單片機(jī)的數(shù)字溫度測量及顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

15-第1-頁德州學(xué)院物理系2009級電子信息工程電子系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)目錄摘要 1TOC\o"1—3”\h\z＼uHYPERLINK\l”_Toｃ201３76２34＂第1章緒論?1HYＰＥＲLIＮK\l＂＿Tｏc２０13762３5”1．1設(shè)計(jì)背景 1HＹPERLＩNK\ｌ"_Tｏc201376236"1．2電路的總體工作原理 1HYPEＲLINＫ\l”_Toc２01376237”第2章方案論證?2ＨＹPERLIＮK\l＂＿Toc２0137６238"2.1題目分析?2HYPERLINＫ\l”_Ｔｏc2０13７6241”2.2溫度傳感器的選擇?2HYPＥＲLINK＼ｌ"_Tｏｃ2013７62４２"２。３顯示器的選擇 4ＨYＰERＬINＫ\l"_Ｔｏc20137624３＂2．４單片機(jī)的選擇?5ＨYPERＬINK\ｌ＂_Toc2０137６24５＂第３章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ６ＨYPERＬINK＼ｌ＂_Toc２０1376246"3．1單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6HYＰＥRLINK\ｌ”_Ｔoｃ2013７６247＂３．2溫度傳感電路設(shè)計(jì)?7HYPERLＩNＫ＼ｌ"＿Toc2０1376248"3．3溫度控制電路的設(shè)計(jì) 9HYＰERLＩＮＫ\l"_Ｔoc2013762４9"３。4鍵盤電路的設(shè)計(jì) 9HYＰＥRLＩNK\l＂_Toc20１376250”３。5顯示電路的設(shè)計(jì) PAＧＥＲEＦ＿Toc20１376250\ｈ1１HＹPＥRLINK＼ｌ＂_Toｃ２01376252”第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 1２ＨYPＥRLＩNK\l＂_Toc2013７6253”4.1系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì)?1２HＹＰＥRLINK\ｌ”＿Toｃ201376254＂4．2中斷程序的設(shè)計(jì)?PAGERＥF_Ｔoc20137625４\ｈ１２HＹPERＬINＫ＼l”＿Toc2０1376256＂第5章系統(tǒng)的控制?PAGERＥF＿Toc201３76256＼h１45。１溫控電路及報(bào)警電路的控制?14HYＰEＲLIＮK＼ｌ"_Ｔoc201376２5８＂5．２LCD顯示電路的控制?１5HＹPEＲLＩNK＼l"_Toｃ２013762５9"5。3使用說明?PAGＥＲＥF_Ｔｏｃ2０1376２59＼h15HYPERLINK\ｌ"_Tｏc201３76265"參考文獻(xiàn) １5HＹＰEＲLIＮK\l"_Toc２0１376266"附錄I電路仿真圖 ＰＡGEREF_Toc201３76266＼h１7ＨＹPＥRLINK\l”_Toc20１376267"附錄IＩ程序 ＰAＧＥRＥF＿Ｔｏc２01376267\ｈ１8?基于ＡＴ89S5１單片機(jī)的數(shù)字溫度測量及顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要隨著科技的不斷進(jìn)步，在工業(yè)生產(chǎn)中溫度是常用的被控參數(shù),而采用單片機(jī)來對這些被控參數(shù)進(jìn)行控制已成為當(dāng)今的主流。本文介紹了數(shù)字溫度測量及自動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對溫度的控制。它的主要組成部分有：ＡT８９Ｓ5１單片機(jī)、溫度傳感器、鍵盤與顯示電路、溫度控制電路。它可以實(shí)時(shí)的顯示和設(shè)定溫度，實(shí)現(xiàn)對溫度的自動控制。通過測試表明，本設(shè)計(jì)對溫度的控制有方便、簡單的特點(diǎn)，從而大幅提高了被控溫度的技術(shù)指標(biāo)。關(guān)鍵詞；單片機(jī);溫度傳感器;鍵盤和顯示第１章緒論1．1設(shè)計(jì)背景溫度控制廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活中，人們使用溫度計(jì)來采集溫度，通過人工操作加熱、通風(fēng)和降溫設(shè)備來控制溫度，這樣不但控制精度低、實(shí)時(shí)性差，而且操作人員的勞動強(qiáng)度大.即使有些用戶采用半導(dǎo)體二極管作溫度傳感器，但由于其互換性差，效果也不理想。在某些行業(yè)中對溫度的要求較高,由于工作環(huán)境溫度不合理而引發(fā)的事故時(shí)有發(fā)生。對工業(yè)生產(chǎn)可靠進(jìn)行造成影響，甚至操作人員的安全。為了避免這些缺點(diǎn)，需要在某些特定的環(huán)境里安裝數(shù)字溫度測量及控制設(shè)備。本設(shè)計(jì)由于采用了新型單片機(jī)對溫度進(jìn)行控制，以其測量精度高，操作簡單。可運(yùn)行性強(qiáng),價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),特別適用于生活,醫(yī)療，工業(yè)生產(chǎn)等方面的溫度測量及控制。本設(shè)計(jì)是一個數(shù)字溫度測量及控制系統(tǒng)，能測柜內(nèi)的溫度,并能在超限的情況下進(jìn)行控制、調(diào)整，并報(bào)警。保證環(huán)境保持在限定的溫度中。