基于AT89C51單片機的-智能開關(guān)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

分類號TP319單位代碼11395密級學號0805270106學生畢業(yè)設(shè)計（論文）題目基于AT89C51單片機的智能開關(guān)設(shè)計作者張三院(系)能源工程學院專業(yè)測控技術(shù)與儀器指導教師趙鵬答辯日期2013年5月20日榆林學院畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信責任書本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果。畢業(yè)設(shè)計（論文）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點等，均已明確注明出處。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人畢業(yè)設(shè)計（論文）與資料若有不實，愿意承擔一切相關(guān)的法律責任。論文作者簽名:年月日摘要智能開關(guān)的出現(xiàn)使人們能夠更為便捷地控制家用電器，給人們的生活帶來了極大的方便。單片機以其功耗低，工作穩(wěn)定，體積小等優(yōu)點，廣泛的應用于智能開關(guān)的主控制器。本設(shè)計就基于AT89C51單片機的智能開關(guān)的工作原理和設(shè)計方法進行了系統(tǒng)的研究。本設(shè)計以AT89C51單片機為核心，并結(jié)合外圍元件如：蜂鳴器、繼電器、DS18B20、數(shù)碼管等設(shè)計出控制作息時間和空調(diào)溫度監(jiān)控及報警功能的智能開關(guān)。利用Protel軟件設(shè)計溫度采集電路、報警電路、顯示式電路等，運用Keil軟件編程，利用Proteus仿真來實現(xiàn)其功能。本設(shè)計靈活方便，修改簡單，而且在使用過程中更加的安全節(jié)電，利用單片機監(jiān)控實時溫度，在一定程度上不僅完善了空調(diào)的功能，而且在很大程度上使空調(diào)的控制及操作得到了簡化。關(guān)鍵詞：單片機；智能開關(guān)；DS18B20DesignofIntelligentSwitchBasedontheAT89C51MCUABSTRACTPeoplecanmoreeasilycontroldeviceswiththeoccurrenceoftheemergenceofintelligentswitcheswhichhasbroughtgreatconveniencetopeople’slives.Themicrocontrollerisconstantlybeenused,anditismoreextensive,thereasonliesinitslowpowerconsumption,easytouse,smallsize,somefeatures.ThisdesignaimstodoasystematicstudyoftheemergenceofintelligentswitchwhichbasedontheAT89C51MCUofdesigntheoryandmethod.theAT89C51MCUplaythecoreroleinthisdesign,andcombinedwithperipheralcomponentsthebuzzer,relays,theDS18B20,digitaltube,etc.bywhichdesigntheswitchofcontroloftheworkandresttimeandtheair-conditioningtemperaturemonitoringandalarmfunctionoftheintelligent.thedesignusingProtelsoftwaredesigntemperaturedataacquisitioncircuitalarmcircuit,displaycircuit,theuseoftheKeilsoftwareprogramming,Proteussimulationtoachieveitsfunction.thisdesignisflexible,simpletomodify,andmoresecureintheprocessofusingenergy-savingmicrocontrollertomonitorreal-timetemperature.Toacertainextent,notonlyimprovethefunctionoftheairconditioner,butalsosimplifiedtheairconditioningcontrolandoperationoftheairconditioning.Keywords:MCU;Intelligentswitch;DS18B20目錄摘要 