單片機(jī)雞雛恒溫化器研發(fā)設(shè)計(jì)方案課設(shè)

1、遼寧工業(yè)大學(xué)單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：雞雛恒溫孵化器設(shè)計(jì)院（系）：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： （簽字）起止時(shí)間：課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：電氣工程學(xué)院教研室：學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)電氣 085課程設(shè)計(jì)（論文）雞雛恒溫孵化器設(shè)計(jì)題目該雞雛恒溫孵化器可實(shí)現(xiàn)雞雛孵化過(guò)程恒溫控制，溫度可通過(guò)鍵盤自行設(shè)定。并有溫度上下限報(bào)警功能。利用電熱絲加熱。溫度測(cè)量范圍0 50 度。課主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：程設(shè)硬件電路設(shè)計(jì)：計(jì)1. CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括 CPU 選擇，晶振電路，復(fù)位電路）（論2. 溫度傳感器選擇及接口電路設(shè)計(jì)文）3. 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)任軟件設(shè)計(jì)： 1.編程程

2、序流程圖 2.程序清單編編寫務(wù)第 1 天查閱收集資料第 2 天總體設(shè)計(jì)方案的確定第 3 天CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)第 4 天溫度傳感器選擇及接口電路設(shè)計(jì)第 5 天驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)度第 6 天計(jì)程序流程圖設(shè)計(jì)劃第 7 天軟件編寫與調(diào)試第 8 天設(shè)計(jì)說(shuō)明書完成第 9 天答辯指導(dǎo)教平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯：師評(píng)語(yǔ)總成績(jī)：指導(dǎo)教師簽字：及成年月日績(jī)注：成績(jī)：平時(shí) 20%論文質(zhì)量 60%答辯 20% 以百分制摘 要隨著電究所子技術(shù)的發(fā)展，微處理器、集成電路不斷更新、發(fā)展，溫度是工業(yè)生產(chǎn)和自動(dòng)控制中最常見(jiàn)的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)變化的過(guò)程都與溫度密切相關(guān)，因此，在生產(chǎn)過(guò)程中常需對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控。采

3、用單片機(jī)進(jìn)行溫度檢測(cè)、數(shù)值顯示和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，效率高，性能穩(wěn)定，還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制等技術(shù)要求，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測(cè)和溫度控制。隨著溫度控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場(chǎng)合的溫度控制器應(yīng)運(yùn)而生。隨著人們生活水平的不斷提高 ,單片機(jī)控制無(wú)疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來(lái)的方便也是不可否定的，其中雞雛恒溫孵化器就是一個(gè)典型的例子，本設(shè)計(jì)所介紹的雞雛恒溫孵化器，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測(cè)溫比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用，該設(shè)計(jì)控制器使用單片機(jī) AT89C51

4、，測(cè)溫傳感器使用 DS18B20，用液晶 LCD1602 實(shí)現(xiàn)溫度顯示。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；溫度傳感器；LCD液晶屏；恒溫目 錄第1章緒論01.1 恒溫控制系統(tǒng)簡(jiǎn)況01.2 本文研究?jī)?nèi)容 0第 2 章 CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12.1 恒溫系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案12.2 CPU的選擇 12.3 89C51單片機(jī) 2主要特性 22.3.2 89C51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 22.3.3 89C51單片機(jī)引腳功能 22.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展32.5 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 52.6 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 62.7 CPU最小系統(tǒng)圖 6第 3 章 CPU輸入輸出接口電路設(shè)計(jì)83.1溫度傳感器的選擇 83.2溫度檢測(cè)接口電路 A/D 轉(zhuǎn)換器

