畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于單片機(jī)的智能恒溫箱的設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于單片機(jī)的智能恒溫箱的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及科研實(shí)驗(yàn)的許多場合，需要及時(shí)準(zhǔn)確地獲取溫度信息，并完成對(duì)溫度的預(yù)期控制。單片機(jī)在檢測(cè)和控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，溫度則是系統(tǒng)需要測(cè)量、控制和保持的一個(gè)量。因此，對(duì)溫度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究一直備受廣大科研工

2、作者的重視。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，是以ATMEL公司推出的功能較強(qiáng)的8位80C51單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)具有溫度設(shè)定靈活、數(shù)字顯示及語音報(bào)警等功能的糧庫溫度控制器，經(jīng)改造可用于其它量的控制。</p><p>　　文章從硬件和軟件兩方面介紹了80C51單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)硬件原理圖和程序圖作了簡潔的描述。此次設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)主要是由中央控制器、溫度檢測(cè)器、

3、顯示器等模塊組成。溫度檢測(cè)部分采用DS18B20溫度傳感器，用LED數(shù)碼管做顯示器。溫度傳感器DS18B20采集溫度信號(hào)送給單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理，并把溫度數(shù)據(jù)送LED顯示，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度控制的目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：80C51單片機(jī)；恒溫箱；溫度控制 </p><p>　　Design for Constant Temperature System Of Intel

4、ligent Based on MCU System</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the continuous development of intelligent control technology, it is necessary to know temperature information correc

5、tly and immediately in modern industry, agriculture, research and experiment, and accomplish control to the temperature. Thus MCU get wide application in measurement and control system. Temperature is a number which need

6、s system to detect, control and keep. Therefore many researchers always attach much importance to the design and research of temperature system.</p><p>　　Taking a strong function 8 bit MCU—80C51 which is int

7、roduced by ATMEL company for core, temperature-automatic control system aims to design a temperature controller for grain situation witch has those functions: flexible temperature set, figure display, voice alert, etc. A

8、fter modified, it can be used to control other numbers . </p><p>　　The paper gives an introduction about the design of MCU-80C51 temperature control system in software and hardware. The paper also brief

9、ly describes the hardware schematic graphic and program chart. The temperature control system of this design is mainly composed by central controller, temperature detector, display, etc. in the temperature detecting part

10、, it adopts temperature sensor DS18B20, and displays with LED digital tube. The temperature sensor DS18B20 capture temperature signal and send to</p><p>　　Key Words: MCU—80C51；Incubator；Temperature control&l

11、t;/p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引 言1</b></p><p><b>　　第1章 緒論2</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景2</p><p>　　1.2 課題研究的意義2</p

12、><p>　　1.3 課題研究的內(nèi)容2</p><p>　　第2章 智能恒溫箱的系統(tǒng)概述4</p><p>　　2.1 系統(tǒng)的主要功能4</p><p>　　2.2 系統(tǒng)需求分析5</p><p>　　2.3 智能恒溫箱的工作流程5</p><p>　　2.4 恒溫箱的工作過程7<

13、/p><p>　　2.5 本章小結(jié)7</p><p>　　第3章 智能恒溫箱的硬件設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1 硬件的電路設(shè)計(jì)概述8</p><p>　　3.2 總體硬件原理圖8</p><p>　　3.3 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì)10</p

14、><p>　　3.5 顯示電路的設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.5.1 顯示電路概述11</p><p>　　3.5.2 七段LED數(shù)碼管的原理11</p><p>　　3.5.3 顯示電路整體設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.6 開關(guān)鍵盤設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.6.1 指撥開

15、關(guān)14</p><p>　　3.6.2 按鍵開關(guān)14</p><p>　　3.7 指示燈電路15</p><p>　　3.8 溫度采集電路16</p><p>　　3.9 本章小結(jié)19</p><p>　　第4章 軟件設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.1 軟件任務(wù)分析20</

