花卉溫室溫控系統(tǒng)課程設(shè)計

1、單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計報告題 目：花卉溫室溫控系統(tǒng)設(shè)計學(xué) 院：工程技術(shù)學(xué)院班 級：學(xué) 號：姓 名：聯(lián)系方式：指導(dǎo)教師：報告成績：2015年01月03日、戶 、.刖百在某些工業(yè)生產(chǎn)過程中，如自動控制系統(tǒng)、恒溫爐、花卉種植、小型溫室等 領(lǐng)域都對溫度有著嚴(yán)格的要求，需要對其加以檢測和控制。傳統(tǒng)的溫度測量方法 是將溫度傳感器輸出的模擬信號放大后送至遠(yuǎn)端 a/d轉(zhuǎn)換器，最后單片機對a/d 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。這種方法的缺點是模擬信號在傳輸?shù)倪^程中存在損 耗并且容易受到外界的干擾，導(dǎo)致測量的溫度精度不高。而采用數(shù)字溫度傳感器ds18b20因其內(nèi)部集成了 a/d轉(zhuǎn)換器，使得電路結(jié) 構(gòu)更加簡單，而且減

2、少了溫度測量轉(zhuǎn)換時的精度損失，使得測量溫度更加準(zhǔn)確。數(shù)字溫度傳感器ds18b20r用了個引腳即可與單片機進(jìn)行通信，大大減少了接線 的麻煩，使得單片機更加具有擴展性。采用單片機控制不僅具有控制方便， 簡單 和靈活性大等優(yōu)點，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。關(guān)鍵性元件：80c51, ds18b20按鍵等元件。盡管如此，我認(rèn)為設(shè)計一個花卉溫室溫控系統(tǒng)， 不論是從學(xué)習(xí)還是實踐的角 度，對一名電子信息工程專業(yè)的大學(xué)生都會產(chǎn)生一些積極地作用， 有利于提高對 學(xué)習(xí)的熱情。蘭州城市學(xué)院電信專業(yè)目錄第一章緒論1.1 課題的背景和意義 11.2 單片機的前景與未來 11.3 溫度測控技術(shù)的應(yīng)用 3第二章溫度傳

3、感器的介紹2.1 傳感器原理及前景簡介 82.2 溫度一體化傳感器在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用 92.3 溫度傳感器 ds18b20 102.3.1 ds18b20 簡介 112.3.2 ds18b20的引腳結(jié)構(gòu)及說 12第三章硬件設(shè)計3.1 方案設(shè)計 133.2 硬件電路設(shè)計 133.3 基于80c51的單片機小系統(tǒng) 143.4 溫度采集模塊 153.5 顯示模塊 16第四章軟件部分設(shè)計4.1 軟件設(shè)計4.2 主程序及各模塊程序4.3 系統(tǒng)仿真4.4 主程序第五章設(shè)計總結(jié) 35第六章參考文獻(xiàn) 36第一章 緒論1.1 選題背景和意義:經(jīng)過這幾天的課程設(shè)計及在網(wǎng)上的查詢了解到，溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的

4、應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高， 同美國，日本，德國等先進(jìn)國家相比，仍然有較大的差距。目前，在精密測量和精密加工中，環(huán)境因素是影響精度的主要因素之一，其中的溫度是環(huán)境的主要指標(biāo)。當(dāng)前，已經(jīng)開發(fā)了很多的溫度測量系統(tǒng)，一些高精度溫度傳感器的精度可達(dá)到土 0.01 c, 然而價格非常昂貴一般只作為高分辨力的精度測量和用作測溫儀器的標(biāo)準(zhǔn)。而對于生產(chǎn)應(yīng)用中的較低精度溫度測量系統(tǒng)，現(xiàn)有的系統(tǒng)多采用了與計算機直接結(jié)合的工作模式，增加了系統(tǒng)的成本。鑒于目前的情況，我們提出以價格低廉的單片機作為控制核心，以多個溫度傳感器作為測量元件，構(gòu)成了低成本的智能溫度測量系統(tǒng)。在該

