基于單片機(jī)的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文理工類

1、 PAGE53 / NUMPAGES62基于單片機(jī)的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院專 業(yè)自動(dòng)化班 級(jí)XXXX學(xué) 號(hào)XXXXXX姓 名snowcafe指導(dǎo)教師XXX597997026航空航天大學(xué)2010年6月摘 要在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，往往需要對(duì)各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐的溫度進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)節(jié)，因此需要一種合適的系統(tǒng)對(duì)其溫度進(jìn)行精確控制，由于單片機(jī)具有低功耗、高性能、可靠性好、易于產(chǎn)品化等特點(diǎn)，因此采用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行控制不僅節(jié)約成本，控制方法靈活多樣，并且可以達(dá)到較高的控制精度，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量，因此單片機(jī)被廣泛應(yīng)用在中小型控制系統(tǒng)中。本論文以電阻爐為研究對(duì)象，開發(fā)了基于單片機(jī)的溫

2、度控制系統(tǒng)。本溫度控制系統(tǒng)按功能分主要包括溫度傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、溫度顯示/設(shè)定模塊和溫度控制模塊。溫度傳感器采用了數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)返回給單片機(jī)。系統(tǒng)可通過(guò)鍵盤對(duì)電阻爐水溫進(jìn)行預(yù)設(shè)，單片機(jī)根據(jù)當(dāng)前爐溫度和預(yù)設(shè)溫度進(jìn)行運(yùn)算，控制輸出寬度可調(diào)的PWM方波，并由此控制雙向可控硅的導(dǎo)通和關(guān)斷來(lái)調(diào)節(jié)電熱絲的加熱功率，從而使水溫迅速達(dá)到預(yù)設(shè)值并保持恒定不變。設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)，使系統(tǒng)功能模塊化并分別通過(guò)Proteus軟件進(jìn)行仿真，實(shí)現(xiàn)功能后對(duì)硬件進(jìn)行了綜合設(shè)計(jì)，并且反復(fù)論證、測(cè)試各器件參數(shù)以使其穩(wěn)定運(yùn)行，最終使得此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了

3、溫度的恒溫控制。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；溫度傳感器；可控硅；溫度控制Design and Implementation of a TemperatureControl System Based on the SingleChip MicrocontrollerAbstractIn the industrial production process, often require various types of furnace, heat treatment furnace, reactor temperature detection and regulation, so it needs a prop

4、er system of precise control of its temperature, as low power consumption single chip, high performance, reliability, easy-to-market commodity and so on, so to control the temperature using SCM not only save on cost, control method of flexible and diverse, and can achieve higher precision, which can

5、 greatly enhance the quality of the product, so SCM is widely used in the Small control system. In this study, the Temperature Control System design. As a typical application Temperature Control System is the integrated use of the computer theory, control theory, analog electronics, digital control

6、technology, keyboard, display technology, and many other areas of knowledge. Temperature sensor uses digital temperature sensor DS18B20, real-time sampling of the temperature and analog signals into digital signals back to the SCM. System can be preset through the keyboard on the temperature, microc

7、ontroller based on the current temperature and the preset temperature of the furnace operation, PWM control output square wave with adjustable width, and thus control the triac on-and off to regulate the electric wire heating power, so that the water temperature quickly reach and maintain constant p

8、reset value. The design process, first of all the software design and development, making the system functional module and through the Proteus software simulation, respectively, to achieve feature an integrated design of the hardware, and repeated demonstration, testing the device parameters to make

9、 it stable operation, and ultimately make This system has realized the constant temperature control. Keywords:MCS-51, temperature sensor, SCR,temperature control目 錄 TOC t 標(biāo)題_謝辭與參考文獻(xiàn),1,標(biāo)題_附錄,1,第2級(jí)標(biāo)題,2,第3級(jí)標(biāo)題,3,第1級(jí)標(biāo)題,1 1 緒論 PAGEREF _Toc264316572 h 11.1 簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc264316573 h 11.2 課題研究的容與要求 PAGEREF

10、_Toc264316574 h 21.2.1 課題的主要研究的容 PAGEREF _Toc264316575 h 21.2.2 本系統(tǒng)的功能 PAGEREF _Toc264316576 h 31.3 本文的主要容 PAGEREF _Toc264316577 h 31.4 方案1 PAGEREF _Toc264316578 h 41.5 方案2 PAGEREF _Toc264316579 h 41.6 方案論證 PAGEREF _Toc264316580 h 52 電阻爐溫度控制系統(tǒng)工作原理 PAGEREF _Toc264316581 h 62.1 溫度控制總體設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc

11、264316582 h 62.2 溫度傳感器模塊 PAGEREF _Toc264316583 h 72.2.1 DS18B20基本知識(shí) PAGEREF _Toc264316584 h 72.2.2 DS18B20產(chǎn)品的特點(diǎn) PAGEREF _Toc264316585 h 82.2.3 DS18B20的引腳介紹 PAGEREF _Toc264316586 h 82.2.4 DS18B20的4個(gè)主要部件 PAGEREF _Toc264316587 h 102.2.5 溫度采集模塊電路圖 PAGEREF _Toc264316588 h 122.3 數(shù)據(jù)處理模塊 PAGEREF _Toc2643165