1.２電路的總體工作原理溫度控制系統(tǒng)采用ＡT8９S51八位機(jī)作為微處理單元進(jìn)行控制.采用４Ｘ4鍵盤把設(shè)定溫度的最高值和最低AT89S51溫度控制AT89S51溫度控制報(bào)警電路顯示電路溫度傳感器鍵盤設(shè)定系統(tǒng)框圖如圖1。1：圖1．1系統(tǒng)框圖第2章方案論證2．1題目分析本設(shè)計(jì)是一個數(shù)字溫度控制系統(tǒng),能測量溫度，并能在超限的情況下進(jìn)行控制、調(diào)整,并報(bào)警。２。１。１具體指標(biāo)正常工作溫度范圍：5℃~60℃溫度誤差：〈1℃2.1．2具體控制要求根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，要利用溫度傳感器實(shí)時(shí)溫度。當(dāng)溫度高于設(shè)定的溫度時(shí)（60℃），打開降溫裝置進(jìn)行調(diào)整使溫度在設(shè)定的范圍內(nèi)。當(dāng)溫度低于設(shè)定的溫度時(shí)(５℃),打開升溫裝置進(jìn)行調(diào)整使溫度在設(shè)定的范圍內(nèi)。同時(shí)要求能設(shè)定溫度.畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是能對溫度進(jìn)行自動的檢測和控制。設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)來控制溫度,因此要有溫度的采集電路，鍵盤顯示電路，溫控電路，報(bào)警電路等幾個部分。要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要用到的知識點(diǎn)有單片機(jī)的原理及其應(yīng)用，溫度傳感器的原理和應(yīng)用,及鍵盤和顯示電路的設(shè)計(jì)等。2．2溫度傳感器的選擇2．２。1采用模擬集成溫度傳感器集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器,它是將溫度傳感器集成在一個芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用IC.模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一(僅測量溫度)、測溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測溫、控溫,不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn),外圍電路簡單。

圖２－１是AD５9０用于測量熱力學(xué)溫度的基本應(yīng)用電路。因?yàn)榱鬟^ＡＤ590的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻R1和電位器R２的電阻之和為1kΩ時(shí)，輸出電壓隨溫度的變化為1mV／K。但由于AD590的增益有偏差,電阻也有誤差，因此應(yīng)對電路進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法為：把ＡＤ590放于冰水混合物中，調(diào)整電位器R2,使=273.2mV。或在室溫下（2５℃）條件下調(diào)整電位器，使＝2７3。2＋25=29８。2（mＶ)。但這樣調(diào)整只可保證在0℃或２5℃附近有較高精度.AＤ590把被測溫度轉(zhuǎn)換為電流再通過放大器和Ａ/D轉(zhuǎn)換器，輸出數(shù)字量送給單片機(jī)進(jìn)行溫度控制。圖2．１基于AD５９０測溫基本應(yīng)用電路2.2．2采用數(shù)字單片智能溫度傳感器智能溫度傳感器（亦稱數(shù)字溫度傳感器）是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動測試技術(shù)（ATＥ）的結(jié)晶。目前,已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品.智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A／D轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器（或寄存器)和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器（ＣＰU)、隨機(jī)存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（RＯM）。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量,適配各種微控制器(ＭCU）。智能溫度傳感器的總線技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，所采用的總線主要有單線（１—ＷIRE）總線、I2C總線、SMBUS總線和ＳＰI總線。溫度傳感器作為從機(jī)可通過專用總線接口與主機(jī)進(jìn)行通信。智能溫度控制器是在智能溫度傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的。典型產(chǎn)品有DＳ18Ｂ２0，智能溫度控制器適配各種微控制器,構(gòu)成智能化溫控系統(tǒng)；它們還可以脫離微控制器單獨(dú)工作，自行構(gòu)成一個溫控儀。DＳ1８B2０是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器,具有3引腳TO-92小體積封裝形式;溫度測量范圍為－５5℃～+１25℃，可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá)0。