IABSTRACT II1緒論 1本設(shè)計的意義 1智能開關(guān)的發(fā)展現(xiàn)狀 11.3本章小結(jié) 22智能開關(guān)的方案設(shè)計 32.1本設(shè)計的性能指標 32.2溫度采集方式的選擇 3蜂鳴器的選擇 3繼電器的選擇 4總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 42.6本章小結(jié) 43硬件電路設(shè)計 5單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 53.1.1AT89C51單片機簡介 53.1.2時鐘電路設(shè)計 63.1.3復位電路設(shè)計 6電源電路設(shè)計 73.3溫度采集電路設(shè)計 83.3.1溫度傳感器DS18B20簡介 93.3.2溫度采集接口設(shè)計 103.4報警電路設(shè)計 113.5顯示電路設(shè)計 113.6鍵盤電路設(shè)計 123.7本章小結(jié) 134軟件設(shè)計 14主程序設(shè)計 14時間控制程序設(shè)計 154.3溫度報警程序設(shè)計 154.4四位數(shù)碼管顯示程序設(shè)計 164.5本章小結(jié) 175系統(tǒng)仿真 195.1proteus簡介 195.2keil軟件介紹 19仿真過程 196總結(jié) 21參考文獻 22致謝 23附錄A總原理圖 24附錄B溫度顯示仿真圖 25附錄C總程序 261緒論現(xiàn)在的開關(guān)已經(jīng)不能完成人們想要使它完成的某些功能，逐漸地，傳統(tǒng)的開關(guān)會隨著科技的進步慢慢地被人們所淘汰。人們發(fā)現(xiàn)了一種新的控制器件的方式，那就是智能開關(guān)。隨著電子技術(shù)的狂飆式發(fā)展，人們對傳統(tǒng)的開關(guān)就提出了更高的要求，要求其能完成更多的功能以滿足人們的需要。智能開關(guān)是如時間程序自動控制、按時自動打鈴、自動啟閉電燈、定時廣播等一些定時設(shè)備的自動啟動?，F(xiàn)在的社會所要提倡的是降低能源的消耗、節(jié)約能源、注重環(huán)境保護。智能開關(guān)的研究就能夠使近年來人們對能源節(jié)約的要求得到充分的滿足。而且進一步對智能開關(guān)的研究也有著非常重要的意義?？赡苋藗儗χ悄荛_關(guān)還不是很熟悉，甚至感到有些陌生。就現(xiàn)在來看，智能開關(guān)的應用很不普遍，還處在一個發(fā)展的狀態(tài)。但是控制智能開關(guān)面板簡潔、占用的空間小、反應靈敏、操作便利、切換快速，是最好的選擇。在以前需要實現(xiàn)的很多功能必須由模擬電路或者數(shù)字電路來實現(xiàn)，但是現(xiàn)在我們可以通過單片機用軟件方法來實現(xiàn)。單片機的應用已經(jīng)發(fā)展到了空調(diào)方面，完成了軟件和硬件的相結(jié)合。在一定程度上不僅完善了空調(diào)的功能，而且在很大程度上使空調(diào)的控制及操作得到了簡化。不僅滿足了不同用戶對環(huán)境溫度的不同要求，而且能全智能調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度，并且對故障能夠及時報警，以便于人們能夠及早的發(fā)現(xiàn)排除故障。智能開關(guān)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了對設(shè)備的多功能控制，很大程度上實現(xiàn)了簡單操作，方便使用的特點。在開關(guān)使用上，人們需要的是對于生活和工作環(huán)境以及設(shè)備的隨心所欲的控制方式。因此，智能開關(guān)的出現(xiàn)在很大程度上滿足了人們的要求。智能開關(guān)的發(fā)展分為兩個方面，其一是智能感知和判斷。其二是智能狀態(tài)監(jiān)測。盡管現(xiàn)在智能開關(guān)沒有普遍使用。英國MerlinGerin公司的市場部經(jīng)理StewartGregory說:“智能就是通信的能力”。1989年，在Hanover展覽會上，MerlinGerin公司推出了SF中壓SF6氣體斷路器，由一個單個裝置把斷路器和固態(tài)控制電路系統(tǒng)組合在一起。目前，ABB、西門子等一些國際廠商進行的是一次設(shè)備智能化的研究。而且，上述的這些廠商同時也具有一次設(shè)備生產(chǎn)的能力，而且還有二次設(shè)備開發(fā)的能力。為了彌補智能開關(guān)在各方面技術(shù)上的不足，就規(guī)定了控制器件所需要的各個邏輯節(jié)點。在電氣開關(guān)設(shè)備設(shè)計一開始，為了能夠使結(jié)構(gòu)部分更加緊湊，設(shè)計更加合理化，絕緣效果更可靠，這些廠商就把控制設(shè)備和智能傳感器加入到開關(guān)里。