16、p><p>　　4.2 程序流程圖20</p><p>　　4.3 本章小結(jié)25</p><p><b>　　結(jié)論與展望26</b></p><p><b>　　致 謝27</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p&g

17、t;<p>　　附錄A PROTUES仿真圖29</p><p><b>　　硬件原理圖30</b></p><p>　　附錄B 一篇引用的外文文獻(xiàn)及其譯文31</p><p><b>　　80C5133</b></p><p>　　附錄C 主要參考文獻(xiàn)題錄及摘要37<

18、/p><p>　　附錄D 主要源程序39</p><p><b>　　插圖清單</b></p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)主要功能模塊方框圖4</p><p>　　圖2-2 恒溫箱工作流程6</p><p>　　圖3-1 總體硬件原理圖9</p><p>　　圖3-2

19、外部振蕩電路10</p><p>　　圖3-3 硬件復(fù)位電路11</p><p>　　圖3-4 一位共陰極數(shù)碼管引腳圖12</p><p>　　圖3-5 顯示電路13</p><p>　　圖3-6 開關(guān)電路14</p><p>　　圖3-7 按鍵抖動(dòng)電壓波形15</p><p>　　

20、圖3-9 溫度指示燈電路16</p><p>　　圖3-10溫度采集電路16</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖21</p><p>　　圖4-2 溫度設(shè)定子程序流程圖22</p><p>　　圖4-3 溫度采集計(jì)算子程序流程圖23</p><p>　　圖4-4 溫度比較處理子程序流程圖24<

21、/p><p>　　圖4-5 溫度顯示子程序流程圖24</p><p><b>　　表格清單</b></p><p>　　表3-1 七段顯示譯碼器的真值表及段碼表12</p><p>　　表3-2 DS18B20暫存器字節(jié)分配19</p><p><b>　　引言</b&g

22、t;</p><p>　　溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域 ，如家電、汽車、材料、電力電子等 ，常用的控制電路根據(jù)應(yīng)用場合和所要求的性能指標(biāo)有所不同 ，在工業(yè)企業(yè)中，如何提高溫度控制對(duì)象的運(yùn)行性能一直以來都是控制人員和現(xiàn)場技術(shù)人員努力解決的問題，開發(fā)出性能較好的溫度控制系統(tǒng)對(duì)于測(cè)控技術(shù)的發(fā)展具有很大的意義。</p><p>　　采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，因其內(nèi)部集成了A/D

23、轉(zhuǎn)換器，使得電路結(jié)構(gòu)更加簡單，而且減少了溫度測(cè)量轉(zhuǎn)換時(shí)的精度損失，使得測(cè)量溫度更加精確。數(shù)字溫度傳感器DS18B20只用一個(gè)引腳即可與單片機(jī)進(jìn)行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機(jī)更加具有擴(kuò)展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通過單跳數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器DS18B20做成探頭，探入到狹小的地方，增加了實(shí)用性。更能串接多個(gè)數(shù)字溫度傳感器DS18B20進(jìn)行多范圍的溫度檢測(cè)。</p>&l

24、t;p>　　由于單片機(jī)功能強(qiáng)大，可大大加快系統(tǒng)的開發(fā)與調(diào)試速度，并具有控制方便、簡單、靈活等特點(diǎn)，因此本設(shè)計(jì)硬件電路以80C51單片機(jī)為核心來實(shí)現(xiàn)溫度控制，具有實(shí)用性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)。</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景</p><p>　　二十一世紀(jì)是科技高速發(fā)展的信息時(shí)代，電子技術(shù)、

25、微型單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用更是空前廣泛，是隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生的。由于它具有體積小、功能強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于電子儀表、家用電器、節(jié)能裝置、軍事裝置、機(jī)器人、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化。智能化，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，又降低了成本，簡化了設(shè)計(jì)。它迅猛的發(fā)展到了各個(gè)領(lǐng)域，人們也越來越感到應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)的優(yōu)越性，因而單片機(jī)也得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，它也不斷地完善和發(fā)展。</p><p>