06２5℃，被測溫度用符號擴(kuò)展的１6位數(shù)字量方式串行輸出,其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生;多個DＳ1８B2０可以并聯(lián)到３根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多ＤS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路.同DS18２0一樣，DS1８B20也支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為－55℃~＋１25℃，在—10℃～+85℃范圍內(nèi),精度為0。5℃.DS18B20的精度較差為±０.2℃?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸,大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量。如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3Ｖ~５。5Ｖ的電壓范圍,使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便.而且新一代產(chǎn)品更便宜,體積更小。DALＬAＳ半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS１8B2０是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn),使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò),為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。現(xiàn)在，新一代的“DS１８20”體積更小、更經(jīng)濟(jì)、更靈活。使您可以充分發(fā)揮“一線總線"的長處。DS１８B２0、DS１82２“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器。由于DS18B2０將溫度傳感器、信號放大調(diào)理、Ａ/D轉(zhuǎn)換、接口全部集成于一芯片,與單片機(jī)連接簡單、方便，與AD590相比是更新一代的溫度傳感器，所以溫度傳感器采用ＤS18Ｂ20。2。３顯示器的選擇2.3。１LED顯示器采用傳統(tǒng)的七段數(shù)碼ＬED顯示器.ＬＥD雖然價(jià)格便宜,但在現(xiàn)代的許多儀表、各種電子產(chǎn)品中逐漸被LＣD所取代。2。3。2LCD液晶屏采用LCＤ液晶屏進(jìn)行顯示。LCD液晶顯示器是一種低壓、微功耗的顯示器件,只要2~3伏就可以工作，工作電流僅為幾微安，是任何顯示器無法比擬的，同時(shí)可以顯示大量信息，除數(shù)字外，還可以顯示文字、曲線，比傳統(tǒng)的數(shù)碼LEＤ顯示器顯示的界面有了質(zhì)的提高。在儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)為：1顯示質(zhì)量高，由于液晶顯示器的每一個點(diǎn)收到信號后就一直保持那種色彩和亮度恒定發(fā)光,因此液晶顯示器的畫質(zhì)高而且不會閃爍。2數(shù)字式接口，液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)的接口簡單操作也很方便.３功率消耗小，相比而言液晶顯示器的主要功耗在內(nèi)部電極和驅(qū)動IC上,因而耗電量比其他器件要小很多。雖然LCD顯示器的價(jià)格比數(shù)碼管要貴,但它的顯示效果好，是當(dāng)今顯示器的主流,所以采用ＬCＤ作為顯示器。2。4單片機(jī)的選擇2。4。1采用凌陽單片機(jī)隨著單片機(jī)功能集成化的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸地由傳統(tǒng)的控制，擴(kuò)展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號處理（ＤSP，DigｉtaｌSignalＰｒocesｓｉｎg）等領(lǐng)域。凌陽的1６位單片機(jī)就是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計(jì)的。它的CＰＵ內(nèi)核采用凌陽最新推出的μ’nSP?（MiｃroｃontrｏｌｌerandSignalPrｏcessoｒ)16位微處理器芯片（以下簡稱μ’ｎSP?）。圍繞μ'nSP?所形成的１6位μ’ｎＳP?系列單片機(jī)（以下簡稱μ’nSP?家族)采用的是模塊式集成結(jié)構(gòu),它以μ’ｎＳP?內(nèi)核為中心集成不同規(guī)模的ＲOM、RAM和功能豐富的各種外設(shè)接口部件.μ’nSＰ?內(nèi)核是一個通用的核結(jié)構(gòu)。除此之外的其它功能模塊均為可選結(jié)構(gòu),亦即這種結(jié)構(gòu)可大可小或可有可無.借助這種通用結(jié)構(gòu)附加可選結(jié)構(gòu)的積木式的構(gòu)成，便可形成各種不同系列派生產(chǎn)品，以適合不同的應(yīng)用場合。這樣做無疑會使每一種派生產(chǎn)品具有更強(qiáng)的功能和更低的成本.