè)界主要有機(jī)械式溫度控制器及智能電子式兩大系列。 普通風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)溫控器基本上是一個(gè)獨(dú)立的

11、閉環(huán)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要由溫度傳感器、雙位控制器、溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)、手動(dòng)三速開關(guān)和冷熱切換裝置組成。其控制原理是空調(diào)溫控器根據(jù)溫度傳感器測得的室溫與設(shè)定值的比較結(jié)果發(fā)生雙位控制信號，控制冷熱水循環(huán)管路電動(dòng)水閥（兩通閥或三通閥）的開關(guān)，即用切斷和打開盤管內(nèi)水流循環(huán)的方式，調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度（供冷量）。 第一代空調(diào)溫控器主要是電氣式產(chǎn)品，空調(diào)溫控器的溫度傳感器采用雙金屬片或氣動(dòng)溫包，通過“給定溫度盤”調(diào)整預(yù)緊力來設(shè)定溫度，風(fēng)機(jī)三速開關(guān)和季節(jié)轉(zhuǎn)換開關(guān)為潑檔式機(jī)械開關(guān)。這類空調(diào)溫控器產(chǎn)品普遍存在“溫度設(shè)定分度值過粗”、“時(shí)間常數(shù)太大”、“機(jī)械開關(guān)易損壞”等問題。  第二代空調(diào)溫控器為電子式產(chǎn)品，溫度傳感

12、器采用熱敏電阻或熱電阻，部分產(chǎn)品的溫度設(shè)定和風(fēng)速開關(guān)通過觸摸鍵和液晶顯示屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面，冷熱切換自動(dòng)完成，運(yùn)算放大電路和開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)雙位調(diào)節(jié)。這類智能空調(diào)溫控器產(chǎn)品改善了人機(jī)交互界面，解決了“溫度設(shè)定分度值過粗”等問題，但仍存在“控制精度不高”、“時(shí)間常數(shù)大”、“操作較復(fù)雜”等問題。  目前國內(nèi)外生產(chǎn)廠家正在研究開發(fā)第三代智能型室溫空調(diào)溫控器，應(yīng)用新型控制模型和數(shù)控芯片實(shí)現(xiàn)智能控制?，F(xiàn)在已有國內(nèi)廠家生產(chǎn)出了智能型室溫空調(diào)溫控器，并已應(yīng)用于實(shí)際工程。1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及功能1.1 溫度傳感器產(chǎn)品分類與選擇溫度是日常生活中經(jīng)常遇到的一個(gè)物理量，它也是科研和生產(chǎn)中最常見、最基本的常量

13、之一。在很多場合都需要對溫度進(jìn)行測控，而溫度測控離不開溫度傳感器，因此，掌握正確的測溫方法及溫度傳感器的使用方法極為重要。 常用的測溫方法物體受熱后溫度就要升高，任何兩個(gè)溫度不同的物體相接觸都必然產(chǎn)生熱交換，直到兩者的溫度達(dá)到平衡為止。據(jù)此，可以選擇某種溫度傳感器與被測物體接觸進(jìn)行溫度測量，這種方法稱為接觸式測溫。接觸式測溫常用于較低溫度的測量。此外，物體受熱后溫度升高的同時(shí)還伴有熱輻射，因此，可利用溫度傳感器接收被測物體在不同溫度下輻射能量的不同來測量溫度，這種測溫方法稱為非接觸式測溫。非接觸式測溫常用于高溫測量。 1.1.2 溫度傳感器產(chǎn)品分類目前，溫度傳感器沒有統(tǒng)一分類方法。按輸出量分類

14、有模擬式溫度傳感器和數(shù)字式溫度傳感器。按測溫方式分類有接觸式溫度傳感器和非接觸式溫度傳感器。按類型分類有分立式溫度傳感器、模擬集成式溫度傳感器和智能溫度傳感器（數(shù)字溫度傳感器）。模擬式溫度傳感器輸出的是隨溫度變化的模擬量信號。其特點(diǎn)是輸出響應(yīng)速度較快和MPU（微處理器）接口較復(fù)雜。數(shù)字式溫度傳感器輸出的是隨溫度變化的數(shù)字量，同模擬輸出相比，它輸出響應(yīng)較慢，但容易與MPU接口。下面對工程中常用的溫度傳感器做簡單介紹。1、熱敏電阻式溫度傳感器 電阻式溫度傳感器分為熱電阻式溫度傳感器和熱敏電阻溫度傳感器，他們的特點(diǎn)是自身的電阻值隨溫度而變化。熱敏電阻式利用半導(dǎo)體材料制成的敏感組件，通常所用的熱敏電阻

