基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告

智能儀器儀表綜合實(shí)訓(xùn)題目基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院專業(yè)電子信息工程班級(jí)(儀器儀表)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師完畢時(shí)間:目錄一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)---------------------------------------------------------第1頁(yè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案----------------------------------------------第1頁(yè)溫度信號(hào)采集電路選擇和數(shù)據(jù)解決--------------------------------第3頁(yè)軟件設(shè)計(jì)------------------------------------------------------第3頁(yè)二、單元電路設(shè)計(jì)-----------------------------------------------------第5頁(yè)溫度信號(hào)采集電路----------------------------------------------第5頁(yè)步進(jìn)電機(jī)電路-------------------------------------------------第5頁(yè)液晶顯示模塊----------------------------------------------------------第6頁(yè)晶振復(fù)位電路--------------------------------------------------第7頁(yè)三、總結(jié)體會(huì)--------------------------------------------------------------------------------------第7頁(yè)四、參考文獻(xiàn)-------------------------------------------第8頁(yè)附錄：程序清單------------------------------------------第8頁(yè)一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)(一)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)框圖如下所示：液晶顯示及按鍵設(shè)立液晶顯示及按鍵設(shè)立溫度信號(hào)采集溫度控制接口步進(jìn)電機(jī)控制圖1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖總電路圖如下：圖2系統(tǒng)總電路圖簡(jiǎn)樸功能說(shuō)明：一個(gè)顯示實(shí)時(shí)溫度的小系統(tǒng)，可以自行設(shè)定高溫報(bào)警和低溫報(bào)警值，實(shí)現(xiàn)溫度控制電機(jī)帶動(dòng)外圍器件功能。本系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器DS18B20實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)解決后顯示到液晶屏上，通過(guò)數(shù)據(jù)解決，溫度值精確度為0.1。簡(jiǎn)樸操作方法：系統(tǒng)上電后液晶顯示實(shí)時(shí)溫度，通過(guò)按鍵可以設(shè)定高低溫限定值：A.按下K1，顯示系統(tǒng)的高低溫限定值；B.再按K1，進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，液晶屏光標(biāo)閃動(dòng)提醒設(shè)定，此時(shí)設(shè)定高溫限值還是低溫限值可以在K1鍵轉(zhuǎn)換；C.進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)后，K2鍵用于值加1，K3鍵用于值減1；D．設(shè)定完后，按鍵K4確認(rèn)后退出，返回顯示實(shí)時(shí)溫度！(二)溫度信號(hào)采集電路選擇和數(shù)據(jù)解決方案：采用溫度傳感器DS18B20美國(guó)DALLAS公司的產(chǎn)品可編程單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B20可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度信號(hào)的采集，有很多優(yōu)點(diǎn)：如直接輸出數(shù)字信號(hào)，故省去了后繼的信號(hào)放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換部分，外圍電路簡(jiǎn)樸，成本低;單總線接口，只有一根信號(hào)線作為單總線與MCU連接，且每一只都有自己唯一的64位系列號(hào)存儲(chǔ)在其內(nèi)部的ROM存儲(chǔ)器中，故在一根信號(hào)線上可以掛接多個(gè)DS18820,便于多點(diǎn)測(cè)量且易于擴(kuò)展.DS18B20的測(cè)溫范圍較大，集成度較高，故選用此方案。