基于51單片機(jī)的高精度恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p><b>　　課題名稱：</b></p><p>　　基于51單片機(jī)的高精度</p><p><b>　　恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　專 業(yè)（系 電氣工程系 </p

2、><p>　　班 級 智能電子102 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 </p><p>　　指 導(dǎo) 老 師 </p><p>　　日 期 </p><p><b>　　摘要<

3、;/b></p><p>　　溫度是工業(yè)生產(chǎn)過程和實(shí)驗(yàn)過程中比較重要的一個參數(shù)，精確的溫度是很重要的。目前溫度測量系統(tǒng)種類繁多，功能參差不齊。提出采用單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B20和單片機(jī)組成的新型高精度溫度測量儀的設(shè)計。介紹了溫度傳感器DS18B20的結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)和工作原理，數(shù)字溫度測量傳感器DS18B20是單一總線的高精度測量器件，設(shè)計了DS18B20和ST89C52單片機(jī)的溫度測量系統(tǒng)引薦電路和軟

4、件編程，主要包括溫度采集，溫度顯示及報警控制等功能，它克服了以前模擬式傳感器與微機(jī)接口時需要的A/D轉(zhuǎn)換器及其他復(fù)雜外圍電路的缺點(diǎn)。整個系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，測量精度高，傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，溫度讀取方便和造價低等一系列優(yōu)點(diǎn)，本文就是運(yùn)用單片機(jī)及其接口和集成單總線溫度傳感器DS18B20國建一個高精度溫度測量和顯示系統(tǒng)，并且通過開關(guān)進(jìn)行溫度上限的位置，設(shè)計的電路簡單，易于實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：單片機(jī)

5、；DS18B20；A/D轉(zhuǎn)換；溫度測量</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Temperature is the process of industrial production and experimental process is a relatively important parameters, precise tempe

6、rature is very important. The system for measuring the temperature variety, functional uneven. The single bus digital temperature sensor DS18B20 and single-chip microcomputer model of high precision temperature measuring

7、 instrument design. Introduces the temperature sensor DS18B20 structure, characteristic and working principle of digital temperature sensor DS18B20, is </p><p>　　Key words: single chip microcomputer; DS18B20

8、; A/D transform; temperature measurement</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　重溫度是工業(yè)生產(chǎn)過程和實(shí)驗(yàn)過程中比較重要的一個參數(shù)，精確的溫度是很要的。目前溫度測量系統(tǒng)種類繁多，功能參差不齊。</p><p>　　不論是在生活中還是在工業(yè)生產(chǎn)中，溫度的變化對生活、生產(chǎn)的某些細(xì)節(jié)都會

9、造成不同程度上的影響，所以適時的對溫度控制具有有重要的意義。過去多采用常規(guī)的模擬調(diào)節(jié)器對溫度進(jìn)行控制，具有純滯后、非線性等特點(diǎn)。導(dǎo)致傳統(tǒng)方式調(diào)節(jié)時間長，控制精度低。</p><p>　　溫度控制，在工業(yè)自動化控制中占有非常重要的地位。單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用給現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命，自動化、智能化均離不開單片機(jī)的應(yīng)用。將單片機(jī)控制方法運(yùn)用到溫度控制系統(tǒng)中，可以克服溫度控制系統(tǒng)中存在的嚴(yán)重滯后現(xiàn)象，同時

10、在提高采樣頻率的基礎(chǔ)上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。</p><p>　　現(xiàn)代自動化控制越來越朝著智能化發(fā)展，在很多自動控制系統(tǒng)中都用到了工控機(jī)，小型機(jī)、甚至是巨型機(jī)處理機(jī)等，當(dāng)然這些處理機(jī)油一個很大的特點(diǎn)，那就是很高的運(yùn)行速度，很大的內(nèi)存，大量的數(shù)據(jù)存儲器。單隨之而來的時巨額的成本。在很多的小型系統(tǒng)中，處理機(jī)的成本占系統(tǒng)成本的比例高達(dá)20%，二對于這些小型的系統(tǒng)來說，配置一個如此告訴的處理機(jī)沒有任何必要

11、，因?yàn)檫@些小系統(tǒng)最求經(jīng)濟(jì)效益，而不是嘴在乎系統(tǒng)的快速性。所以用成本低廉的單片機(jī)控制小型，而又不是很復(fù)雜，不需要大量復(fù)雜運(yùn)算運(yùn)算的系統(tǒng)中時非常適合的。將單片機(jī)控制方法運(yùn)用到溫度控制系統(tǒng)中，尅克服溫度控制系統(tǒng)中存在的嚴(yán)重滯后現(xiàn)象，同時在提高采樣頻率的基礎(chǔ)上可以很大程度提高控制效果和控制精度。隨著電子技術(shù)以及應(yīng)用需求的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，在高集成度，高精度，低功耗以及高性能方面取得了很大的進(jìn)展，伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)有了

12、更高的飛躍。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　引言3</b></p><p><b>　　第一章 緒論6</

13、b></p><p>　　1.1. 課題背景6</p><p>　　1.2. 設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計目的7</p><p>　　1．2.1 設(shè)計內(nèi)容：7</p><p>　　1．2.2 設(shè)計目的：7</p><p>　　1. 2.3 設(shè)計要求：7</p><p>　　第二章 傳感器調(diào)研

14、8</p><p>　　2. 1 AD590 - 主要特性9</p><p>　　2．2 DS1612簡介：10</p><p>　　2．3 DS18B20簡介：11</p><p>　　2．3.1 DS18B20的主要特性：11</p><p>　　2．3.2 DS18B20的工作時序12</p&g

15、t;<p>　　第三章 設(shè)計模塊器件比較、選型14</p><p>　　3．1 傳感器的選型：14</p><p>　　3. 2 單片機(jī)的選用15</p><p>　　第四章 設(shè)計方案17</p><p><b>　　總體設(shè)計框圖17</b></p><p>　　第五章

16、硬件設(shè)計18</p><p>　　5．1 18B20溫度采集模塊：18</p><p>　　5．2 顯示模塊：20</p><p>　　5．3 溫度控制模塊：21</p><p>　　5．4 晶振控制電路：22</p><p>　　5．5 復(fù)位電路：23</p><p>　　第六章

