畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能控制雞雛恒溫孵化器設(shè)計(jì)

1、高等職業(yè)學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)姓 名： 學(xué) 號(hào)： 系 部： 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 設(shè)計(jì)題目： 單片機(jī)控制雞雛恒溫孵化器 指導(dǎo)教師： 職 稱： 高級(jí)講師 2012 年 5 月 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

2、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，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1 緒論11.1 恒溫控制系統(tǒng)概況11.2 本文研究?jī)?nèi)容12 CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)22.1 恒溫系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案22.

3、2 CPU的選擇22.3 89C51單片機(jī)32.3.1 AT89C51主要特性32.3.2 89C51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)32.3.3 89C51單片機(jī)引腳功能32.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展42.5 復(fù)位電路設(shè)計(jì)62.6 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)72.7 CPU最小系統(tǒng)圖73 CPU輸入輸出接口電路設(shè)計(jì)93.1 溫度傳感器的選擇93.2 溫度檢測(cè)接口電路A/D轉(zhuǎn)換器選擇103.3 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì)11 顯示接口電路設(shè)計(jì)11 簡(jiǎn)易式鍵盤(pán)接口電路設(shè)計(jì)123.4 報(bào)警與控制電路144 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)154.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)154.2 溫度控制部分程序設(shè)計(jì)164.3 鍵盤(pán)部分程序設(shè)計(jì)164.4 溫度顯示子程序設(shè)計(jì)174

4、.5 數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計(jì)185 單片機(jī)程序196 課程設(shè)計(jì)總結(jié)28參考文獻(xiàn)29致 謝301 緒論1.1 恒溫控制系統(tǒng)概況本設(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，

5、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)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

6、程圖2.程序清單編編寫(xiě)2 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(pán)電路溫度顯示報(bào)警電路單片機(jī)繼電器控制A/D轉(zhuǎn)換電路加熱裝置信號(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

7、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)2.3.1 AT89C51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）12

8、8B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；2.3.2 89C51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)89C51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。2.3.3 89C51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

9、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)89C5

10、1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(mén)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(mén)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(mén)電路。 P3口：8位雙向I/O口，具有

11、第二功能。有上拉電阻，能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL門(mén)電路。89C51單片機(jī)的引腳圖（40腳雙列直插封裝）如下圖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。圖2.3 6264引腳圖6264的特性及引腳信號(hào) 6264的容量為8KB，是28

12、引腳雙列直插式芯片，采用CMOS工藝制造A12A0：地址線，可尋址8KB的存儲(chǔ)空間。D7D0：數(shù)據(jù)線，雙向，三態(tài)。 ：讀出允許信號(hào)，輸入，低電平有效。 ：寫(xiě)允許信號(hào)，輸入，低電平有效。CE1：片選信號(hào)1，輸入，在讀/寫(xiě)方式時(shí)為低電平。 CE2：片選信號(hào)2，輸入，在讀/寫(xiě)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(xiě)入：當(dāng)和為低電平，且和CE2為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸入緩沖器打開(kāi)，數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線D7D0寫(xiě)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D7D0

13、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：圖2.4 89C51單片機(jī)擴(kuò)展74LS373是一種帶三態(tài)門(mén)的8D鎖存器，其管腳示意圖如下圖所示：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；為輸出允許端：當(dāng)=0時(shí)，三態(tài)門(mén)打開(kāi)；=1時(shí)，三態(tài)門(mén)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(kāi)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)

14、確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)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。MCS-51單片機(jī)的RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。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2s。圖2.6 復(fù)位電路原理圖2.6 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)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1.2MHz24MHz之間選取。C1、C2是反饋電容，其值在20pF100pF之間選取，典型值為30p

15、F。本電路選用的電容為30pF，晶振頻率為12MHz。振蕩周期； 機(jī)器周期； 指令周期圖2.7 時(shí)鐘電路原理圖2.7 CPU最小系統(tǒng)圖本設(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15