5、選擇 93.3人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì) 103.3.1顯示接口電路設(shè)計(jì) 103.3.2簡(jiǎn)易式鍵盤接口電路設(shè)計(jì) 113.4報(bào)警與控制電路 13第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 144.1系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 144.2溫度控制部分程序設(shè)計(jì) 154.3鍵盤部分程序設(shè)計(jì) 154.4溫度顯示子程序設(shè)計(jì) 164.5數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計(jì) 18第 5 章 單片機(jī)程序 19 第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 24參考文獻(xiàn) 25第1章 緒論1.1 恒溫控制系統(tǒng)簡(jiǎn)況本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是恒溫控制系統(tǒng)，控制對(duì)象是溫度。溫度控制在日常生活及工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，比如溫室、水池、發(fā)酵缸、電源等場(chǎng)所的溫度控制。而以往溫度控制是由人工完成的而且不夠重視，其

6、實(shí)在很多場(chǎng)所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。隨著電究所子技術(shù)的發(fā)展，微處理器、集成電路不斷更新、發(fā)展，溫度是工業(yè)生產(chǎn)和自動(dòng)控制中最常見(jiàn)的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)變化的過(guò)程都與溫度密切相關(guān)，因此，在生產(chǎn)過(guò)程中常需對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控。采用單片機(jī)進(jìn)行溫度檢測(cè)、數(shù)值顯示和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，效率高，性能穩(wěn)定，還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制等技術(shù)要求，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。1.2 本文研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)是對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基本的溫度控制功能：當(dāng)溫度低于設(shè)定下限溫度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)加熱繼電器加溫，使溫度上升。當(dāng)溫度上升到下限溫度以上時(shí)，停止加溫；當(dāng)溫度高于設(shè)定上限溫度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)

7、風(fēng)扇降溫，使溫度下降。當(dāng)溫度下降到上限溫度以下時(shí)，停止降溫。溫度在上下限溫度之間時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不執(zhí)行。LCD 液晶顯示器即時(shí)顯示溫度。本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：硬件電路設(shè)計(jì)：1. CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括 CPU 選擇，晶振電路，復(fù)位電路）2. 溫度傳感器選擇及接口電路設(shè)計(jì)3. 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)：1. 編程程序流程圖2.程序清單編編寫第2章 CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 恒溫系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)題目為基于單片機(jī)的雞雛恒溫孵化器的設(shè)計(jì)，溫度控制設(shè)定范圍為0-50°C，上、下限溫度在程序中設(shè)置，實(shí)現(xiàn)控制可以升溫也可以降溫，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度值，另外還有蜂鳴器報(bào)警功能。本文使用熱電偶溫度自動(dòng)控制

8、系統(tǒng)。（采用A/D轉(zhuǎn)換器）采用單片機(jī)控制，液晶顯示模塊LCD顯示。系統(tǒng)框圖如圖2.1：鍵盤電路繼電器控制加熱裝置單片溫度顯示機(jī)A/D轉(zhuǎn)報(bào)警電路換電路信號(hào)放大溫度傳感器圖 2.1溫度控制系統(tǒng)原理圖2.2 CPU 的選擇由于單片機(jī)具有功能強(qiáng)、體積小、可靠性好和價(jià)格便宜等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，已成為傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造和新產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想機(jī)種，具有廣泛的發(fā)展前景。單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使得許多領(lǐng)域的技術(shù)水平和自動(dòng)化程度大大提高，可以說(shuō)，當(dāng)今世界正面臨著一場(chǎng)以單片機(jī)（微電腦）技術(shù)為標(biāo)志的新技術(shù)革命本設(shè)計(jì)決定用單片機(jī)作為中心控制器?，F(xiàn)流行的單片機(jī)有很多種，其中MCS-51 系列以較高的性價(jià)比博得很多用戶的青睞。所以，本系