利用凌陽單片機(jī)有一定的好處凌陽的優(yōu)勢是硬件性能,抗干擾能力強(qiáng),但凌陽單片機(jī)我們沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí),這對于剛接觸單片機(jī)的我們來說不是很容易上手，其價(jià)格也要比89S51昂貴一些,因此我們并沒有將其作為首選。２.4.2采用ＡT89S51單片機(jī)由于單片機(jī)技術(shù)在各個領(lǐng)域正得到越來越廣泛的應(yīng)用,世界上許多集成電路生產(chǎn)廠家相繼推出了各種類型的單片機(jī)，在單片機(jī)家族的眾多成員中，MCS－51系列單片機(jī)以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)及高可靠性和高性能價(jià)格比，迅速占領(lǐng)了工業(yè)測控和自動化工程應(yīng)用的主要市場，成為國內(nèi)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的主流。單片機(jī)的誕生標(biāo)志著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩個分支。通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要用于海量高速數(shù)值運(yùn)算，不必兼顧控制功能，其數(shù)據(jù)總線的寬度不斷更新,從8位、16位迅速過渡到32位、６４位，并且不斷提高運(yùn)算速度和完善通用操作系統(tǒng)，以突出其高速海量數(shù)值運(yùn)算的能力，在數(shù)據(jù)處理、模擬仿真、人工智能、圖像處理、多媒體、網(wǎng)絡(luò)通信中得到了廣泛應(yīng)用；單片機(jī)作為最典型的嵌入式系統(tǒng)，由于其微小的體積和極低的成本,廣泛應(yīng)用于家用電器、機(jī)器人、儀器儀表、工業(yè)控制單元、辦公自動化設(shè)備以及通信產(chǎn)品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。因此，單片機(jī)的出現(xiàn)大大促進(jìn)了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，成為近代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上一個重要里程碑。由于MCS系列單片機(jī)集成了幾乎完善的中央處理單元，處理功能強(qiáng)，中央處理單元中集成了方便靈活的專用寄存器，這給我們利用單片機(jī)提供了極大的便利。單片機(jī)把微型計(jì)算機(jī)的主要部件都集成在一塊芯片上,使得數(shù)據(jù)傳送距離大大縮短，運(yùn)行速度更快,可靠性更高,抗干擾能力更強(qiáng)。由于屬于芯片化的微型計(jì)算機(jī),各功能部件在芯片中的布局和結(jié)構(gòu)達(dá)到最優(yōu)化,工作也相對穩(wěn)定.5１的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)錢便宜,I/O口多，程序空間大.因此,測控系統(tǒng)中，使用５1單片機(jī)是最理想的選擇。單片機(jī)屬于典型的嵌入式系統(tǒng),所以它是低端控制系統(tǒng)最佳器件。單片機(jī)的開發(fā)環(huán)境要求較低，軟件資源十分豐富，開發(fā)工具和語言也大大簡化。單片機(jī)的典型代表是Ｉntel公司在20世紀(jì)80年代初研制出來的MCS5１系列單片機(jī).MCS５１單片機(jī)很快在我國得到廣泛的推廣應(yīng)用，成為電子系統(tǒng)中最普遍的應(yīng)用手段,并在工業(yè)控制、交通運(yùn)輸、家用電器、儀器儀表等領(lǐng)域取得了大量應(yīng)用成果。以MCS-５１技術(shù)核心為主導(dǎo)的單片機(jī)已成為許多廠家、電氣公司競相選用的對象,并以此為基核，推出許多與MＣＳ51有極好兼容性的CHＭOＳ單片機(jī),同時(shí)增加了一些新的功能,所以用AT89Ｓ5１.第3章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3。1單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目前的單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)只能夠仿真單片機(jī)，卻沒有給用戶提供一個通用的最小系統(tǒng)。由設(shè)計(jì)的要求，只要做很小集成度的最小系統(tǒng)應(yīng)用在一些小的控制單元。其應(yīng)用特點(diǎn)是:(1)全部I／O口線均可供用戶使用。（2）內(nèi)部存儲器容量有限（只有4KB地址空間）。（３)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性圖3．1最小系統(tǒng)圖單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖3。1所示，其中有4個雙向的8位并行I/Ｏ端口，分別記作P0、Ｐ１、P2、Ｐ3,都可以用于數(shù)據(jù)的輸出和輸入,P3口具有第二功能為系統(tǒng)提供一些控制信號。時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生MＣＳ-5１單片機(jī)工作所必須的時(shí)鐘控制信號，內(nèi)部電路在時(shí)鐘信號的控制下，嚴(yán)格地按時(shí)序指令工作。MCS-51內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片的引腳XTAL1，輸出端為ＸTAL2。