就目前來說，單片機技術(shù)已經(jīng)非常的成熟，將來的發(fā)展方向趨向于運用單片機可以設(shè)計出智能型的聲控開關(guān)。隨著單片機應用不斷深入發(fā)展，智能型開關(guān)的發(fā)展也是很迅猛的。電路設(shè)計好后，運用軟件編程來實現(xiàn)其功能，靈活方便，修改簡單，而且在使用過程中更加的安全節(jié)電。近年來，我國的智能開關(guān)是不斷的發(fā)展，并且也不斷的加強產(chǎn)品的智能化程度，創(chuàng)新步伐也在不斷的加快?，F(xiàn)在，西開、沈高和平高等一些國內(nèi)廠商也正在對智能開關(guān)進行相關(guān)方面的研究。有好多智能化工程中已經(jīng)用到了智能化產(chǎn)品的核心元件，包括GIS電子式互感器，GIS間隔智能監(jiān)測裝置等，并且向用戶提供了可以滿足GIS設(shè)備要求的整體化、系統(tǒng)化的解決方案。但是，就智能開關(guān)的優(yōu)越性來看，在不久的以后，智能開關(guān)會成為用戶最滿意的控制器件，開關(guān)的智能化是以后發(fā)展的必然[1]。1.3本章小結(jié)通過以上，了解了智能開關(guān)在國內(nèi)外的發(fā)展情形，對智能開關(guān)也有了一個大概的認識，也明確了本設(shè)計需要做哪些方面的研究，知道了研究智能開關(guān)是很有意義的，也使自己有了更多的熱情和動力去完成本設(shè)計。2智能開關(guān)的方案設(shè)計2.1本設(shè)計的性能指標就寢功能：設(shè)定熄燈時間，時間到熄燈?？照{(diào)溫度監(jiān)控功能：采用模擬系統(tǒng)，設(shè)定溫度為25℃，蜂鳴器響同時小燈亮表示自動降溫。起床喚醒功能：設(shè)定起床時間，時間到蜂鳴器響1分鐘。時鐘功能：采用12小時制，時間可以自由調(diào)整。復位功能：設(shè)備出現(xiàn)故障或者需要調(diào)整時，按復位鍵實現(xiàn)初始化。2.2溫度采集方式的選擇方案一：XXXXXXXXXXXXXXXXXX。方案二：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。方案三：如果選用DALLAS公司最新單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20進行溫度采集，溫度傳感器DS18B20只需要三根導線和一個電阻，不需要其他任何外圍電路即可測得溫度數(shù)據(jù)，所以電路非常簡單。前面的兩種方案還都需要A/D轉(zhuǎn)換器。綜上述，最終選用方案三，即選用DS18B20。方案一：有源蜂鳴器僅僅需要電平驅(qū)動就能夠發(fā)音，并且它的內(nèi)部有自帶的震蕩電路，它的結(jié)構(gòu)是一體化的。有源蜂鳴器要單片機普通輸入輸出端口直接高低電平驅(qū)動，如果單片機的驅(qū)動能力不夠也可以用三極管驅(qū)動，程序簡單。方案二：無源蜂鳴器內(nèi)部不帶震蕩源，需要接在音頻輸出電路中才能發(fā)音。輸入輸出端口選擇上最好是選擇定時器的I/O輸出，PWM輸出或者其他容易生成不同頻率的輸出的端口，程序略復雜。綜上所訴，本設(shè)計應該選擇有源蜂鳴器。繼電器就是開關(guān)，在一定的環(huán)境要求下，起到關(guān)閉或者開啟的作用。繼電器有很多，常見的繼電器有熱繼電器，時間繼電器，軟繼電器等。根據(jù)本設(shè)計的要求繼電器要在設(shè)定的時間接通或者分斷電路。時間繼電器是我們經(jīng)常使用的一種的繼電器，通常在電壓是380V、直流是220V、交流是50HZ或者60HZ的控制電路中作延時元件，按設(shè)計所要求的預定時間接通或者分斷電路。時間繼電器的應用很廣泛，可廣泛應用在各種控制系統(tǒng)中，起到控制時間的作用。本設(shè)計對蜂鳴器的驅(qū)動用一個繼電器開關(guān)電路來完成。本論文的整個設(shè)計的系統(tǒng)可分為溫度采集電路、電源電路、顯示電路、復位電路、時鐘電路、報警電路、中央處理電路這七個部分。為了更好地說明本設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)，特別地用一個構(gòu)件圖來說明。如圖2-1所示。顯示電路AT89C51顯示電路AT89C51報警電路復位電路時鐘電路溫度采集電路鍵盤電路圖2-1構(gòu)件圖2.6本章小結(jié)本章對本設(shè)計所需要的硬件做了明確地選擇，通過比較同一類型中的各個器件，選擇出了它們當中最適合本設(shè)計要求使用的器件，在對各個器件作選擇的同時，對各個器件的原理、結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢等都有了一個新的了解和認識，為本設(shè)計進一步的研究作了很好的基礎(chǔ)。