9、統(tǒng)采用美國(guó) Intel 公司生產(chǎn)的 89C-51 型單片機(jī)，由于其具有集成度高、處理功能強(qiáng)、可靠性高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)并具有 4K 字節(jié)的程序存儲(chǔ)器，使得它應(yīng)用起來(lái)更加方便。2.3 89C51單片機(jī)主要特性（1）面向控制的 8 位 CPU；（2）片內(nèi) 4KB Flash ROM 程序存儲(chǔ)器；（3）128B 的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；（4）可尋址 64KB 的片外程序存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路；（5）2 個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器；（6）4 個(gè)并行 I/O 口，共 32 條可單獨(dú)編程的I/O；（7）5 個(gè)中斷源， 2 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)；（8）低功耗的閑置和掉電保護(hù)模式；單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)89C5

10、1由 8 個(gè)部件組成，即中央處理器（ CPU），片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，輸出 / 輸入接口（ I/O ，分為 P0口、 P1 口、 P2 口、 P3口），可編程串行口，定時(shí) / 計(jì)數(shù)器，中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。單片機(jī)引腳功能（1）XTAL1：接外部晶體和微調(diào)電容的一端。在 89C51片內(nèi)，它是振蕩電路反向放大器的輸入端及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，振蕩電路的頻率就是晶體的固有頻率。當(dāng)采用外部振蕩器是次引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖。（2）XTAL2：解外部晶體和微調(diào)電容的另一端。在 89C51片內(nèi)，它是振蕩電路反向放大器的輸出端。在采用外部振蕩器時(shí)此引腳應(yīng)懸浮。通過(guò)示波器查看XTAL2

11、端是否有脈沖信號(hào)輸出，可以確認(rèn)89C51的振蕩電路是否正常工作。（3）RST：復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期一上的高電平，就可以使單片機(jī)復(fù)位。（4）ALE/ ：地址鎖存允許信號(hào)。 ALE鎖存 P0 口傳送的低 8 位地址信號(hào)，實(shí)現(xiàn)低 8 位地址與數(shù)據(jù)的分離。（5） ：外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。當(dāng) 89C51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期內(nèi) 兩次有效輸出。（6） /VPP ：內(nèi)，外 ROM選擇端。當(dāng) 端接高電平時(shí)， CPU訪問(wèn)并執(zhí)行內(nèi)部ROM的指令；但當(dāng) PC值超過(guò) 4KB時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部 ROM中的程序。但端接低電平時(shí)， CPU

12、只訪問(wèn)外部 ROM中的指令。（7）P0 口：雙向 8 位三態(tài) I/O口，在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，可分時(shí)用做低 8位地址線和 8 位數(shù)據(jù)線。無(wú)上拉電阻，能驅(qū)動(dòng)8 個(gè) LSTTL門電路。P1 口： 8 位雙向 I/O 口，用做普通 I/O 口。有上拉電阻，能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)LSTTL門電路。P2 口： 8 位雙向 I/O 口，做高 8 位地址線。有上拉電阻，能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)LSTTL門電路。P3 口： 8 位雙向 I/O 口，具有第二功能。有上拉電阻，能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) LSTTL門電路。89C51單片機(jī)的引腳圖（ 40 腳雙列直插封裝）如下.P1.0140VCCP1.1239P0.0P1.2338P0.1P1.34

13、37P0.2P1.0536P0.3P1.0635P0.4P1.0734P0.5P1.0833P0.6RESET989C5132P0.7RXD P3.0EA/VPP、1031ALE/PROG、TXD P3.11130INT0、P3.21229PSEN、1328P2.7INT1 P3.3、1427P2.6T0P3.4T1、P3.51526P2.5、1625P2.4WR P3.6、P2.3RD P3.71724P2.2XTAL21823XTAL11922P2.1VSS2021P2.0.圖 2.2 89C51單片機(jī)的引腳圖2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展89C-51 型單片機(jī)片內(nèi)有 128B 的 RAM，在實(shí)際