5、系統(tǒng)中，根據(jù)測量空間或設(shè)備的實際需要，由多路溫度傳感器對關(guān)鍵溫度點進(jìn)行測量，由安裝于儀器內(nèi)的單片機對各路數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)檢測、存儲，實現(xiàn)溫度的智能測量。 該系統(tǒng)具有與計算機的通訊功能，在長時間數(shù)據(jù)采集完成后， 可以將數(shù)據(jù)在傳送到計算機進(jìn)行相關(guān)的研究分析。因此，該系統(tǒng)即具有現(xiàn)有的計算機控制的智能測量功能，又節(jié)省硬件成本。 另外，我們所設(shè)計的智能溫度測量系統(tǒng)外形尺寸小，即可用于實驗室環(huán)境溫度的測量，又可用于儀器、大型設(shè)備等的內(nèi)部環(huán)境測量。1.2 單片機的前景與未來：單片機現(xiàn)在可以說是百花齊放，百家爭鳴的時期，世界上各大芯片制造公司都推出了自 己的單片機，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與

6、主流c51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補，為單片機的應(yīng)用提供廣闊的天地。在單片機產(chǎn)生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑?，我們只需要在單片機外圍接一點簡單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完成。這樣產(chǎn)品的體積變小了，成本也降低了，長期使用也不會擔(dān)心精度達(dá)不到了。所以，學(xué)習(xí)單片機在我國是有著廣闊前景的。1.3 溫度測控技術(shù)的應(yīng)用 ：溫度自動測控系統(tǒng)借助于溫度傳感器，測量大樓，大棚內(nèi)等的溫度數(shù)據(jù)， 并對大棚等實現(xiàn)溫度控制。系統(tǒng)采用以可編程序控制器為核心，配置以各類溫度傳感器，外圍接口電路， 由可編程序控制器檢測個傳感器的信號，完成實時數(shù)據(jù)采集，開關(guān)量處理，超限報警信號檢

7、測與輸出等，并根據(jù)采集的信號來控制前端設(shè)備的運轉(zhuǎn)?？删幊绦蚩刂破魇且环N工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用的智能控制器件?？捎糜趫?zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算術(shù)操作等指令，并 通過數(shù)字或模擬的輸入輸出方式控制各種類型的儀器設(shè)備。可編程序控制器還具有通信，聯(lián)網(wǎng)等功能，它的應(yīng)用范圍大致介于繼電器控制裝置與過程控制的計算機之間，它也可在一個大型的集散控制系統(tǒng)中，作為前端控制裝置，在上位機的統(tǒng)一調(diào)度下工作。測量溫度時，溫 度傳感器把溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，為與可編程序控制器連接，測量的電信號應(yīng)轉(zhuǎn)化為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號0-5v或4-20ma=4 蘭州城市學(xué)院電信專業(yè)第二章溫度傳感器的介紹2.1傳感器原理及前景簡介:蘭州城市學(xué)院

8、電信專業(yè)傳感器是能感受(或響應(yīng))規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號輸出的器件或 裝置。通常由直接響應(yīng)于被測量的敏感元件和產(chǎn)生可用信號輸出的轉(zhuǎn)換元件以及相應(yīng)的電子 線路所組成。傳感器的前景可以從以下幾方面來看：采用新原理，開發(fā)新型傳感器；大力開發(fā)物性 型傳感器；傳感器的集成化；傳感器的多功能化；傳感器的智能化(smart sensor)2.2 溫度一體化傳感器的應(yīng)用：適用于通訊機房，辦公室，廠礦，車間，倉庫，醫(yī)院，檔案館，博物館，暖通空 調(diào)，樓宇自控等環(huán)境的溫度測量。溫度一體的傳感器節(jié)省資源，便于溫度的測量和對 濕度補償，同時為保證結(jié)果真實可靠。2.3 溫度傳感器本設(shè)計利用單片機結(jié)合傳感器