15、溫度傳感器都是具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，它的電阻率受溫度的影響很大，而且隨溫度的升高而減少，簡稱NTC。其優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，體積小，壽命長，工作穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離；缺點(diǎn)是互換性差，非線性嚴(yán)重。 2、熱電阻式溫度傳感器利用熱電阻溫度系數(shù)隨溫度變化的特性而制成的溫度傳感器。稱為熱電阻溫度傳感器。對于大多數(shù)金屬導(dǎo)體，其電阻值都具有隨溫度升高而增大的特性。由于純金屬的溫度系數(shù)比合金的高，因此均采用純金屬作為熱電阻組件。常用的金屬導(dǎo)體材料有鉑、銅、鐵和鎳。3、熱電偶式溫度傳感器熱電偶是一種傳統(tǒng)的溫度傳感器，其測溫范圍一般為-50到+1600，最高可達(dá)+2800，并且有較高的測量精度。另外，熱電偶產(chǎn)品已實(shí)

16、現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，使用時(shí)易于選擇，可方便地用計(jì)算機(jī)做線性補(bǔ)償，因此，至今在測溫領(lǐng)域內(nèi)仍被廣泛使用。它的理論基礎(chǔ)是建立在熱電效應(yīng)上，將熱能轉(zhuǎn)化為電能。4、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傳感器。模擬集成溫度傳感器是在20世紀(jì)80年代問世的。它是將溫度傳感器集成在一個(gè)芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用IC，它屬于最簡單的一種集成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一（僅測量溫度）、測溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗，適合遠(yuǎn)距離測溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)。外圍電路簡單，它是目前在國內(nèi)外應(yīng)用較

17、為普遍的一種集成傳感器。5、智能溫度傳感器 智能溫度傳感器（亦稱數(shù)字溫度傳感器）是在20世紀(jì)90年代中期問世的。智能溫度傳感器是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測試技術(shù)的結(jié)晶，它也是集成溫度傳感器領(lǐng)域中最具活力和發(fā)展前途的一種新產(chǎn)品。目前，行許多著名的集成電路生產(chǎn)已開發(fā)出上百種智能溫度傳感器產(chǎn)品。智能溫度傳感器具有以下三個(gè)顯著特點(diǎn)：第一，能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器（MCU）；第二，能以最簡方式構(gòu)成高性價(jià)比、多功能的智能化溫度測控系統(tǒng)；第三，它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實(shí)現(xiàn)測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D傳感器、存儲器

18、（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路控制器、中央控制器（CPU）、隨機(jī)存取儲存器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。1.1.3 溫度傳感器的選擇在介紹溫度傳感器的選擇原則之前，首先介紹在測控系統(tǒng)中選擇傳感器的總原則，本原則適用于各種傳感器的選擇。1、選擇傳感器的總原則現(xiàn)代傳感器在原理和結(jié)構(gòu)上千差萬別，如何根據(jù)具體的測控目的、測控對象以及測控環(huán)境合理地選擇傳感器，是單片機(jī)測控系統(tǒng)首先要解決的溫度。當(dāng)傳感器選定之后，與之相配套的測控電路也就可以確定了。測控結(jié)果的成敗，在很大程度取決于傳感器的選擇是否合理。作為單片機(jī)測控系統(tǒng)前向通道的關(guān)鍵部件，在選擇傳感器時(shí)應(yīng)考慮一下幾個(gè)方面：（1）根據(jù)測控對象與

19、測控環(huán)境確定傳感器的類型首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因?yàn)?，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選擇，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量對象的特點(diǎn)和傳感器的使用條件綜合考慮一下一些具體問題：1）傳感器的量程；2）被測位置對傳感器體積的要求；3）測量方式為接觸式還是非接觸式；4）傳感器信號的引出是有線還是無線；5）是購買傳感器還是自行研制傳感器以及價(jià)格因素等。 在綜合考慮上述因素之后就能確定選擇何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。（2）靈敏度的選擇 通常情況下，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。（3）頻率響應(yīng)

20、特性 傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍，傳感器的頻率響應(yīng)好，可測的信號頻率范圍就寬，傳感器的輸出信號必須在允許的頻率范圍內(nèi)保持不失真，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有一定得延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。（4）線性范圍 傳感器的線形范圍是指輸出信號與輸入量成正比的范圍。從理論上講，在此范圍內(nèi)靈敏度應(yīng)保持定值。傳感器的線性范圍越寬，其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類確定之后首先要看其量程是否滿足要求。（5）穩(wěn)定性 傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)

21、定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。（6）精度的選擇精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測控系統(tǒng)測量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要能滿足整個(gè)測控系統(tǒng)的精度要求就可以了，不必選得太高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。2、溫度傳感器的選擇溫度傳感器技術(shù)被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品、玩具、家用電子產(chǎn)品、工業(yè)測控系統(tǒng)以及個(gè)人計(jì)算機(jī)應(yīng)用中。傳統(tǒng)上分立式溫度傳感器是最常用的溫度傳感器元件，而集成溫度傳感器特點(diǎn)是測溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗，適合遠(yuǎn)距離測溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)

