數(shù)字溫度測(cè)量及控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　文中的設(shè)計(jì)電路以AT89C52單片機(jī)作為控制器。主要由鍵盤(pán)輸入電路、溫度測(cè)量電路、輸出顯示電路和電動(dòng)機(jī)控制電路四部分。吸收了硬件軟件化的思想，大部分功能通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，使電路簡(jiǎn)單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性大大提高。該系統(tǒng)利用AT89C52單片機(jī)分別采集各個(gè)溫度點(diǎn)的溫度，實(shí)現(xiàn)溫度顯示、控制以及時(shí)間的顯示等功能。它以AT89C52單片機(jī)為主控

2、制芯片,采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20實(shí)現(xiàn)溫度的檢測(cè),測(cè)量精度可以達(dá)到0.5℃。該系統(tǒng)采用了1602顯示模塊，形象直觀(guān)的顯示測(cè)出的溫度值?；贏(yíng)T89C52單片機(jī)的單總線(xiàn)溫度測(cè)控系統(tǒng)具有硬件組成簡(jiǎn)單、讀數(shù)方便、精度高、測(cè)溫范圍廣等特點(diǎn)，在實(shí)際工程中得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)字溫度傳感器；AT89C52單片機(jī)；溫度測(cè)量;溫度控制；時(shí)間顯示</p><p><b&g

3、t;　　Abstract</b></p><p>　　This design of the circuit in order to the AT89C52 single-chip microcomputer as the controller. It includes Keyboard input circuit, temperature measurementcircuit, output disp

4、lay circuit，motor control. Many functions are finished by the software. So it simples the circuit and enhances the stability of the system Adopting the AT89C52 single-chip microcomputer in the system to collected tempera

5、ture from various temperature positions realizes the temperature display and control function. Applying A</p><p>　　Keywords：digital temperature sensor; AT89C52 microcontroller; temperature measure；temperatur

6、e control；time display</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景1</p><p>　　1.2 課題研究的目的和意義1</p><p>　　2 硬

7、件電路設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1 總體設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.2 單元電路設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.2.2 顯示電路4</p><p>　　2.2.3 溫度傳感器檢測(cè)電路6</p><p>　　2.2.4 鍵

8、盤(pán)電路8</p><p><b>　　3 軟件設(shè)計(jì)10</b></p><p>　　3.1功能說(shuō)明10</p><p>　　3.2 主程序流程10</p><p>　　4 Protel繪圖11</p><p>　　4.1 Protel軟件簡(jiǎn)介11</p><p>

9、;　　4.2 原理圖繪制11</p><p><b>　　5 電路仿真16</b></p><p>　　5.1 繪制仿真電路圖16</p><p>　　5.2 程序調(diào)試18</p><p>　　5.3 仿真結(jié)果21</p><p>　　6 硬件電路制作與調(diào)試23</p>

10、<p>　　6.1 電路焊接23</p><p>　　6.2 電路調(diào)試23</p><p>　　6.3 調(diào)試結(jié)果26</p><p><b>　　結(jié)論27</b></p><p><b>　　致 謝28</b></p><p><b>　　參

11、考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景</p><p>　　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(lái)采集溫度，通過(guò)人工操作加熱、通風(fēng)和降溫設(shè)備來(lái)控制溫度，這樣不但實(shí)時(shí)性差，而且操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大。即使有些用戶(hù)采用半導(dǎo)體二極管作溫度傳感器，但由于

12、其互換性差，效果也不理想。對(duì)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(cè)量及控制設(shè)備。本設(shè)計(jì)由于采用了新型單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行控制，以其操作簡(jiǎn)單，可運(yùn)行性強(qiáng)，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于糧倉(cāng)，電冰箱，空調(diào)，電飯鍋等。等方面的溫度測(cè)量及控制。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是一個(gè)數(shù)字溫度測(cè)量及控制系統(tǒng)，能測(cè)柜內(nèi)的溫度，并能在超限的情況下進(jìn)行控制、調(diào)整。保證環(huán)境保持在限定