26、　　智能恒溫箱的溫度是醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)和食品加工等領(lǐng)域的關(guān)鍵，因此對(duì)溫度的測(cè)量及控制始終占據(jù)著重要的地位。市場上常見的溫度傳感器以電壓輸出為主要形式，不同的的傳感器其非線性曲線也各不相同，缺乏一個(gè)產(chǎn)品應(yīng)具備的通用性和互換性。溫度傳感器應(yīng)用范圍很廣、使用數(shù)量很大，但是在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中由于溫度受其它因素影響較大，而且難以校準(zhǔn)，因此，溫度也是最難準(zhǔn)確測(cè)量的一個(gè)參數(shù)。常規(guī)方法測(cè)量溫度誤差大、準(zhǔn)確度低、測(cè)量滯后的時(shí)間長。</p>&

27、lt;p>　　今年來，國內(nèi)傳感器正向著集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和單片機(jī)的方向發(fā)展，為開發(fā)新一代溫度測(cè)量系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件。</p><p>　　在智能恒溫箱控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，用數(shù)字傳感器將溫度信號(hào)以數(shù)字信號(hào)的方式傳送給單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理后的溫度數(shù)值，一方面送LED數(shù)碼管顯示；另一方面與給定值經(jīng)行比較，判斷溫度高低，從而采取相應(yīng)的措施：加熱或者制冷。使溫度達(dá)到設(shè)定值。</p><p>

28、　　智能恒溫箱主要是用來控制溫度，他為農(nóng)業(yè)研究、生物技術(shù)、測(cè)試提供所需的各種環(huán)境模擬條件，因此可廣泛適用于藥物、紡織、食品加工等無菌試驗(yàn)、穩(wěn)定性檢查以及工業(yè)產(chǎn)品的原料性能、產(chǎn)品包裝、產(chǎn)品壽命等測(cè)試。</p><p>　　隨著單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，通過單片機(jī)對(duì)被控制對(duì)象控制日益廣泛，具有體積小、功能強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)，把單片機(jī)應(yīng)用于溫度控制系統(tǒng)中可以起到更好的控溫作用，智能恒溫箱是使用單片機(jī)進(jìn)行溫度控制的典型應(yīng)用，

29、采用單片機(jī)做主控單元可完成對(duì)溫度的采集和控制等的要求。</p><p>　　1.2 課題研究的意義</p><p>　　智能恒溫箱的性能在很大程度上取決于對(duì)溫度的控制性能，本課題采用單片機(jī)為主控制器，通過數(shù)字傳感器測(cè)得箱內(nèi)溫度，再將溫度信號(hào)送入主控制器，來完成恒溫箱的溫度控制系統(tǒng)的硬件。箱內(nèi)溫度可保持在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，當(dāng)設(shè)置的溫度低于實(shí)時(shí)溫度時(shí)，單片機(jī)送出加熱信號(hào)；當(dāng)設(shè)置的溫度低于實(shí)時(shí)溫

30、度時(shí)，單片機(jī)送出制冷信號(hào)。</p><p>　　1.3 課題研究的內(nèi)容</p><p>　　本次課題只設(shè)計(jì)溫度采集，溫度顯示，和溫度控制信號(hào)的送出部分，對(duì)于如何保溫，如何加熱和制冷不在此次設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)。本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)智能恒溫箱，系統(tǒng)上電后默認(rèn)設(shè)定的恒溫溫度為20℃，使用時(shí)可以自行調(diào)節(jié)預(yù)期的恒溫溫度，調(diào)節(jié)范圍為0~99℃。調(diào)節(jié)好后系統(tǒng)會(huì)將采集來的實(shí)時(shí)溫度與設(shè)定的預(yù)期溫度進(jìn)行比較，如果實(shí)