12、89 h 132.3.1 單片機(jī)的發(fā)展方向 PAGEREF _Toc264316590 h 132.3.2 STC89C52系列主要性能參數(shù) PAGEREF _Toc264316591 h 132.3.3 STC89C52存儲(chǔ)器配置 PAGEREF _Toc264316592 h 172.4 溫度顯示模塊/設(shè)定模塊 PAGEREF _Toc264316593 h 212.4.1 溫度顯示部分 PAGEREF _Toc264316594 h 222.4.2 溫度設(shè)定部分 PAGEREF _Toc264316595 h 262.4.3 溫度顯示/設(shè)定模塊電路圖 PAGEREF _Toc264316

13、596 h 262.5 溫度控制模塊 PAGEREF _Toc264316597 h 282.5.1 可控硅BTA16 PAGEREF _Toc264316598 h 282.5.2 光電偶合器MOC3021 PAGEREF _Toc264316599 h 312.5.3 溫度控制模塊電路圖 PAGEREF _Toc264316600 h 323 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc264316601 h 333.1 系統(tǒng)主程序 PAGEREF _Toc264316602 h 333.2 溫度采集子程序 PAGEREF _Toc264316603 h 343.3 顯示子程序 PAGEREF

14、_Toc264316604 h 343.4 溫度設(shè)定子程序 PAGEREF _Toc264316605 h 343.5 控制算法 PAGEREF _Toc264316606 h 354 溫度控制系統(tǒng)Proteus仿真 PAGEREF _Toc264316607 h 374.1 仿真說(shuō)明 PAGEREF _Toc264316608 h 374.2 仿真結(jié)果 PAGEREF _Toc264316609 h 374.3 結(jié)論 PAGEREF _Toc264316610 h 39參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc264316611 h 40致 PAGEREF _Toc264316612 h 41附錄程

15、序清單 PAGEREF _Toc264316613 h 42緒論簡(jiǎn)介與時(shí)準(zhǔn)確地得到溫度信息并對(duì)其進(jìn)行適時(shí)的控制，在許多工業(yè)場(chǎng)合中都是重要的環(huán)節(jié).水溫的變化影響各種系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)作，例如冶金、機(jī)械、食品、化工各類工業(yè)中，廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等，對(duì)工件的水處理溫度要求嚴(yán)格控制。對(duì)于不同控制系統(tǒng)，其適宜的水質(zhì)溫度總是在一個(gè)圍。超過(guò)這個(gè)圍，系統(tǒng)或許會(huì)停止運(yùn)行或遭受破壞，所以我們必須能實(shí)時(shí)獲取水溫變化。對(duì)于，超過(guò)適宜圍的溫度能夠報(bào)警。同時(shí)，我們也希望在適宜溫度圍可以由檢測(cè)人員根據(jù)實(shí)際情況加以改變。單片機(jī)對(duì)溫度的控制是工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常使用的控制方法。從1976年Intel公司推出第一批單片機(jī)

16、以來(lái)，80年代單片機(jī)技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，近年來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)繼續(xù)朝快速、高性能方向發(fā)展。單片機(jī)主要用于控制，它的應(yīng)用領(lǐng)域遍與各行各業(yè)，大到航天飛機(jī)，小至日常生活中的冰箱、彩電，單片機(jī)都可以大顯其能。單片機(jī)將微處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、I/O接口電路等集成在一個(gè)芯片上的大規(guī)模集成電路，本身即是一個(gè)小型化的微機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)技術(shù)與傳感與測(cè)量技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)分析技術(shù)、電路設(shè)計(jì)技術(shù)、可編程邏輯應(yīng)用技術(shù)、微機(jī)接口技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、軟件工程、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制、誤差分析、儀器儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝等的

17、結(jié)合，使得單片機(jī)的應(yīng)用非常廣泛。同時(shí)，單片機(jī)具有較強(qiáng)的管理功能。采用單片機(jī)對(duì)整個(gè)測(cè)量電路進(jìn)行管理和控制，使得整個(gè)系統(tǒng)智能化、功耗低、使用電子元件較少、部配線少、成本低，制造、安裝、調(diào)試與維修方便。隨著電視監(jiān)視器材、 HYPERLINK :/ 計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益 HYPERLINK :/ 發(fā)展，圖形監(jiān)視系統(tǒng)在電視系統(tǒng)或監(jiān)控場(chǎng)所得到了廣泛地 HYPERLINK :/soft.studa 應(yīng)用。用圖形來(lái)實(shí)時(shí)顯示被控對(duì)象（攝像機(jī)、終端設(shè)備等）在操作過(guò)程中的狀態(tài)，具有清晰明了、形象直觀且可以與時(shí)處理反饋信息。它比數(shù)字儀表包含的信息量大得多，因此使現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控人員的工作方式得到了改進(jìn)，效率也由此得到了很大的提高

18、?，F(xiàn)場(chǎng)電視監(jiān)控系統(tǒng)由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)組成。實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集處理、存儲(chǔ)、反饋的功能；監(jiān)視系統(tǒng)完成對(duì)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的全天候的監(jiān)視，能在多操作控制點(diǎn)上自動(dòng)或手動(dòng)切換多路圖像，能遙控前端設(shè)備，能使攝像鏡頭自動(dòng)對(duì)焦等；管理信息系統(tǒng)完成各類所需信息的采集、接收、傳輸、加工、處理，是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。 HYPERLINK :/mind.studa / 目前的圖形實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件通常用VC或VC+開發(fā)，它具備編譯各種可視化程序的功能，可以使計(jì)算機(jī)通過(guò)監(jiān)控界面達(dá)到對(duì)被控對(duì)象的各種實(shí)時(shí)操控。 因此，本畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)一個(gè)水溫控制系統(tǒng)，采用單片機(jī)進(jìn)行控制的水溫自動(dòng)控制電路，使系統(tǒng)能簡(jiǎn)單的實(shí)