9、技術(shù)而開發(fā)設(shè)計了這一溫度控制系統(tǒng)，文中傳感器與單片機實際應(yīng)用有機結(jié)合，簡單講述了利用新芯片探測環(huán)境溫度的過程，以及實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的原理過程。2.3.1 ds18b20 簡介(1)獨特的單線接口方式：ds18b20微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理 器與ds18b20的雙向通訊。(2)在使用中不需要任何外圍元件。(3)可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍：+3.0 +5.5 v。(4)測溫范圍：-55 +128 c。固有測溫分辨率為 0.5 c。(5)通過編程可實現(xiàn) 912位的數(shù)字讀數(shù)方式。(6)用戶可自設(shè)定非易失性的報警上下限值。(7)支持多點組網(wǎng)功能，多個ds18b20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)

10、多點測溫。(8)負(fù)壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。2.3.2 ds18b20引腳結(jié)構(gòu)及說明引腳說明:gnd接地。dq:數(shù)據(jù)輸入/輸出腳。vdd外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。ds1820通過一個單線接口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和ds1820之間僅需一條連接線（加上地線）。用于讀寫和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無需外部電源。因為每個ds1820都有一個獨特的片序列號，所以多只ds1820可以同時連在一根單線總 線上，這樣就可以把溫度傳感器放在許多不同的地方。這一特性在hvac環(huán)境控制、探測建筑物、儀器或機器的溫度以及過程監(jiān)測和控制

11、等方面非常有用。第三章 硬件設(shè)計3.1 方案設(shè)計：本系統(tǒng)采用了單片機 80c51,利用數(shù)字溫度傳感器 ds18b20對環(huán)境進(jìn)行測溫，同時采用 max7219動六位4段共陰極數(shù)碼管，同時還對溫度上下限進(jìn)行存儲，此外還有鍵盤設(shè)備來 實現(xiàn)溫度上下限值的設(shè)置，紅燈報警溫度的越線?？傮w硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1.1所示。晶振及復(fù)位仁89c51二報警電路圖1.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)3.2 硬件電路設(shè)計（1）最小化電路設(shè)計主控芯片要能正常工作，首先要提供電源，除其次要有晶振電路提供時鐘脈沖信號，除此之外還要有復(fù)位電路使單片機或系統(tǒng)其它部件處于某種確定的初始狀態(tài)，最后還要是單片機有程序。（2）單片機工作需要3個基本條件：接電

12、源、接石英晶體振蕩器和復(fù)位電路、單 片機內(nèi)裝入程序，如下圖 2.2所示。接石英晶體振蕩器：將單片機第19腳（xtal1）與18腳（xtal2）分別接外部晶體的兩個引腳，由石英晶體 組成振蕩器，保證單片機內(nèi)部各部分有序工作。 單片機運行程序的速度與振蕩器的頻率有關(guān)。 單片機在讀、寫操作時都需要消耗一定的時間。機器周期是指單片機完成一個基本操作所用的時間，當(dāng)外接石英晶體為12mhz時，1個機器周期為1ms；當(dāng)外接石英晶體為 6mhz時,1個機器周期為1ms。復(fù)位電路：9腳接復(fù)位電路，在實際應(yīng)用中，復(fù)位電路有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，單片機

13、自動實現(xiàn)復(fù)位操作。 常用的上電復(fù)位電路如圖 2.4 （a）所示。上電瞬間rst引腳獲得高電平， 隨著電容c1的充電，rst引腳的高電平將逐漸下降。 rst引腳的高電平只要能保持足夠的時間 (2個機器周期)，單片 機就可以進(jìn)行復(fù)位操作。該電路典型的電阻和電容參數(shù)為：晶振為12mhz時，c1為10uf,r1為8.2kq;晶振為6mhz時，電容 c1為22uf, r1為1kq。圖2.2單片機的基本電路上電與按鍵均有效的復(fù)位電路如圖2.4 (b)所示。上電與按鍵均有效的復(fù)位電路原理與上電復(fù)位原理相同，不同的是上電與按鍵均有效的復(fù)位電路在單片機運行期間，能用按鍵來控制復(fù)位操作晶振為 6mhz時，電容 c