3硬件電路設(shè)計3.1.1AT89C51單片機簡介XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。領(lǐng)域[2]。串行通信口及中斷系統(tǒng)可以在空閑方式時繼續(xù)工作。如圖3-1AT89C51外形圖[3]。圖3-1AT89C51外形圖3.1.2時鐘電路設(shè)計XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。圖3-2時鐘電路3.1.3復位電路設(shè)計XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。圖3-3復位電路XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。圖3-4電源電路3.3溫度采集電路設(shè)計XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。圖3-5溫度采集電路繼電器通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關(guān)”，本設(shè)計中，繼電器開關(guān)電路外接+12V電源，另一端接接空調(diào)控制開關(guān)，繼電器主要的作用就是驅(qū)動空調(diào)制冷。繼電器開關(guān)電路圖如圖3-6。圖3-6繼電器開關(guān)電路3.3.1溫度傳感器DS18B20簡介XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX[7]。工作原理：如圖3-7溫度的變化會影響晶振的振蕩頻率，但是溫度系數(shù)越小，受到的影響也就越小。XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。。斜率累加器比較計數(shù)器1等于0斜率累加器比較計數(shù)器1等于0計數(shù)器2等于0預置低溫系數(shù)晶振高溫系數(shù)晶振溫度寄存器預置加1LSB置位/清除停止內(nèi)部結(jié)構(gòu)：DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如圖3-8）主要由配置寄存器，溫度傳感器，非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL以及64位光刻ROM這四部分組成。DS18B20的管腳排列如圖3-9所示。存儲器和控制存儲器和控制高速緩存存儲溫度靈敏原件低溫觸發(fā)器高溫觸發(fā)器配置寄存器8位CRC生成64位ROM和單線接口電源檢測圖3-8DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3-9DS18B20的外形圖DS18B20引腳的功能描述：GND為地信號。DQ為數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。當在寄生電源下，也可以向器件提供電源。VDD為可選擇的VDD引腳。當在寄生電源下，此引腳必須接地。3.3.2溫度采集接口設(shè)計XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。。3.4報警電路設(shè)計本設(shè)計采用的是有源蜂鳴器。當系統(tǒng)上電后，電流通過限流電阻驅(qū)動三極管放大蜂鳴器，根據(jù)軟件流程蜂鳴器報警。如下圖3-10的報警電路。圖3-10報警電路3.5顯示電路設(shè)計XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。用單片機的、、、口分別控制段選。如圖3-11顯示電路[9]。圖3-11顯示電路3.6鍵盤電路設(shè)計XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。。當運行在模式三時，系統(tǒng)可以通過加鍵（ADD）和減鍵（SUB）對之前的溫度上翻查詢和下翻查詢[11]。圖3-12按鍵電路3.7本章小結(jié)本章主要的任務就是對硬件電路的設(shè)計，并且對設(shè)計所需要的各個電路分別作了獨立的分析，其中對溫度傳感器DS18B20作了詳細的分析，包括DS18B20的外形圖、工作原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以便更好的理解使用DS18B20。同時也畫出了各個電路的電路圖，電路圖是在protel中畫出的，在畫圖的的過程中，進一步掌握和鞏固了對protel的使用。掌握了硬件后，對下一步的軟件編程作好了鋪墊。4軟件設(shè)計本程序設(shè)計主要有四部分，分別是主程序，時間控制程序，溫度報警程序和顯示程序。