這兩個引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成了一個穩(wěn)定的自激振蕩器。電路中的微調(diào)電容通常選擇為３0pF左右，該電容的大小會影響到振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性.晶體的振蕩頻率為12MHz。把EA腳接高電平，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲器，但在ＰC值超過0ＦFＦH(4Ｋbytｅ地址范圍）時(shí)，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器內(nèi)的程序。MＣＳ-5１的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn).采用最簡單的外部按鍵復(fù)位電路。按鍵自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的來實(shí)現(xiàn)的.我們選用時(shí)鐘頻率為12MHz，C1取4７μf.3。2溫度傳感電路設(shè)計(jì)DS１8Ｂ２0的性能特點(diǎn):采用單總線專用技術(shù),既可通過串行口線，也可通過其它I/Ｏ口線與微機(jī)接口,無須經(jīng)過其它變換電路，直接輸出被測溫度值(9位二進(jìn)制數(shù)，含符號位)測溫范圍為-５5℃－＋１25℃,測量分辨率為0。0６25℃內(nèi)含6４位經(jīng)過激光修正的只讀存儲器ROM適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)機(jī)用戶可分別設(shè)定各路溫度的上、下限內(nèi)含寄生電源。ＤS18B2０內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROＭ,溫度傳感器,非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器ＴＨ和TL，高速暫存器。DS1８B20的管腳排列如圖３。2所示。圖3。２DS18B20管腳圖在硬件上,ＤS18Ｂ20與單片機(jī)的連接有兩種方法,一種是VCC接外部電源，GND接地,I／O與單片機(jī)的I/Ｏ線相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí)UＤD、GND接地,I/O接單片機(jī)I/O.無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電,I/O口線要接5ＫΩ左右的上拉電阻.我們采用的是第一種連接方法，如圖３.3所示：把ＤＳ18B20的數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的13管腳連接,再加上上拉電阻。圖3.3溫度傳感電路圖ＤS18B20有六條控制命令，如表3.１所示:表3—１DS１8B20控制命令指

令約定代碼操

作

說

明溫度轉(zhuǎn)換4４H啟動DS1８B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換讀暫存器BEH讀暫存器９個字節(jié)內(nèi)容寫暫存器４EH將數(shù)據(jù)寫入暫存器的TＨ、ＴL字節(jié)復(fù)制暫存器4８Ｈ把暫存器的TH、TL字節(jié)寫到E2RＡM中重新調(diào)E2ＲAMＢ8H把E2RAM中的TH、TL字節(jié)寫到暫存器TH、ＴL字節(jié)讀電源供電方式Ｂ4Ｈ啟動ＤS１8B2０發(fā)送電源供電方式的信號給主CPUCPＵ對DＳ18B2０的訪問流程是:先對DS18Ｂ2０初始化,再進(jìn)行ＲOＭ操作命令,最后才能對存儲器操作,數(shù)據(jù)操作。DS１8B20每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時(shí)序和通信協(xié)議。如主機(jī)控制DS18B２0完成溫度轉(zhuǎn)換這一過程,根據(jù)DＳ1８B20的通訊協(xié)議，須經(jīng)三個步驟:每一次讀寫之前都要對DＳ18Ｂ20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條RＯＭ指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18Ｂ２0進(jìn)行預(yù)定的操作。3.3溫度控制電路的設(shè)計(jì)圖3．4溫度控制電路實(shí)際電路如圖3。4所示，通過鍵盤設(shè)定溫度的上下限。把實(shí)際測量的溫度和設(shè)定的上下限進(jìn)行比較，來控制P０。0、P0．1、P0.7端口的高低電平。把Ｐ０．0、P0。1、P0．7端口分別與三極管的基極連接來控制溫度和報(bào)警。當(dāng)測量的溫度超過了設(shè)定的最高溫度，P2．2由高電平變成低電平，就相當(dāng)于基極輸入為“０”,這時(shí)三極管導(dǎo)通推動小風(fēng)扇和控制電路工作，反之,當(dāng)基極輸入為“１”時(shí)，三極管不導(dǎo)通,報(bào)警器和控制電路都不工作。只要控制單片機(jī)的P０。0、P0．1、P0。7口的高低電平就可以控制模擬電路的工作.3.４鍵盤電路的設(shè)計(jì)如圖3。6所示，用AT89S51的并行口P1接４×4矩陣鍵盤，以P1.0－P１．3作輸入線，以Ｐ１．4－P1。7作輸出線；液晶顯示器上顯示每個按鍵的“0-Ｆ”序號。對應(yīng)的按鍵的序號排列如圖3。5圖3。5按鍵的序號排列圖圖３。6中微處理單元是ＡT8９Ｓ５１單片機(jī)，X１和X2接1２M的兩腳晶振，接兩個30PF的起振電容，Ｊ1是上拉電阻．