16、33uF，并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機(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2.8圖2.8 CPU最小系統(tǒng)圖3 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 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。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DS18B20送出，因此從中央處理器到

17、DS18B20僅需要連接一條線?？刹捎猛獠侩娫垂╇?，也可采用總線供電方式，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，配置寄存器。圖3.1 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖表3.1 DS18B20的引

18、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(kāi)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

19、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)字部分由控制邏輯電路，逐次逼近型寄存器的三態(tài)緩沖器組成。AD574的引腳如圖3.2所示。功能特性分辨率：12位；非線性誤差：小于±0.5LSB或±1LSB;轉(zhuǎn)換速率：25s;模擬電壓輸入范圍：0-10V,0-20V;電源電壓：±15V和5V;數(shù)據(jù)輸出格式：12位/8位芯片工作模式：全速工作模式和單一工作模式。圖3.2 AD574的引腳圖3.3 人機(jī)對(duì)話接口電路設(shè)計(jì)3.3.1 顯示接口電路設(shè)計(jì)顯示電路如圖3.3所示。LED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示

20、器件。這種顯示塊有共陰極和共陽(yáng)極兩種。共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管共地。圖3.3 顯示電路原理圖當(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；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（adp）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(pán)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

21、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P3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。圖3.4 8255引腳圖圖3.5 I/O口擴(kuò)展電路單片機(jī)也8255的接口比較簡(jiǎn)單，如圖3.5所示，8255的片選信號(hào)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D0D7分別與P0.0到P0.7相連。鍵盤(pán)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

22、。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)定上限值的工作后，使用1號(hào)鍵和2號(hào)鍵設(shè)定需要的溫度控制系統(tǒng)的下限值，然后按下3號(hào)鍵，將這個(gè)下限值確定，也就是將這個(gè)下限值保存到專用的寄存器里，然后系統(tǒng)進(jìn)去實(shí)時(shí)的溫度測(cè)量和控制工作中。鍵盤(pán)接口電路如圖3.6所示： 圖3.6 鍵盤(pán)接口電路圖3.4 報(bào)警與控制電路該部分是單片機(jī)和外部報(bào)警與控制的接口部分，主要起報(bào)警、執(zhí)行和電氣隔離作用，其電路圖如圖3.7所示。繼電器采用SRD-D6VDC-SL-C型，240AC通斷TA的電流。其直流線圈電阻95歐，

23、三極管Q1采用KTC9012，輸出電流IC為150mA，放大系數(shù)為60至1000范圍內(nèi)，若取為200則Ic在5V下為50mA左右，則基極電流為0.25mA。只有P0口在高點(diǎn)位輸出時(shí)才能達(dá)到這樣大的電流值。因此把這兩個(gè)口分別用P0和P01代替。由于P0口屬于三態(tài)輸出輸入口，因此，必須接上拉電阻，其阻值大小可計(jì)算為 我們?nèi)?0千歐的電阻讓Q1在高電平時(shí)飽和導(dǎo)通，此時(shí)，基極電流為。二極管D1主要起保護(hù)作用，在Q1關(guān)斷時(shí)續(xù)流，以免電感線圈斷路時(shí)產(chǎn)生過(guò)壓損壞三極管。圖3.8 繼電器、報(bào)警與執(zhí)行電路由于DS18B20自帶了存儲(chǔ)器，能夠?qū)⒃O(shè)定的溫度報(bào)警值自動(dòng)存入 DS18B20 的 EEROM 中，永久保存