22、，外圍電路簡單，它是目前在國內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種溫度傳感器。綜上所述，不同的傳感器具有不同的應(yīng)用場合，由于在溫度測控系統(tǒng)中，傳感器是前向通道的關(guān)鍵部件，因此選擇合適的傳感器是非常重要的。選擇的原則要考慮溫度范圍、溫控精度、測溫場合、價(jià)格等幾方面的因素。1.2 總體方案的確定考慮到該制冷控制系統(tǒng)功能比較少，由單片機(jī)控制即可實(shí)現(xiàn)。而89C52單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、對環(huán)境要求不高、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好,故本系統(tǒng)選擇采用89C52單片機(jī)。在溫度采集方面，采用單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。DSB18B20S數(shù)字溫度計(jì)提供9到12位溫度讀數(shù)，指示器件的溫度信息經(jīng)過單

23、線接口送入DS18B20送出，因此從中央處理器到DS18B20僅需連接一條線和地，讀寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，甚至不需要外部電源。而總體方案和系統(tǒng)電路圖方面基本上和熱敏式傳感器相同，只在數(shù)據(jù)采集方面有所差別。在上面也已經(jīng)提及，熱敏電阻式溫度傳感器互換性差，非線性嚴(yán)重。而數(shù)字溫度傳感器DS18B20接線簡單，數(shù)字輸出量能直接作為單片機(jī)的輸入數(shù)據(jù)， 同時(shí)考慮到只是在普通環(huán)境下測量，無論在靈敏度、線性范圍、穩(wěn)定性，還是在精度方面，DS18B20的強(qiáng)大功能已足夠滿足設(shè)計(jì)需要。但是DS18B20也有缺點(diǎn)，就是軟件實(shí)施方面比較復(fù)雜，但相對于模擬量輸出的硬件實(shí)現(xiàn)方面來說會簡單很多。在本

24、次設(shè)計(jì)中，溫度數(shù)據(jù)采集用到的傳感器是DS18B20。1.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框圖圖1 單片機(jī)控制溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2 系統(tǒng)單元電路設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)工作原理該空調(diào)控制系統(tǒng)用到89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的CPU進(jìn)行控制控制，由數(shù)字傳感器DS18B20進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，89C52對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到各種信號。而這些信號將分別作為1602液晶顯示的信號輸入、啟動(dòng)報(bào)警裝置的信號輸入和啟動(dòng)制冷設(shè)備、電暖設(shè)備的輸入。同時(shí)將利用單片機(jī)的其它使能端口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位，手動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)調(diào)節(jié)。2.2 系統(tǒng)相關(guān)硬件及模塊介紹2.2.1 溫度采集電路本系統(tǒng)中采集溫度使用的是DS18B20數(shù)字溫度傳感器。DS18B20是Dalla

25、s 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。與之前的傳感器相比，DS18B20體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，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。DS18B20 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 -55到+125，在-10到+85范圍內(nèi),精度為±0.5?，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。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V到5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便

26、。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。DS18B20可以程序設(shè)定9到12位的分辨率，精度為±0.5。當(dāng)分辨率為12位時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為750ms。使得用戶可選擇更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍和分辨率設(shè)定，同時(shí)用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。DS18B20一般為三極管型封裝，其引腳圖如圖4所示。這三個(gè)引腳分別為：GND電源地；QD數(shù)字信號輸入/輸出端；VDD外接供電電源（可選5V）。圖2.1 DS18B20引腳圖在該系統(tǒng)中，DS18B20的數(shù)字信號輸入/輸出端連接到89C52的P2.3中，作為89C52的數(shù)據(jù)輸入。2.2.2 信號處理與控制電路信號處理與控制采用52

27、單片機(jī)基本電路。此電路以52單片機(jī)為核心，52的具體引腳圖如圖2.2。圖2.2 89C52引腳圖在該系統(tǒng)中，要使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)信號處理與控制，則要使單片機(jī)的20腳（GND）接地，40腳（Vcc）和31腳（/EA）接正5V電源。18、19腳（XTAL2、XTAL1）接12MHz的晶振和兩個(gè)電容，組成片內(nèi)振蕩電路，為單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖。9腳（RST）接按鍵復(fù)位電路，提供復(fù)位信號給單片機(jī)。89C52芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2，兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。兩個(gè)電容通常取30pF左右，穩(wěn)定頻率并對震蕩頻率有微調(diào)