DS18B20內(nèi)部1，2位寄存器存放實(shí)時(shí)溫度值，本系統(tǒng)對(duì)以上兩寄存器數(shù)據(jù)解決后精度為0.1；DS18B20第3，4位寄存器分別存放高溫限值和低溫限值，并且DS18B20內(nèi)部尚有EEPROM，因此通過(guò)第3，4寄存器與EEPROM的數(shù)據(jù)互換就能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)定后的值進(jìn)行貯存。(三)軟件設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)中我選用Keil編程平臺(tái).主程序流程圖:初始化液晶顯示初始化液晶顯示啟動(dòng)DS18B20并初始化讀取溫度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換顯示溫度顯示溫度上下限值KeyScan?kkk1k設(shè)立溫度上下限值溫度上下限值存入寄存器溫度比較啟動(dòng)電機(jī)溫度是否大于高溫限值或小于低溫限值YESNOYESkNO圖3主程序流程圖二、單元電路設(shè)計(jì)(一)溫度信號(hào)采集電路圖4溫度信號(hào)采集電路(二)步進(jìn)電機(jī)電路圖5步進(jìn)電機(jī)電路(三)液晶顯示模塊圖6液晶顯示模塊(四)晶振復(fù)位電路圖7晶振復(fù)位電路三、總結(jié)體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)給我們提供了一個(gè)將自己所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的良機(jī)，通過(guò)了兩個(gè)周的設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多非常有價(jià)值的東西，懂得了如何將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成實(shí)際程序的設(shè)計(jì)；掌握的單片機(jī)開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的思緒與方案擬定；學(xué)會(huì)了更有效的查找自己所需的資料；同時(shí)也意識(shí)到了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性；掌握了硬件與程序設(shè)計(jì)的一般環(huán)節(jié)和方法。這對(duì)我們以后的學(xué)習(xí)和工作的是非常有幫助的。設(shè)計(jì)是我們將來(lái)必需的技能，這次課程設(shè)計(jì)剛好給我們提供了一個(gè)應(yīng)用自己所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì)，從到圖書(shū)館和網(wǎng)上查找資料到對(duì)硬件與程序模塊的設(shè)計(jì)對(duì)各模塊的調(diào)試再到最后整體設(shè)計(jì)調(diào)試，都對(duì)我所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了檢查，增強(qiáng)了自信心。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步溫習(xí)和鞏固了課本的理論知識(shí)，對(duì)單片機(jī)各接口與外部電路之間的連接關(guān)系有了更加深刻的理解。同時(shí)掌握了Proteus和keil軟件的基本應(yīng)用。同時(shí)，在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際應(yīng)用，增強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)際的能力。雖然設(shè)計(jì)時(shí)有時(shí)一個(gè)問(wèn)題需要我們花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，很煩很累但當(dāng)我們通過(guò)查找資料解決了之后心里很開(kāi)心很有成就感。同時(shí)也使我明白了要將理論運(yùn)用于實(shí)踐還是一種非常重要的能力，要想牢固的掌握所學(xué)的知識(shí)我們必須將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，用理論來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐，用實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證理論，增強(qiáng)對(duì)理論的理解。不斷地充實(shí)自己的理論，提高自己的動(dòng)手能力。最終完畢了整個(gè)設(shè)計(jì)之后，使我更加堅(jiān)信只要我們努力和采用對(duì)的的方法，沒(méi)有什么事是我們解決不了的。最后，我在這里衷心地感謝所有教給我知識(shí)和在課程設(shè)計(jì)中給予我?guī)椭睦蠋焸兒屯瑢W(xué)們，是他們給我們的知識(shí)才使我們得以順利完畢本次課程設(shè)計(jì)。