14、1為22uf, r2為200a 。圖2.4 (a)上電復(fù)位電路圖2.4 (b)按鍵與上電復(fù)位本設(shè)計中使用后者電路復(fù)位，就是可以在單片機運行期間可以人工的復(fù)位。這樣是比較方便。3.3 基于80c51的單片機小系統(tǒng)80c51單片機屬于mcs-51系列單片機，由intel公司開發(fā)，其結(jié)構(gòu)是 8048的延伸，改 進(jìn)了 8048的缺點，增加了如乘(mul、除(div)、減(subb、比較(cmp、16位數(shù)據(jù)指 針、布爾代數(shù)運算等指令，以及串行通信能力和5個中斷源。采用40引腳雙列直插式dip(dual in line package),內(nèi)有128個ramli元及4k的rom 80c51有兩個16位定時計

15、數(shù)器,兩個外中斷，兩個定時計數(shù)中斷，及一個串行中斷，并有4個8位并行輸入口。 80c517內(nèi)部有時鐘電路，但需要石英晶體和微調(diào)電容外接，本系統(tǒng)中采用12mhz的晶振頻率。由于80c51的系統(tǒng)性能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及時間精度的要求，而且產(chǎn)品產(chǎn)量豐富來源廣，應(yīng)用也 很成熟，故采用其來作為控制核心。 引腳功能：p0 口： p0 口是一個8位漏極開路的雙向i/o 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個ttl邏輯電平。對p0端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，p0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，p0具有內(nèi)部上拉電阻。 在flash編程時， p0 口也用來接收指令字節(jié)；

16、在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電 阻。p1 口： p1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o 口，pl輸出緩沖器能驅(qū)動 4個ttl邏輯電平。對p1端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ttl）。此外，p1.0和p1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)和定時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入。p2 口： p2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o 口，p2輸出緩沖器能驅(qū)動 4個ttl邏輯電平。對p2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的

17、引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ttl）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行movxa,dptr時，p2 口送出高八位地址。p3 口： p3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向i/o 口，p3輸出緩沖器能驅(qū)動 4個 ttl邏輯電平。對 p3端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使 用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ttl）。rst復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，rst引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。ale/prog當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ale （地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低

18、8位字節(jié)。一般情況下，ale仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信 號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中的8eh單元的d0位置位，可禁止 ale操作。該位置位后，只有一條mov*口 movc旨令才能將ale激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ale禁止位無效。psen程序儲存允許（psen輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)at89c52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次psenw效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次psen言號。ea/vpp外部訪問允許，欲使 cpu僅訪問外

19、部程序存儲器（地址為0000h-ffffh）, ea端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 ea端狀態(tài)。如ea端為高電平（接 vcc端），cpu則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。flashy儲器編程時，該引腳加上+12v的編程允許電源 vpp,當(dāng)然這必須是該器件是使用12v編程電壓vpp。ploevccp1,lt2 expoqadopijpo,1ad1pl3p02/ad2pl4p0j/ad3p1.5mosipm ad4p03ad5p1j/sckp0.6ad6rst叱aitp 工 o/rxdeappps.btxd ale/progp3.2/int0psenp3.

20、3/int1p2.7/a15p3.4 廳 0p26 ahp3.5ti_p2.5/a1jp3,加承p2.4/aup3j/rdp23/a11xtal2p2.2.a10xtal1gndp2.0/as80c51引腳分布圖3.4溫度采集模塊跟以往的采用a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行溫度測量不同的是，本系統(tǒng)采用的是一線協(xié)議器件ds18b20進(jìn)行溫度測量，測量的方法不同，溫度采集不同。(1)測溫原理測溫原理如下圖1所示。預(yù)置低溫度系數(shù)振蕩器計數(shù)器斜坡累加器比較預(yù)置停止計數(shù)器=0高溫度系數(shù)振蕩器溫度存儲器lsb置位清令圖1測溫原理(2) ds1820工作過程及時序初始化：初始化rom操作命令存儲器操作命令處理數(shù)據(jù)單總線上的