28、作用。如圖2.3所示。圖 2.3 時(shí)鐘電路手動(dòng)復(fù)位是通過接通一按鈕開關(guān)，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。系統(tǒng)上電運(yùn)行后，若需要復(fù)位，則通過手動(dòng)復(fù)位來實(shí)現(xiàn)的。如圖2.4所示。圖2.4 復(fù)位電路2.2.3 溫度顯示電路本系統(tǒng)中，溫度顯示硬件由lcd1602液晶和上拉電阻構(gòu)成。1602采用標(biāo)準(zhǔn)14腳接口，其中：包括8根數(shù)據(jù)線(D0-D7)，三根控制線（rs,rw,e）電源地，電源以及液晶驅(qū)動(dòng)電壓引腳(VSS,VDD,VEE)。液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已

29、經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。圖2.5 液晶顯示電路2.2.4 按鍵功能設(shè)置電路溫度調(diào)節(jié)由三個(gè)不鎖按鍵電路實(shí)現(xiàn)。電路圖如圖2.6所示。按鍵K1一端與單片機(jī)的外部中斷0（/INT0,12腳）相連，另一端接地。其功能是當(dāng)按鍵按下一次時(shí)，給單片機(jī)一個(gè)低電平，進(jìn)入溫度設(shè)定狀態(tài)；再次按下時(shí)，進(jìn)入風(fēng)速設(shè)計(jì)狀態(tài)，再次按下時(shí)則退出溫度設(shè)定狀態(tài)。按鍵K2、K3，一端接地，另一端與單片機(jī)的13腳、14腳相連，其功能是每按下一次按鍵，顯示設(shè)定值加1或減1。圖2.6 溫度設(shè)置電路 繼電器控制電路繼電器控制電路由兩個(gè)繼電器構(gòu)成，由單片機(jī)P3.0、P3.1輸出控制信號，控制繼電器。在

30、該系統(tǒng)中，當(dāng)溫度超過設(shè)定值，單片機(jī)P3.1輸出高電平，驅(qū)動(dòng)制冷電路繼電器，啟動(dòng)制冷設(shè)備。當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)P3.0輸出高電平，驅(qū)動(dòng)供暖繼電器，啟動(dòng)電暖設(shè)備。當(dāng)不滿足條件時(shí)，不工作。繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。圖2.7 繼電器原理圖 存儲數(shù)據(jù)電路儲存數(shù)據(jù)電路由24C02芯片構(gòu)成，有256字節(jié)，由單片機(jī)P3.5、P3.6輸出信號。在該系統(tǒng)中，每隔20ms記錄一次測得溫度，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的溫度存儲

31、。24C02是串行E2PROM，基于I2C-BUS 的存儲器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點(diǎn)，在儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)化控制中得到大量的應(yīng)用。2.2.7 報(bào)警、音樂電路蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。由單片機(jī)P3.7輸出信號。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。通過輸出方波，這個(gè)方波輸入進(jìn)蜂鳴器就會產(chǎn)生聲音，通過控制方波的頻率、時(shí)間，還能產(chǎn)生簡單的音樂。圖2.8 蜂鳴器報(bào)警電路2.2.8 電動(dòng)機(jī)電路步進(jìn)電機(jī)由單片機(jī)P1.4、

32、P1.5、P1.6、P1.7輸出信號。是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。通常電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場。該磁場會帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。

33、當(dāng)定子的矢量磁場旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場轉(zhuǎn)一個(gè)角度。每輸入一個(gè)電脈沖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度前進(jìn)一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機(jī)就會反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)各相繞組的通電順序來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2.9 步進(jìn)電機(jī)工作原理圖3 仿真軟件介紹3.1 Keil uVision2軟件Keil c51開發(fā)工具提供數(shù)個(gè)十分有用的特性，可以幫助你快速地成功開發(fā)嵌入式應(yīng)用。這些工具使用簡單并保證你達(dá)到你的設(shè)計(jì)目的uVision2 IDE 是一個(gè)基于Window的開發(fā)平臺，包含一個(gè)高效的編輯器，一個(gè)項(xiàng)目管理器和一個(gè)MAKE工具。uVis

34、ion2支持所有的KEIL 8051工具，包括C編譯器，宏匯編器，連接/定位器，目標(biāo)代碼到HEX的轉(zhuǎn)換器。uVision2通過以下特性加速你的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程：l 全功能的源代碼編輯器。l 器件庫用來配置開發(fā)工具設(shè)置。l 項(xiàng)目管理器用來創(chuàng)建和維護(hù)你的項(xiàng)目。l 集成的MAKE工具可以匯編，編譯和連接你的嵌入式應(yīng)用。l 所有開發(fā)工具的設(shè)置都是對話框形式的。l 真正的源代碼級的對CPU和外圍器件的調(diào)試器。l 高級GDI（AGDI）接口用來在目標(biāo)硬件上進(jìn)行軟件調(diào)試，以及和Monitor-51進(jìn)行通信。l 與開發(fā)工具手冊和器件數(shù)據(jù)手冊和用戶指南有直接的鏈接。uVision2 界面提供一個(gè)菜單，一個(gè)工