四、參考文獻(xiàn)《單片微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用》，張毅坤、陳善久、裘雪紅西安電子科技大學(xué)出版社《51單片機(jī)應(yīng)用從零開(kāi)始》楊欣、王玉鳳、李湘黔清華大學(xué)出版社《51單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)范例大全》宋戈、黃鶴松、員玉良人民郵電出版社郭天祥電子工業(yè)出版社附錄:程序清單;-------------------------------------------------;簡(jiǎn)樸功能說(shuō)明：一個(gè)顯示實(shí)時(shí)溫度的小系統(tǒng)，可以自行設(shè);定高溫報(bào)警和低溫報(bào)警值，實(shí)現(xiàn)溫度控制電機(jī)帶動(dòng)外圍器;件功能。;;------------------------------------------------- DQ EQU P1.7 ;DS18B20控制口 RS EQU P2.4 RW EQU P2.5 E EQU P2.6 LCD EQU P0 FLAG EQU 30H GEWEI EQU 29H SHI EQU 28H XIAOSHU EQU 27H TEMP_TL EQU 20H;低溫限值 TEMP_TH EQU 21H;高溫限值 TEMPH EQU 22H;溫度高字節(jié) TEMPL EQU 23H;溫度低字節(jié) TEMP EQU 24H K1 EQU P3.0 K2 EQU P3.1 K3 EQU P3.2 K4 EQU P3.3;===============================================MAIN: MOV TEMP_TH,#25 MOV TEMP_TL,#01 ACALL INIT_LCD ;初始化液晶 ACALL WR_THL ;寫(xiě)入高溫限值和低溫限值寄存器 ACALL WR_PROM ACALL RE_PROM ;從EEPROM中返回高溫限值和低溫限值 ACALL RESET ;初始化1820 JB FLAG,LOOP ACALL ERROR ;報(bào)錯(cuò) LOOP: ACALL READ_T ;1820讀取溫度 ACALL DISP_TEMP ;液晶顯示實(shí)時(shí)溫度 ACALL KEYSCAN ;鍵盤(pán)設(shè)定高溫限值和低溫限值 ACALL TEMP_COMP JMP LOOP;=============啟動(dòng)1820讀取溫度====================READ_T: SETB DQ ACALL RESET JB FLAG,READ_T1 RETREAD_T1: MOV A,#0CCH ACALL WR_1820 MOV A,#44H ACALL WR_1820 ACALL RESET MOV A,#0CCH ACALL WR_1820 MOV A,#0BEH ACALL WR_1820 ACALL READ_1820 RET;=========把高溫和低溫限值寫(xiě)入寄存器=================WR_THL: JB FLAG,WR_HL RETWR_HL: ACALL RESET MOV A,#0CCH ACALL WR_1820 MOV A,#4EH ACALL WR_1820 MOV A,TEMP_TH ACALL WR_1820 MOV A,TEMP_TL ACALL WR_1820 RET;==========把高溫和低溫限值寫(xiě)入EEPROM=================WR_PROM:ACALL RESET MOV A,#0CCH ACALL WR_1820 MOV A,#48H ACALL WR_1820 RET;========把EEPROM的值返回到高溫和低溫限值寄存器========RE_PROM: ACALL RESET MOV A,#0CCH ACALL WR_1820 MOV A,#0B8H ACALL WR_1820 RET;===========初始化1820==================================RESET: SETB DQ NOP CLR DQ MOV R5,#250 DJNZ R5,$ SETB DQ NOP MOV R5,#25HRESET1: JNB DQ,FLAG1 DJNZ R5,RESET1 JMP NDQFLAG1: SETB FLAG MOV R5,#100 DJNZ R5,$ SETB DQ MOV R5,#100 DJNZ R5,$ JMP RETUNDQ: CLR FLAG ACALL ERRORRETU: SETB DQ RET;=============1820寫(xiě)字節(jié)========================WR_1820: MOV R6,#8 CLR C WR1: CLR DQ MOV R5,#7 DJNZ R5,$ RRC A MOV DQ,C MOV R5,#25 DJNZ R5,$ SETB DQ NOP NOP DJNZ R6,WR1 SETB DQ RET;==============讀取1820數(shù)據(jù)======================READ_1820: MOV R2,#4 MOV R1,#TEMPL RE1: MOV R6,#8RE2: SETB DQ NOP CLR DQ CLR C NOP NOP