13、的溫度中。</p><p>　　1.2 課題研究的目的和意義</p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展，溫度的測(cè)量及控制變得越來(lái)越重要。本文采用單片機(jī)AT89C52設(shè)計(jì)了溫度實(shí)時(shí)測(cè)量及控制系統(tǒng)。單片機(jī)AT89C52 能夠根據(jù)溫度傳感器DS18B20 所采集的溫度在液晶屏上實(shí)時(shí)顯示，通過(guò)控制從而把溫度控制在設(shè)定的范圍之內(nèi)。所有溫度數(shù)據(jù)均通過(guò)液晶顯示器LCD顯示出來(lái)。系統(tǒng)可以根據(jù)時(shí)鐘存儲(chǔ)相關(guān)的數(shù)據(jù)。

14、</p><p>　　通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)使我們對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有一個(gè)全面的了解、掌握常規(guī)控制算法的使用方法、掌握簡(jiǎn)單微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟硬的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)一步鍛煉同學(xué)們?cè)谖⑿陀?jì)算機(jī)應(yīng)用方面的實(shí)際工作能力。</p><p>　　2 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　該方

15、案使用了單片機(jī)作為控制核心,用智能溫度傳感器為溫度測(cè)量元件，對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行檢測(cè)。設(shè)置預(yù)定溫度，超過(guò)其溫度值電機(jī)就會(huì)工作。顯示電路采用LCD液晶模塊顯示，使用電阻，光和耦合器，三極管，電機(jī)（由于沒(méi)有合適電機(jī)，后面的電機(jī)工作用發(fā)光二級(jí)管代替），二極管作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)框圖如下圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　2.2 單元電路設(shè)計(jì)</

16、p><p>　　2.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)的最小系統(tǒng)主要包括單片機(jī)，時(shí)鐘電路，復(fù)位電路三部分。</p><p>　　單片機(jī) 單片機(jī)的選擇在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，要滿(mǎn)足大內(nèi)存、高速率和通用性的要求。</p><p>　　方案一：采用凌陽(yáng)單片機(jī)</p><p>　　隨著單片機(jī)功能集成化的發(fā)展

17、，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(hào)處理（DSP，Digital SignalProcessing）等領(lǐng)域。凌陽(yáng)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(yáng)最新推出的µ’nSP?（Microcontroller and Signal Processor）16位微處理器芯片（以下簡(jiǎn)稱(chēng)µ’nSP?）。圍繞µ’nSP?所形成的16位µ’nSP?系列單

18、片機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)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(gè)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(wú)。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(chǎng)合。這樣做無(wú)疑會(huì)使每一種派生產(chǎn)品具有更強(qiáng)的功能和更低的成本。</p&

19、gt;<p>　　利用凌陽(yáng)單片機(jī)有一定的好處凌陽(yáng)的優(yōu)勢(shì)是硬件性能，抗干擾能力強(qiáng)，但凌陽(yáng)單片機(jī)我們沒(méi)有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，這對(duì)于剛接觸單片機(jī)的我們來(lái)說(shuō)不是很容易上手，其價(jià)格也要貴一些，因此我們并沒(méi)有將其作為首選。</p><p>　　方案二：采用AT89C52單片機(jī)</p><p>　　AT89C52是51系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是ATMEL公司生產(chǎn)的。</p><

20、p>　　AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。</p><p>　　AT89C52

21、有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫(xiě)口線(xiàn)，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程,但不可以在線(xiàn)編程(S系列的才支持在線(xiàn)編程)。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。因此本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)AT89C52作為控制芯片。</p><p>　　時(shí)鐘電路 單片機(jī)

22、的時(shí)鐘產(chǎn)生方式有兩種，為內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，如圖2-3所示。單片機(jī)的內(nèi)部振蕩電路有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器，但要形成時(shí)鐘，外部還需附加電路。通過(guò)在引腳XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體或陶瓷諧振器，再利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自己振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部的時(shí)鐘電路。外接晶振時(shí)，C1和C2的值通常選擇為20~30pF±10pF；外接陶瓷諧振器時(shí)C1和C2為30~40

23、pF±10pF；C1、C2對(duì)頻率有微調(diào)作用，影響振蕩的穩(wěn)定性和起振速度。所采用的晶體或陶瓷諧振器的頻率范圍可在2~24/33MHz之間選擇，此系統(tǒng)中選擇晶振的頻率為12MHz。為了減少寄生電容，更好的保護(hù)振蕩器的穩(wěn)定和可靠的工作，諧振器和電容盡可能與單片機(jī)靠近安裝。</p><p>　　圖2-3 時(shí)鐘電路</p><p>　　復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)上有一個(gè)復(fù)位引腳RST，在該