單片機(jī)的Ｐ1口８位引腳與行列式鍵盤輸出腳相連,控制和檢測行列式鍵盤的輸入。行線通過上拉電阻接到+5V上,無按鍵按下時(shí),行線處于高電平狀態(tài)，有鍵按下時(shí)，行線的電平狀態(tài)將由與此行線相連接的列線的電平?jīng)Q定．鍵盤輸入的信息主要進(jìn)程是:1CPU判斷是否有鍵按下.２確定是按下的是哪個鍵.3把此鍵所代表的信息翻譯成計(jì)算機(jī)可以識別的代碼或者其他的特征符號.圖3.6鍵盤硬件電路圖15-第11-頁3．５顯示電路的設(shè)計(jì)液晶顯示器是一種將液晶顯示器件,連接器件,集成電路,ＰＣＢ線路板，背光源,結(jié)構(gòu)器件裝配在一起的組件。根據(jù)顯示內(nèi)容和方式的不同可以分為，數(shù)顯LCD,點(diǎn)陣字符LＣD，點(diǎn)陣圖形LCＤ在此設(shè)計(jì)中我們采用點(diǎn)陣字符LＣD，這里采用常用的2行16個字的1602液晶模塊。１６０2采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳接口,其中:第１腳:VＳＳ為地電源第2腳：VDＤ接5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會產(chǎn)生“鬼影”,使用時(shí)可以通過一個１0Ｋ的電位器調(diào)整對比度

第4腳：RＳ為寄存器選擇,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。

第5腳：ＲＷ為讀寫信號線，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RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號,當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。?第6腳:Ｅ端為使能端，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。第7~1４腳：D0～D7為８位雙向數(shù)據(jù)線。第１5～16腳：空腳。與單片機(jī)的連接如圖３。7所示。圖３。7液晶顯示電路圖第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)４.1系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì)主程序是系統(tǒng)的監(jiān)控程序，在程序運(yùn)行的過程中必須先經(jīng)過初始化，包括鍵盤程序，中斷程序，以及各個控制端口的初始化工作。流程圖如４。1所示。系統(tǒng)在初始化完成后就進(jìn)入溫度測量程序，實(shí)時(shí)的測量當(dāng)前的溫度并通過顯示電路在LCD上顯示.程序中以中斷的方式來重新設(shè)定溫度的上下限。根據(jù)硬件設(shè)計(jì)完成對溫度的控制。按下４*4鍵盤上的A鍵可以設(shè)定溫度上限，按下B鍵可以設(shè)定溫度下限。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的總體流程圖開始開始系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化開中斷開中斷IInt0=0？YYN溫度上下限設(shè)定N溫度上下限設(shè)定溫度測量溫度測量溫度測量溫度測量顯示系統(tǒng)顯示系統(tǒng)圖4．１系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)流程圖4。２中斷程序的設(shè)計(jì)MCS—51單片的中斷系統(tǒng)有5個中斷請求源，用戶可以用關(guān)中斷指令“CLREA”來屏蔽所有的中斷請求，也可以用開中斷指令“SEＴEA”來允許CPＵ接收中斷請求。在本設(shè)計(jì)中我們選用INTO來作為中斷請求源。ＩＮT1—外部中斷請求0，由INTO引腳輸入,中斷請求標(biāo)志為IＥ０。ORG ０00０HLJMP MＡIＮORＧ 000３H(中斷入口地址）ＪMP ＩNＴ0ＯＲG ０0３８H（主程序的起始地址)MAIN:（主程序）MＣＳ—51響應(yīng)中斷后,就進(jìn)入中斷服務(wù)程序，中斷程序的基本流程圖如下圖關(guān)中斷關(guān)中斷現(xiàn)場保護(hù)現(xiàn)場保護(hù)開中斷開中斷中斷處理中斷處理關(guān)中斷關(guān)中斷現(xiàn)場恢復(fù)現(xiàn)場恢復(fù)開中斷開中斷中斷返回中斷返回圖4.2中斷服務(wù)程序基本流程第５章系統(tǒng)控制5.1溫控電路及報(bào)警電路的控制單片機(jī)的P0.0、P０．1、P0．7分別與三極管的基極連接來控制控制溫度(圖5。1)和報(bào)警（圖５。2)。利用面包板搭了一個PNP9012的偏置電路電路如圖４-4.基極輸入為“0”時(shí)，這時(shí)三極管導(dǎo)通推動報(bào)警器和控制電路工作,當(dāng)基極輸入為“1"時(shí)，三極管不導(dǎo)通，報(bào)警器和控制電路都不工作。只要控制單片機(jī)的P0．0、Ｐ0．１、P0.７口的高低電平就可以控制模擬電路的工作。圖５．1硬件控制電路圖5.２硬件報(bào)警電路5.２LＣD顯示電路的控制加上＋5V的電壓把8根數(shù)據(jù)線和P2口連接，把３根控制線和Ｐ2.5、P2。6、P２．７連接。給VＣＣ端，GND端接地。VＥＥ端的驅(qū)動電壓不要過大，要調(diào)節(jié)滑動變阻器使VEE在0。7伏以下顯示器才能工作。５.3使用說明鍵盤中阿拉伯?dāng)?shù)字0～9是數(shù)據(jù)輸入鍵，A鍵是寫上限的功能鍵，B鍵是寫下限的功能鍵,C鍵是取消鍵,其他的鍵置空。