17、軟件設(shè)計24</p><p>　　6．1 系統(tǒng)程序流程圖24</p><p>　　6. 2 18B20測溫原理26</p><p><b>　　第七章 調(diào)試28</b></p><p>　　7．1 在實(shí)驗(yàn)板上調(diào)試電路28</p><p>　　7．2 電路板與器件的焊接及調(diào)試28<

18、;/p><p>　　7．3 調(diào)試反饋29</p><p><b>　　心得體會30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　致謝32</b></p><p><b>　　附錄33</b&

19、gt;</p><p><b>　　附圖1：程序33</b></p><p><b>　　附圖2：原理38</b></p><p>　　附圖3：PCB圖39</p><p>　　附圖4：元件清單40</p><p><b>　　第一章 緒論</b>

20、;</p><p><b>　　課題背景</b></p><p>　　現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息采集(即傳感器技術(shù))、信息傳輸(通信技術(shù))和信息處理(計算機(jī)技術(shù))。傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首。本課題采用溫度傳感器采集溫度，由單片機(jī)控制，在一定的算法基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)一定空間范圍內(nèi)溫度的

21、精密控制，從而實(shí)現(xiàn)一種高精度的溫控系統(tǒng)。通過此課題的設(shè)計，熟悉單片機(jī)C語言的應(yīng)用，掌握單片機(jī)控制的一般方法和處理問題的思路，特別是一些常用的技術(shù)手段，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，積累設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，開拓思維空間，全面提高個人的綜合能力。</p><p>　　隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，以及測溫儀器在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，智能化已是現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。特別是近年來，溫度控制系統(tǒng)已應(yīng)用到人們生活的各個方面，但溫度控制一直是一個

22、未開發(fā)的領(lǐng)域，卻又是與人們息息相關(guān)的一個實(shí)際問題。針對這種實(shí)際情況，設(shè)計一個溫度控制系統(tǒng)，具有廣泛的應(yīng)用前景與實(shí)際意義。</p><p>　　溫度是科學(xué)技術(shù)中最基本的物理量之一，物理、化學(xué)、生物等學(xué)科都離不開溫度。在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中，像電力、化工、石油、冶金、航空航天、機(jī)械制造、糧食存儲、酒類生產(chǎn)等領(lǐng)域內(nèi)，溫度常常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要的參數(shù)之一。比如，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范圍之內(nèi)；許多化學(xué)

23、反應(yīng)的工藝過程必須在適當(dāng)?shù)臏囟认虏拍苷＿M(jìn)行；煉油過程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進(jìn)行分餾才能得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品。沒有合適的溫度環(huán)境，許多電子設(shè)備就不能正常工作，糧倉的儲糧就會變質(zhì)霉?fàn)€，酒類的品質(zhì)就沒有保障。因此，各行各業(yè)對溫度控制的要求都越來越高?？梢?，溫度的測量和控制是非常重要的。</p><p>　　單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測和溫度控制。隨著溫

24、度控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的智能溫度控制器應(yīng)運(yùn)而生</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計目的</b></p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容：</b></p><p>　　本設(shè)計的內(nèi)容是溫度測試控制系統(tǒng)，控制對象是溫度。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

25、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)在很多場所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。針對此問題，本系統(tǒng)設(shè)計的目的是實(shí)現(xiàn)一種可連續(xù)高精度調(diào)溫的溫度控制系統(tǒng)，它應(yīng)用廣泛，功能強(qiáng)大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實(shí)用又廉價的控制系統(tǒng)。</p><p>　　利用單片機(jī)對被控對象進(jìn)行精確的溫度控制（控制精度±0.1），而且能把測量的溫度傳送到單片機(jī)上顯示，不僅能精確測量被測系統(tǒng)的溫度，而且能數(shù)字顯示

26、溫度大小，具有動態(tài)顯示、性能穩(wěn)定，控制精度高等特點(diǎn)</p><p><b>　　設(shè)計目的：</b></p><p>　　本設(shè)計的內(nèi)容是溫度測試控制系統(tǒng)，控制對象是溫度。溫度控制在日常生活及工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，你如溫室、水池、發(fā)酵缸、電源等場所的溫度控制。而以往溫度控制是由人工完成的而且不夠重視，其實(shí)在很多場所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。針對此問題，本系統(tǒng)設(shè)計的目的

27、是實(shí)現(xiàn)一種可連續(xù)高精度調(diào)溫的溫度控制系統(tǒng)，他應(yīng)用廣泛，功能強(qiáng)大，小巧應(yīng)用方便，是一款既實(shí)用又廉價的控制系統(tǒng)。</p><p>　　本設(shè)計是對溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測與控制，設(shè)計的溫度控制系統(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，系統(tǒng)自動啟動加熱繼電器加溫，使溫度上升，同時綠燈亮。當(dāng)溫度上升到下限溫度以上時，停止加溫；當(dāng)溫度高于設(shè)定上限溫度時，系統(tǒng)自動啟動風(fēng)扇降溫，使溫度下降，同時紅燈亮。當(dāng)溫度下降到上限溫度

28、以下時，停止降溫。溫度在上下限溫度之間時，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不執(zhí)行。數(shù)碼管即時顯示溫度，精確到小數(shù)點(diǎn)一位。</p><p><b>　　設(shè)計要求：</b></p><p><b>　　實(shí)時采集溫度</b></p><p>　　溫度控制范圍為48度；</p><p>　　可軟件設(shè)置控制溫度值，并顯示：</

29、p><p>　　數(shù)字顯示測量的實(shí)際溫度：</p><p>　　設(shè)置溫度控制值和檢測值之間的誤差在±0.5度：</p><p><b>　　第二章 傳感器調(diào)研</b></p><p>　　在本文中，要運(yùn)用到溫度傳感器，而且是高精度的、誤差只能在±0.1℃，所以在選用溫度傳感器中，要慎重的選擇能符合我們設(shè)計要

30、求的一款；下面介紹一下我們常見的集中溫度傳感器：</p><p><b>　　AD590簡介：</b></p><p>　　AD590是美國ANALOG DEVICES公司的單片集成兩端感溫電流源，其輸出電流與絕對溫度成比例。在4 V至30 V電源電壓范圍內(nèi)，該器件可充當(dāng)一個高阻抗、恒流調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)系數(shù)為1 &#181;A/K。片內(nèi)薄膜電阻經(jīng)過激光調(diào)整，可用于