14、應(yīng)用中僅靠這 256B 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。這種情況下可利用 MCS-51單片機(jī)所具有的擴(kuò)展功能擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 MCS-51系列單片機(jī)最大可擴(kuò)展 64KB。6264 是 8K×8 位靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，采用 CMOS工藝制造，單一 +5V 電源供電，額定功率 200mW，典型存取時(shí)間200ns，為 28 線雙列直插式封裝。NetLabel12NetLab el1110A0D01 191 2A1D181 3A2D271 5A3D361 6A4D451 7A5D541 8A6D631 9A8A76264 D7252421A9A1023A112A1222OE27WE26CS220C

15、S1圖 2.3 6264引腳圖6264 的特性及引腳信號(hào)NetLabel86264 的容量為 8KB ，是 28 引腳雙列直插式芯片，采用CMOS 工藝制造A12 A0 ：地址線，可尋址8KB 的存儲(chǔ)空間。D7 D0 ：數(shù)據(jù)線，雙向，三態(tài)。OE ： 讀出允許信號(hào)，輸入，低電平有效。WE ：寫允許信號(hào)，輸入，低電平有效。CE1：片選信號(hào)1，輸入，在讀 / 寫方式時(shí)為低電平。CE2：片選信號(hào)2，輸入，在讀 / 寫方式時(shí)為高電平。VCC ： +5V 工作電壓。GND ：信號(hào)地。6264 的操作方式6264 的操作方式由CE1、CE2 的共同作用決定寫入：當(dāng)和為低電平，且和CE2 為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸入

16、緩沖器打開，數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線D7 D0 寫入被選中的存儲(chǔ)單元。讀出：當(dāng)和為低電平，且和CE2 為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸出緩沖器選通，被選中單元的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線D7 D0 上。保持：當(dāng)為高電平，CE2 為任意時(shí)，芯片未被選中，處于保持狀態(tài)，數(shù)據(jù)線呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。89C51單片機(jī)與 6264 的接口，如下圖：NetLabel141 7RD1 6WR2 8P2.72 5P2.42 4P2.32 3P2.22 2P2.12 1P2.03 2P0.73 3P0.63 4P0.589C51 P0.43 53 6P0.33 7P0.23 8P0.13 9P0.0EA+5V3 0ALE373SL47N2 2OE2 7+5

17、VWE2 028CE1VCC2A1226 R?2 3A11CE22 1A10RES22 4A9GND142 5A8U?VCC18D7Q71 93A7171 64D6Q6A6141 556264D5Q5A5897D3Q3A313D4Q41 26A47D2Q268A2459D1Q1A1321 0D0Q0A0111GOE1 8I/O71 7I/O61 6I/O51 5I/O41 4I/O31 3I/O21 2I/O11 1I/O0圖 2.4 89C51單片機(jī)擴(kuò)展NetLabel1774LS373是一種帶三態(tài)門的8D鎖存器，其管腳示意圖.如下圖所示：.3D0Q0245D1Q176D2Q289D3Q31

18、312D4Q41415D5Q51716D6Q61819D7Q71OE11LE7 4LS3 73.圖 2.5 74LS373引腳圖.其中 D0D7為 8 個(gè)輸入端；，Q0Q7為 8 個(gè)輸入端；LE 為數(shù)據(jù)打入端：當(dāng)LE 為“ 1”時(shí)，鎖存器輸出狀態(tài)同輸入狀態(tài)：當(dāng)LE“ 0”時(shí)，數(shù)據(jù)打入端鎖存器；OE 為輸出允許端：當(dāng)OE =0 時(shí)，三態(tài)門打開； OE =1 時(shí)，三態(tài)門關(guān)閉，輸出高阻。2.5 復(fù)位電路設(shè)計(jì)單片機(jī)復(fù)位電路圖 2.6 為單片機(jī)復(fù)位電路。單片機(jī)在開機(jī)時(shí)都需要復(fù)位，以便中央處理 CPU 以及其他功能部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。單片機(jī)的復(fù)位后是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，在時(shí)鐘