24、引腳上保持2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，單片機(jī)就會(huì)復(fù)位。復(fù)位的主要方式有：上電自動(dòng)復(fù)位、按鍵電平復(fù)位（手動(dòng)復(fù)位）、用看門(mén)狗技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位。本設(shè)計(jì)主要采用按鍵電平復(fù)位方式，如圖2-4所示，即相當(dāng)于按復(fù)位鍵后復(fù)位端通過(guò)電阻與VCC電源接通。</p><p>　　當(dāng)給一塊內(nèi)部含有程序儲(chǔ)存器的單片機(jī)配上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路就可構(gòu)成單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)。</p><p>　　圖2-4 按鍵電平復(fù)位電路

25、圖</p><p>　　2.2.2 顯示電路</p><p>　　方案一：采用LED顯示器</p><p>　　采用傳統(tǒng)的七段數(shù)碼LED顯示器。LED雖然價(jià)格便宜，但是本設(shè)計(jì)顯示的內(nèi)容較多。如果選用它，需要很大的PCB版面。</p><p>　　方案二：采用1602LCD顯示器</p><p>　　1602液晶顯示器為

26、5V電壓驅(qū)動(dòng)，帶背光，可顯示兩行，每行16個(gè)字符，不能顯示漢字，內(nèi)置128個(gè)字符的ASCII 字符集字庫(kù)，只有并行接口，無(wú)串行接口。</p><p>　　1602 型液晶接口信號(hào)說(shuō)明如表2-1 所示。</p><p>　　表2-1 1602 液晶接口信號(hào)說(shuō)明</p><p><b>　　液晶主要技術(shù)參數(shù)。</b></p><

27、p>　　表2-2 1602 液晶主要技術(shù)參數(shù)表</p><p><b>　　基本操作時(shí)序：</b></p><p>　　讀狀態(tài)輸入：RS=L, R/W=H,E=H 輸出：D0~D7=狀態(tài)字。</p><p>　　讀數(shù)據(jù)輸入：RS=H, R/W=H,E=H 輸出：無(wú)。</p><p>　　寫(xiě)指令輸入：RS=L, R/

28、W=L,D0~D7=指令碼，E=高脈沖輸出：D0~D7=數(shù)據(jù)。</p><p>　　寫(xiě)數(shù)據(jù)輸入：RS=H, R/W=L, ,D0~D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出：無(wú)</p><p>　　寫(xiě)操作時(shí)序(見(jiàn)圖2-5)</p><p>　　分析時(shí)序圖可知操作1602 液晶的流程如下：</p><p>　　(1)通過(guò)RS 確定是寫(xiě)數(shù)據(jù)還是寫(xiě)命令。寫(xiě)命令包括

29、使液晶的光標(biāo)顯示/不顯示、光標(biāo)閃爍/不閃爍、需/不需要移屏、在液晶的什么位置顯示等等。寫(xiě)數(shù)據(jù)是指要顯示什么內(nèi)容。</p><p>　　(2)讀/寫(xiě)控制端設(shè)置為寫(xiě)模式，即低電平。</p><p>　　(3)將數(shù)據(jù)或命令送達(dá)數(shù)據(jù)線(xiàn)上。</p><p>　　(4)給E一個(gè)高脈沖將數(shù)據(jù)送入液晶控制器，完成寫(xiě)操作。（注：tsp1-地址建立時(shí)間（30ns）tsp2-數(shù)據(jù)建立時(shí)間

30、(40ns)tHD1地址保持時(shí)間(10ns )tHD2數(shù)據(jù)保持時(shí)間（20us）tpw脈沖寬度（150us）tR tF上升/下降沿時(shí)間（小于25us）Valid Data-數(shù)據(jù)）。</p><p>　　圖2-5 1602 液晶寫(xiě)操作時(shí)序圖</p><p>　　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。</p><

31、p>　　2.2.3 溫度傳感器檢測(cè)電路</p><p>　　方案一：采用模擬集成溫度傳感器</p><p>　　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(chēng)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(gè)芯片上、可完成溫度測(cè)量及模擬信號(hào)輸出功能的專(zhuān)用IC。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一(僅測(cè)量溫度)、測(cè)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，