21、所有處理均從初始化開始。總線主機檢測到 ds18b20的存在便可以發(fā)出 rom操作命令之一這些命令如下：rom操作品令指令名稱代碼功能讀rom33h在口線上接一個器件時讀其 rom碼匹配rom55h找出某個指定rom碼的器件跳過romcch對口線上所有器件的操作搜索romf0h口線上有多個器件時，找出每個器件rom碼告磐搜索ech找出各器件是否超限存儲器操作命令指令名稱代碼功能寫暫存存儲器4eh主機向存儲器中 th、tl和配置寄存器寫數(shù)據(jù)讀暫存存儲器beh主機連續(xù)讀08存儲器中內(nèi)容復(fù)制暫存存儲器48h復(fù)制th、tl和配置寄存器內(nèi)容到 eeprom中溫度變換44h啟動溫度轉(zhuǎn)換重新調(diào)出b8h從ee

22、prom中調(diào)出th、tl和配置寄存器數(shù)據(jù)到存儲器中讀電源b4h器件向主機發(fā)送它的供電方式時序主機使用時間隙來讀寫ds1820的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位。初始化初始化時序見圖2主機總線to時刻發(fā)送一復(fù)位脈沖（最短為480us的低電平信號）接著在 tl時刻釋放總線并進(jìn)入接收狀態(tài) ds1820在檢測到總線的上升沿之后等待15-60us接著ds1820在t2時刻發(fā)出存在脈沖（低電平持續(xù)60-240 us）如圖中虛線所示10itf48011s圖2初始化時序圖寫時間隙當(dāng)主機總線t o時刻從高拉至低電平時就產(chǎn)生寫時間隙見圖3圖4從to時刻開始15us之內(nèi)應(yīng)將所需寫的位送到總線上ds1820在t0后15-60us

23、間對總線采樣若低電平寫入的位是0見圖3,若高電平寫入的位是1,見圖4,連續(xù)寫2位間的間隙應(yīng)大于1us。圖3寫。時序圖4寫1時序圖5讀時序讀時間隙見圖5主機總線t0時刻從高拉至低電平時總線只須保持低電平 l7us之后在 t1時刻將總線拉高產(chǎn)生讀時間隙，讀時間隙在t1時刻后t2時刻前有效t2距t0為 15us也就是說t2時刻前主機必須完成讀位并在t0后的60us-120us內(nèi)釋放總線。 讀位子程序（讀得的位到c中）主機起作用ds18勰蚱用上拉電阻起作用溫度采集電路ds18b20工作可采用兩種供電方式，外接供電電源供電和寄生電源供電。當(dāng) ds18b20 處于寫存儲器操作和溫度 a /d變換操作時，總

24、線上必須有強上拉。11(1)采用寄生電源供電采用寄生電源供電，如圖+5v6所示。p2.0 口接單線總線，為保證在有效ds18b20時鐘周期內(nèi)提供-0|+5vds18b20ds18b20足夠的電流，可用一個mosfet 管和 at89s52 的p2.0來完成對總線的上p2.0拉。采用寄生電源供電方4.7kgndvdd | gndv vdd圖6寄生電源供電時vdd和cnd端均接地。由于單線制只有一根線,因此發(fā)送接收口必須是二態(tài)的o(2)采用外部電源供電的方式采用寄生電源供電，外部電源部連接到vdd ,引腳如圖7所示。圖7外部電源供電3.5顯示模塊本系統(tǒng)顯示電路用來顯示溫度上下限的值和通過ds18b

25、20采集進(jìn)來的實時溫度值。1顯示器簡介數(shù)碼管具有：低能耗、低損耗、低壓、壽命長、耐老化、防曬、防潮、防火、防高(低)溫，對外界環(huán)境要求低，易一于維護(hù)，同時其精度高，測量快，精確可靠，操作簡單。數(shù)碼顯示是采用bcd編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。(1) 4段led數(shù)碼led是近似于恒壓的元器件，到導(dǎo)電時(發(fā)光)的正向壓降一般約為1.6v 或 2.4v,反12向擊穿電壓一般5v。工作電流通常在10-20ma ,故電路中需要串聯(lián)適當(dāng)?shù)南蘖麟娮琛?發(fā) 光強度基本上與正向電流成正比。 發(fā)光效率和顏色取決于制造的材料， 一般常用紅色，偶爾 也用于黃色或綠色。(2)發(fā)光二級管顯示驅(qū)動(點亮)的方法