19、電路工作后，只要在單片機(jī)的 RST 引腳上出現(xiàn)24 個(gè)時(shí)鐘振蕩脈沖（ 2 個(gè)機(jī)器周期）以上的高電平，單片機(jī)便可實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。 NetLabel46MCS-51單片機(jī)的RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入NetLabel49端。例如：若 MCS-51 單片機(jī)時(shí)鐘頻率為 12MHz ，則復(fù)位脈沖寬度至少應(yīng)該為 2 s。SW-PBS1VCCD3C5R4C310KRST10uF圖 2.6復(fù)位電路原理圖NetLabel472.6 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)NetLabel48片內(nèi)電路與片外器件就構(gòu)成一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生電路，CPU 的所有操作均在時(shí)鐘脈沖同步下進(jìn)行。片內(nèi)振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率，一般多在1.2MHz 24

20、MHz 之間選取。 C1、C2是反饋電容，其值在20pF100pF 之間選取，典型值為 30pF。本電路選用的電容為 30pF，晶振頻率為 12MHz 。NetLabel43NetLabel42振蕩周期 1 12 s ； 機(jī)器周期 Sm 1s； 指令周期 1 4sC1300 PFY1XTAL11 2MHzXTAL2C2300 PF圖 2.7 時(shí)鐘電路原理圖NetLabel452.7CPU 最小系統(tǒng)圖NetLabel44本設(shè)計(jì)中的89C51 的最小系統(tǒng)包括89C51 單片機(jī)， 6264 可編程 I/O 接口，晶振電路，按鍵復(fù)位電路.1.復(fù)位電路的極性電容C1 的大小直接影響單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間，一般

21、采用1030uF，容值越大需要的復(fù)位時(shí)間越短。2.晶振 Y1 也可以采用 6MHz 或者 11.0592MHz，在正常工作的情況下可以采用更高頻率的的晶振，晶振的振蕩頻率直接影響單片機(jī)的處理速度，頻率越大單片機(jī)處理速度越快。本設(shè)計(jì)采用110592MHz，圖中用約等于12MHz 。3.起振電容C2、C3 一般采用1533uF，并且電容離晶振越近越好，晶NetLabel49Ne振離單片機(jī)越近越好。本設(shè)計(jì)中C2、C3 采用 33uF。CPU 最小系統(tǒng)圖如圖2.8VCCRD1 71 6WR2 8P2.72 5P2.42 4P2.3S1C32 3BP2.2C52 2P1 0uFP2.12 1-WP2.0

22、S3 21 8P0.7D7Q793 31 7RSTP0.6D6Q63 41 4P0.5D5Q5D31R43 5310KP0.41 37D4Q4P0.33 683D3Q353 74CP0.277D2Q23 849P0.1D1Q18P0.03 93D0Q01OEGC13 00PFY11 8XTAL21 9XTAL13 00PF12MHzALE3 0C22 03 1GNDEAVCC22OE27WE2028CE1VCC2A122326A11CE221A102414A9GND25A81 93A71 64A61 55A51 26A4974A3686A2592A126A0101 118I/O717I/O61

23、6I/O515I/O414I/O313I/O212I/O111I/O0圖 2.8 CPU 最小系統(tǒng)圖NetLabel48第3章 CPU 輸入輸出接口電路設(shè)計(jì)3.1 溫度傳感器的選擇本設(shè)計(jì)采用智能溫度傳感器 DS18B20，它的最高分辨率為 12 位，可識(shí)別 0.0625 C 的溫度。它具有直接輸出信號(hào)和數(shù)據(jù)處理功能，并且它和單片機(jī)的接口只需要一位 I/O 口，因此有塔構(gòu)成系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用。 DS18B20 按照工業(yè)設(shè)計(jì)要求，抗干擾性能強(qiáng)，溫度測(cè)量范圍為 67 C 125 C 。DS18B20 是采用 “1-wire ，”即一線總線傳輸數(shù)據(jù)的集成溫度傳感器，信息經(jīng)過(guò)單線接口送入DS18B20 或從