19、現(xiàn)溫度的控制與顯示，AT89C51單片機(jī)優(yōu)秀的實(shí)時(shí)控制功能、靈活的編程能力有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，并且通過(guò)軟件編程能實(shí)現(xiàn)各種控制算法，使系統(tǒng)具有控制精度高的特點(diǎn)，對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的自動(dòng)控制，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。不但能用于學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與其它一些研究課題的開發(fā),同樣能用于工廠多點(diǎn)溫度的控制,提高工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化水平。課題研究的容與要求本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是單片機(jī)水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。它是多種技術(shù)知識(shí)的結(jié)合，不僅涉與到軟件的設(shè)計(jì)，而且還將應(yīng)用電子技術(shù)與單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)有機(jī)結(jié)合，使其具有精度高、測(cè)量誤差小、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。電路板的設(shè)計(jì)技術(shù)和機(jī)械加工工藝的巧妙結(jié)合，使其具備了顯示直觀、體積做工精細(xì)等特點(diǎn)，能為它在其它領(lǐng)

20、域的廣泛應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。因?yàn)榻?jīng)過(guò)我們調(diào)查發(fā)現(xiàn)許多應(yīng)用場(chǎng)合原來(lái)就有測(cè)溫控溫儀器，只是隨著對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)需要的要求在不斷地提高，以往的那些測(cè)溫控溫的儀器根本不能滿足現(xiàn)在的要求。其中，有部分應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)精度提高的幅度要求也不是特別高。因此，為了提高性價(jià)比，我所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)提出在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的改良，以此為出發(fā)點(diǎn)，主要闡述的是水溫自動(dòng)控制系統(tǒng)的一種實(shí)現(xiàn)方法。課題的主要研究的容本文所要研究的課題是基于單片機(jī)控制的水溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是介紹了對(duì)水箱溫度的顯示，實(shí)現(xiàn)了溫度的實(shí)時(shí)顯示與控制。水箱水溫控制部分，提出了用DS18B20、STC89C52單片機(jī)與LCD的硬件電路完成對(duì)水溫的實(shí)時(shí)檢

21、測(cè)與顯示，而爐溫度控制部分，由DS18B20檢測(cè)爐溫度，用中值濾波的方法取一個(gè)值存入程序存取器部一個(gè)單元作為最后檢測(cè)信號(hào)，并在LCD中顯示?？刂破魇怯肧TC89C52單片機(jī)，用設(shè)定的算法對(duì)檢測(cè)信號(hào)和設(shè)定值的差值進(jìn)行調(diào)節(jié)后輸出PWM控制信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，去調(diào)節(jié)電阻爐的加熱功率，從而控制爐溫度。它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配微處理器等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于構(gòu)成多點(diǎn)的溫度測(cè)控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)供微機(jī)處理，而且每片DS18B20都有唯一的產(chǎn)品號(hào)，可以一并存入其ROM中，以便在構(gòu)成大型溫度測(cè)控系統(tǒng)時(shí)在單線上掛接任意多個(gè)DS18S20芯片。從DS18S20讀出或?qū)懭隓S18S2

22、0信息僅需要一根口線，其讀寫與其溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線，該總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而且不需要額外電源。同時(shí)DS18B20能提供九位溫度讀數(shù)，它無(wú)需任何外圍硬件即可方便地構(gòu)成溫度檢測(cè)系統(tǒng)。而且利用本次的設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)試，溫度顯示，溫度門限設(shè)定，超過(guò)設(shè)定的門限值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)加熱裝置等功能。而且還要以單片機(jī)為主機(jī)，使溫度傳感器通過(guò)一根口線與單片機(jī)相連接，再加上溫度控制部分和人機(jī)對(duì)話部分來(lái)共同實(shí)現(xiàn)溫度的監(jiān)測(cè)與控制。本系統(tǒng)的功能本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其具體控制功能如下：（1）能夠連續(xù)測(cè)量水的溫度值，用1602LCD液晶來(lái)顯示水的實(shí)際溫度。（2）能夠設(shè)定水的溫度值，設(shè)定圍是3090。（3）用

23、單片機(jī)STC89C52控制，通過(guò)按鍵來(lái)控制水溫的設(shè)定值，并保持恒定不變。（4）誤差1本文的主要容本文中具體做了如下幾方面工作：（1）水溫控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)水溫控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括STC89C51單片機(jī)、溫度傳感器模塊、溫度控制模塊、顯示模塊、按鍵模塊的介紹。（2）水溫控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)借助Keil C51開發(fā)工具，以C語(yǔ)言為開發(fā)語(yǔ)言，開發(fā)了單片機(jī)系統(tǒng)的溫度檢測(cè)與控制程序模塊、對(duì)溫度傳感器模塊、顯示模塊、溫度控制模塊進(jìn)行控制，鍵盤導(dǎo)入設(shè)定的溫度，使其與實(shí)際溫度進(jìn)行運(yùn)算并輸出。（3）水溫控制系統(tǒng)的仿真以Proteus為基礎(chǔ)，畫出電路圖加載各模塊，加載程序并模擬實(shí)際電路的運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行仿真。方案