32、適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線(xiàn)性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單。AD590把被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換為電流再通過(guò)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。</p><p>　　方案二：采用數(shù)字單片智能溫度傳感器</p><p>　　數(shù)字溫度傳感器DS18B20如圖（2-6）輸出信號(hào)進(jìn)4.7K的上拉電阻直接接到單片機(jī)的P1.7引腳上。</p><p>　　圖2-6 溫度傳

33、感器</p><p>　　DS18B20溫度傳感器是美國(guó)達(dá)拉斯(DALLAS)半導(dǎo)體公司推出的應(yīng)用單總線(xiàn)技術(shù)的數(shù)字溫度傳感器。該器件將半導(dǎo)體溫敏器件、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器等做在一個(gè)很小的集成電路芯片上。本設(shè)計(jì)中溫度傳感器之所以選擇單線(xiàn)數(shù)字器件DS18B20，是在經(jīng)過(guò)多方面比較和考慮后決定的，主要有以下幾方面的原因：</p><p>　?。?）系統(tǒng)的特性：測(cè)溫范圍為-55℃～+125℃ ，測(cè)

34、溫精度為士0.5℃；溫度轉(zhuǎn)換精度9～12位可變，能夠直接將溫度轉(zhuǎn)換值以16位二進(jìn)制數(shù)碼的方式串行輸出；12位精度轉(zhuǎn)換的最大時(shí)間為750ms；可以通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)供電，具有超低功耗工作方式。</p><p>　　（2）系統(tǒng)成本：由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，新型大規(guī)模集成電路功能越來(lái)越強(qiáng)大，體積越來(lái)越小，而價(jià)格也越來(lái)越低。一支DS18B20的體積與普通三極管相差無(wú)幾，價(jià)格只有十元人民幣左右。</p>&

35、lt;p>　?。?）系統(tǒng)復(fù)雜度：由于DS18B20是單總線(xiàn)器件，微處理器與其接口時(shí)僅需占用1個(gè)I/O端口且一條總線(xiàn)上可以?huà)旖訋资畟€(gè)DS18B20，測(cè)溫時(shí)無(wú)需任何外部元件，因此，與模擬傳感器相比，可以大大減少接線(xiàn)的數(shù)量，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，減少工程的施工量。</p><p>　?。?）系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)：由于引線(xiàn)的減少，使得系統(tǒng)接口大為簡(jiǎn)化，給系統(tǒng)的調(diào)試帶來(lái)方便。同時(shí)因?yàn)镈S18B20是全數(shù)字元器件，故障率很低，

36、抗干擾性強(qiáng)，因此，減少了系統(tǒng)的日常維護(hù)工作。</p><p>　　DS18B20溫度傳感器只有三根外引線(xiàn)：?jiǎn)尉€(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸總線(xiàn)端口DQ ，外供電源線(xiàn)VDD，共用地線(xiàn)GND。DS18B20有兩種供電方式：一種為數(shù)據(jù)線(xiàn)供電方式，此時(shí)VDD接地，它是通過(guò)內(nèi)部電容在空閑時(shí)從數(shù)據(jù)線(xiàn)獲取能量，來(lái)完成溫度轉(zhuǎn)換，相應(yīng)的完成溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間較長(zhǎng)。這種情況下，用單片機(jī)的一個(gè)I/O口來(lái)完成對(duì)DS18B20總線(xiàn)的上拉。另一種是外部供電方式(V

37、DD接+5V)，相應(yīng)的完成溫度測(cè)量的時(shí)間較短。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中采用外部供電方式實(shí)現(xiàn)DS18B20傳感器與單片機(jī)的連接，其接口電路如圖2-7所示。</p><p>　　圖2-7溫度傳感器接口</p><p>　　此方案硬件電路非常簡(jiǎn)單，但程序設(shè)計(jì)復(fù)雜一些，但是在課外對(duì)DS18B20、字符型液晶顯示有所了解，而且曾經(jīng)在網(wǎng)上看到過(guò)此類(lèi)程序程序設(shè)計(jì)，并且我已