24、DS18B20 送出，因此從中央處理器到DS18B20僅需要連接一條線?？刹捎猛獠侩娫垂╇姡部刹捎每偩€供電方式，此時(shí)，把VDD 連在一起作為數(shù)字電源。因?yàn)槊恳粋€(gè)DS18B20 有唯一的系列號(hào)（silicon serial number），因此多個(gè)DS18B20 可以存在同一條單線總線上，這允許在許多地方放置溫度靈敏器件。此特性的應(yīng)用范圍包括 HVAC 環(huán)境控制，建筑物，設(shè)備或機(jī)械內(nèi)的溫度檢測(cè)，以及過(guò)程檢測(cè)和控制中的溫度檢測(cè)。DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.1，DS18B20 引腳說(shuō)明如表3.1，主要由 4 部分組成： 61 為 ROM ，溫度窗前，非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH 和 TL ，配置

25、寄存器。圖 3.1 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖表 3.1 DS18B20 的引腳說(shuō)明引腳符號(hào)說(shuō)明1GND地2DQ單線運(yùn)輸?shù)臄?shù)據(jù)輸入/輸出引腳3VCC可選 VDD 引腳兩種供電方式器件從單線的通信線去得其電源，在信號(hào)線為高電平的時(shí)間周期內(nèi)，把能量貯存在內(nèi)部的電容器中，在單信號(hào)線為低電平的時(shí)間期內(nèi)斷開此電源，直到信號(hào)線變?yōu)楦唠娖街匦陆由霞纳娫礊橹?。作為另一種可供選擇的方法，DS18B20也可用外部 5V 電源供電。 DS18B20 與 89C51接線方式如圖3.2。圖 3.2 DS18B20 與 89C51 接線方式3.2 溫度檢測(cè)接口電路A/D 轉(zhuǎn)換器選擇A/D 轉(zhuǎn)換接口是系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集前向通道

26、的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)采集是在模擬信號(hào)源中采集信號(hào) ,并將之轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)的過(guò)程。AD574 由兩部分組成，一部分是模擬芯片，另一部分?jǐn)?shù)字芯片，其中模擬部分由高性能的 12 位 D/A 轉(zhuǎn)換器 AD565 和參考電壓組成。數(shù)字部分由控制邏NetLab el1AD574 的引腳如圖 3.2 所示。輯電路，逐次逼近型寄存器的三態(tài)緩沖器組成。功能特性分辨率： 12 位；1VLCS非線性誤差：小于± 0.5LSB 或± 1LSB。7VCCA0轉(zhuǎn)換速率： 25s。1 1VEER/C1 5DC模擬電壓輸入范圍： 0-10V,0-20V。9DB1 1ACDB1 0電源電壓：

27、77; 15V 和 5V 。1 0REFINDB9DB8數(shù)據(jù)輸出格式： 12 位/8 位8REFOUTAD5 74DB71 2BIPOFFDB6芯片工作模式：全速工作模式和單一DB51 3DB41 OVINDB3工作模式。1 42 0VINDB2DB1DB0CESTS1 2/8NetLa3452 72 62 52 42 32 22 12 01 91 81 71 662 82圖3.2 AD574的引腳圖NetLab el4NetLaNetLab el2NetLab el2P003 93 8P013 7P023 906P033 815P043 724P053 633P063 542P073 4P0

28、589C513 3062 1P203 20723.3 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì)P212 389C51P222 104P232 215P242 326P252 437P262 5設(shè)計(jì)3.3.1 顯示接口電路2648P27P252 7P261 0所示。 LED 顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。RXD2 8顯示電路如圖3.3P271 1TXD3 0ALEP12 09PSENRXD這種顯示塊有共TXD陰極1和1共陽(yáng)極兩種。共陰極LED 顯示塊的發(fā)光二極管共地。3 0ALEP2 9PSENNetLab el4NetLab el3NetLab el4NetLab el3圖 3.3顯示電路原理圖當(dāng)某個(gè)發(fā)