31、校準(zhǔn)器件，使該器件在298.2K (25°C)時輸出298.2 &#181;A電流?！　D590適用于150°C以下、目前采用傳統(tǒng)電氣溫度傳感器的任何溫度檢測應(yīng)用。低成本的單芯片集成電路及無需支持電路的特點(diǎn)，使它成為許多溫度測量應(yīng)用的一種很有吸引力的備選方案。應(yīng)用AD590時，無需線性化電路、精密電壓放大器、電阻測量電路和冷結(jié)補(bǔ)償?！　〕郎囟葴y量外，還可用于分立器件的溫度補(bǔ)償或校正、與絕對溫度成比例的偏

32、置、流速測量、液位檢測以及風(fēng)速測定等。AD590可以裸片形式提供，適合受保護(hù)環(huán)境下的混合電路和快速溫度測量?！　D590特別適合遠(yuǎn)程檢測應(yīng)用。它提供高阻抗電流輸出，對長線路上的壓降不敏感。任何絕緣良好的雙絞線都適用，與接收電路的距離可達(dá)到數(shù)百英尺。這種輸出特性還便于AD590實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用：輸出電流可以通過一個CMOS多路復(fù)用器切換，或者電源電壓</p><p><b>　　AD590實(shí)物圖</

33、b></p><p>　　2.1 AD590 - 主要特性 </p><p>　　流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即：mA/K式中： —流過器件（AD590）的電流，單位為mA；T—熱力學(xué)溫度，單位為K。2、AD590的測溫范圍為-55℃～+150℃。3、AD590的電源電壓范圍為4V～30V。電源電壓可在4V~6V范圍變化，電流 變化1

34、mA，相當(dāng)于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。4、輸出電阻為710MW。5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差為±0.3℃。</p><p><b>　　DS1612簡介：</b></p><p>　　DS1612是美國達(dá)拉斯半導(dǎo)

35、體公司生產(chǎn)的CMOS數(shù)字式溫度傳感器。內(nèi)含兩個不發(fā)揮性存儲器，可以在存儲器中任意的設(shè)定上限和下限溫度值進(jìn)行恒溫器的溫度控制，由于這些存儲器具有不發(fā)揮性，因此一次定人后，即使不用CPU也仍然可以獨(dú)立使用。</p><p>　　它可測量的溫度范圍為-55℃~+125℃，在0℃~+70℃范圍內(nèi)，測量精度為±0.5℃，輸出的9為編碼直接與溫度相對應(yīng)。DS1612同外部電路的控制信號和數(shù)據(jù)的通信是通過雙向總線來實(shí)

36、現(xiàn)的，有CPU生成串行時鐘脈沖（SCL），SDA是雙向數(shù)據(jù)線。通過地址引腳A0、A1、A2將8個不同的地址分配給各器件。通過設(shè)定寄存器來設(shè)置工作方式，并對工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。被測的溫度數(shù)據(jù)被存儲在溫度傳感器寄存器中，高溫（TH）和低溫（TL）閾值寄存器存儲了恒溫器輸出（Tout）的閾值。</p><p><b>　　封裝引腳圖</b></p><p>　　DS1612內(nèi)

37、部方框圖</p><p>　　DS18B20簡介：</p><p>　　DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS1820之后最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度并且 可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。可以分別在93.75 ms和750 ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B

38、20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫,溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總 線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。</p><p>　　DS18B20的主要特性：</p><p>　　獨(dú)特的單線接口方式：DS18B20與微處理器連接時僅需要一條口線即 可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。

39、 （2）在使用中不需要任何外圍元件。 （3）可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍： 3.0" 5.5 V。 </p><p&g

40、t;　　測溫范圍：-55 ~ 125 ℃。固有測溫分辨率為0.5 ℃。 </p><p>　　通過編程可實(shí)現(xiàn)9"12位的數(shù)字讀數(shù)方式。</p><p>　　用戶可自設(shè)定非易失性的報警上下限值。 </p><p>　　支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫。

41、 </p><p>　　負(fù)壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 </p><p>　　DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　DS18B20的工作時序</p>&

42、lt;p>　　DS18B20的工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序。</p><p>　　初始化：單片機(jī)將數(shù)據(jù)線的電平拉低480~960us后釋放，等待15~60us, 單總線器件即可輸出一持續(xù)60~240us的低電平(存在脈沖)單片機(jī)收到此應(yīng)答后即可進(jìn)行操作。</p><p>　　寫時序：當(dāng)主機(jī)將數(shù)據(jù)線的電平從高拉到低時，形成寫時序，有“0”和寫“1”兩種時序。寫時序開始后，DS

43、18B20在15us~60us期間從數(shù)據(jù)線上采樣。如果采樣到低電平，則向DS18B20寫“0”；如果采樣到高電平，則向DS18B20寫“1”。兩個獨(dú)立的時序間至少需要1us的恢復(fù)時間(拉高總線電平)。</p><p>　　讀時序：當(dāng)主機(jī)從DS18b20讀取數(shù)時，產(chǎn)生時序。此時，主機(jī)將數(shù)據(jù)線的電平從高拉到低使讀時序被初始化。如果此后15us內(nèi)，主機(jī)總線上采樣到低電平，則DS18B20讀“0”；如果此后15us內(nèi)，主

44、機(jī)在總線上采樣到高電平，則DS18B20讀“1”。</p><p>　　第三章 設(shè)計模塊器件比較、選型</p><p>　　根據(jù)上面幾種傳感器的介紹中，我們可以選出我們設(shè)計中要用到的溫度傳感器，下面我們從以下幾點(diǎn)來選擇傳感器類型：</p><p><b>　　傳感器的選型</b></p><p>　　AD590共有I、J

45、、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55℃～+150℃　　　范圍內(nèi)，非線性誤差為±0.3℃。</p><p>　　DS1612它可測量的溫度范圍為在0℃~+70℃范圍內(nèi)，測量精度為±0.5℃</p><p>　　DS18B20測量溫度范圍為-55 ° C至+125 ℃，精度可達(dá)±0.5攝氏度。</p><p><b&