24、，因此每次開(kāi)機(jī)時(shí)系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)從 DS18B20 的 EEROM 讀出溫度報(bào)警值.兩個(gè)繼電器中，K1接的是降溫裝置，K2接的是加熱裝置，當(dāng)實(shí)際溫度大于 TH 的設(shè)定值時(shí)，蜂鳴器響，表示超溫，此時(shí)繼電器K1吸合，接通降溫裝置進(jìn)行降溫；當(dāng)實(shí)際溫度處于 TL 與TH的設(shè)定值之間時(shí)，繼電器常閉。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)主程序流程圖如圖4.1所示主程序完成的功能是：?jiǎn)?dòng)傳感器測(cè)量溫度，將測(cè)量溫度與給定值比較進(jìn)行PID運(yùn)算，若，則進(jìn)入加熱階段，置P13為高開(kāi)始初始化按鍵設(shè)定溫度上下限送顯示送counter=3調(diào)溫度子程序轉(zhuǎn)換送顯示PID運(yùn)算NN顯示正常溫度高溫報(bào)警并停止加熱低溫報(bào)警并加熱YY鍵

25、盤(pán)處理有鍵按下?counter-1=0?counter-1=0?等待下一個(gè)采樣YYNN圖4.1 系統(tǒng)主程序流程圖電平。在過(guò)程中繼續(xù)對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)時(shí)，置P13為低電平斷開(kāi)可控硅，關(guān)閉加熱器，等待下一次的啟動(dòng)命令。4.2 溫度控制部分程序設(shè)計(jì)這部分程序的功能是將采集到的溫度值TX與TL比較，如果TXTL則報(bào)警，并置P3.1口為低電平，通過(guò)光耦合器打開(kāi)可控硅，使加熱器加熱，并調(diào)顯示，顯示88.8。否則將TX與TH比較，如果TXTH則報(bào)警，并置P13口為高電平，通過(guò)光耦合器關(guān)閉可控硅，停止加熱器加熱，并調(diào)顯示，顯示88.8。否則，也就是當(dāng)溫度在正常范圍內(nèi)，調(diào)顯示，顯示采集到的溫度值。加熱程序流程圖

26、如圖4.14所示。 開(kāi)始地址和計(jì)數(shù)器換碼送顯存顯示燈亮、蜂鳴器響置P1.3口為1，打開(kāi)加熱器LED顯示返回計(jì)數(shù)器換碼送顯存 YN開(kāi)始有鍵按下？延時(shí)20ms判別鍵號(hào)執(zhí)行鍵處理子程序返回NY圖4.2 溫度控制程序流程圖圖 4.3 鍵盤(pán)處理子程序流程圖4.3 鍵盤(pán)部分程序設(shè)計(jì)本部分主要是實(shí)現(xiàn)輸入設(shè)定溫度和查詢?cè)O(shè)定溫度的功能。該部分的子程序流程圖如圖4.3所示。在鍵盤(pán)的控制方面，由于采用了5個(gè)單鍵，因此使得鍵值識(shí)別的問(wèn)題也比較簡(jiǎn)單。在執(zhí)行程序的時(shí)候只需要逐位判斷PA0,PA1,PA2,PA3,PA4口是高電平還是低電平，若為高電平，則表示沒(méi)有按鍵按下，若為低電平，則表示已經(jīng)有鍵按下，于是執(zhí)行鍵的處理子

27、程序。在程序的設(shè)計(jì)當(dāng)中，考慮了鍵的去抖動(dòng)問(wèn)題。在發(fā)現(xiàn)有鍵閉和時(shí)，不是立即讀入該鍵值，而是延時(shí)一段時(shí)間以后，再進(jìn)行鍵閉和與否的判斷，確認(rèn)此時(shí)真的有鍵按下，有則進(jìn)行該按鍵的處理，沒(méi)有則不進(jìn)行處理。4.4 溫度顯示子程序設(shè)計(jì)此模塊采用的是動(dòng)態(tài)掃描的方法，依次改變P0口輸出高電平的位和P2口輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)段，就可以輪流點(diǎn)亮顯示器的各位數(shù)碼管。動(dòng)態(tài)顯示是把十六進(jìn)制數(shù)（或BCD碼）轉(zhuǎn)換為相應(yīng)字形碼，故它通常需要在RAM區(qū)建立一個(gè)顯示緩沖區(qū)。顯示部分流程圖如圖4.4所示。開(kāi)始顯示緩沖區(qū)指針置初值30H送R0掃描模式置初值FEH送R1R1送P2口取顯示數(shù)據(jù)查表轉(zhuǎn)換為段數(shù)據(jù)送P0口延時(shí)1ms顯示緩沖器指針R0+