參考文獻(xiàn)[1］沙占友．集成溫度傳感器原理與應(yīng)用．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，200２[2］劉君華。智能傳感器系統(tǒng).西安:西安電子科技大學(xué)出版社，19９9［3]沙占友.智能化傳感器原理與應(yīng)用。北京：電子工業(yè)出版社，200４［４]趙負(fù)圖。傳感器集成電路手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20０2［５]張毅剛.MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2０04［6］李玉峰,倪虹霞MCS－５１系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)．北京:人民郵電出版社,2004［7］林伸茂。８０5１單片機(jī)徹底研究經(jīng)驗(yàn)篇．北京：人民郵電出版社,2０04［８]沙占友．單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)．北京:電子工業(yè)出版社,20０3［９]何希才．傳感器及其應(yīng)用電路。北京:電子工業(yè)出版社，２001[10]Intel:ＭCＳ－51ＦａmilｙｏｆSinｇleＣhipMｉrocompｕtersＵseｒ’ｓMaｎual，１9９0［１1］吳金戌，沈慶陽，郭庭吉.《805１單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用》［M］.北京：清華大學(xué)出版社,２0０２［12］高峰，《單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)》[M］。北京：科學(xué)出版社，2003BasedonAT8９S51ｄｉgitaｌtempeｒａt(yī)ｕremｅasuremｅntaｎｄｄisplａysｙstｅmdeｓignAbstracｔAｓtｈeteｃhnologyadvａｎcesｉnindustrialｐｒoｄuctionintheteｍperatuｒeiｓchargedwithｃommonｐａramｅters,anｄtheuｓeｏftｈoseｃhargｅｄwｉｔｈSCMtotheparａｍetｅrsoｆcoｎｔrolhasbecｏｍethｅｍａinstream。Iｎthisｐａpｅr，digiｔalteｍperａt(yī)urｅmeaｓｕreｍenｔａndautomaticconｔｒolsystemdeｓiｇｎ．Inthｉspaｐer，ＳCMtoａcｈievethetemperaturecontroｌ.Itisamajoｒｃompｏneｎtｏf：AT８9S51ＳＣM，ｔemperatｕrｅseｎｓoｒ，ｋeyboaｒｄanddisplayｃircｕit,temperaｔurecontｒolcｉrcuit.Ｉｔcandiｓplayreal－tiｍｅaｎdtemｐeraｔureｓetｔings，ａndthetemperatuｒecoｎｔrｏｌ。Ｐasｓedtｈeｔｅstsshowthａt(yī)ｔｈedｅsigｎofthｅtemｐeｒａt(yī)ｕrecontｒoｌisconveｎｉentａnｄsimplecｈaracteristｉcs’，ｔhuｓgｒｅaｔｌyｒaiｓiｎgtｈetemperatｕｒewaschａrgeｄｗiththｅtechnicａｌindiｃaｔors．Keywoｒds：MＣUＴempｅｒaｔuresensoｒKｅyboardaｎdＤeｍｏnｓtration?附錄Ⅰ仿真圖附錄=2＼*ROMAＮII程序DIEＱUP3．３DＯEQUP3。4CLKＥQUP３．５CSＥQUP３.6;ＬCD端口定義Ｄ2RSEQUP2.7D2RWEQUP２。６D2ＥEＱUP2．5KEYPOＲTEQＵP１；DS１8Ｂ2０端口定義TEMＰER_ＬＥＱＵ3６HTＥMPER_ＨEQU35HTEMPER＿NUMEＱＵ３8HFLAG1ＢIＴ00HDQＢITP2。4OＲG000０HLJMPMAＩNOＲG０003HJMPINT00ＯＲG0０3８HMＡIN： MOVSＰ，#60HSETBP2。０SETBP2.1SETBP2。2SＥＴＢEASＥＴBEX０ＳETBP２.0SEＥTBP２。1SETＢP2.2MOVR0，#01H；清屏并置地址計(jì)數(shù)器AC為0LCAＬLＤIＳ＿CＭD_ＷRＴMOVR０,＃３8H;８位數(shù)據(jù)接口，雙行顯示,5＊7點(diǎn)陣LCALLDIS_CＭD＿WＲTCＡLLDIS_CUR_ＯFFMOV４2H，#２0MOV４3H，＃３２XIＡＮ:LCALＬGET_TEMＰERLCALLＤISPＬCＡＬＬDＥLAY43MSＭOVA，TEMPER＿ＮUＭSUBBＡ，42HJＣＺZＺＬＭOVA,TＥＭPEＲ_NUMSＵBBA，４3HJNＣＺZＺ２ SEＴBＰ2.0 ＳETBP2.１?SＥTBP2．２?JＭPXIＡNZZZＬ:CＬＲP2．０CLRP2.２JMＰＸIＡＮＺZＺ2:CLRP2.０CLＲP2.1JＭＰXIANINT0：；掃描鍵盤程序 ?LCALLASＫSAO：CLR０１ＨLCAＬLＫEYJNB01H，SAOCJNEＡ,＃1０,ＰＡNLＣＡLLANSWＲＥTＩＰAＮ:CＪNＥA,#12，SＡＯRETI；顯示函數(shù)部分，可供調(diào)用DIS＿CUR_OFF:MＯＶR0,#0CH? ?LCＡＬLDＩS＿CＭD＿WRT ? REＴDIS_CUR＿ON：MOVR0，＃０EH ? LCAＬLDIS＿CMD_WＲT? ? REＴCＨＫ_BUSＹ_FＬＧ:MOVP0,#0FFH? ??CLRＤ2RS?? ?NOＰ? ? NＯＰ??? ＮOP????LCAＬLDＩSPＬAY_ＲＤ????JBAＣC．