31、時(shí)溫度比設(shè)定溫度高就開啟制冷設(shè)備，如果實(shí)時(shí)溫度比預(yù)期溫度低就開啟加熱設(shè)備。如果溫度一樣則不開啟加熱或制冷設(shè)備。在顯示電路上通常顯示的是實(shí)時(shí)的溫度，即傳感器采集來的溫度，如果想要顯示人們?cè)O(shè)定的預(yù)期溫度可以按顯示切換鍵，這時(shí)顯示器上就會(huì)顯示預(yù)期溫度，幾秒鐘后跳回，顯示實(shí)時(shí)溫度。顯示實(shí)時(shí)溫度時(shí)，表示顯示的是實(shí)時(shí)溫度的發(fā)光二極管點(diǎn)亮。而顯示預(yù)期溫度的時(shí)候，表示顯示的是預(yù)期溫度的發(fā)光二極管點(diǎn)亮。</p><p>　　本論文

32、章節(jié)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容如下：</p><p>　?。壕w論。簡要介紹了智能恒溫箱的發(fā)展現(xiàn)狀，說明了課題研究的內(nèi)容。</p><p>　?。褐悄芎銣叵涞母攀觥Ｕf明了恒溫箱的工作過程和主要功能，介紹了設(shè)計(jì)中需要用的單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，確定了本課題要達(dá)到的設(shè)計(jì)目標(biāo)。</p><p>　?。褐悄芎銣叵涞挠布娐吩O(shè)計(jì)。詳細(xì)描述了本課題各個(gè)組成電路單元的設(shè)計(jì)。</p>&l

33、t;p>　?。褐悄芎銣叵涞能浖O(shè)計(jì)。編寫程序。</p><p>　?。嚎偨Y(jié)?？偨Y(jié)本次設(shè)計(jì)，指出設(shè)計(jì)中的一些問題，提出改善意見，并展望未來的設(shè)計(jì)。</p><p>　　智能恒溫箱的系統(tǒng)概述</p><p>　　2.1 系統(tǒng)的主要功能</p><p>　　本系統(tǒng)是借用單片機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)的智能恒溫箱，包括溫度設(shè)定按鈕，溫度顯示，溫度調(diào)節(jié)，實(shí)

34、時(shí)溫度顯示和預(yù)定溫度顯示轉(zhuǎn)換按鈕，溫度采集等（根據(jù)需要也可另設(shè)或者多設(shè)相關(guān)功能）。顯示系統(tǒng)除了顯示實(shí)時(shí)的溫度還能顯示設(shè)定的溫度，也就是人們想要保持的溫度。</p><p>　　系統(tǒng)的主要功能模塊方框圖如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)主要功能模塊方框圖</p><p>　　本系統(tǒng)是采用模塊化設(shè)計(jì)的智能恒溫箱，在生活中有廣泛的應(yīng)用，系統(tǒng)上電后默認(rèn)設(shè)定

35、的恒溫溫度為20℃，使用時(shí)可以自行調(diào)節(jié)預(yù)期的恒溫溫度，調(diào)節(jié)范圍為0~99℃。調(diào)節(jié)好后系統(tǒng)會(huì)將采集來的實(shí)時(shí)溫度與設(shè)定的預(yù)期溫度進(jìn)行比較，如果實(shí)時(shí)溫度比設(shè)定溫度高就開啟制冷設(shè)備，如果實(shí)時(shí)溫度比預(yù)期溫度低就開啟加熱設(shè)備。如果溫度一樣則不開啟加熱或制冷設(shè)備。在顯示電路上通常顯示的是實(shí)時(shí)的溫度，即傳感器采集來的溫度，如果想要顯示人們?cè)O(shè)定的預(yù)期溫度可以按顯示切換鍵，這是顯示器上就會(huì)顯示預(yù)期溫度，幾秒鐘后跳回，顯示實(shí)時(shí)溫度。顯示實(shí)時(shí)溫度時(shí)，表示顯示的