主程序開始主程序開始初始化變量DS18B20采集溫度初始化定時器溫度是否過高蜂鳴器報警繼電器開關(guān)執(zhí)行溫度值數(shù)據(jù)類型變化各個值轉(zhuǎn)換成LED顯示N定時時間是否到結(jié)束YYN圖4-1主流程圖本設(shè)計單片機作息時間用的是時間計數(shù)器控制處理，按秒來計數(shù)、當設(shè)置的時間到時，蜂鳴器鳴笛，然后啟動繼電器使蜂鳴器開啟或者關(guān)閉。單片機的定時器主要負責定時的計數(shù)，不會因為有按鍵的產(chǎn)生而中斷對時間的掃描[12]。如圖4-2所示。設(shè)置SCON設(shè)置SCON讀取數(shù)據(jù)查表送數(shù)顯示數(shù)據(jù)是否傳送結(jié)束送下一串數(shù)據(jù)YN時間控制程序入口返回圖4-2時間控制流程圖4.3溫度報警程序設(shè)計由于DS18B20需要初始化才能使用，因此，首先必須對系統(tǒng)進行初始化并且要關(guān)閉所有中斷，DS18B20把轉(zhuǎn)換到的溫度讀出，然后放到累加器A中，把之前設(shè)置的溫度報警的上限值轉(zhuǎn)換成DS18B20的輸出值，這樣然后再與報警上限的溫度值進行比較，如果檢測的結(jié)果是溫度沒有超限，那么系統(tǒng)繼續(xù)進行檢測[13]。溫度報警的程序流程如圖4-3所示。DS18B20初始化DS18B20初始化DS18B20轉(zhuǎn)換值溫度是否過高自動報警溫度降低，按鍵接觸YNYN報警程序入口報警結(jié)束圖4-3溫度報警流程圖4.4四位數(shù)碼管顯示程序設(shè)計本設(shè)計中，顯示占了很重要的一部分，數(shù)碼管顯示的什么內(nèi)容是通過模式鍵來控制的。數(shù)碼管與AT89C51單片機的連接是通過P0口。顯示分為四個部分，當需要顯示時間時，第一個和第二個數(shù)碼管顯示的是時，第三個和第四個數(shù)碼管顯示的是分。需要顯示時間時，通過模式控制切換來使數(shù)碼管顯示溫度[14]。顯示程序流程圖如圖4-4所示。時和分單元內(nèi)容送顯緩將他們前后分開送顯緩將顯緩中的內(nèi)容按順序發(fā)送歷史溫度上翻下翻查詢時和分單元內(nèi)容送顯緩將他們前后分開送顯緩將顯緩中的內(nèi)容按順序發(fā)送歷史溫度上翻下翻查詢將當前溫度值送顯緩顯示程序入口按鍵S1按下的次數(shù)NS1等于3NS1等于3N+1S1等于3N+2模式2模式1模式3返回4.5本章小結(jié)本章對設(shè)計各個電路畫出了其流程圖，對它的的流程進行了軟件編程，接下來就需要對其仿真。以便更明了的了解本設(shè)計所要實現(xiàn)的功能。5系統(tǒng)仿真5.1proteus簡介XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。本設(shè)計中的數(shù)碼管就用protues的元件庫中與其相似外形的數(shù)碼管[15]。5.2keil軟件介紹KXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。。操作如下：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。(3）把在keil中編譯生成的hex文件燒錄到AT89C51單片機芯片中。時間仿真圖如圖5-1所示。圖5-1時間仿真圖5.4本章小結(jié)本章的主要目的就是對程序進行仿真。在本章中，在學習和理解新的仿真軟件proteus之前，沒有接觸過proteus這種仿真軟件xxxxxxxxxxxxxxxx。6總結(jié)本設(shè)計是基于單片機的智能開關(guān)設(shè)計，通過這次設(shè)計，我對智能開關(guān)的概念和基本原理有了進一步的了解，掌握了AT89C51芯片的原理和編程技巧，同時還熟悉了DS18B20的工作原理的原理。該設(shè)計用到了很多以前學過的很多知識，比如《單片微型機原理、應用及實驗》中單片機的最小系統(tǒng)；《微型計算機原理》中的匯編語言編程等等，這大大鞏固了以前所學的知識，做到了學以致用。在學習的過程中，讓我懂得了如何查找有用的資料，如何把學過的知識用到設(shè)計中去。當然，由于設(shè)計時間的有限，加之在某些方面知識的欠缺和實際經(jīng)驗的缺乏等原因，對本系統(tǒng)的實際應用中會碰到的各種情況無法考慮周詳，使得整個課題設(shè)計還不夠理想，比如系統(tǒng)中有溫度數(shù)據(jù)的數(shù)碼顯示而無溫度過高的報警系統(tǒng)，單片機程序所實現(xiàn)的功能還不完善。這些問題在今后的實踐當中需要我們進一步改善和提高。但是通過這次的畢業(yè)設(shè)計拓寬了我的知識面，尤其是在無線傳輸方面，同時也鍛煉了我獨立思考問題和解決問題的能力。參考文獻[1]朱敏杰.智能配料控制器的研究和開發(fā)[D].西安:長安大學,2006:38-40.