29、光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮；本設(shè)計(jì)選用的顯示塊是共陰極的LED （共陰極 LED 顯示塊的發(fā)光二極管陰極接地，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮）。將單片機(jī)I/O 口的 8 位線與顯示塊的發(fā)光二極管的引出端（a dp）相連，共陰極低電平有效，選通有效后8 位并行輸出口輸出不同的數(shù)據(jù)就點(diǎn)亮相應(yīng)的發(fā)光二極管，獲得不同的數(shù)字或字符。3.3.2 簡(jiǎn)易式鍵盤接口電路設(shè)計(jì)8255 可編程并行 I/O 接口設(shè)計(jì)MCS-51 系列單片機(jī)共有 4 個(gè) 8 位并行 I/O 口，這些 I/O 口一般是不能完全提供給用戶使用的，在外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，提給用戶使用的I/O 口只有 P1 和 P

30、3口的部分口線。因此在大部分的MCS-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中都免不了要進(jìn)行 I/O口的擴(kuò)展。 8255 芯片引腳圖如圖3.4 所示。TextText3 4D043 3PA0D133 2PA1D223 1PA2D313 0PA3D44 02 9PA4D53 92 8PA5D63 82 7PA6D73 7PA758 2551 83 6RDPB0WR1 99PB1A02 08PB2A12 13 5PB3RESET2 26PB4CS2 3PB52 4PB62 5PB71 4PC01 5PC11 6PC21 7PC31 3PC41 2PC51 1PC61 0PC7NetLabel69Text15C98圖

31、3.4 8255 引腳圖TextP0.039AD1 0AD1 01 8D7Q719AD1 034D0PA0438AD1 1AD1 11 716AD1 1333P0.1D6Q6D1PA137AD1 2AD1 21 415AD1 2322P0.23D5Q5D2PA2P0.336AD1 3AD1 31 37D4Q412AD1 331D3PA31P0.435AD1 4AD1 483D3Q39AD1 430D4PA44034AD1 5AD1 546AD1 52939P0.57 7D2Q2D5PA533AD1 6AD1 645AD1 62838P0.6D1Q1D6PA632AD1 7AD1 732AD1

32、72737P0.7D0Q0D7PA7P2.021ALE1OERD5RD8255PB018221 1WE3619P2.123G9WRPB120P2.2A0PB224821P2.3A1PB3253522P2.4RESETPB426623P2.5CSPB52724P2.6PB62825P2.7PB7PC01415PC116PC21717RDPC31613WRPC43012ALEPC53111EAPC610PC7圖 3.5 I/O 口擴(kuò)展電路NetLab el72單片機(jī)也 8255的接口比較簡(jiǎn)單，如圖 3.5 所示， 8255 的片選信號(hào) CS 及口地址選擇線 AO 、A1 分別由單片機(jī)的 P0.7 和 P0.0、P0.1 經(jīng)地址鎖存器提供 .8255 的 A 、 B 、 C 口及控制口地址分別為FF7CH、 FF7DH 、 FF7EH 、FF7FH。8255 的 D0 D7 分別與 P0.0 到 P0.7 相連。鍵盤功能說(shuō)明： 1 號(hào)鍵：上升。 2 號(hào)鍵：下降。 3 號(hào)鍵：下限溫度值確定。 4 號(hào)鍵：上限值確定。 5 號(hào)鍵：查詢上下限值。使用 1 號(hào)鍵和 2 號(hào)鍵，設(shè)定需要的溫度控制系統(tǒng)的上限值，然后按下 4 號(hào)鍵，將這個(gè)上限值確定，也就是將上限值保存到專用的寄存器里。在完成設(shè)定上限值