35、具條以便你快速選擇命令按鈕，另外還有源代碼的顯示窗口，對話框和信息顯示。uVision2允許同時(shí)打開瀏覽多個(gè)源文件。圖3.1 keil uVision2軟件界面3.2 Proteus軟件Proteus是英國Labcenter公司開發(fā)的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真軟件。l Proteus可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路、模擬電路及微控制器系統(tǒng)與外設(shè)的混合電路系統(tǒng)的電路仿真、軟件仿真、系統(tǒng)協(xié)同仿真和PCB設(shè)計(jì)等功能。l Proteus是目前唯一能對各種處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真、調(diào)試與測試的EDA工具，真正實(shí)現(xiàn)了在沒有目標(biāo)原形時(shí)就可對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試、測試和驗(yàn)證。l Proteus軟件大大提高了企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)效率，降低了開發(fā)風(fēng)

36、險(xiǎn)。Proteus主要由兩個(gè)設(shè)計(jì)平臺組成：l ISIS（Intelligent Schematic Input System）原理圖設(shè)計(jì)與仿真平臺，它用于電路原理圖的設(shè)計(jì)以及交互式仿真。l ARES（Advanced Routing and Editing Software）高級布線和編輯軟件平臺，它用于印制電路板的設(shè)計(jì)，并產(chǎn)生光繪輸出文件。在Proteus中，從原理圖設(shè)計(jì)、單片機(jī)編程、系統(tǒng)仿真到PCB設(shè)計(jì)可以一氣呵成，具有從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)能力。Proteus ISIS的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面，如圖所示。包括：標(biāo)題欄、主菜單、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、

37、預(yù)覽對象方位控制按鈕、仿真進(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。圖3.2 Proteus ISIS軟件界面4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)確定了相關(guān)模塊功能、功能以及用到的器件后，系統(tǒng)做如下連接設(shè)計(jì)：圖4.1 總體硬件電路圖其中各引腳對應(yīng)的端口如下表所示：表4.1 單片機(jī)引腳與各器件對應(yīng)表接口對應(yīng)器件引腳接口對應(yīng)器件引腳P0.0接LCD1602的D0端P2.4空置P0.1接LCD1602的D1端P2.5接LCD1602的RS端P0.2接LCD1602的D2端P2.6接LCD1602的R/W端P0.3接LCD1602的D3端P2.7接LCD1602的E端P0.4接LCD1602的D4端P3.0接

38、warm繼電器端接口對應(yīng)器件引腳接口對應(yīng)器件引腳P0.5接LCD1602的D5端P3.1接cool繼電器端P0.6接LCD1602的D6端P3.2接S1按鍵P0.7接LCD1602的D7端P3.3接S2按鍵P1.0空置P3.4接S3按鍵P1.1空置P3.5接24C02的SCK端P1.2空置P3.6接24C02的SDA端P1.3空置P3.7接蜂鳴器報(bào)警電路P1.4接步進(jìn)電機(jī)A極XTAL1接晶振時(shí)鐘電路P1.5接步進(jìn)電機(jī)B極XPAL2接晶振時(shí)鐘電路P1.6接步進(jìn)電機(jī)C極RST接復(fù)位電路P1.7接步進(jìn)電機(jī)D極空置P2.0空置ALE空置P2.1空置空置P2.2空置VCC接電源P2.3接DS18B20的

39、DQ端GND接地5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1 DS18B20數(shù)據(jù)通信概述和DS18B20通信，其命令序列有3步：初始化、ROM命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）和功能命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）。每次訪問DS18B20，必須嚴(yán)格遵守這個(gè)命令時(shí)序，如果出現(xiàn)序列混亂，則單總線則單總線器件不會響應(yīng)主機(jī)。這個(gè)準(zhǔn)則對于搜索ROM命令和報(bào)警搜索命令例外，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，主機(jī)不能執(zhí)行其后的功能命令，而必須返回至第一步。1.初始化單總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，初始化過程由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和從機(jī)響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組成，應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道總線上有從機(jī)設(shè)備且準(zhǔn)備就緒。2.ROM命令在主機(jī)檢測到應(yīng)答脈沖后，就