24、1該案由單片機(jī)、模擬溫度傳感器AD590、運(yùn)算放大器、AD轉(zhuǎn)換器、LCD顯示電路、集成功率放大器、報(bào)警器組成。該方案采用模擬溫度傳感器AD590作為測(cè)用運(yùn)算放大器交給信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯螅詈笸ㄟ^(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，傳給單片機(jī)，單片機(jī)將溫度值進(jìn)行處理之后用LCD顯示，當(dāng)溫度值超過(guò)設(shè)定值時(shí)開始報(bào)警。如圖1所示：模擬溫度 傳感器運(yùn)算放大器A/D轉(zhuǎn)換鍵盤 單片機(jī)LCD 顯示模塊集成功放報(bào)警器圖1 方案一 溫度測(cè)量系統(tǒng)方案框圖方案2該方案使用了STC89C51單片機(jī)作為控制核心，以智能溫度傳感器DS18B20為溫度測(cè)量元件，通過(guò)鍵盤模塊對(duì)溫度上、下限設(shè)置。顯示電路采用LCD1602模

25、塊，如圖2所示：溫度傳感器DS18B20STC89C52單片機(jī)基本控制系統(tǒng)LCD顯示鍵盤雙向可控硅電爐加熱器采集圖2 方案二 溫度測(cè)量系統(tǒng)方案框圖方案論證1方案一的論證：采用模擬溫度傳感器，轉(zhuǎn)換結(jié)果需要經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器傳給處理器。它控制雖然簡(jiǎn)單，但電路復(fù)雜，不容易實(shí)現(xiàn)對(duì)多點(diǎn)溫度測(cè)量和監(jiān)控。由于采用了多個(gè)分立元件和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，不容易出現(xiàn)誤差，測(cè)量結(jié)果不是很準(zhǔn)確，因此本方案并不可取。2方案二的論證：采用智能溫度傳感器DS18B20，它直接輸入數(shù)字量，精度高，電路簡(jiǎn)單，只需要模擬DS18B20的讀寫時(shí)序，根據(jù)DS18B20的協(xié)議讀取轉(zhuǎn)換的溫度。此方案硬件電路簡(jiǎn)單，但程序設(shè)計(jì)復(fù)雜一些，但是在課題外對(duì)DS

26、18B20、字符型液晶顯示有所了解，而且曾經(jīng)在網(wǎng)上看過(guò)此類程序設(shè)計(jì)，并且我們已經(jīng)使用開發(fā)工具KEIL 用C語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)，用仿真軟件PROTEUS對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，達(dá)到了預(yù)期的效果。由此可見(jiàn)，此方案的可行性，體現(xiàn)了技術(shù)的先進(jìn)性，經(jīng)濟(jì)上也沒(méi)有任何問(wèn)題。綜上所述，本課題應(yīng)當(dāng)采用方案二對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。電阻爐溫度控制系統(tǒng)工作原理溫度控制總體設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)以STC89C52為核心，以KEIL為系統(tǒng)程序開發(fā)平臺(tái)，以C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，以PROTEUS作為仿真軟件設(shè)計(jì)而成的。所設(shè)計(jì)的溫度控制主要由單片機(jī)、溫度采集模塊、溫度顯示模塊、溫度控制模塊、按鍵設(shè)定模塊五部分組成。對(duì)于溫度控制，采用單片機(jī)ST

27、C89C52組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其系統(tǒng)硬件總體方框圖如圖3所示：采樣電路輸出溫度被控對(duì)象晶閘管主電路驅(qū)動(dòng)電路89c51控制電路溫度給定值圖3系統(tǒng)總體方框圖在圖3中，溫度傳感器采用單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20；LCD液晶顯示器，使用其動(dòng)態(tài)顯示方式，實(shí)時(shí)顯示DS18B20采集到的水溫溫度。水箱的水大約為1升，電熱爐功率為400W；按鍵設(shè)定分為設(shè)置按鍵+1（PLUS），-1（SUBS）功能，其特點(diǎn)是：可通過(guò)UP和DOWN鍵進(jìn)行溫度閃爍加減設(shè)定；光耦采用MOC3021，可控硅采用BTA16。其整體電路圖如圖4所示。圖4 整體設(shè)計(jì)電路圖溫度傳感器模塊溫度傳感器模塊采用DS18B20，主要功能是實(shí)時(shí)

28、將水溫溫度數(shù)據(jù)返回單片機(jī)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，便于數(shù)據(jù)處理與決策，由于此模塊直接決定整個(gè)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，所以是系統(tǒng)的核心模塊。DS18B20基本知識(shí)DS18B20數(shù)字溫度計(jì)是DALLAS公司生產(chǎn)的1Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。DS18B20產(chǎn)品的特點(diǎn)（1）只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信。（2）在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。（3）實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。（4）測(cè)量溫度圍在55。C到125。C之間。（5）數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從9位

29、到12位選擇。（6）部有溫度上、下限告警設(shè)置。DS18B20的引腳介紹TO92封裝的DS18B20的引腳排列見(jiàn)圖5，其引腳功能描述見(jiàn)表1。圖5底視圖表1DS18B20詳細(xì)引腳功能描述序號(hào)名稱引腳功能描述1GND地信號(hào)2DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。3VDD可選擇的VDD引腳。4DS18B20的使用方法由于DS18B20采用的是1Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì)STC89C52單片機(jī)來(lái)說(shuō)，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來(lái)模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來(lái)完成對(duì)DS18B20芯片的訪問(wèn)。由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)