SETB DQ MOV R5,#9 DJNZ R5,$ MOV C,DQ MOV R5,#24 DJNZ R5,$ RRC A DJNZ R6,RE2 MOV @R1,A DEC R1 DJNZ R2,RE1 RET;===========轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)=============================TURN: MOV XIAOSHU,TEMPL ;保存TEMPL值，后面用于取低4位轉(zhuǎn)換小數(shù)部分 MOV A,TEMPL MOV C,16 ;22H的位尋址 RRC A MOV C,17 RRC A MOV C,18 RRC A MOV C,19 RRC A MOV TEMP,A MOV A,XIAOSHU ANL A,#00001111B MOV XIAOSHU,A RET;========鍵盤(pán)掃描=============================KEYSCAN: JB K1,RETUN ;按下K1,進(jìn)入鍵盤(pán)掃描 ACALL DELAY20 JNB K1,$ ACALL CLR_LCD ;清屏 ACALL DISP_THL ;顯示高溫限值和低溫限值 ACALL SET_HL ;設(shè)定限值 ACALL WR_THL ;把高溫限值和低溫限值寫(xiě)入RAM //.../ACALL LED ACALLWR_PROM ;限值復(fù)制到EEPROM中RETUN: RET;------------設(shè)定高低限值----------------------SET_HL: //JNB K4,EXIT JB K1,KEY4 ACALL DELAY20 JNB K1,$ CPL 20H.1 ;標(biāo)志位，標(biāo)志設(shè)定高溫限值或低溫限值 JB 20H.1,SET_H JMP SET_L;-------------調(diào)高溫限值------------------------- SET_H: ACALL TH_SHAN ;光標(biāo)閃，進(jìn)入設(shè)定 KEY2H: JNB K1,SET_L ;高溫限值與低溫限值間設(shè)定轉(zhuǎn)換 JNB K4,EXIT JB K2,KEY3H ;按下K2，值加1 ACALL DELAY20 JNB K2,$ INC TEMP_TH MOV A,TEMP_TH CJNE A,#99,A0 MOV TEMP_TH,#00A0: ACALL DISP_THLKEY3H: JB K3,KEY2H ;按下K3，值減1 ACALL DELAY20 JNB K3,$ DEC TEMP_TH MOV A,TEMP_TH CJNE A,#0,A1 MOV TEMP_TH,#99A1: ACALL DISP_THL JMP SET_H;-------------調(diào)低溫限值------------------------------SET_L: ACALL TL_SHANKEY2L: JNB K1,SET_H ;高溫限值與低溫限值間設(shè)定轉(zhuǎn)換 JNB K4,EXIT JB K2,KEY3L ;按下K2，值加1 ACALL DELAY20 JNB K2,$ INC TEMP_TL MOV A,TEMP_TL CJNE A,#99,A2 MOV TEMP_TL,#00A2: ACALL DISP_THLKEY3L: JB K3,KEY2L ;按下K3，值減1 ACALL DELAY20 JNB K3,$ DEC TEMP_TL MOV A,TEMP_TL CJNE A,#0,A3 MOV TEMP_TL,#99A3: ACALL DISP_THL JMP SET_L ;----------------------KEY4: JNB K4,EXIT ;K4用于退出設(shè)定 JMP SET_HL //JMP SET_HLEXIT: ACALL DELAY20 JNB K4,$ MOV LCD,#00001100B ;設(shè)立液晶光標(biāo)不顯示、不閃爍 ACALL WR_COMM ACALL CLR_LCD ACALL DISP_TEMP RET ;==============溫度比較======================================TEMP_COMP: MOV A,TEMP_TH SUBB A,TEMP ACALL DIANJI MOV A,TEMP SUBB A,TEMP_TL ACALL DIANJI RET;============================================/*MORE: MOV DPTR,#MORE0 MOV LCD,#0CEH ACALL WR_COMM ACALL DISP0 RETMORE0: DB '>H',0H */ ;=============啟動(dòng)電機(jī)========================;電機(jī)接口是P1低4位，由于P1.7是溫度傳感器的控制口;避免沖突，電機(jī)接口按位控制DIANJI: JC DIAN0 RET DIAN0: MOV R0,#4 //ACALL MOREDIAN1: SETB P1.0 CLR P1.1 CLR P1.2 CLR P1.3 ACALL DELAY CLR P1.0 SETB P1.1 ACALL DELAY CLR P1.1 SETB P1.2 ACALL DELAY CLR P1.2 SETB P1.3 ACALL DELAY //RL A DJNZ R0,DIAN1 CLR P1.0 