28、1R1=0？R1左移一位返回YN圖4.4 顯示子程序流程圖4.5 數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集的主要任務(wù)是巡回檢測(cè)三點(diǎn)的溫度參數(shù)并把它們存在外部RAM指定單元,采樣程序如圖4.17所示。采樣程序初始化各通道都采集一次？輸出通道號(hào)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換讀A/D數(shù)據(jù)修改通道及通道號(hào)重裝定時(shí)器0常數(shù)啟動(dòng)返回NY圖4.5 溫度采樣程序流程5 單片機(jī)程序單片機(jī)程序如下：ORG 0000H SJMP MAINORG 0003H LJMP INTORG 0025HMAIN： MOV SP,#60H MOV 20H,#00H MOV 21H,#08H MOV 29H,#0FEH LCALL ZIJIAN LCALL

29、READTHTL LCALL TESTRANGE LCALL DISP SETB INT0 SETB EX0 SETB EALOOP: LCALL DELAY LCALL GET_TEMP LCALL TURN LCALL DISPLAY CLR C MOV A,24H CJNE A,2EH,LOOP1 SJMP HOTTINGLOOP1: JC HOTTING MOV A,24H CLR C CJNE A,2DH,LOOP2 SJMP STOPHOTLOOP2: JNC STOPHOT SJMP KEEPHOTTING: CLR P3.1 CLR P1.5 SETB P1.6KEEP: SJ

30、MP LOOPSTOPHOT: SETB P3.1 SETB P1.5 CLR P1.6 SJMP LOOPZIJIAN: MOV 30H,#08H MOV 31H,#08H MOV 32H,#13H MOV 33H,#08H MOV 34H,#13H CLR P1.4 CLR P1.5 CLR P1.6 CLR P1.7 MOV R3,#0FFHWAIT0: ACALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT0 SETB P1.5 SETB P1.6 SETB P1.7 RETTURNTH: MOV 2DH,27H MOV 2EH,28H MOV 24H,27H ACALL TURN MO

31、V 2AH,30H MOV 2BH,31H MOV 2CH,32H MOV A,2CH CLR C SUBB A,#0BH MOV 2CH,A MOV 33H,#00H MOV 34H,#15H RETTESTRANGE: MOV A,2AH CJNE A,#01H,NOMAX MOV 22H,#08H SJMP EXITTESTNOMAX: MOV A,2BH CJNE A,#00H,MIDD MOV 22H,#02H SJMP EXITTESTMIDD: MOV 22H,#04HEXITTEST: RETDISPLAY: MOV R0,#03HDIS: MOV DPTR,#TAB MOV

32、A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#7FFFH MOVX DPTR,A INV R0 MOV DPTR,#0BFFFH MOV A,29H MOVX DPTR,AHERE: DJNZ R4,HERE SETB C RLC A MOV 29H,A JB ACC.5,DIS MOV 29H,#OFEH RETTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00H,OBFH DB 86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFH,79HGET_TEMP: CLR EA ACALL INI MOV

33、 A,#0CCH ACALL WRITE MOV A,#44H ACALL WRITE ACALL INI MOV A,0CCH ACALL WRITE ACALL READ MOV 24H,A SETB EA RETSETTHTL: CLR EA ACALL INI MOV A,#0CCH ACALL WRITE MOV A,#4EH ACALL WRITE MOV A,2DH ACALL WRITE MOV A,2EH ACALL WRITE ACALL INI MOV A,#0CCH ACALL WRITE MOV A,#48H ACALL WRITE ACALL READTHTL MO