30、序要求。DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫時(shí)序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。DS18B20的復(fù)位時(shí)序如圖6所示：圖6 DS18B20的復(fù)位時(shí)序DS18B20的讀時(shí)序分為讀0時(shí)序和讀1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程，如圖7所示。對(duì)于DS18B20的讀時(shí)隙是從主機(jī)把單總線拉低之后，在15秒之就得釋放單總線，以讓DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。DS18B

31、20在完成一個(gè)讀時(shí)序過(guò)程，至少需要60us才能完成。圖7 DS18B20的讀時(shí)序DS18B20的寫時(shí)序分為寫0時(shí)序和寫1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程，如圖8所示。對(duì)于DS18B20寫0時(shí)序和寫1時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫0時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少60us，保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確地采樣IO總線上的“0”電平，當(dāng)要寫1時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在15us之就得釋放單總線。圖8 DS18B20的寫時(shí)序DS18B20的4個(gè)主要部件（1）光刻ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20 的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著

32、的48 位是該DS18B20 自身的序列號(hào)，最后8 位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20 都各不一樣，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。（2）DS18B20 中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16 位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以0.0625/LSB 形式表達(dá)，其中S為符號(hào)位，溫度格式如表2所示：表2DS18B20溫度值格式表 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 LS Byte Bit15 Bit14 Bit13 Bit1

33、2 Bit11 Bit10 Bit 9 Bit 8MS Byte 2223 21 202-1 2-22-3 2-4 SS S S S 262524這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12 位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在DS18B20 的兩個(gè)8 比特的RAM 中，二進(jìn)制中的前面5 位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于0，這5 位為0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于0.0625 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于0，這5 位為1，測(cè)到的數(shù)值需要取反加1 再乘于0.0625 即可得到實(shí)際溫度。例如+125的數(shù)字輸出為07D0H，+25.0625的數(shù)字輸出為0191H，-25.0625的數(shù)字輸出為FF6FH，-55的數(shù)字輸出為FC90H。DS18B2

34、0溫度數(shù)據(jù)如表3所示：表3 DS18B20 溫度數(shù)據(jù)表TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT (Binary) DIGITAL OUTPUT (Hex) +125 0000 0111 1101 0000 07D0h +85 0000 0101 0101 0000 0550h +25.0625 0000 0001 1001 0001 0191h +10.125 0000 0000 1010 0010 00A2h +0.5 0000 0000 0000 1000 00008h 0 0000 0000 0000 0000 00000h -0.5 1111 1111 1111 1000

35、FFF8h -10.125 1111 1111 0101 1110 FF5Eh -25.0625 1111 1110 0110 1111 FE6Eh -551111 1100 1001 0000 FC90hThe power on reset value of the temperature resister is +85 THE （3）DS18B20 溫度傳感器的存儲(chǔ)器DS18B20 溫度傳感器的部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。（4）配置寄存器該字節(jié)各位的意義如表4所示：表4 配置寄存器結(jié)構(gòu)11R0R

36、1TM111低五位一直都是1 ，TM 是測(cè)試模式位，用于設(shè)置DS18B20 在工作模式還是在測(cè)試模式。在DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動(dòng)。R1 和R0 用來(lái)設(shè)置分辨率，如表5所示：表5溫度值分辨率設(shè)置表R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750ms由表5可見(jiàn)，設(shè)定的分辨率越高，所需要的溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間就越長(zhǎng)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮，視設(shè)備的實(shí)際需要來(lái)選擇分辨率。溫度采集模塊電路圖本設(shè)計(jì)采用數(shù)字傳感器DS18B20，DS18B20是一種可組網(wǎng)的單線數(shù)字溫度傳感器，它采用單線總線結(jié)構(gòu)，集溫度

37、測(cè)量和A/D轉(zhuǎn)換于一體，直接輸出數(shù)字量，用一根I/O線就可以傳送數(shù)據(jù)與命令，其溫度測(cè)量圍為-55+125，精度為+/-0.5，使用中無(wú)需外部器件，可利用數(shù)據(jù)線或外部電源提供電能，供電電壓圍為3.35.5V，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)912位分辨率讀出溫度數(shù)據(jù)。使用時(shí)，將DS18B20的數(shù)據(jù)DQ與單片機(jī)的一位具有三態(tài)功能的雙向口連接就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，為保證在有效的時(shí)鐘周期提供足夠電流，采用外部電源單獨(dú)供電，在數(shù)據(jù)線上加一個(gè)6.8K的上拉電阻。具體接線如圖9所示：圖9 溫度采集模塊電路圖數(shù)據(jù)處理模塊單片機(jī)是溫度控制系統(tǒng)的核心部件，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理，分別控制顯示模塊、溫度控制模塊和溫度采集模塊，由于數(shù)據(jù)大于5K，所

38、以選用存量為8K的STC89C52單片機(jī)。單片機(jī)的發(fā)展方向未來(lái)單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)主要有：主流型機(jī)發(fā)展趨勢(shì)，8位單片機(jī)為主流，少量32位機(jī)，16位可能被淘汰；全盤CMOS化趨勢(shì)；RISC體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展；大力發(fā)展專用單片機(jī)；OTPROM、flashROM成為主流供應(yīng)狀態(tài)；ISP與基于ISP的開發(fā)環(huán)境；單片機(jī)的軟件嵌入；實(shí)現(xiàn)全面功耗管理；推行串行擴(kuò)展總線；ASMIC技術(shù)的發(fā)展。單片機(jī)以其卓越地性能,得到了廣泛地應(yīng)用,以深入到各個(gè)領(lǐng)域。單片機(jī)應(yīng)用在檢測(cè)、控制領(lǐng)域中,具有如下特點(diǎn)。小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化。它能方便地組裝成各種智能式測(cè)控設(shè)備與各種智能儀器儀表；可靠性好,適應(yīng)溫度圍寬。單片機(jī)芯片本身是按