CLR P1.1 CLR P1.2 CLR P1.3 RETDELAY: MOV R5,#5DLY1: MOV R6,#10DLY2: MOV R7,#50 DJNZ R7,$ DJNZ R6,DLY2 DJNZ R5,DLY1 RET;============清屏=============================CLR_LCD: MOV LCD,#80H ACALL WR_COMM MOV R0,#16CLR1: MOV LCD,#'' ACALL WR_DATA DJNZ R0,CLR1 MOV LCD,#0C0H ACALL WR_COMM MOV R0,#16CLR2: MOV LCD,#'' ACALL WR_DATA DJNZ R0,CLR2 RET;===============報(bào)錯(cuò)============================ERROR: MOV LCD,#80H ACALL WR_COMM MOV DPTR,#ERORTAB ACALL DISP0 RETERORTAB: DB 'INITERROR!',0H ;================溫度標(biāo)志===================DISP_C:MOV LCD,A ACALLWR_COMM MOV LCD,#0DFH ACALL WR_DATA MOV LCD,#'C' ACALL WR_DATA RET;=================數(shù)碼顯示======================SHUMA: MOV DPTR,#SHUTAB MOVC A,@A+DPTR MOV LCD,A ACALL WR_DATA RETSHUTAB: DB 30H,31H,32H,33H,34H DB 35H,36H,37H,38H,39H ;===============顯示實(shí)時(shí)溫度======================DISP_TEMP: ACALL TURN MOVLCD,#80H ACALLWR_COMM MOVDPTR,#CURRENT ACALLDISP0 MOV LCD,#0CAH ACALLWR_COMM MOV LCD,#2EH ;小數(shù)點(diǎn) ACALL WR_DATA MOV A,#0CCH ACALL DISP_C ;溫度標(biāo)志 ;------------------------------ MOV A,XIAOSHU MOV DPTR,#XIAO MOVC A,@A+DPTR MOV XIAOSHU,A MOV A,TEMP MOV B,#10 DIV AB MOV SHI,A MOV GEWEI,B MOV A,XIAOSHU MOV LCD,#0CBH ACALL WR_COMM ACALL SHUMA MOV A,SHI MOV LCD,#0C8H ACALL WR_COMM ACALL SHUMA MOV A,GEWEI ACALL SHUMA //MOV LCD,#0D0H ;把光標(biāo)移到別處 //ACALL WR_COMM RETCURRENT:DB 'TempretureNow:',0HXIAO: DB 00H,00H,01H,01H,02H,03H,03H,04H DB 05H,05H,06H,06H,07H,08H,08H,09H ;================字符顯示=============================DISP0:MOV R1,#0NEXT: MOV A,R1 MOVC A,@A+DPTR JZ RETT MOV LCD,A INC R1 ACALL WR_DATA JMP NEXTRETT: RET;==========顯示高溫限值和低溫限值======================DISP_THL: MOV DPTR,#SETTHL MOV LCD,#80H ACALL WR_COMM ACALL DISP0 MOV DPTR,#THL MOV LCD,#0C1H ACALL WR_COMM ACALL DISP0;---------------------------F5_THL: //ACALL RE_PROM MOV A,TEMP_TH MOV B,#10 DIV AB MOV SHI,A//SHI MOV GEWEI,B //GE MOV A,SHI MOV LCD,#0C4H ACALL WR_COMM ACALL SHUMA MOV A,GEWEI ACALL SHUMA MOV A,#0C6H ACALL DISP_C ;---------------- MOV A,TEMP_TL MOV B,#10 DIV AB MOV SHI,A//SHI MOV GEWEI,B //GE MOV A,SHI MOV LCD,#0CCH ACALL WR_COMM ACALL SHUMA MOV A,GEWEI ACALL SHUMA MOV A,#0CEH ACALL DISP_C RETSETTHL: DB 'SetTH/TL:',0HTHL: DB 'TH:TL:',0H;==========液晶初始化================================INIT_LCD: MOVLCD,#00000001B ACALLWR_COMM MOVLCD,#00111000B ACALLWR_COMM MOVLCD,#00001100B ACALLWR_COMM MOVLCD,#00000110B ACALLWR_COMM RET;============TH光標(biāo)閃==============================TH_SHAN: MOV