34、V A,27H CJNE A,2KH,SETTHTL MOV A,28H CJNE A,2EH,SETTHTL SETB EA RETREADTHTL: CLR EA ACALL INI MOV A,0CCH ACALL WRITE MOV A,#0B8H ACALL WRITE ACALL INI MOV A,#0CCH ACALL WRITE MOC A,#0BEH ACALL WRITE ACALL READ ACALL READ ACALL READ MOV 27H,A ACALL READ MOV 28H,A SETB EA RETINI: CLR P3.0 MOV R2,#1001

35、1: CLR P3.0 DJNZ R2,I1 SETB P3.0 MOV R2,#15I2: DJNZ R2,I2 CLR C ORL C,P3.0 JC INI MOV R6,#40HI3: ORL C,P3.O JC I4 DJNZ R6,I3 SJMP INII4: MOV R2,#120I5: DJNZ R2,I5 RETTEAD: MOV R6,#8WR1: SETB P3.0 MOV R4,#4 RRC A CLR P3.0WR2: DJNZ R4,WR2 MOV P3.0,C MOV R4,$40WR3: DJNZ R4,WR3 DJNZ R3,WR1 SETB P3.0 RET

36、READ: MOV R6,#8RE1: CLR P3.0 MOV R4,#2 SETB P3.ORE2: DJNZ R4,RE2 MOV C,P3.0 RRC A MOV R5,#15RE3: DJNZ R5,RE3 DJNZ R6,RE1RE5: SETB P3.0 RETTURN: CLR C MOV A,24H RRC A MOV 25H,A JNC TURN0 MOV 33H,#05H AJMP TURN1TURN0: MOV 33H,#00HTURN1: MOV A,25H ACALL BTOD RETBTOD: MOV B,#100 DIV AB MOV T0,#30H MOV R

37、0,H INC R0 MOV A,#10 XCH A,B DIV AB MOV R0,A INC R0 MOV A,B ADD A,#0BH MOV R0,A RETDIS: LCALL DIR JNB P3.0,LC JNB P3.4,LC0 JNB P3.2,LC1 JNB P3.5,LC2 AJMP DISLC: LCALL DEL JB P3.0,DIS MOV A,30H CJNE A,#0FFH,XIA MOV A,#5 ADD A,30H MOV 30H,A INC 31H LCALL IBTD2 AJMP DISLC0: LCALL DEL JB P3.4,DIS MOV A,

38、30H CJNE A,#00H, DECLINE MOV A,30H SUBB A,#5 MOV 30H,A DEC 31H LCALL IBTD2 AJMP DISDECLINE:MOV A,30H SUBB A,#05H MOV 30H,A LCALL IBTD2 AJMP DISXIA : MOV A,#5 ADD A,30H MOV 30H,A LCALL IBTD2 AJMP DISLC1: LCALL DEL JB P3.2,DIS MOV 40H,32H;保存輸入值 MOV 41H,33H MOV 42H,34H MOV 43H,35H LCALL DIR AJMP DISLC2

39、: LCALL DEL JB P3.5,DIS MOV 50H,32H MOV 51H,33H MOV 52H,34H MOV 53H,35H RETIDELAY: MOV R2,#0BHHERE0: MOV R3,#00HHERE1: DJNZ R3,HERE1 DJNZ R2,HERE0 RET END6 課程設(shè)計(jì)總結(jié)本文為基于MCS-51的單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文結(jié)合實(shí)際應(yīng)用介紹了用89C-15單片機(jī)實(shí)現(xiàn)恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作原理，以及硬、軟件的設(shè)計(jì)方法及實(shí)現(xiàn)過(guò)程。本文重點(diǎn)論述恒溫控制系統(tǒng)控制電路的設(shè)計(jì)，主要是硬件電路的設(shè)計(jì)過(guò)程及軟件的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于單片機(jī)應(yīng)用與控制領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)