39、工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的,能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境,這是其它機(jī)種無(wú)法比擬的；以擴(kuò)展,很容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng),控制能力強(qiáng)。單片機(jī)的邏輯控制功能很強(qiáng),指令系統(tǒng)有各種控制功能用指令；可以方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制。STC89C52系列主要性能參數(shù)STC89C52是一種低功耗，高性能CMOS微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Armel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的

40、解決方案。STC89C52可提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)閃存器，256字節(jié)部RAM，32個(gè)I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行通信口，片振蕩器與時(shí)鐘電路。STC89C51可降至0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串性通信口與中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。圖10 STC89C52引腳圖圖11 STC89C52部結(jié)構(gòu)圖P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電

41、流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被部上

42、拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為一些特殊功能口，

43、如表6所示：表6 P3口第2功能表引腳第2功能P3.0RXD（串行口輸入端）P3.1TXD（串行口輸出端）P3.2INT0（外部中斷0請(qǐng)求輸入端，低電平有效）P3.3INT1（外部中斷1請(qǐng)求輸入端，低電平有效）P3.4T0（定時(shí)器/記時(shí)器0計(jì)數(shù)脈沖輸入端）P3.5T1（定時(shí)器/記時(shí)器1計(jì)數(shù)脈沖輸入端）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸出端，低電平有效）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效）RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低8位字節(jié)。在FLASH編程期

44、間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部

45、程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入與部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。STC89C52存儲(chǔ)器配置1存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)程序存儲(chǔ)器：如果EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲(chǔ)器開始。對(duì)于89S52，如果EA 接VCC，程序讀寫先從部存儲(chǔ)器（地址為0000H1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000HFFFFH。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：STC89C52 有256 字節(jié)片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。

46、高128 字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。也就是說(shuō)高128字節(jié)與特殊功能寄存器有一樣的地址，而物理上是分開的。當(dāng)一條指令訪問(wèn)高于7FH 的地址時(shí)，尋址方式?jīng)Q定CPU 訪問(wèn)高128 字RAM 還是特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問(wèn)特殊功能寄存器（SFR）。2看門狗定時(shí)器WDT是一種需要軟件控制的復(fù)位方式。WDT 由13位計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時(shí)器復(fù)位存儲(chǔ)器（WDTRST）構(gòu)成。WDT 在默認(rèn)情況下無(wú)法工作；為了激活WDT，用戶必須往WDTRST 寄存器（地址：0A6H）中依次寫入01EH 和0E1H。當(dāng)WDT激活后，晶振工作，WDT在每個(gè)機(jī)器周期都會(huì)增加。WDT計(jì)時(shí)周期依賴于外部時(shí)鐘頻率

47、。除了復(fù)位（硬件復(fù)位或WDT溢出復(fù)位），沒(méi)有辦法停止WDT工作。當(dāng)WDT溢出，它將驅(qū)動(dòng)RSR引腳一個(gè)高個(gè)電平輸出。WDT的使用:為了激活WDT，用戶必須向WDTRST寄存器（地址為0A6H的SFR）依次寫入0E1H和0E1H。當(dāng)WDT激活后，用戶必須向WDTRST寫入01EH和0E1H喂狗來(lái)避免WDT溢出。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到8191(1FFFH)時(shí)，13 位計(jì)數(shù)器將會(huì)溢出，這將會(huì)復(fù)位器件。晶振正常工作、WDT激活后，每一個(gè)機(jī)器周期WDT 都會(huì)增加。為了復(fù)位WDT，用戶必須向WDTRST 寫入01EH 和0E1H（WDTRST 是只讀寄存器）。WDT 計(jì)數(shù)器不能讀或?qū)?。?dāng)WDT 計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，將給RST

48、 引腳產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位脈沖輸出，這個(gè)復(fù)位脈沖持續(xù)96個(gè)晶振周期（TOSC），其中TOSC=1/FOSC。為了很好地使用WDT，應(yīng)該在一定時(shí)間周期性寫入那部分代碼，以避免WDT復(fù)位。掉電和空閑方式下的WDT：在掉電模式下，晶振停止工作，這意味這WDT也停止了工作。在這種方式下，用戶不必喂狗。有兩種方式可以離開掉電模式：硬件復(fù)位或通過(guò)一個(gè)激活的外部中斷。通過(guò)硬件復(fù)位退出掉電模式后，用戶就應(yīng)該給WDT 喂狗，就如同通常STC89C52 復(fù)位一樣。通過(guò)中斷退出掉電模式的情形有很大的不同。中斷應(yīng)持續(xù)拉低很長(zhǎng)一段時(shí)間，使得晶振穩(wěn)定。當(dāng)中斷拉高后，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。為了防止WDT在中斷保持低電平的時(shí)候復(fù)位器件，