38、經(jīng)使用過(guò)開(kāi)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)，用單片機(jī)開(kāi)發(fā)板對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，達(dá)到了預(yù)期的結(jié)果。由此可見(jiàn)，該方案完成具有可行性，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。</p><p>　　由于DS18B20將溫度傳感器、信號(hào)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(jiǎn)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。</p><p&

39、gt;　　2.2.4 鍵盤(pán)電路</p><p>　　本課題設(shè)計(jì)采用的鍵盤(pán)模塊，其接口原理圖如下圖2-8所示。其中從上到下按鍵的功能依次是：功能鍵，時(shí)鐘調(diào)整加一鍵，時(shí)鐘調(diào)整減一鍵，溫控開(kāi)關(guān)。</p><p>　　圖2-8 鍵盤(pán)模塊電路</p><p><b>　　3 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　

40、3.1功能說(shuō)明</b></p><p>　　系統(tǒng)的軟件主要是采用C語(yǔ)言，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行變成實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。主程序?qū)δK進(jìn)行初始化，而后調(diào)用設(shè)定溫度、測(cè)量溫度、處理溫度、顯示、鍵盤(pán)等模塊。用的是循環(huán)查詢(xún)方式，來(lái)顯示和控制溫度，主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理DS18B20的測(cè)量的當(dāng)前溫度值并負(fù)責(zé)調(diào)用各子程序,其程序流程如圖3-1系統(tǒng)程序流程圖。</p><p><

41、;b>　　3.2 主程序流程</b></p><p><b>　　圖3-1 流程圖</b></p><p>　　4 Protel繪圖</p><p>　　4.1 Protel軟件簡(jiǎn)介</p><p>　　Protel 99 SE是ProklTechnology公司推出的運(yùn)行于Windows 9X/20

42、00/XP等操作系統(tǒng)之上的電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它建立在Protel獨(dú)特的設(shè)計(jì)管理器（Design Explorer）基礎(chǔ)之上。Protel 99 SE由原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)、印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)、電路信號(hào)仿真和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成，其中，原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)和印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)是Protel 99 SE的兩大主要組成部分。</p><p><b>　　4.2 原理圖繪制</b></p>&l

43、t;p>　　用Protel 99se軟件繪制帶1602液晶顯示的智能溫控原理圖。</p><p>　　啟動(dòng)Protel99se，新建一個(gè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立原理圖文件，添加元件庫(kù)，然后從元件列表中選取所需的原件，根據(jù)元件的規(guī)格對(duì)元件進(jìn)行編輯，合理的放置元件如圖4-1所示，最后對(duì)元件進(jìn)行線(xiàn)路連接如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-1 放置元件</p><p&g

44、t;　　圖4-2 帶1602液晶顯示智能溫控的原理圖</p><p>　　創(chuàng)建PCB文件，根據(jù)元器件的大小及現(xiàn)有電路板的大小，設(shè)定PCB的大小為3600*2800mil，采用插針式元件，然后調(diào)入封裝庫(kù)圖和網(wǎng)絡(luò)列表。</p><p>　　圖4-3 調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表窗口</p><p>　　選擇好網(wǎng)絡(luò)表文件，編輯器就首先將網(wǎng)絡(luò)表變成可執(zhí)行的宏命令，同時(shí)將錯(cuò)誤也顯示在窗口中

45、，若有錯(cuò)誤，需修改，直至完全正確，然后點(diǎn)擊”Execute”, 再根據(jù)設(shè)置的PCB板的大小，合理的布置元件封裝的位置，如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4 元件初始位置</p><p>　　元件封裝的位置合理的布置完之后，要進(jìn)行手動(dòng)布線(xiàn)，但要注意以下布線(xiàn)規(guī)則。（1）線(xiàn)寬不小于15mil，線(xiàn)間距不小于10mil。為確保安全，線(xiàn)寬要在25～30mil，大電流線(xiàn)按照一般布線(xiàn)原則加寬。