7,CHK_BUSＹ_FLG ? REＴCLＥAR_DＩS：MＯＶR０，＃01Ｈ ??ＬＣAＬLDＩS_CMD_ＷRＴ? ??RETDIS＿CMＤ_ＷRT：LCＡLＬＣＨK＿BUSY_ＦＬG ? ?ＭOVＰ0,R0??ＣLRD2RＳ NOP ? ?ＮOP? ??NOP?? LCAＬLDISPLAY_ＷRT ? RETDＩＳ＿DATA_WRT:LＣＡＬLCHK＿ＢＵSY_FLG ? CＪＮEA，＃10H,DIS＿DAT_WＲＴ1?? MOVP0，＃０Ｃ0H；1100,00０00行起始地址為40? ? CLRD２RＳ?? ?NOP? ?NOP ???NOP? ??LＣＡLLＤISPLAY_WＲTDIS＿DAＴ＿ＷＲT1:MOVＰ0，R0 ?? ?ＳETBD2RS ?ＮＯP NOP ? ?NOP ? ＬCＡLLＤISＰLAY_WＲT?? ? RETＤISＰＬＡY_ＷRT：CLRＤ2RW ?? NOP ?NOP? NＯP ??SＥＴBD2E ?NOP? ? ?NOP NＯP ??ＣＬRD2E?? ?ＮOＰ ?? NＯP??? ?NOP? ? ?REＴＤISPＬAY＿ＲD：SＥTBＤ２RW? ?ＮOP ? ??ＮOP ? ??NOP ???SＥTBD2E ???ＮOP?? NＯＰ ?NＯP ? ?MOVＡ,P0??? ?NＯP ? NOP ? ?NOＰ? ? CLＲＤ2E? ?? NＯＰ ?? NＯP ? ??NＯＰ ? RＥTDIＳ＿ＤＡＴA_RＤ：LCALＬCＨK＿BＵＳY_FＬG? MOVP0,＃0FＦH? ? ＳETBＤ2ＲＳ? ? ＬCALＬＤISＰLAY＿RD??? RET;鍵盤程序，出口:A為按鍵值０１H:0無鍵按下１有鍵按下ＫEY: ＭＯVKEYPORＴ，#0FＨ? MOVA,ＫEYPOR??CJNEA,#0ＦH，KEYＤOWN? ＭOＶA,＃0FＦH??RＥTKＥYDOWＮ: LCALLDＥＬAＹ4３MＳ?? ＭＯVKＥＹPOＲＴ，#0ＦH ? MＯVA,KＥYPOＲT ??CＪNEＡ，#0FH，KEＹDOWN_YＥS???MＯVA,#0FFＨ? RETKＥYDＯWN_ＹES：MOＶＢ，Ａ ?MOVＫＥYPＯRT，＃０F0H? ? MOVA，KEYＰORＴ? ? ＯRＬA,B ? PUSH３0Ｈ? ＭＯV3０H,AMＯVR3，#10Ｈ ? MＯVDＰTR,＃ＫＥYVALUＥNEXＴ_KEＹ:? MＯＶA,Ｒ3?? ?MOVCＡ，＠ａ＋ｄｐtr ??CJＮEA,3０h,NEXTKEYVALUＥ????ＤＥCＲ3 POP30ＨＷＡITKEY_F:? MOVKEYＰOＲT，#0ＦH ? ?MOVA，KEYPORT? ? CJNEA，＃0FＨ,ＷAIＴKＥＹ_F ? MＯVＡ，R3 ???SEＴB01H??? RETNEXTＫEYVALUE：DJＮZＲ３，ＮＥＸT_KEＹ ??DECR３ ? POＰ3０ＨWAITＫEＹ_ＦREE：MOVKEYＰＯRT，＃0FH? ?MOＶA,KEYPORT ??ＣJNEA，＃０ＦH，WAIＴKEY_FRＥＥ? MOVA，R３??? ＳEＴB01H? ??RETKEYVALＵE： ?DB0FFH，7EH,7DH，7ＢH，77H,0BEH，０BＤH,0BBＨ，0B７Ｈ，0DEH，0DDＨ，0DBH，0D7H，0EEH，０EDH，0EBH，0E7HDEＬAY43ＭS：PUＳＨＡ? ??MＯVA，R3 ??PUSHA ?MOＶＡ，R2??? PUSHAMOＶR3，＃４3DEＬAY: MOVＲ２,#0FAHＬOOＰ： ??NOＰ；內(nèi)層循環(huán)為1MS? ＮOP???ＤJＮZＲ2,LＯOＰＤJNZR3, ＤEＬAY???ＰＯPA?? ＭOVR2,Ａ POPＡ ? MOＶR3,A ??POPA? ?RET;確認(rèn)是否修改溫度設(shè)定ASＫ:MＯＶR０,＃０１H;清屏并置地址計(jì)數(shù)器AＣ為0LCＡLLＤＩS_CMD_WRTMOＶ40H，＃0ZDＺ：MOVDPTR,＃LIＮＥＭOＶＡ,40HMOＶCA，＠Ａ＋DPTＲMOVR０,ALCALLDIＳ_DＡＴA_WRＴＩNC4０HMOVA，40HMOVCA,@A+ＤPTＲＣＪNＥA,＃00H,ZDZＲEＴＬＩNE： ＤB"AＲEＹOUSURE CHAＮGET（Ｙ/N)?＂,00HANSW：ＭOVＲ6，42HMOVＲ７,43HMOVＲ0，＃0１HLCＡLLＤIS_CMD_ＷRTMOＶR0,＃44HCAＬLDIS_DAＴＡ_WＲTＭOVＲ0,#6FHＣAＬLDIＳ_ＤATA_ＷRTMOVR0,#77HＣＡＬLDIS_DAＴA_WRTMOVR0,＃6EHCALLDIS_DＡTA_WＲＴMOＶR0，＃3ＡＨCＡLLDIS_DATＡ_WRTMOV４0H，＃0CＬR00HＪMＰSAO１GＡI：ＭOＶR0,＃0FEHCAＬLDIS_DATA＿WRＴＭOＶR０，＃55HCＡＬLDＩＳ_DＡTＡ＿WＲTMＯV?R0,#70HＣALLDＩS_DATA＿WＲTMＯVR0,＃3AＨCAＬLＤIS＿DATA_ＷＲTMＯV４0H，＃０SAＯ１:CLR01ＨLＣALLＫEYJＮB01H,SAO1ＭＯＶＲ1，AMＯVB，#10ＤIVＡＢＪZNEXT2MOVＡ,Ａ１ＣＪNＥA，#11,XUJＢ０0Ｈ，DOWＮMOV42H，４0HCPＬ00ＨJMPGAIDOWN：MOＶ43H，40HRETIＸU: CＪNEＡ，＃１2，SＡO１MOV４２H,Ｒ６MOV４3Ｈ,R７ＲETＩNEXＴ2：MOVA,Ｒ１ＡDＤＡ，#30HＭOVR0，ＡLCＡLＬDIS_DＡTA_ＷRTMＯＶA，R１XCHA，40HMＯVＢ，＃10MULABNOＰCLRＤQCLRCWR1：CLRDQMＯＶＲ3，＃６DJＮＺR3，＄RRR４,#2R1，＃36H;低位存入３６H(TEMPER_L)，高位存入3５H(TEMPER＿NＯＰNOＰSETBＤQMOVR3,＃7DJNＺR3,＄MOＶC，DQMOVR3,＃23DJＮZR3,$RＲCA