46、gt;　　運(yùn)用的簡易程度：</b></p><p>　　AD590特別適合遠(yuǎn)程檢測應(yīng)用, AD590輸出電流223μA電路中串接采樣電阻R時，R兩端的電壓可作為喻出電壓。注意R的阻值不能取得太大，以保證AD590兩端電壓不低于3V。AD590輸出電流信號傳輸距離可達(dá)到1km以上。</p><p>　　DS1612：在芯片上分別設(shè)置了一個振蕩頻率溫度系數(shù)較大的振蕩器（OSC1）和

47、一個溫度系數(shù)較小的振蕩器（OSC2）。在溫度較低時，由于OSC2的開門時間較短，因此溫度測量計數(shù)器計數(shù)值（n）較?。欢?dāng)溫度較高時，由于OSC2的開門時間較長，其計數(shù)值（m）增大。</p><p>　　DS18B20采用一線通信接口。因?yàn)橐痪€通信接口，必須在先完成ROM設(shè)定，否則記憶和控制功能將無法使用。描述該DS18B20的數(shù)字溫度計提供9至12位（可編程設(shè)備溫度讀數(shù)。信息被發(fā)送到/從DS18B20 通過1線接

48、口，所以中央微處理器與DS18B20只有一個一條口線連接。為讀寫以及溫度轉(zhuǎn)換可以從數(shù)據(jù)線本身獲得能量，不需要外接電源。 因?yàn)槊恳粋€DS18B20的包含一個獨(dú)特的序號，多個ds18b20s可以同時存在于一條總線。</p><p><b>　　價格比較：</b></p><p>　　AD590單價：¥19</p><p>　　DS1612

49、單價：¥6.5</p><p>　　DS18B20單價：¥4.19</p><p>　　從上面一系列的比較重，我最后選擇了DS18B20溫度傳感器，雖然它的精度沒有AD590的高，但是在測量上它運(yùn)用起來更加的方便，不需要放大電路和A/換，而且非常的便宜。</p><p>　　3. 2 單片機(jī)的選用</p><p>　　針

50、對一定的用途，恰當(dāng)?shù)倪x擇所使用的單片機(jī)是十分重要。對于明確的應(yīng)用對象，選擇功能過少的單片機(jī)，無法完成控制任務(wù)；選擇功能國強(qiáng)的單片機(jī)，則會造成資源浪費(fèi)，使產(chǎn)品的性能價格比下降。目前，市面上的單片機(jī)不僅種類繁多，而且在性能方面也各有不同。在實(shí)際應(yīng)用中，針對不同的需求選擇合適的單片機(jī)，選擇單片機(jī)時要注意下幾點(diǎn)：</p><p>　　單片機(jī)的基本性能參數(shù)，例如指令執(zhí)行速度，程序存儲器容量，中斷能力及I/O口引腳數(shù)量等；&

51、lt;/p><p>　　單片機(jī)的增強(qiáng)功能，例如看門狗，雙串口，RTC(實(shí)時時鐘)，EEPROM，CAN接口等；</p><p>　　單片機(jī)的存儲介質(zhì)，對于程序存儲器來說，F(xiàn)lash存儲器和OTP(一次性可編程)存儲器相比較，最好是選擇Flash存儲器；</p><p>　　芯片的封裝形式，如DIP封裝，PLCC封裝機(jī)表面貼裝封裝等。選擇DIP封裝在搭建實(shí)驗(yàn)電路時會更加方

52、便一些；</p><p>　　芯片工作溫度范圍符合工業(yè)級、軍品級還是商業(yè)級，如果涉及戶外產(chǎn)品，必須選用工業(yè)級芯片；</p><p>　　單片機(jī)的工作電壓范圍，例如設(shè)計電視機(jī)遙控器時，使用2節(jié)干電池供電，至少選擇的單片機(jī)能夠在1.8V~3.6V電壓范圍內(nèi)工作；</p><p>　　單片機(jī)的抗干擾性能好；</p><p>　　編程器以及仿真器的價

53、格，單片機(jī)開發(fā)是否支持高級語言以及編程環(huán)境要好用易學(xué)；</p><p>　　供貨渠道是否暢通，價格是否低廉，是否具有良好的技術(shù)服務(wù)支持。根據(jù)上面所述的原則，結(jié)合本系統(tǒng)實(shí)際情況綜合考慮，本文的溫度控制系統(tǒng)選用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C52單片機(jī)作為主控模塊的核心芯片。</p><p><b>　　單片機(jī)選型</b></p><p>　　本系統(tǒng)

54、選用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89溪流單片機(jī)中的AT89C52，AT89C52單片機(jī)是一種新型的低功耗、高性能的8位CMOS微控制器，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令溪流和引腳完全兼容。具有超強(qiáng)的三級加密功能，其片內(nèi)閃電存儲器（Flash Memory）的編程與檫除完全用電實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)不易揮發(fā)，編程/檫除速度快。</p><p><b>　　設(shè)計方案</b></p><p>　

55、　主控模塊電路由ST89C52單片機(jī)、溫度采集、數(shù)碼管顯示、溫度控制、外部時鐘電路、復(fù)位電路、PL2303下載。</p><p>　　4.1 總體設(shè)計方案</p><p><b>　　4.1.1 方案一</b></p><p>　　測溫電路的設(shè)計，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換

56、后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設(shè)計需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。</p><p><b>　　4.1.2 方案二</b></p><p>　　考慮使用溫度傳感器，結(jié)合單片機(jī)電路設(shè)計，采用一只DS18B20溫度傳感器，直接讀取被測溫度值，之后進(jìn)行轉(zhuǎn)換，依次完成設(shè)計要求。</p><p>

57、　　比較以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，軟件設(shè)計容易實(shí)現(xiàn)，故實(shí)際設(shè)計中擬采用方案二。</p><p>　　在本系統(tǒng)的電路設(shè)計方框圖如圖1.1所示，它由三部分組成:①控制部分主芯片采用單片機(jī)AT89S52；②顯示部分采用4位LED數(shù)碼管以動態(tài)掃描方式實(shí)現(xiàn)溫度顯示；③溫度采集部分采用DS18B20溫度傳感器。</p><p>　　首先由溫度傳感器DS18B20采集溫度數(shù)據(jù)，

58、經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入ST89C52單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理，并三位數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度，同時與鍵盤輸入的設(shè)定溫度值（上限與下限）進(jìn)行比較，由單片機(jī)控制是否發(fā)出控制信號，控制繼電器（加熱或降溫）工作，從而實(shí)現(xiàn)恒溫控制。在整個過程中，溫度始終都能得以顯示。設(shè)定溫度過程中顯示設(shè)定溫度值，以便于操作：設(shè)定完畢后，改為顯示當(dāng)前測試溫度值：</p><p>　　本系統(tǒng)的電路設(shè)計方框圖，它主要由五部分組成；</p><