36、是實(shí)時(shí)溫度的發(fā)光二極管點(diǎn)亮。而顯示預(yù)期溫度的時(shí)候，表示顯示的是預(yù)期溫度的發(fā)光二極管點(diǎn)亮。</p><p>　　單片機(jī)整個(gè)恒溫箱的核心，內(nèi)部電路設(shè)計(jì)用匯編語言編寫。它完成了溫度參數(shù)設(shè)定，溫度采集計(jì)算，溫度顯示，溫度比較，溫度調(diào)節(jié)等功能。</p><p>　　2.2 系統(tǒng)需求分析</p><p>　　在使用中可以將采集來的溫度數(shù)據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)換為我們熟悉的攝氏溫度。</

37、p><p>　　在0~99℃的范圍內(nèi)，人們可以自由調(diào)節(jié)預(yù)期達(dá)到的溫度。</p><p>　　可以將實(shí)時(shí)溫度與預(yù)期溫度進(jìn)行比對(duì)，以正常調(diào)節(jié)溫度。</p><p>　　將設(shè)定的預(yù)期溫度和實(shí)時(shí)溫度能顯示出來。</p><p>　　通常顯示實(shí)時(shí)溫度，當(dāng)按下顯示切換鍵后能顯示幾秒鐘的預(yù)期溫度。</p><p>　　2.3 智能恒溫箱

38、的工作流程</p><p>　　智能恒溫箱的基本工作原理：在使用恒溫箱時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將從溫度傳感器采集來的溫度轉(zhuǎn)化為攝氏度的形式，與事先設(shè)定的預(yù)期溫度進(jìn)行比對(duì)，然后根據(jù)比對(duì)的結(jié)果采取相應(yīng)的措施（加熱，或制冷）來不斷地接近以至于達(dá)到預(yù)期的溫度。并且系統(tǒng)能夠顯示實(shí)時(shí)的溫度和設(shè)定的預(yù)期溫度。恒溫箱的工作流程如圖2-2所示：</p><p>　　圖2-2 恒溫箱工作流程</p><

39、p>　　2.4 恒溫箱的工作過程</p><p>　　設(shè)定預(yù)期溫度。如果想調(diào)節(jié)預(yù)期的溫度，先閉合“溫度設(shè)定”開關(guān)，進(jìn)入調(diào)節(jié)狀態(tài)，此時(shí)會(huì)顯示設(shè)定的溫度值，如果想加一攝氏度就按下“加1℃”鍵，如果想減一攝氏度就按一下“減1℃”鍵，溫度LED顯示器上會(huì)顯示改變后的溫度，調(diào)整范圍為0~99℃。0℃時(shí)再減1℃會(huì)跳到99℃，99℃時(shí)再加1℃會(huì)跳到0℃。要退出調(diào)節(jié)狀態(tài)，斷開“溫度設(shè)定”開關(guān)即可。</p>&

40、lt;p>　　溫度采集和計(jì)算。單片機(jī)通過與溫度傳感器進(jìn)行通信，獲取實(shí)時(shí)溫度信息，并將所獲取的溫度信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為攝氏溫度的形式存儲(chǔ)起來。</p><p>　　溫度比較和溫度調(diào)節(jié)。將存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)攝氏溫度與設(shè)定的預(yù)期溫度經(jīng)行比較。如果實(shí)時(shí)溫度高于設(shè)定溫度，則開啟制冷器；如果實(shí)時(shí)溫度低于設(shè)定溫度，則開啟加熱器。</p><p>　　實(shí)時(shí)溫度顯示。將存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)溫度顯示在LED數(shù)碼管上。</

41、p><p>　　設(shè)定溫度顯示。若想查看設(shè)定的預(yù)期溫度，則需按下“溫度顯示切換”按鍵，然后LED顯示器就會(huì)顯示設(shè)定預(yù)期的溫度，顯示時(shí)間為數(shù)秒，跳出預(yù)期溫度的顯示。若再想查看預(yù)期溫度顯示需再次按下“溫度顯示切換”按鍵。</p><p>　　總而言之，本課題利用80C51單片機(jī)及外圍接口實(shí)現(xiàn)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了恒溫箱，該恒溫箱提高了系統(tǒng)的可靠性，簡化了電路結(jié)構(gòu)，節(jié)約了成本，是一個(gè)實(shí)用的工程設(shè)計(jì)。&l