[2]齊榮.可編程計算機控制器原理及應用[M].西安:西北工業(yè)大學出版社,2002:100-103.[3]鐵逸秋.單片機原理與應用[M].北京:電工業(yè)出版社,2002:32-35.[4]李廣弟.單片機基礎(chǔ)[M].北京:北京航空航天大學出版社,2001:34-42.[5]張迎新.單片機初級教程[M].北京:北京航空航天大學出版社,1999:29-31.[6]羅文廣.單總線數(shù)字溫度傳感器的自動識別技術(shù)[J].電子產(chǎn)品世界,2002,(04):3-5.[7]周翔寧.遠程溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計[J].科技風,2009,(09):8-11.[8]胡漢才.單片機原理及接口技術(shù)[M].北京:清華大學出版社,1996:88-92.[9]鄔寬明.單片機外圍器件實用手冊[M].北京:北京航空大學出版社,1998:46-53.[10]徐愛均.智能化儀表原理與設(shè)計[M].北京:北京航空大學出版社,1996:8-13.[11]何立民.單片機高級教程[M].北京:北京航空航天大學出版社,1999:34-54.[12]楊文萃,孔偉.單片機技術(shù)電路的應用[J].中國西部科技,2008,(08):56-60.[13]張毅剛,彭喜元,孟升衛(wèi),劉兆慶.MCS-51單片機使用子程序設(shè)計[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社,2003:102-121.[14]先鋒工作室.單片機程序設(shè)計實例[M].北京:清華大學出版社,2002:43-54.[15]殷士勇.Keil和Proteus在單片機實驗教學中的應用[J].重慶工商大學學報(自然科學版),2009,(05):14-21.致謝經(jīng)過兩個多月的努力，在老師和同學的幫助下終于把論文很好的完成了。在寫論文的過程中遇到了很多的苦難與挫折，但是都被我克服了，這主要要感謝趙鵬老師，他給我無私的指導與幫助，不厭其煩的一次又一次的給我指導，讓我一次次的與困難做斗爭，最后順利的完成了論文的設(shè)計。在這里，還要感謝實驗室的老師給我無償?shù)奶峁嶒炂鞑模允刮夷軌蚋玫赝瓿僧厴I(yè)設(shè)計。還有，要感謝寫過的和這篇論文內(nèi)容相似的所涉及到的所有學者，他們所寫到的知識對我有很大的幫助，使我進一步理解本論文所要研究的內(nèi)容，為我能夠順利的完成論文打好了基礎(chǔ)。同時，還要感謝所有幫助過我的同學，如果沒有他們的幫助我也很難完成論文。我現(xiàn)在學到的知識很有限，如果有什么不足之處請老師給我指導出來，我會進一步提高自己。附錄A總原理圖附錄B溫度顯示仿真圖附錄C總程序ZHANG1EQU20H ZHANG2EQU21H ZHANG3EQU22H ZHANG4EQU23H SHANGHEQU24H ;0-24SHANGMEQU25H ;0-60SHANGSEQU26H ;0-60ORG0000HLJMPSENORG000BHLJMPSHUAI;程序初始化：SEN:MOVSP,#60H ;堆棧指針MOVR0,#ZHANG1 MOVR2,#07H SEN1:MOVA,#00H ;20-26清零 MOV@R0,A INCR0 DJNZR2,SEN1MOVDPTR,#TABLE ;定查表指針 MOVR3,#20 ;20次X50MS=1SMOVTMOD,#01H ;T0為16位定時 MOVTL0,#0B0H ;50秒 MOVTH0,#3CH ;總中斷 SETBEA ;允許T0中斷 SETBET0 ;開啟T0中斷 SETBTR0;啟動T0計數(shù); 主程序： MAIN:MOVR0,#ZHANG4 ;1-4數(shù)碼管顯示 MOVP0,@R0 LCALLLING CPLP2.0 DECR0MOVP0,@R0 LCALLLING DECR0MOVP0,@R0 LCALLLING DECR0MOVP0,@R0 LCALLLINGMOVEA,#00111111B ;判斷是否有鍵閉合 ORLA,P3 CPLA JZMAINLCALLLING ;去抖 MOVA,#00111111B ;再看鍵是否閉合 ORLA,P1 CPLA JZMAIN ;判斷哪個鍵閉合 JNBP1.2,JIAN1 JNBP1.3,JIAN2;鍵處理： JIAN1:INCSHANGM ;分加1 MOVA,SHANG CJNEA,#60,CHU MOVSHANG,#00H LJMPCHU JIAN2: INCSHANGM ;時加1 MOVA,SHANGM CJNEA,#24,CHU MOVSHANG,#00HCHU:LJMPFANG; 按鍵放開處理：FANG:MOVR0,#ZHANG4 ;1-4數(shù)碼管顯示 MOVP0,@R0 LCALLLING DECR0MOVP0,@R0 LCALLLING DECR0MOVA,ZHANG1 MOVCA,@A+