59、;p>　　主控制部分主芯片采用單片機(jī)ST89C52（包括時鐘和復(fù)位電路）；</p><p>　　顯示部分采用3為LED數(shù)碼管以動態(tài)掃描方式實(shí)現(xiàn)溫度顯示；</p><p>　　溫度采集部分采用DS18B20溫度傳感器；</p><p>　　按鍵輸入部分主要功能是實(shí)現(xiàn)設(shè)定溫度值的輸入；</p><p>　　控制電路實(shí)現(xiàn)對繼電器的控制；<

60、;/p><p><b>　　總體設(shè)計框圖</b></p><p><b>　　硬件設(shè)計</b></p><p>　　系統(tǒng)的硬件設(shè)計部分主要由以下幾部分組成：　?。?）單片機(jī)最小系統(tǒng)：采用ST89C52 單片機(jī)；　?。?）溫度采集模塊：采用DS18B20 溫度傳感器；　?。?）溫度顯示模塊：采用4 位一體共陽數(shù)碼管顯示；　

61、</p><p>　　18B20溫度采集模塊：</p><p>　　DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度。這一部分主要完成對溫度信號的采集和轉(zhuǎn)換工作，由DS18B20數(shù)字溫度傳感器及其與單片機(jī)的接口部分組成。數(shù)字溫度傳感器DS18B20把采集到溫度通過數(shù)據(jù)引腳傳到單片機(jī)的P1.0口，單片

62、機(jī)接受并儲存。此部分只用到DS18B20和單片機(jī)，硬件很簡單。</p><p>　　DS18B20通?？梢圆捎脙煞N方式供電，一種是寄生電源供電方式，另一種是采用外部電源供電方式，此時DS18B20的1引腳接地，2引腳作為信號線，3引腳接電源。本設(shè)計采用外部電源供電方式，外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。</p&

63、gt;<p>　　DS18B20與單片機(jī)的接口電路</p><p>　　DS18B20的工作原理：</p><p>　　DS18B20工作時序根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：1.每一次讀寫之前都必須要對DS18B20進(jìn)行復(fù)位；2.復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令；3.最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位

64、要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待15～60微秒左右后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，CPU主收到此信號表示復(fù)位成功。其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序，</p><p><b>　　初始化時序：</b></p><p>　　總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，主機(jī)響應(yīng)應(yīng)答脈沖。應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道，總線上有從機(jī)設(shè)備，

65、且準(zhǔn)備就緒。主機(jī)輸出低電平，保持低電平時間至少480us，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖。接著主機(jī)釋放總線，4.7KΩ上拉電阻將總線拉高，延時15～60us，并進(jìn)入接受模式，以產(chǎn)生低電平應(yīng)答脈沖，若為低電平，再延時480us。</p><p><b>　　寫時序：</b></p><p>　　寫時序包括寫0時序和寫1時序。所有寫時序至少需要60us，且在2次獨(dú)立的寫時序之間至少需要1

66、us的恢復(fù)時間，都是以總線拉低開始。寫1時序，主機(jī)輸出低電平，延時2us，然后釋放總線，延時60us。寫0時序，主機(jī)輸出低電平，延時60us，然后釋放總線，延時2us。</p><p><b>　　讀時序：</b></p><p>　　總線器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時序是，才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便從機(jī)能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有讀時序至少

67、需要60us，且在2次獨(dú)立的讀時序之間至少需要1us的恢復(fù)時間。每個讀時序都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線1us。主機(jī)在讀時序期間必須釋放總線，并且在時序起始后的15us之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。主機(jī)輸出低電平延時2us，然后主機(jī)轉(zhuǎn)入輸入模式延時12us，然后讀取總線當(dāng)前電平，然后延時50us。</p><p><b>　　顯示模塊：</b></p><p>　　數(shù)碼管顯示模塊，利

68、用四位一體共陽數(shù)碼管，用來顯示18B20采集來的溫度，經(jīng)傳輸后發(fā)送到數(shù)碼管上進(jìn)行顯示，而數(shù)碼管利用PNP型三極管驅(qū)動。</p><p>　　顯示電路采用四位一體共陽LED數(shù)碼管，從P0口掃描。AT89C52單片機(jī)的P0口和P2口分別分配給顯示模塊數(shù)碼管的段選和位選。DS18B20數(shù)字溫度傳感器及其與單片機(jī)的接口部分組成。數(shù)字溫度傳感器DS18B20把采集到的溫度通過數(shù)據(jù)引腳傳到單片機(jī)的P1.0口，單片機(jī)接受溫度并

69、存儲。此部分只用到DS18B20和單片機(jī)，硬件很簡單</p><p>　　常用的數(shù)碼管顯示器為8段，每一段對應(yīng)一個發(fā)光二極管，分為共陽和共陰兩種。共陰極LED顯示的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地。當(dāng)發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。同樣，共陽極LED的發(fā)光二極管的樣機(jī)連接在一起，通常此公共陽極接高電平，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。

70、</p><p>　　LED顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式。本設(shè)計考慮實(shí)際應(yīng)用情況，采用動態(tài)顯示方式。選用了4位一體共陽數(shù)碼管，這種顯示器有12個引腳，其8個為段選的引腳。4個是位選的引腳。若只讓一位選通，而其他位選處于關(guān)閉狀態(tài)，同時在段選引腳上輸出相應(yīng)信號，就能在一個時刻內(nèi)，顯示出要求在選通位顯示的字符。同樣，不同時刻選通不同的位選引腳，傳送需要顯示的字符的段碼，只要選通頻率快，就能利用LED顯示的余暉

71、和人眼睛的“視覺暫留”作用，造成“多位同時亮”的假象，達(dá)到同時顯示的效果。</p><p><b>　　溫度控制模塊：</b></p><p>　　本設(shè)計是通過控制燈泡的亮滅來調(diào)節(jié)溫度的，所以采用對繼電器的控制來控制燈泡的亮滅，從而實(shí)現(xiàn)對溫度的調(diào)節(jié)，繼電器用PNP型三極管驅(qū)動。</p><p>　　繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱

72、輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。</p><p>　　電磁繼電器一般由 電磁鐵,銜鐵,彈簧片,觸點(diǎn) 等組成的，其工作電路由低壓控制電路和高壓工作電路兩部分構(gòu)成。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的

73、拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。給繼電器低電平，三極管導(dǎo)通，電磁鐵觸頭放下來開始工作，在繼電器兩端

74、跨接電容，防止因繼電器觸點(diǎn)跳動產(chǎn)生很大的反向感應(yīng)電動勢擊穿驅(qū)動電路，造成整個應(yīng)用系統(tǒng)的損壞。發(fā)光二極管為工作顯示。</p><p><b>　　晶振控制電路：</b></p><p>　　單片機(jī)工作的時間基準(zhǔn)是由時鐘電路提供的，單片機(jī)的內(nèi)部時鐘電路如圖所示：</p><p>　　電路中的器件選擇可以通過計算和實(shí)驗(yàn)確定，也可以參考一些典型電路參數(shù)

75、。電路中，電容器C101和C102對震蕩頻率有微調(diào)作用，幫組震蕩器起振，通常的取值范圍30±10PF；石英晶體選擇6MHZ或12MHZ都可以。其結(jié)果只是機(jī)器周期不同，從而影響計數(shù)器的計算初值。</p><p><b>　　復(fù)位電路：</b></p><p>　　單片機(jī)的RST引腳為主機(jī)提供一個外部復(fù)位信號輸出端口。復(fù)位信號時高電平有效，高電平有效持續(xù)時間應(yīng)為

76、2個機(jī)器周期以上。</p><p><b>　　軟件設(shè)計</b></p><p>　　一個應(yīng)用系統(tǒng)要完成各項(xiàng)功能，首先必須有較完善的硬件作保證，同時還必須得到相應(yīng)設(shè)計合理的軟件的支持，尤其是微機(jī)應(yīng)用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完成的工作，都可通過軟件編程而代替。甚至有些必須采用很復(fù)雜的硬件電路才能完成的工作，用軟件編程有事會變得很簡單，如數(shù)字濾波，信號處理等。因此充分利

77、用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與C52系列單片機(jī)相應(yīng)的51匯編語言和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法進(jìn)行軟件編程。</p><p>　　MCS--51指令系統(tǒng)的指令長度較短，它在存儲空間和執(zhí)行空間方面具有較高的效率，編程的程序占用內(nèi)存單元少，執(zhí)行也非常的快捷，與本系統(tǒng)的應(yīng)用要求很合適。而且MCS--51指令系統(tǒng)有豐富的位操作（或稱位處理）指令，可以形成一個相當(dāng)完整的位操作指令子集，這是MCS--51指令系統(tǒng)主要的優(yōu)點(diǎn)之

78、一。對于要求反應(yīng)靈敏與控制及時的工控，檢測等實(shí)時控制系統(tǒng)以及要求體積小、系統(tǒng)小的許多“電腦化”產(chǎn)品，可以充分體現(xiàn)出匯編語言簡明、整齊、執(zhí)行時間短和易于使用的特點(diǎn)。</p><p>　　本系統(tǒng)采用 AT89S52 作為核心處理器件，把經(jīng)過DS18B20 現(xiàn)場實(shí)時采集到的溫度數(shù)據(jù)，存入AT89S52 的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，并送四位一體 數(shù)碼管顯示，并與溫度的設(shè)定值進(jìn)行比較，然后由單片機(jī)輸出控制信號去控制外部設(shè)備。當(dāng)采集到

79、的溫度值與溫度的設(shè)置值進(jìn)行比較后，若發(fā)現(xiàn)當(dāng)前溫度值越限，則停止加熱。當(dāng)溫度低于下限溫度時，則繼續(xù)加熱。與硬件電路相關(guān)聯(lián)，本溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要分為以下幾個部分：主程序，溫度上下限值設(shè)定子程序、溫度讀取子程序、溫度顯示子程序、串口通信子程序、輸出控制子程序等。其中溫度上下限值設(shè)定子程序完成對溫度范圍值的設(shè)定及數(shù)據(jù)保存；溫度讀取子程序完成對溫度傳感器數(shù)據(jù)的讀取，并通過溫度顯示子程序顯示溫度值；串口通信子程序?qū)⒉杉降臏囟葦?shù)據(jù)傳送到PC

80、 機(jī)，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；輸出控制子程序根據(jù)采集到的溫度數(shù)據(jù)完成對外部設(shè)備的控制</p><p><b>　　系統(tǒng)程序流程圖</b></p><p>　　系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，復(fù)位應(yīng)答子程序，寫入子程序等。</p><p>　　主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時顯示，讀出并處理DS18B20測量的當(dāng)前溫度值，溫度測量每1s進(jìn)行一次。

81、這樣可以再一秒之內(nèi)測量一次唄測量溫度，其程序流程圖如圖所示。通過調(diào)用讀溫度子程序把存入內(nèi)存儲中的整數(shù)部分與小數(shù)部分分開存放在不同的兩個單元中，然后通過調(diào)用顯示子陳谷顯示出來。</p><p><b>　　主程序流程圖</b></p><p><b>　　讀出溫度子程序圖</b></p><p>　　6.2 DS18B20測

82、溫原理</p><p>　　DS18B20的測溫原理每一片DSl8B20在其ROM中都存有其唯一的48位序列號，在出廠前已寫入片內(nèi)ROM中。主機(jī)在進(jìn)入操作程序前必須用讀ROM(33H)命令將該DSl8B20的序列號讀出。程序可以先跳過ROM，啟動所有DSl8B20進(jìn)行溫度變換，之后通過匹配ROM，再逐一地讀回每個DSl8B20的溫度數(shù)據(jù)。</p><p>　　DS18B20的測溫原理如圖所

83、示，低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入，還隱含著計數(shù)門，當(dāng)計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進(jìn)行計數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將48℃所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在48℃所對

84、應(yīng)的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)減法計數(shù)器1的預(yù)置值減到0時溫度寄存器的值將加1，減法計數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，減法計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖2.3中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至