42、t;/p><p><b>　　2.5 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要講述了恒溫箱的工作原理和本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作流程。在說明工作原理的過程中，突出了電路的組成單元以及這些單元如何實(shí)現(xiàn)溫度采集和溫度控制等功能。在說明系統(tǒng)流程時(shí)，結(jié)合本設(shè)計(jì)的內(nèi)容，指出了參數(shù)設(shè)置的方法和意義。</p><p>　　智能恒溫箱的硬件設(shè)計(jì)</p>

43、<p>　　3.1 硬件電路設(shè)計(jì)概述</p><p>　　本設(shè)計(jì)分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，這兩者相互結(jié)合，不可分離：從時(shí)間上看，硬件設(shè)計(jì)的絕大部分工作量是在最初階段，到后期往往還要做一些修改。只要技術(shù)準(zhǔn)備充分，硬件設(shè)計(jì)的大量返工是比較少的，軟件設(shè)計(jì)的任務(wù)是貫徹始終的，到中后期基本上都是軟件設(shè)計(jì)任務(wù)，隨著集成電路計(jì)數(shù)器的飛速發(fā)展，各種功能很強(qiáng)的芯片不斷出現(xiàn)，使硬件電路的集成度越來越高，硬件設(shè)計(jì)的工作量在整個(gè)

44、項(xiàng)目中所占的比重逐漸下降，為使硬件電路設(shè)計(jì)盡可能合理，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：</p><p>　　盡可能采用功能強(qiáng)的芯片，以簡化電路。功能強(qiáng)的芯片可以代替若干個(gè)普通芯片，隨著生產(chǎn)工藝的提高，新型芯片的價(jià)格在不斷下降，并不一定比若干個(gè)普通芯片價(jià)格總和高。</p><p>　　留有設(shè)計(jì)余地。在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)，要考慮到將來修改擴(kuò)展的方便。因?yàn)楹苌儆幸诲N定音的電路設(shè)計(jì)，如果現(xiàn)在不留余地，將來可能要為

45、一點(diǎn)小小的修改或擴(kuò)展而被迫進(jìn)行全面返工。</p><p>　　程序空間。選用片內(nèi)程序空間足夠大的單片機(jī)，本設(shè)計(jì)采用80C51單片機(jī)。</p><p>　　RAM空間，80C51單片機(jī)內(nèi)部RAM不多，當(dāng)要增強(qiáng)軟件數(shù)據(jù)處理功能時(shí)，往往覺得不足。如果系統(tǒng)配置了外部RAM，則建議多留一些空間。如果選用8155作I/O接口，就可以增強(qiáng)256字節(jié)RAM。如果有大批數(shù)據(jù)需要處理，則應(yīng)配置足夠的RAM，如

46、6264、62256等。隨著軟件設(shè)計(jì)水平提高，往往只要改變或者增加軟件中的數(shù)據(jù)處理算法，就可以使系統(tǒng)功能提高很多，而系統(tǒng)的硬件不必做任何更換就使系統(tǒng)升級(jí)換代。只要在硬件電路設(shè)計(jì)初期考慮到這一點(diǎn)，就應(yīng)該為系統(tǒng)將來升級(jí)留有足夠的RAM空間，哪怕多設(shè)計(jì)一個(gè)RAM插座，暫時(shí)不插芯片也好。</p><p>　　I/O端口，在樣機(jī)研制出來后進(jìn)行現(xiàn)場試用時(shí)，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)一些被忽視的問題，而這些問題不是靠單純的軟件措施來解決的。如

47、果有些新的信號(hào)需要采集，就必須增加輸入檢測(cè)端：有些物理量需要控制，就必須增加輸出端。如果在硬件電路設(shè)計(jì)就預(yù)留出一些I/O端口，雖然當(dāng)時(shí)空著沒用，那么要用的時(shí)候就能派上用場了。</p><p>　　3.2 總體硬件原理圖</p><p>　　總體硬件原理圖如圖3-1所示，圖中主要部分U1芯片為80C51單片機(jī)，U2為溫度傳感器DS18B20。溫度傳感器接到單片機(jī)的P1.2口。兩個(gè)發(fā)光二極管“