46、為布通線(xiàn)路，局部可以到20mil。15mil要謹(jǐn)慎使用。導(dǎo)線(xiàn)間距要大于10mil，焊盤(pán)間距最好大于15mil。（2）盡量布成單面板，無(wú)法布通時(shí)可以考慮跳接線(xiàn)。仍然無(wú)法布通時(shí)可以考慮使用雙面板，但考慮到焊接時(shí)要焊兩面的焊盤(pán)，并排雙列或多列封裝的元件在toplayer不要設(shè)置焊盤(pán)。布線(xiàn)時(shí)要合理布局，甚至可以考慮調(diào)換多單元器件的單元順序，以有利于布通。盡量使用手工布線(xiàn)，自動(dòng)布線(xiàn)往往不能滿(mǎn)足要求。（3）有0.8mm孔的焊盤(pán)要在70mil以上，推

47、薦80mil。否則會(huì)由于打孔精度不高使焊盤(pán)損壞。（4）孔的直徑可以全部設(shè)成10～15mil，不必是實(shí)際大小，以利于鉆孔時(shí)鉆頭對(duì)準(zhǔn)。（5）bottomlayer的字要翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)寫(xiě)，Toplayer的正著寫(xiě)。所以根據(jù)需要最終設(shè)置走線(xiàn)的寬度為電源線(xiàn)底線(xiàn)為60mil，其他線(xiàn)為40mil，設(shè)置完畢后，然后進(jìn)行手動(dòng)布線(xiàn)，布線(xiàn)圖如4-5所示。</p><p>　　圖4-5 電路布線(xiàn)圖</p><p>　

48、　根據(jù)生成的PCB板加工成電路板，如圖4-6</p><p>　　圖4-6 加工好的電路板</p><p><b>　　5 電路仿真</b></p><p>　　5.1 繪制仿真電路圖</p><p>　　打開(kāi)ProteusISIS編輯環(huán)境，按表5-1所列的元件清單從元件庫(kù)中添加元件。添加如圖（5-1）</p&g

49、t;<p>　　表5-1 仿真元件列表</p><p>　　圖5-1 在仿真元件中添加元器件</p><p>　　元件完全添加后，在ProteusISIS的編輯區(qū)域中畫(huà)出如圖5-2所示的原理圖。</p><p>　　圖5-2 電路原理圖</p><p><b>　　5.2 程序調(diào)試</b></p&

50、gt;<p>　　1、程序設(shè)計(jì)。創(chuàng)建一文本文件，并改擴(kuò)展名為“c”，打開(kāi)后輸入程序。</p><p>　　2、程序的編譯。本設(shè)計(jì)采用keil軟件進(jìn)行編譯。</p><p>　　(1) 點(diǎn)擊 Project(工程)菜單，選擇 New Project（新工程），在文件名中輸入您的第一個(gè)程序項(xiàng)目名稱(chēng)，假定用"test"。"保存"后的文件擴(kuò)展

51、名為 uv2 ，這時(shí)會(huì)彈出讓你選擇單片機(jī)型號(hào)的對(duì)話(huà)框，選擇ATMEL---AT89C52。如圖5-3。</p><p><b>　　圖5-3 芯片選擇</b></p><p>　　2 匯編源文件的建立：點(diǎn)擊 FILE（文件）菜單中的 NEW...（新文件）命令新建一個(gè)文本編輯窗口。在里面輸入程序，然后點(diǎn)擊FILE（文件）菜單中的SAVE（保存）命令保存文件，如圖5-4

52、. </p><p>　　圖5-4 匯編文件的建立</p><p>　　3 點(diǎn)擊Target 1（目標(biāo)1）前面的”+”， 出現(xiàn)Source Group 1，（源程序組1） 選中右鍵點(diǎn)選”Add files Group Source Group 1”（增加文件到源程序組 1）這時(shí)選擇文件類(lèi)型為 Asm，再選中文件，再按Add添加，在隨后的提示框中按”確定”。如圖5-5。</p>

53、;<p>　　圖5-5 添加程序文件</p><p>　　4 仿真部份采用Mon51協(xié)議，在使用之前應(yīng)必須對(duì)軟件項(xiàng)目進(jìn)行如下設(shè)置： </p><p>　　單擊"Project"（工程）菜單，再在下拉菜單中單擊"options for target target 1"（目標(biāo)1屬性） 在下圖中選擇 output(輸出)”Create HEX