26、靜態(tài)驅(qū)動方法：即給欲點亮的led通過恒定的定流。這種驅(qū)動方法需要顯示的位數(shù)增加時，所需的邏輯部件及連線也相應(yīng)增加，成本也增加。動態(tài)驅(qū)動方法：是給欲點亮的led通過脈沖電流，此時led的脈沖電流倍數(shù)于其額定電流值。利用動態(tài)驅(qū)動方法可以減少需要的邏輯部件和連線。最常用的一種數(shù)碼顯示器是由7段條形的led組成，如圖8所示。點亮適當(dāng)?shù)淖侄?，就可以出不同的?shù)字。此外不少于7段數(shù)碼管顯示器在右下角帶有一個圓形的led作小數(shù)點用，這樣一共有 8段，恰好適用于8位的并行系統(tǒng)。圖8 (a)為共陰極接法，公共陰極接地。當(dāng)各段陽極上的電平為“1”時，該段點亮；電平為“ 0”時，段就熄滅。圖 8 (b)為共陽極接法+

27、5v電源。當(dāng)各段陰極上的電平為“ 0” 時，該段就點亮；電平為“1”時，段就熄滅。圖中的電阻是限流電阻。圖8 (a)共陰極接法圖8 (b)共陽極接法而本設(shè)計才用的是 4段條形的led組成。2驅(qū)動芯片簡介respack-8 (排阻)是maxmi公司生產(chǎn)的一種串行接口方式7段共陰極led顯示驅(qū)動器。其片內(nèi)包含有一個 bcd碼到b碼的譯碼器、多路復(fù)用掃描電路、 字段和字位驅(qū)動器， 以及存儲每個數(shù)字的 8x8ram。每位數(shù)字都可以被尋址和更新，允許對每一位數(shù)字選擇b碼譯碼或不譯碼。采用三線串行方式與單片機接口。電路十分簡單，只需要一個10k 左右的外接電阻來設(shè)置所有 led的段電流。respack-8

28、 (排阻)的引腳排列如下圖所示。13排阻的功能是：起到上拉作用，上拉就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位在高電平， 電阻同時其限流作用，下拉同理。上拉是對器件注入電流，下拉是輸出電流，強弱只是上拉電阻的阻值不同。第二是給單片機i/o 一個高電平所學(xué)要的電流，起驅(qū)動能力。排阻引腳圖謂.r風(fēng)，排阻respack-附 80c51單片機接口 第四章軟件部分設(shè)計4.1.1ds18b20溫度采集流程如圖4.1所示，ds18b2眥復(fù)位，然后跳過 rome配，啟動溫度轉(zhuǎn)換，準(zhǔn)備讀溫度前再 次復(fù)位ds18b20然后再跳過 rome配，讀取溫度值，返回。圖4.1 ds18b20溫度采集流程圖144.2 主程序及各模

29、塊程序4.2.1 報警裝置程序設(shè)計（蜂鳴器及燈）當(dāng)溫度值設(shè)置在溫度上下限范圍內(nèi)（2035攝氏度之間）時。報警模塊（即蜂鳴器及報警燈）處于斷開狀態(tài)，即不發(fā)生報警；當(dāng)溫度高于所設(shè)定的溫度上限值。報警模塊藍(lán)色指示燈亮同時蜂鳴器響、 且顯示燈紅燈 亮，表示花卉溫室溫度值過高（已超于設(shè)定值35攝氏度）；當(dāng)溫度低于所設(shè)定的 溫度下限值。報警模塊藍(lán)色指示燈亮同時蜂鳴器響、 且顯示燈黃燈亮，表示花卉 溫室溫度值過低（已低于設(shè)定值 20攝氏度）。void beep（）if（r=high）beep=!beep;led1=0;led2=1;else if（rlow）15beep=0;led1=1;led2=1;el