40、可以發(fā)出ROM命令。ROM命令與各個(gè)從機(jī)設(shè)備的唯一64位ROM代碼相關(guān)，允許主機(jī)在單總線上連接多個(gè)從機(jī)設(shè)備時(shí)，指定操作某個(gè)從機(jī)設(shè)備。ROM命令還允許能夠檢測到總線上有多少個(gè)從機(jī)設(shè)備及其設(shè)備類型，或者有沒有設(shè)備處于報(bào)警狀態(tài)。(1)搜索ROMF0h當(dāng)系統(tǒng)初始上電時(shí)，主機(jī)必須找出總線上所有從機(jī)設(shè)備的ROM代碼，這樣主機(jī)才能夠判斷出從機(jī)的數(shù)目和類型。主機(jī)通過重復(fù)執(zhí)行搜索ROM循環(huán)（搜索ROM命令跟隨著位數(shù)據(jù)交換），以找出總線上所有的從機(jī)設(shè)備。如果總線只有一個(gè)從機(jī)設(shè)備，則可以采用讀ROM命令來替代搜索ROM命令。在每次執(zhí)行完搜索ROM循環(huán)后，主機(jī)必須返回至命令序列的第一步：初始化。(2)讀ROM33h（

41、僅適合于單節(jié)點(diǎn)）該命令僅適用于總線上只有一個(gè)從機(jī)設(shè)備，它允許主機(jī)直接讀出從機(jī)的64位ROM代碼，而無須執(zhí)行搜索ROM過程。如果該命令用于多節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)則必然發(fā)生數(shù)據(jù)沖突，因?yàn)槊總€(gè)從機(jī)設(shè)備都會響應(yīng)該命令。(3)匹配ROM55h匹配ROM命令跟隨64位ROM代碼，從而允許主機(jī)訪問多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中某個(gè)指定的從機(jī)設(shè)備。僅當(dāng)從機(jī)完全匹配64位ROM代碼時(shí)，才會響應(yīng)主機(jī)隨后發(fā)出的功能命令，其他設(shè)備將處于等待復(fù)位脈沖狀態(tài)。(4)跳躍ROMCCh(僅適合于單節(jié)點(diǎn)) 主機(jī)能夠采用該命令同時(shí)訪問總線上的所有從機(jī)設(shè)備，而無須發(fā)出任何ROM代碼信息。例如，主機(jī)通過在發(fā)出跳越ROM命令后，跟隨轉(zhuǎn)換溫度命令44h就可以同時(shí)命令

42、總線上所有的DS18B20開始轉(zhuǎn)換速度，這樣大大節(jié)省了主機(jī)的時(shí)間。注意：如果跳越ROM命令跟隨的是讀操作命令，則該命令只能應(yīng)用于單節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，否則將由于多個(gè)節(jié)點(diǎn)都響應(yīng)該命令而引起數(shù)據(jù)沖突。(5)報(bào)警搜索Ech 除那些設(shè)置了報(bào)警標(biāo)志的從機(jī)響應(yīng)外，該命令的工作方式完全等同于搜索ROM命令，該命令允許主機(jī)設(shè)備判斷哪些從機(jī)設(shè)備發(fā)生了報(bào)警（如最近的測量溫度過高或過低等）。同搜索ROM命令一樣，在完成報(bào)警搜索循環(huán)后，主機(jī)必須返回至命令序列的第一步。3.功能命令在主機(jī)發(fā)出ROM命令，以訪問某個(gè)指定的DS18B20，接著就可以發(fā)出DS18B20的某個(gè)功能命令。這些命令允許主機(jī)寫入或讀出DS18B20的存儲器，啟

43、動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換以及判斷從機(jī)的供電方式。(1)讀RAM存儲器BEh 此命令讀RAM存儲器的內(nèi)容，開始讀字節(jié)0，并繼續(xù)讀到第九個(gè)字節(jié)（CRC）。如果不是所有位置均可讀，那么主機(jī)可以再任何時(shí)候發(fā)出一復(fù)位命令以中止讀操作。(2)復(fù)制RAM存儲器（48h） 此命令讀RAM存儲器的內(nèi)容，開始讀字節(jié)0，并繼續(xù)讀到第九個(gè)字節(jié)（CRC）。如果不是所有位置均可讀，那么主機(jī)可以再任何時(shí)候發(fā)出一復(fù)位命令以中止讀操作。(3)重新調(diào)出EERAMB8h 此命令把存儲在EERAM中TH、TL、CONF的值重新調(diào)至RAM存儲器。這種重新調(diào)出的操作在對DS18B20上電時(shí)也自動(dòng)發(fā)生，因此只要器件一接電，暫存存儲器內(nèi)就有有效的數(shù)據(jù)可供