49、WDT 直到中斷拉低后才開始工作。這就意味著WDT 應(yīng)該在中斷服務(wù)程序中復(fù)位。為了確保在離開掉電模式最初的幾個(gè)狀態(tài)WDT不被溢出，最好在進(jìn)入掉電模式前就復(fù)位WDT。在進(jìn)入待機(jī)模式前，特殊寄存器AUXR的WDIDLE位用來(lái)決定WDT是否繼續(xù)計(jì)數(shù)。默認(rèn)狀態(tài)下，在待機(jī)模式下，WDIDLE0，WDT繼續(xù)計(jì)數(shù)。為了式下復(fù)位STC89C52，用戶應(yīng)該建立一個(gè)定時(shí)器，定時(shí)離開待機(jī)模式，喂狗，再重新進(jìn)入待機(jī)模式。3定時(shí)器定時(shí)器0和定時(shí)器1：定時(shí)器0和定時(shí)器1與STC89C51一樣。定時(shí)器2：定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，它既可以做定時(shí)器，又可以做事件計(jì)數(shù)器。其工作方式由特殊寄存器T2CON中的C/T2位選

50、擇（如表2所示）。定時(shí)器2有三種工作模式：捕捉方式、自動(dòng)重載（向下或向上計(jì)數(shù)）和波特率發(fā)生器。如表3 所示，工作模式由T2CON中的相關(guān)位選擇。定時(shí)器2 有2 個(gè)8位寄存器：TH2和TL2。在定時(shí)工作方式中，每個(gè)機(jī)器周期，TL2 寄存器都會(huì)加1。由于一個(gè)機(jī)器周期由12 個(gè)晶振周期構(gòu)成，因此，計(jì)數(shù)頻率就是晶振頻率的1/12。TF2EXF2RCLKTCLKEXEN2TR2C/T2CP/RL276543210表7 T2CON：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2標(biāo)志位表8 定時(shí)器2功能表符號(hào)功能TF2定時(shí)器2溢出標(biāo)志位，必須軟件清0，RCLK=1或TCLK=1，TF2不用置位EXF2定時(shí)器2外部標(biāo)志位，EXEN2=1時(shí)

51、，T2EX上的負(fù)跳變出現(xiàn)或者重載時(shí)，EXEF2會(huì)被硬件置位。定時(shí)器2打開。EXF2=1，將引導(dǎo)CPU執(zhí)行定時(shí)器2中斷程序。RCLK串行口接收數(shù)據(jù)時(shí)鐘標(biāo)志位，若RCLK=1，串行口將使用定時(shí)器2溢出脈沖作為串行口工作方式1和工作方式3 的串口接收時(shí)鐘。TCLK=0將使用定時(shí)器1計(jì)數(shù)溢出作為串口接收時(shí)鐘TCLK串行口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)鐘標(biāo)志位。當(dāng)EXEN2=1時(shí)，如果定時(shí)器2沒(méi)有作為串行時(shí)鐘，T2EX的負(fù)跳變引起定時(shí)器2捕捉和重載，若EXEN2=0，定時(shí)器2將視T2EX為無(wú)效。EXEN2定時(shí)器2外部允許標(biāo)志位，當(dāng)EXEN2=1時(shí)，如果定時(shí)器2沒(méi)有用作T2EX的負(fù)跳變引起定時(shí)器2捕捉和重載，若EXEN2=0

52、，定時(shí)器2將視T2EX為無(wú)效。TR2開始/停止控制定時(shí)器2，若TR2=1，定時(shí)器2開始工作C/T2定時(shí)器2定時(shí)/計(jì)數(shù)選擇標(biāo)志位，C/T2=0開始計(jì)時(shí)，C/T2=1外部事件計(jì)數(shù)。（下降沿觸發(fā)）CP/RL2捕捉重載標(biāo)志位，當(dāng)EXEN2=1時(shí)，如果定時(shí)器2沒(méi)有作為串行時(shí)鐘，T2EX的負(fù)跳變引起定時(shí)器2捕捉和重載，若EXEN2=0，定時(shí)器2將視T2EX為無(wú)效。定時(shí)器2強(qiáng)制自動(dòng)重載。表9定時(shí)器2的工作模式RCLK+TCLKCP/RL2TR2MODE00116位自動(dòng)重載01116位捕捉1X1波特率發(fā)生器XX0（不用）在計(jì)數(shù)工作方式下，寄存器在相關(guān)外部輸入角T2 發(fā)生1 至0 的下降沿時(shí)增加1。在這種方式下

53、，每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣外部輸入。一個(gè)機(jī)器周期采樣到高電平，而下一個(gè)周期采樣到低電平，計(jì)數(shù)器將加1。在檢測(cè)到跳變的這個(gè)周期的S3P1 期間，新的計(jì)數(shù)值出現(xiàn)在寄存器中。因?yàn)樽R(shí)別10的跳變需要2個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)晶振周期），所以，最大的計(jì)數(shù)頻率不高于晶振頻率的1/24。為了確保給定的電平在改變前采樣到一次，電平應(yīng)該至少在一個(gè)完整的機(jī)器周期保持不變。4中斷STC89C52 有6個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷（INT0 和INT1），三個(gè)定時(shí)中斷（定時(shí)器0、1、2）和一個(gè)串行中斷。每個(gè)中斷源都可以通過(guò)置位或清除特殊寄存器IE 中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無(wú)效。IE還包括一個(gè)中斷允許總控制