30、se if(rlow)beep=!beep;led1=1;led2=0;復(fù)位函數(shù)4.2.2 復(fù)位子程序:ow_reset(void)ds18b20char presence=1;while(presence)while(presence)16dq=1;_nop_();_nop_();從高拉倒低dq=0;delay(50); /550 usdq=1;delay(6); 66 uspresence=dq; /presence=0 復(fù)位成功,繼續(xù)下一步delay(45); 延時 500 uspresence=dq;dq=1; /拉高電平4.3 系統(tǒng)仿真本系統(tǒng)采用proteus仿真軟件進(jìn)行仿真。4.3

31、.1 仿真軟件簡介protues軟件是英國 labcenter electronics 公司出版的 eda工具軟件。它不僅具有 其它eda工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真17單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事 單片機教學(xué)的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。proteus是世界上著名的eda工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、 代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真， 一鍵切換到 pcb設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。仿真軟件功能特點：作為一款eda仿真軟件，proteus與同類軟件有著很多的相似之處。 相比之下

32、，其主要的特點有兩個：(1)實時動態(tài)仿真：對動態(tài)元件的實時仿真，它對“人機對話”的模擬增強了系統(tǒng)的真實性；與多數(shù)仿真軟件相似，proteus有著數(shù)量龐大的元件庫。labcenter公司與相關(guān)的第三方軟件陣容共同開發(fā) 了 6000多個模擬和數(shù)字電路中常用的spice模型以及各種動態(tài)元件，基本元件如電阻、電容、各種二極管、三極管、 mos管、555定時器等；74系列ttl元件和4000系列cmos 元件；存儲芯片包括各種常用的rom,ram , eeprom,還有常見i2c器件等。在豐富的庫元件的支持下，原理布圖時只要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)用和連線，通過對每個元件的屬性設(shè)置完成繪圖，然后即可進(jìn)行仿真和虛擬測

33、量。(2)虛擬工具箱的功能：虛擬工具箱，它能與仿真同時進(jìn)行，測量方便而準(zhǔn)確。proteus的虛擬工具箱提供了電路測試中的常用工具和儀器，主要用于在實時仿真同時的電路參數(shù)觀測，測量結(jié)果隨仿真動態(tài)變化并顯示，可以滿足精度要求不是很高的測量分析，對于電路特性的定性分析可以起到事半功倍的效果，大大節(jié)約了測試時間和開發(fā)成本。4.3.2 仿真過程(1)繪制原理圖繪制原理圖要在原理圖編輯窗口中的藍(lán)色方框內(nèi)完成。原理圖編輯窗口的操作是不同于常用的windows應(yīng)用程序的，正確的操作是：用左鍵放置元件；右鍵選擇元件；雙擊右鍵刪 除元件；右鍵拖選多個元件；先右鍵后左鍵編輯元件屬性；先右鍵后左鍵拖動元件；連線用左鍵

34、，刪除用右鍵；改連接再左鍵拖動；中鍵放縮原理圖。(2)加載仿真文件在protues軟件中畫好原理圖后，然后雙擊主芯片at89s52就會彈出如圖4.1所示的對話框。然后再選才i上面生成的 *.hex文件。最后進(jìn)行運行。18圖4.1程序加載的界面4.3.3 仿真結(jié)果狀態(tài)一：當(dāng)前溫度在設(shè)置的溫度上下限范圍內(nèi)（2035攝氏度之間）。報警模塊（即蜂鳴器及報警燈）處于斷開狀態(tài)的電路圖如圖4.2所示。圖4.2本系統(tǒng)狀態(tài)一電路圖19狀態(tài)二：當(dāng)前溫度高于所設(shè)定的溫度上限值。報警模塊藍(lán)色指示燈亮同時蜂鳴器響、且高于設(shè)定溫度值時顯示燈紅燈亮,表示花卉溫室溫度值過高（已超于設(shè)定伯:35攝氏度），電路圖如圖4.3所示。