44、使用。(4)讀電源B4h 在此命令送至DS18B20之后最先發(fā)出的讀數(shù)據(jù)時(shí)間片，器件都會給其電源方式的信號：0=強(qiáng)上拉電阻供電；1=電源供電。(5)寫RAM存儲器44h 寫數(shù)據(jù)到RAM存儲器，地址為第2、第3、第4字節(jié)（TH、TL、CONF）。(6)溫度變換44h 此命令開始溫度變換，不需要另外的數(shù)據(jù)。溫度變換將被執(zhí)行，接著DS18B20便保持在空閑狀態(tài)。5.2 LCD1602液晶數(shù)據(jù)顯示概述5.2.1 接口信號說明表5.1編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2Data I/O2VDD電源正極10D3Data I/O3VL液晶顯示偏壓信號11D4Data I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選

45、擇端（H/L）12D5Data I/O5R/W讀/寫選擇端（H/L）13D6Data I/O6E使能信號14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正極8D1Data I/O16BLK背光源負(fù)極5.2.2 控制器接口說明1、基本操作時(shí)序讀狀態(tài)：輸入：RS=L,RW=H,E=H輸出：D0D7=狀態(tài)字寫指令：輸入：RS=L,RW=L,D0D7=指令碼，E=高電平輸出：無讀數(shù)據(jù)：輸入：RS=H,RW=H,E=H輸出：D0D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)：輸入：RS=H,RW=L,D0D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出：無2、狀態(tài)字說明表5.2STA7D7STA6D6STA5D5STA4D4STA3D3ST

46、A2D2STA1D1STA0D0STA0-6當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值STA7讀寫操作時(shí)能1： 禁止 0： 允許注：對控制器每次進(jìn)行讀寫操作前，都必須進(jìn)行讀寫檢測，確保STA7為03、指令說明表5.3顯示模式設(shè)置指令碼功能00111000設(shè)置16×2顯示，5×7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)口表5.4 初始化設(shè)置指令碼功能00001DCBD=1 開顯示； D=0 關(guān)顯示C=1 顯示光標(biāo)； C=0不顯示光標(biāo)B=1 光標(biāo)閃爍； B=0 光標(biāo)不顯示000001NSN=1 當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加一，且光標(biāo)加一N=0當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減一，且光標(biāo)減一S=1 當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示左移（N=

47、1）或右移（N=0），以得到光標(biāo)不移動(dòng)而屏幕移動(dòng)的效果。S=0 當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示不移動(dòng)4、數(shù)據(jù)控制控制器內(nèi)部設(shè)有一個(gè)數(shù)據(jù)地址指針，用戶可通過他們來訪問內(nèi)部的全部80字節(jié)RAM。表5.5 數(shù)據(jù)指針設(shè)置指令碼功能80H+地址碼（0-27H，40H-67H）設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針5.2.3 控制接口時(shí)序說明1讀操作時(shí)序圖 5.12寫操作時(shí)序圖5.25.3 存儲器24C02數(shù)據(jù)存儲概述5.3.1 I2C 總線的定義1、是 PHLIPS 公司推出的一種兩線制串行總線，簡單地說，就是用于連接到總線的器件間傳遞信息的通道。2、是一個(gè)多主機(jī)的總線，具備多主機(jī)系統(tǒng)所需的包括總線裁決和高低速器件同步功能的高性能串

48、行總線。3、是一種雙向兩線總線，包括一條串行數(shù)據(jù)線（SDA）,一條串行時(shí)鐘線（SCL），總線空閑時(shí)這兩條線路都是高電平。 I2C總線上所有外圍器件都有規(guī)范的器件地址，器件地址由7位組成。主機(jī)發(fā)送地址時(shí)，總線上的每個(gè)從機(jī)都將這7 位地址碼與自己的地址進(jìn)行比較，如果相同，則認(rèn)為自己正被主機(jī)尋址，根據(jù)R/W位將自己確定為發(fā)送器或接收器。其格式如下：表5.6 D7D6D5D4D3D2D1D0DA3DA2DA1DA0A2A1A0R/W其中DA3DA0是器件地址為廠家設(shè)置，A2A0為引腳地址，最多可連8個(gè)，R/W位為數(shù)據(jù)傳輸方向控制位。 I2C 總線的時(shí)序1、只有在總線空閑時(shí)才允許啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送。圖5.3

49、I2C總線時(shí)序圖2、在數(shù)據(jù)傳送過程中，當(dāng)時(shí)鐘線為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定狀態(tài)，不允許有跳變。時(shí)鐘線為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線的任何電平變化將被看做總線的起始或停止信號。起始信號：時(shí)鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從高到低的跳變作為I2C總線的起始信號。 停止信號：時(shí)鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變作為I2C總線的停止信號。 數(shù)據(jù)傳送 I2C總線上數(shù)據(jù)傳送的每一幀數(shù)據(jù)均為一字節(jié)。但啟動(dòng)I2C總線后，傳送的字節(jié)數(shù)沒有限制，只要求每傳送一字節(jié)后，對方回答一個(gè)應(yīng)答位。相關(guān)的響應(yīng)時(shí)鐘脈沖由主機(jī)產(chǎn)生，在響應(yīng)的時(shí)鐘脈沖期間發(fā)送器釋放SDA 線拉高。作為響應(yīng)，在時(shí)鐘脈沖期間接收器必須將SDA 線拉低，使