54、 file”（產(chǎn)生 hex 文件）的選項(xiàng)。如圖5-6。</p><p><b>　　圖5-6 設(shè)置輸出</b></p><p>　　5 在"Debug"（調(diào)試）中點(diǎn)選"KeilMonitor-51 Driver"，同時(shí)選中加載代碼到仿真器，運(yùn)行到main0，在“恢復(fù)調(diào)試設(shè)置”中“斷點(diǎn)”、“工具欄”、“瀏覽點(diǎn)”、“儲(chǔ)存器顯示”也全

55、部鉤選上。然后點(diǎn)擊“設(shè)置” 。如圖5-7。</p><p><b>　　圖5-7 調(diào)試設(shè)置</b></p><p>　　7 按以下兩個(gè)向下小箭頭的圖標(biāo)進(jìn)行編譯，（或者按 F7 快捷）編譯成功后如會(huì)出現(xiàn)下圖紅箭頭所指的文字正在匯編…0（錯(cuò)誤），0（警告）這里的意思是沒(méi)有錯(cuò)誤， 沒(méi)有警告。表示編譯成功。如圖5-8。</p><p><b>

56、;　　圖5-8 程序編譯</b></p><p><b>　　5.3 仿真結(jié)果</b></p><p>　　程序調(diào)入完成后，點(diǎn)擊第一個(gè)按鈕就可以進(jìn)行模擬仿真了，仿真結(jié)果如圖5-9至5-12。</p><p>　　圖5-9 初始界面，測(cè)得環(huán)境溫度為25℃</p><p>　　圖5-10按下溫控鍵的界面<

57、/p><p>　　圖5-11預(yù)定溫度設(shè)置為31℃的狀態(tài) </p><p><b>　　圖5-12置時(shí)間</b></p><p>　　通過(guò)仿真我們可以很好的觀(guān)察出LCD1602顯示智能溫控系統(tǒng)在程序模擬時(shí)的工作過(guò)程，仿真效果非常好，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的控制效果。</p><p>　　6 硬件電路制作與調(diào)試</p><

58、;p><b>　　6.1 電路焊接</b></p><p>　　焊接。焊接前，可以對(duì)銅箔進(jìn)行涂錫處理，但切勿用焊錫膏。在焊接元件前，應(yīng)先用管腳將跳線(xiàn)和過(guò)孔焊通。進(jìn)行錫焊時(shí)，必須具備的條件有以下幾點(diǎn)： 焊件必須具有良好的可焊性、 焊件表面必須保持清潔、 要使用合適的助焊劑、 焊件要加熱到適當(dāng)?shù)臏囟取?合適的焊接時(shí)間。焊接時(shí)可以先焊管腳比較多的元件，如單片機(jī)的管腳座，然后再焊排阻的管腳，l

59、cd1602的管腳等，直至全部焊接完成。焊接完成后的電路板如圖6-1、6-2所示。</p><p>　　圖6-1 焊接好的PCB板</p><p>　　圖6-2 連接好器件的PCB板</p><p><b>　　6.2 電路調(diào)試</b></p><p>　　焊接完成后，仔細(xì)檢查PCB硬件電路板上是否有線(xiàn)路被腐蝕斷開(kāi)的情況

60、，若有及時(shí)用焊錫將其連接上，然后裝上所有的元器件，完整的電路板連接如圖6-6所示，此時(shí)就可以進(jìn)行硬件電路調(diào)試了。調(diào)試結(jié)果如圖6-7至6-12所示：、</p><p>　　圖6-6 電路板連接圖</p><p>　　利用RF-X1開(kāi)發(fā)板將編寫(xiě)好的程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。</p><p>　　連接好電源，按下復(fù)位鍵。1602液晶顯示屏的初始狀態(tài)如圖6-7。此時(shí)屏幕顯示的時(shí)間為

61、12:01:36，溫度傳感器處于關(guān)閉狀態(tài)，預(yù)設(shè)溫度為0℃，測(cè)得環(huán)境溫度為29℃</p><p>　　圖6-7 初始顯示器的界面</p><p>　　由于此時(shí)溫度傳感器的開(kāi)關(guān)沒(méi)有打開(kāi)，雖然設(shè)定溫度低于測(cè)得溫度，但控制電路的發(fā)光二級(jí)管也不發(fā)光。如圖6-8.</p><p>　　圖6-8 控制電路的狀態(tài)</p><p>　　打開(kāi)溫度傳感器按鍵，此