54、位EA，它能一次禁止所有中斷。如表5所示，IE.6位是不可用的。對(duì)于STC89C52，IE.5位也是不能用的。用戶軟件不應(yīng)給這些位寫1。它們?yōu)锳T89系列新產(chǎn)品預(yù)留定時(shí)器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或邏輯觸發(fā)。程序進(jìn)入中斷服務(wù)后，這些標(biāo)志位都可以由硬件清0。實(shí)際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是TF2 或EXF2激活中斷，標(biāo)志位也必須由軟件清0。定時(shí)器0和定時(shí)器1標(biāo)志位TF0 和TF1在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的S5P2被置位。它們的值一直到下一個(gè)周期被電路捕捉下來(lái)。然而，定時(shí)器2 的標(biāo)志位TF2 在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的S2P2被置位，在同一個(gè)周期被電路捕捉下來(lái)。外部中斷源如表10所示

55、：表10 外部中斷源EAESET1EX1ET0EX0中斷允許控制寄存器功能如表11所示：表11中斷允許控制寄存器功能表符號(hào)地址 功能EAIE.7中斷允許總控制位。EA=0，中斷總禁止：EA=1,各中斷由各自的控制位設(shè)定-IE.6預(yù)留ET2IE.5定時(shí)器2中斷允許控制位ESIE.4串行口中斷允許控制位ET1IE.3定時(shí)器1中斷允許控制位EX1IE.2外部中斷1允許控制位ET0IE.1 定時(shí)器0中斷允許控制位EX0IE.0外部中斷1允許控制位溫度顯示模塊/設(shè)定模塊此模塊由顯示部分和設(shè)定部分組成，顯示部分采用LCD1602液晶顯示器，顯示2行，每行個(gè)16個(gè)字符，可顯示字符和數(shù)字，顯示容豐富，此部分作

56、用是實(shí)時(shí)顯示電阻爐當(dāng)前溫度和設(shè)定溫度。設(shè)定部分主要是鍵盤輸入，此部分主要由兩個(gè)按鍵組成，PLAS為加，SUBS為減，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，默認(rèn)設(shè)定溫度為30，當(dāng)按下PLAS時(shí)設(shè)置水溫增加，按下SUBS時(shí)設(shè)置水溫減小。溫度顯示部分LCD1602 簡(jiǎn)介液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點(diǎn)，因此，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。本系統(tǒng)采用LCD1602液晶顯示模塊，它可以顯示兩行，每行16個(gè)字符，采用單+5V電源供電，外圍電路配置簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，具有很高的性價(jià)比。LCD1602外觀如圖12所示：圖1

57、2 LCD1602芯片管腳圖接口引腳與其功能介紹：表12 接口引腳與其功能引腳號(hào)符號(hào)狀態(tài)功 能1Vss電源地2Vdd電源+5V3V0液晶驅(qū)動(dòng)電源4RS輸入寄存器選擇5R/W輸入讀、寫操作6E輸入使能信號(hào)7DB0三態(tài)數(shù)據(jù)總線（LSB）8DB1三態(tài)數(shù)據(jù)總線9DB2三態(tài)數(shù)據(jù)總線10DB3三態(tài)數(shù)據(jù)總線11DB4三態(tài)數(shù)據(jù)總線12DB5三態(tài)數(shù)據(jù)總線13DB6三態(tài)數(shù)據(jù)總線14DB7三態(tài)數(shù)據(jù)總線（MSB）15LEDA輸入背光+5V16LEDK輸入背光地主要管腳介紹V0：液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。R

58、S：寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器；低電平時(shí)選擇指令寄存器。R/W：讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址；當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。E：使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。LCD1602控制指令如表13所示：表13 LCD1602 有11個(gè)控制指令指令功能清屏清DDRAM和AC值歸位AC=0，光標(biāo)、畫面回HOME位輸入方式設(shè)置設(shè)置光標(biāo)、畫面移動(dòng)方式顯示開關(guān)控制設(shè)置顯示、光標(biāo)與閃爍開、關(guān)光標(biāo)、畫面位移光標(biāo)、畫面移動(dòng)，不影響DDRAM功能設(shè)置工作方式設(shè)置（初始化指令）CGRAM地址設(shè)置設(shè)置

59、CGRAM地址。A5A0=03FHDDRAM地址設(shè)置DDRAM地址設(shè)置讀BF與AC值讀忙標(biāo)志BF值和地址計(jì)數(shù)器AC值寫數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)寫入DDRAM或CGRAM讀數(shù)據(jù)從DDRRAM或CGRAM數(shù)據(jù)讀出清屏指令如表14所示：表14 清屏指令RS R/WDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 0 0 0 0 0 1開關(guān)控制指令如表15所示：表15 開關(guān)控制指令RS R/WDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 00 0 0 0 1 D C B開關(guān)控制指令功能：設(shè)置顯示、光標(biāo)與閃爍開、關(guān)。其中：D表示顯示開關(guān)：D=1為開，D=0為關(guān)；C表示光標(biāo)開關(guān)：C=1為開，C=0為關(guān)；B表示閃爍開關(guān)：B=1為開，B=0為關(guān)。光標(biāo)、畫面位移指令如表16所示：表16 光標(biāo)、畫面位移指令RS R/WDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 0 1 S/C R/L * *光標(biāo)、畫面位移指令功能：光標(biāo)、畫面移動(dòng)，不影響DDRAM。其中： S/C=1：畫面平移一個(gè)字符位；S/C=0：光標(biāo)平移一個(gè)字符位；R/L=1：右移；R/L=0：左移。功能設(shè)置指令如表17所示：表17 功能設(shè)置指令 RS R/WDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 1 DL N F * *功能設(shè)置指令功能：工作