50、它在這個(gè)時(shí)鐘脈沖的高電平期間保持穩(wěn)定的低電平。圖5.4 數(shù)據(jù)傳送時(shí)序5.4 軟件程序設(shè)計(jì)1、模塊流程圖1.1主程序模塊流程圖（圖5.5）1.2 DS18B20通訊模塊流程圖（圖5.6）1.3 鍵掃描模塊流程圖（圖5.7）圖5.5 主程序流程圖圖5.6 DS18B20通訊模塊流程圖圖5.7 鍵掃描模塊流程圖6 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果6.1 程序調(diào)試過程中遇到的問題及解決辦法1.較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS18B20與微處理器采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對DS18B20進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。2.在DS18B20測溫程序設(shè)計(jì)中，向DS18B20發(fā)

51、出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS18B20的返回信號，一旦某個(gè)DS18B20接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS18B20時(shí)，將沒有返回信號，程序進(jìn)入死循環(huán)。這一點(diǎn)在進(jìn)行DS1820硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。3.編程時(shí)要注意，在程序開始時(shí)，要寫入各定時(shí)器中斷的入口地址。4.編程過程中要注意加注釋或分割線，否則，在程序過長時(shí)容易變得很亂，不便于查找或更改。5.程序的結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)的合理，避免上下亂調(diào)用的現(xiàn)象，這樣會使程序更加清晰化。6.編程前要加流程圖，這樣會使思路清晰。 6.2 調(diào)試結(jié)果圖6.1 開發(fā)板上的顯示結(jié)果圖6.2 仿真電路及結(jié)果圖6.3 開發(fā)板上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)

52、即將結(jié)束，這意味著我們的大學(xué)生活也要結(jié)束了，但我的學(xué)習(xí)沒有結(jié)束，在本次設(shè)計(jì)中，我所學(xué)過的理論知識接受了實(shí)踐的檢驗(yàn)，增強(qiáng)了我的綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力及動(dòng)手能力，為以后的學(xué)習(xí)工作打下了良好的基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)使用AT80C52作為主控芯片進(jìn)行控制，單片機(jī)具有集成度高，通用性好，功能強(qiáng)，特別是體積小，重量輕，耗能低可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。其中的溫度控制系統(tǒng)采用DS18B20 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器，支持“一線總線”接口，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性測量溫度范圍為 -55到+125，在-10到+85范圍內(nèi),精度為±0.5。而且體積小價(jià)格實(shí)惠，溫

53、度設(shè)定采用按鍵設(shè)定，風(fēng)速控制則由步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制得以實(shí)現(xiàn)，軟件算法采用設(shè)定值和測量值相比較的算法。在單片機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了一種用帶有EEPROM的AT89C52單片機(jī)控制傳感器的自動(dòng)化溫度監(jiān)控系統(tǒng)。最后敬請各位專家、老師和同學(xué)對論文和今后的研究工作提出寶貴的指導(dǎo)意見和建議。致謝在幾個(gè)月的學(xué)習(xí)研究中，課題受到了許多老師和同學(xué)的熱心關(guān)注和支持。他們對空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的研究開發(fā)提出了寶貴意見，并在物質(zhì)和精神上給予了大力支持。在我即將結(jié)束對課題的研究時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的硬件和軟件系統(tǒng)已初步成型，并通過了實(shí)驗(yàn)，這與支持我的老師和同學(xué)的關(guān)心是分不開的。衷心感謝我的導(dǎo)師老師，正是因?yàn)辄S宇老師的悉心指導(dǎo)和諄諄教誨，我的設(shè)計(jì)才得以順利完成。黃老師淵博的知識、豐富科研經(jīng)驗(yàn)、不計(jì)名利、兢兢業(yè)業(yè)的治學(xué)精神使我受益非淺。他無私奉獻(xiàn)的高貴品質(zhì)和平易近人的長者作風(fēng)，使我在學(xué)習(xí)科學(xué)知識的同時(shí)也學(xué)會了做人的道理。至此論文完成之際，謹(jǐn)向老師表示由衷的感謝。尤其感謝我的父母，無論我在順境還是逆境，他們始終是我最堅(jiān)強(qiáng)的后盾，感謝他們對我多年的培養(yǎng)和支持。最后感謝所有曾經(jīng)鼓勵(lì)過我，幫助過我的人們。參考文獻(xiàn)1 姜志海,黃玉清,劉連鑫. 單片機(jī)原理及應(yīng)