85、溫度寄存器值達(dá)到被測溫度值.</p><p><b>　　測溫原理內(nèi)部裝置</b></p><p>　　DS18B20測溫流程</p><p>　　按照此步驟，程序設(shè)計時首先就要執(zhí)行初始化程序INI10，其次要將跳過ROM匹配命令（代碼為CCH）寫入到DS18B20中，此時需根據(jù)數(shù)字溫度傳感器寫時序編寫對DS18B20一個寫入字節(jié)程序，需要將啟

86、動轉(zhuǎn)換命令寫入DS18B20中。用延時750ms等待轉(zhuǎn)換完成。隨后再按照初始化時序執(zhí)行初始化程序INI10，用寫入一個字節(jié)程序?qū)⑵ヅ銻OM命令（代碼為55H）寫入到DS18B20中國。寫入完成讀便箋式存儲器操作，需要先結(jié)合數(shù)字溫度傳感器寫時序?qū)⒆x便箋式存儲器命令（代碼為BEI）寫入到DS18B20中，再用溫度傳感器讀時序編寫的讀一個字節(jié)程序READ，連續(xù)讀取DS18B20便箋式存儲器中9個字節(jié)的內(nèi)容，由此可見，要想實(shí)現(xiàn)溫度正確采集，需要

87、結(jié)合上述所介紹的初始化時序，溫度傳感器寫時序和溫度傳感器讀時序，才可以講所需的命令寫入與讀出，完成溫度的正確讀取。</p><p>　　DS18B20工作時寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。它的內(nèi)部字節(jié)定義如下表：</p><p><b>　　配置寄存器字節(jié)定義</b></p><p>　　其中，低5位一直為“1”，TM是工作模式位，用

88、于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式。DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用戶可根據(jù)需求通過對DS18B20的結(jié)構(gòu)寄存器R1、R0賦予不同的值來設(shè)定測量值溫度的分辨率。</p><p><b>　　第七章 調(diào)試</b></p><p><b>　　在實(shí)驗(yàn)板上調(diào)試電路</b></p><p><b>　　調(diào)

89、試步驟：</b></p><p>　　將電路原理圖在實(shí)驗(yàn)板上連接好；</p><p>　　參照電路原理圖檢查實(shí)驗(yàn)板上的電路連接無誤后，給電路供上+5V電源；</p><p>　　入供電后沒有達(dá)到預(yù)期效果，檢查各點(diǎn)電壓電流，找出失敗原因，可以更換元器件及其連接；</p><p>　　不斷重復(fù)尚需步驟，知道得出結(jié)果。</p>

90、;<p>　　電路板與器件的焊接及調(diào)試</p><p>　　焊接及調(diào)試步驟如下：</p><p>　　檢查是否所有的焊孔都已打通；</p><p>　　參照電路原理圖，將所有元器件引腳準(zhǔn)確無誤地插到對應(yīng)的焊孔內(nèi)；</p><p><b>　　正確焊接元器件；</b></p><p>

91、　　給電路板通上電源，看是否能得到正常結(jié)果；</p><p>　　如果不能得到正常結(jié)果，則對電路板焊接和連接再次進(jìn)行檢測，然后通電檢測各點(diǎn)電壓電流；</p><p>　　不斷對電路板進(jìn)行檢測，直至得出結(jié)果。</p><p>　　軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序錯誤，同時也能發(fā)現(xiàn)硬件故障。程序調(diào)試時一個模塊一個模塊的進(jìn)行的，首先單獨(dú)調(diào)試各功

92、能子程序，檢查程序是否能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能，接口的控制是否正常等；最后逐步將各子程序連續(xù)起來總調(diào)。聯(lián)調(diào)需要注意的時，各程序模塊間是否能正確傳遞參數(shù)，特別要注意各子程序的現(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù)。</p><p>　　主程序的鬧歸鬧是：啟動DS18B20測量溫度，將測量值與給定值進(jìn)行比較，若測得溫度小于設(shè)定值，則進(jìn)入加熱階段，置P1.1為低電平，這器件繼續(xù)對溫度進(jìn)行監(jiān)測，知道溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，置P1.1為高電平斷開可控硅，關(guān)閉

93、加熱器，等待下一次的啟動命令。當(dāng)測得溫度大雨設(shè)定值，則進(jìn)入降溫階段，則置P1.2為低電平，這器件繼續(xù)對溫度進(jìn)行監(jiān)測，知道溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，置P1.2為高電平斷開，關(guān)閉加熱器，等待下一次的啟動命令。</p><p><b>　　故障處理：</b></p><p>　　第一次接電調(diào)試，設(shè)置溫度上限為48.1攝氏度，溫度下限位47.9攝氏度。加熱后，溫度有事超過48.1攝氏

94、度確不報警，后經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)時溫度傳感器的精度原來的問題，為了能夠達(dá)到預(yù)想的效果，我們只好把設(shè)定的溫度上限與下限值要進(jìn)行改變。因?yàn)闇囟葌鞲衅鞯木仁窃?#177;0.5，所以上限與下限的溫度分別改為48.5和47.5。這樣便排除了這個異常。</p><p>　　再經(jīng)實(shí)際接電調(diào)試，一切運(yùn)行正常。加熱到大于48.5攝氏度時，繼電器自動斷開，停止加熱；當(dāng)小于47.5時，繼電器又自動的閉合，開始加熱。</p>

95、<p><b>　　調(diào)試反饋</b></p><p>　　仔細(xì)檢查焊接元器件均已正確后，連接ISP準(zhǔn)備下載程序，卻無法檢索到單片機(jī)芯片，后經(jīng)檢查和考證，發(fā)現(xiàn)應(yīng)將AT89C52 ISP下載接口引腳2接地，引腳4接VCC。在板上做出相應(yīng)修改，再次通電，連接正常。</p><p>　　實(shí)際接電調(diào)試，當(dāng)溫度高于設(shè)定上限溫度時，顯示燈發(fā)光二極管僅有微弱的光；當(dāng)溫度

96、低于設(shè)定下限溫度時，顯示燈發(fā)光二極管無法點(diǎn)亮。推測發(fā)光二極管損壞，單獨(dú)檢測和更換后，問題依然存在，否定了此推測。后改用數(shù)字萬用表排查，發(fā)現(xiàn)二極管兩端均有確切電壓，懷疑此電壓無語驅(qū)動發(fā)光二極管，于是嘗試減少限流電阻，將4.7K換位1K電阻，系統(tǒng)通電再次運(yùn)行，發(fā)光管在相應(yīng)時段成功亮滅，系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)，排除異常。</p><p>　　性能測試可用制作溫度計和已用的成品溫度計同時測量比較，由于DS18B20的靈敏度很高，所