35、 123 4矽，量33, dudun-bn-namjthll 1l1. 13噩累需一鼠 口口 口口口 口口口 f r j z j z j z圖4.3本系統(tǒng)狀態(tài)二電路圖狀態(tài)三：當(dāng)前溫度低于所設(shè)定的溫度下限值。報警模塊藍(lán)色指示燈亮同時蜂鳴器響、且低于設(shè)定溫度值時顯示燈黃燈亮，表示花卉溫室溫度值過低（已低于設(shè)定值 20攝氏度），電路圖如圖4.4所示。tc1fzfaid fzja11hz -. hi.p3dnpl：d ra.inxt fjjsnnti f33ffltt p3*rrnf3 wjp p3u/itf圖4.4本系統(tǒng)狀態(tài)三電路圖204.4主程序#include #include /_nop_()

36、;延時函數(shù)用#define dm p0 / 段碼輸出 口#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit dq=p2a7; sbit w0=p2a0;/ sbit w1=p2a1;/ sbit w2=p2a2;/ sbit w3=p2a3;/ sbit beep=p1a7; / sbit set=p2a6; / sbit add=p2a4; / sbit dec=p2a5; / sbit led1=p1a0;sbit led2=p1a3;溫度輸入口數(shù)碼管4數(shù)碼管3數(shù)碼管2數(shù)碼管1蜂鳴器和指示燈溫度設(shè)置切換鍵溫度加溫度減int te

37、mp1=0;/顯示當(dāng)前溫度和設(shè)置溫度的標(biāo)志位為0時顯示當(dāng)前溫度uint h;uint temp;uchar r;uchar high=35,low=20;uchar sign;uchar q=0;uchar tt=0;uchar scale;uchar code ditab16=0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09;/小數(shù)斷碼表uchar code table_dm12=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x

38、00,0x40;共陰 led 段碼表0 1 2 3 4 5 67 8 9不亮-uchar table_dm1口=0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef; /個位帶小數(shù)點的斷碼表uchar data temp_data2=0x00,0x00; /讀出溫度暫放uchar data display5=0x00,0x00,0x00,0x00,0x00;/顯示單元數(shù)據(jù)，共 4 個數(shù)據(jù)和一個運算暫用void delay(uint t) for (;t0;t-);21void scan()int j;for(j=0;j0;i-)dq=1;_nop_

39、();_nop_();/ 從高拉倒低dq=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); 5 usdq=val&0x01; / 最低位移出delay(6); /66 usval=val/2; 右移 1 位22dq=1;delay;uchar read_byte(void) 從總線上取 1個字節(jié) uchar i;uchar value=0;for(i=8;i0;i-)dq=1;_nop_();_nop_();value=1;dq=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); 4 us dq=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop

40、_(); 4 us if(dq)value|=0x80;delay(6); /66 usdq=1;return(value);read_temp()/ 讀出溫度函數(shù)ow_reset(); 總線復(fù)位delay(200);write_byte(0xcc); / write_byte(0x44); / ow_reset();delay；write_byte(0xcc); / write_byte(0xbe);發(fā)命令發(fā)轉(zhuǎn)換命令發(fā)命令temp_data0=read_byte(); temp_data1=read_byte(); temp=temp_data1;temp6348) 溫度值正負(fù)判斷tem=6

41、5536-tem;n=1;/負(fù)溫度求補碼，標(biāo)志位置123display4=tem&0x0f; /取小數(shù)部分的值display0=ditabdisplay4; 存入小數(shù)部分顯示值display4=tem4; 取中間八位，即整數(shù)部分的值取百位數(shù)據(jù)暫存取后兩位數(shù)據(jù)暫存取十位數(shù)據(jù)暫存?zhèn)€位數(shù)據(jù)display3=display4/100; display1=display4%100; / display2=display1/10; display1=display1%10; /r=display1+display2*10+display3*100;/符號位顯示判斷/if(!display3) display3=0x0a; 最高位為0時不顯示if(!display2) display2=0x0a; 次高位為0時不顯示 if(n) display3=0x0b;/負(fù)溫度時最高位顯示-void beep()if(r=high)beep=!beep;led1=0;led2=1;else if(rlow) beep=0;led1=1;led2=1;else if(r128) horl=2