40、過(guò)程自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化有一定的普遍意義。本設(shè)計(jì)有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，體積小，系統(tǒng)簡(jiǎn)單使用，經(jīng)濟(jì)合理等要求。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中我碰到了一系列問(wèn)題，例如在選擇電容器的容量上，在單片機(jī)接口的使用上，以及A/D轉(zhuǎn)換器的選擇等。雖然這個(gè)系統(tǒng)在理論上是完全可行的，但我認(rèn)為在實(shí)際中還有待改進(jìn)，例如在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的時(shí)候也會(huì)帶來(lái)一定的誤差，從而對(duì)溫控產(chǎn)生 一定的影響，這些都是要注意的問(wèn)題。 本次設(shè)計(jì)完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的指標(biāo)。不過(guò)還要經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用才能得以進(jìn)一步的改進(jìn)。參考文獻(xiàn)1 梅麗鳳等編著 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 清華大學(xué)出版社2009.72 趙晶 主編 Prote199高級(jí)應(yīng)用 人民郵電出版社，

41、2000 3 于海生 編著 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 清華大學(xué)出版社2003.45 何小艇.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)(第三版)M.杭州:浙江大學(xué)出版社,20046 張建國(guó).單片機(jī)溫控實(shí)驗(yàn)裝置J.電子與自動(dòng)化,2000,(2):20-237 陳華.溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用J.電子工程師,1999,(8):18-209 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編(2)M.北京:北京航空航天出版社,199310賈伯年 俞樸 傳感器技術(shù)M.北京：東南大學(xué)出版社，2003.6致 謝我要感謝 校的老師們，他們?cè)谶@五年期間對(duì)我進(jìn)行的培養(yǎng)和教育，使我受益非淺，我對(duì)他們報(bào)以崇高的敬意和感謝。本設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，涉及到大量知識(shí)應(yīng)用，我的指導(dǎo)老

42、師 老師一直循循善誘的指導(dǎo)我，他專業(yè)知識(shí)豐富、才思敏捷、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，而且認(rèn)真負(fù)責(zé)，耐心講解問(wèn)題，對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了很大的指導(dǎo)和幫助。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，在指導(dǎo)老師的嚴(yán)格要求下，我一直受到老師的悉心指導(dǎo)，并且提出許多意見(jiàn)和建議，給我的思路的啟迪，并對(duì)我的設(shè)計(jì)報(bào)告進(jìn)行了細(xì)心的檢查，使我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此謹(jǐn)致衷心的感謝！在設(shè)計(jì)過(guò)程中,我的合作伙伴幫我收集了大量廣泛的資料,并且一起討論了設(shè)計(jì)問(wèn)題,還有其它很多同學(xué)的建議和幫助,在次他們一并表示感謝!g an employment tribunal claiEmployment tribunals sort out disagreement

43、s between employers and employees.You may need to make a claim to an employment tribunal if:· you don't agree with the disciplinary action your employer has taken against you· your employer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly.For more information about dis

44、missal and unfair dismissal, see Dismissal.You can make a claim to an employment tribunal, even if you haven't appealed against the disciplinary action your employer has taken against you. However, if you win your case, the tribunal may reduce any compensation awarded to you as a

45、result of your failure to appeal.Remember that in most cases you must make an application to an employment tribunal within three months of the date when the event you are complaining about happened. If your application is received after this time limit, the tribunal will not usually accept i.If you

46、are worried about how the time limits apply to you, take advice from one of the organisations listed under Further help.Employment tribunals are less formal than some other courts, but it is still a legal process and you will need to give evidence under an oath or affirmation.Most people find m

47、aking a claim to an employment tribunal challenging. If you are thinking about making a claim to an employment tribunal, you should get help straight away from one of the organisations listed under Further help.If you are being represented by a solicitor at the tribunal, they may ask you to sign an agreement where you pay their fee out of your compensation if you win the case. This is known as a damages-based agreement. In England and Wales, your solicitor can't charge you more than 35% of your compensation  if you win the case.If you are thinking about sig