97、以誤差指標(biāo)可以限制在±0.5℃以內(nèi)。與普通水銀環(huán)境溫度計作若干次溫度測量對比，在室溫環(huán)境下，求取個測量溫差精度平均值，大約在0.3攝氏度以內(nèi)，符合DS18B20溫度傳感器測量精度。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　該溫度控制系統(tǒng)在altiun desig 上仿真成功后，進(jìn)行了電路實(shí)物的制作，并成功完成了整機(jī)的調(diào)試，因此可證明本

98、設(shè)計具有可行性。若將此設(shè)計適當(dāng)加以適當(dāng)擴(kuò)展，可以組成功能更加強(qiáng)大的溫度控制系統(tǒng)，形成多點(diǎn)溫度遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，真正做到服務(wù)于生產(chǎn)和生活的目的。</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　經(jīng)過幾個多月的努力，在老師的耐心指導(dǎo)下，從設(shè)計、論證、修改到編程、調(diào)試，我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。使我無論在理論基礎(chǔ)知識還是在實(shí)際的操作能力上都有了較大的提高。論文的

99、完成使我體會到了成功的喜悅，也懂得了一分耕耘一分收獲的道理。</p><p>　　這段時間，我學(xué)習(xí)了altiun desig,使我又學(xué)習(xí)了一個新的軟件，有了更多的知識了解，現(xiàn)在我已經(jīng)熟練掌握了用這個軟件繪圖，布線，制作元件封裝，印制電路板等。我還看了郭天祥的單片機(jī)教學(xué)視頻，對用C語言編程有了更深刻的認(rèn)識和理解。</p><p>　　在學(xué)習(xí)的過程中，我也曾遇到過很多難題，但都經(jīng)過我的不斷努

100、力克服掉了。在基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段，我從基礎(chǔ)開始學(xué)習(xí)，把以前學(xué)習(xí)的模電、數(shù)電、單片機(jī)、等課程從新復(fù)習(xí)了一遍。這段時間讓我認(rèn)識到了團(tuán)隊(duì)合作，自主學(xué)習(xí)，實(shí)踐創(chuàng)新，吃苦耐勞的的重要性。我會不斷的努力學(xué)習(xí)，提高自己</p><p>　　通過這次設(shè)計，將我所學(xué)過的課程聯(lián)系到一起，使我對所學(xué)課程有了更深的體會，對所學(xué)的知識進(jìn)一步鞏固，對應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)有了更深刻的認(rèn)識。在設(shè)計中所有用到的理論，使我對它們的使用更加熟練，而且發(fā)現(xiàn)其中強(qiáng)

101、大的功能，從中又學(xué)到了很多知識。</p><p>　　最后，由于本人水平有限，設(shè)計中存在不足，錯誤之處，請各位老師多多批評指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]．李朝青,單片機(jī)原理及接口技術(shù)(簡明修訂版)［M］.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1998</p><p>　　[2]．

102、李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1994</p><p>　　[3]．金偉正.單線數(shù)字溫度傳感器的原理與應(yīng)用[J].電子技術(shù)與應(yīng)用，2000</p><p>　　[4]．李鋼.1-Wire總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20原理及應(yīng)用.現(xiàn)代電子技術(shù)[J],2005</p><p>　　[5]StevenF.Barrett,DanielJ.Pack

103、.EmbeddedSystem[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[6].陳躍東.DS18B20集成溫度傳感器原理與應(yīng)用[J].安徽機(jī)電學(xué)報,2002</p><p>　　[7].閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）[M].北京：高等教育出版社，1989</p><p>　　[8].吳為民，王仁麗溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展概括[J],工業(yè)爐,2002年，

104、24（2）18-20</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在論文即將完成之際，我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的導(dǎo)師魏麗君老師表示衷心的感謝并致以崇高的敬意! 在論文工作中，一直得到魏老師的悉心指導(dǎo)。魏老師以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)和他敏捷的思維、飽滿的工作熱情以及對我的耐心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求給我留下了深刻的印象，使我在理論和實(shí)際應(yīng)

105、用兩方面的能力都得到了很大的提高，使我受益匪淺。魏老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、待人誠懇，他高屋建瓴的學(xué)術(shù)眼光、對事業(yè)孜孜不倦地追求和勤奮不輟的精神將使我終生受益，是我終生學(xué)習(xí)的榜樣，在此向恩師致以最誠摯的謝意。</p><p>　　我還要感謝我的同學(xué)們，他們在畢業(yè)設(shè)計期間給我了莫大的支持與幫助，為我提供了一個良好的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境，并且對于我提出的任何難題都給予熱心、耐心的解答，使我受益頗深。</p><p&

106、gt;　　感謝應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的全體老師對我的諄諄教導(dǎo)，你們的教誨將使我受益終生。</p><p>　　感謝全體同學(xué)，你們的關(guān)心和友愛使我很感動！</p><p>　　感謝我的父母對我的養(yǎng)育之恩!</p><p>　　感謝所有幫助過我的人們!</p><p>　　最后，再次感謝魏麗君老師對我的鼓勵、支持與關(guān)懷，這些我將永生難忘！</p&

107、gt;<p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　附圖1：程序</b></p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　typedef unsigned char UINT8;</p><p>　　typedef unsig

108、ned int UINT16;</p><p>　　extern UINT16 read_temp(void);</p><p>　　sbit scr=P3^4;</p><p>　　sbit spk=P3^5;</p><p>　　sbit LED=P1^4;</p><p>　　code UINT8 SEGME

109、NT[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};</p><p>　　code UINT8 SELECT[8]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; </p><p>　　void Delay(UINT16 t)</p><p><b>　

110、　{</b></p><p>　　UINT16 i,j;</p><p>　　for(i=0;i<t;i++)</p><p>　　for(j=0;j<114;j++);</p><p><b>　　} </b></p><p>　　void Display1(UINT

111、16 temp) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　static UINT8 num=0;</p><p><b>　　P2=0xff;</b></p><p>　　switch(num)</p><p><

112、;b>　　{</b></p><p><b>　　case 0:</b></p><p>　　P0=SEGMENT[temp/1000];</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 1:</b></p>