62、時(shí)發(fā)光二極管發(fā)光。如圖6-9。</p><p>　　圖6-9 控制電路的狀態(tài)</p><p>　　設(shè)置預(yù)定溫度為30℃，測(cè)得環(huán)境溫度為29℃如圖6-10.預(yù)定溫度高于測(cè)得溫度，控制電路不工作，發(fā)光二級(jí)管不發(fā)光如圖6-11.</p><p>　　圖6-10 設(shè)定預(yù)定溫度30℃，測(cè)得溫度為29℃</p><p>　　圖6-11 控制電路的狀態(tài)&l

63、t;/p><p>　　設(shè)定時(shí)間為16:00:48圖6-12.</p><p>　　圖6-12 設(shè)置時(shí)間為16點(diǎn) </p><p><b>　　6.3 調(diào)試結(jié)果</b></p><p>　　由圖6-7到6-12可見(jiàn)，電路調(diào)試結(jié)果與仿真結(jié)果相同，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的的控制效果，所以設(shè)計(jì)是令人滿(mǎn)意的。</p><p&g

64、t;<b>　　結(jié)論</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)幾周的努力，終于完成了基于單片機(jī)的智能溫度控制的設(shè)計(jì)，達(dá)到了基本的控制要求。設(shè)計(jì)可通過(guò)控制按鍵設(shè)定溫度控制電機(jī)的是否運(yùn)轉(zhuǎn)，還算比較滿(mǎn)意。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，讓我對(duì)數(shù)字溫度傳感器、單片機(jī)、液晶顯示器有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，并且基本上掌握了它們的工作原理，我學(xué)到了很多東西。</p><p>　　在這幾周的設(shè)計(jì)中，我付出了很多的努力

65、，也收獲了許多，雖然遇到了很多問(wèn)題，但在老師的悉心幫助下和同學(xué)的熱情幫助下都得到了很好的解決，在此真心的謝謝他們。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅鍛煉了我的思考能力，而且動(dòng)手能力也得到了很大的提升。但更重要的是把原來(lái)所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際的生活聯(lián)系在了一起，讓枯燥乏味的理論知識(shí)變的有趣，激發(fā)了我對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。當(dāng)然在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我也暴露了很多問(wèn)題和不足，如思考問(wèn)題欠全面等，我會(huì)認(rèn)真的面對(duì)這些問(wèn)題的，相信這會(huì)對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。</p>

66、<p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在論文完成之際，回顧大學(xué)的成長(zhǎng)道路，我在學(xué)業(yè)和生活上得到了眾多老師、同學(xué)和朋友們的熱心幫助和大力支持。在此，我要向你們表示我最誠(chéng)摯的謝意！</p><p>　　本論文是在王鋒老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在此我首先對(duì)刁老師表示誠(chéng)摯的謝意。 在我的整個(gè)學(xué)習(xí)階段，無(wú)論在專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)，還是在課題研究和論文撰寫(xiě)上，

67、老師都給予了極大的關(guān)心、指導(dǎo)和鼓勵(lì)。王老師求真務(wù)實(shí)的治學(xué)精神、淵博的知識(shí)、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、勇于開(kāi)拓的科學(xué)精神和平易近人的態(tài)度，是我終身難忘，并將深深影響我以后的工作和學(xué)習(xí)，再次感謝老師對(duì)我不倦的栽培。</p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，教研組的所有老師都給予我非常大的關(guān)心和指導(dǎo)，感謝你們。 </p><p>　　最后感謝所有對(duì)我有過(guò)幫助在我人生中知遇的許許多多匆匆過(guò)客，愿他們能心想

68、事成。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 沙占友．智能化集成溫度傳感器原理與應(yīng)用．機(jī)械工業(yè)出版社，2002.7</p><p>　　[2] 馬忠梅，籍順心，張凱等．單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)（第3版）.北京航天航空大學(xué)出版社，2004.3</p><p>　　[3] 趙亮，侯國(guó)

69、銳．單片機(jī)C語(yǔ)言編程與實(shí)例．人民郵電出版社， 2003.9 </p><p>　　[4] 付家才．單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2004.3.</p><p>　　[5] 劉湘濤．江世明．單片機(jī)原理與應(yīng)用[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2006.</p><p>　　[6] 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.<