48、HEAT”和“COOL”分別表示傳送給加熱器和制冷器的啟動(dòng)信號(hào)，分別接到單片機(jī)的P1.0，P1.1口。如果“HEAT”燈點(diǎn)亮表示加熱器在工作；如果“COOL”燈點(diǎn)亮表示制冷器在工作。按鍵“溫度顯示切換”是用于切換顯示預(yù)設(shè)的溫度的按鍵，接單片機(jī)的P2.7口。還有兩個(gè)發(fā)光二極管分別是“實(shí)時(shí)溫度”和“設(shè)定溫度”，表示當(dāng)前數(shù)碼管顯示的是實(shí)時(shí)溫度還是設(shè)定溫度，若“實(shí)時(shí)溫度”的發(fā)光二極管點(diǎn)亮表示數(shù)碼管顯示的實(shí)時(shí)溫度，若“設(shè)定溫度”的發(fā)光二極管點(diǎn)亮則

49、</p><p>　　圖3-1 總體硬件原理圖</p><p>　　則表示數(shù)碼管當(dāng)前顯示的是設(shè)定溫度。兩個(gè)數(shù)碼管分別接單片機(jī)的P2.6，P2.5口。圖中有兩個(gè)七段共陰數(shù)碼管，它的字段碼信號(hào)端口接到單片機(jī)的P0.0~P0.6口，公共端接單片機(jī)的P2.0和P2.1口。開關(guān)“溫度設(shè)定”接單片機(jī)的P2.2口，按鈕“加1℃”和“減1℃”分別接單片機(jī)的P2.3和P2.4口。按閉合“溫度設(shè)定”開關(guān)進(jìn)入預(yù)

50、期溫度的設(shè)定，按“加1℃”，“減1℃”按鈕來加減溫度。</p><p>　　3.3 時(shí)鐘頻率電路設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作，在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，只需要外接一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生一定周期的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元，決定單片的工作頻率，時(shí)鐘電路如圖3-2 所示。</p><p>　　圖3-2 外部振蕩電路</p>

51、;<p>　　一般選用石英晶體振蕩器。此電路大約延遲10ms后振蕩器起振，在XTAL2引腳產(chǎn)生幅度為3V左右的正弦波時(shí)鐘信號(hào)，其振蕩頻率主要有石英晶體的頻率確定。電路中兩個(gè)電容C1、C2的作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振；二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。C1、C2的典型值為30pF。</p><p>　　單片機(jī)工作時(shí)，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為時(shí)鐘周期，其大小

52、是時(shí)鐘信號(hào)頻率的倒數(shù)，時(shí)鐘信號(hào)頻率常用fosc表示。圖中時(shí)鐘頻率為12MHz，即fosc=12MHz，則時(shí)鐘周期為1/12μs。</p><p>　　3.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)的第9腳RST為硬件復(fù)位電路，只要在該端加上持續(xù)4個(gè)機(jī)器周期的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，復(fù)位后單片機(jī)的各個(gè)狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)，其電路圖如圖3-3所示。</p><p>　　

53、圖3-3中由按鍵以及電容C1、電阻R1、R2構(gòu)成上電復(fù)位及手動(dòng)電路。由于單片機(jī)是高電平復(fù)位，所以上電復(fù)位時(shí)，接通電源即可，當(dāng)上電后，由于電容C1開始緩緩充電，則圖中電路由5V電源到電容到電阻R1和地之間形成一個(gè)通路，由于在R1上產(chǎn)生電壓降，則單片機(jī)的RST腳上為高電平，經(jīng)過一段時(shí)間后電容的電充滿，此時(shí)C1處可視為斷路，單片機(jī)RST腳處電壓逐漸降為0V，即處于穩(wěn)定的低電平狀態(tài)，此時(shí)單片機(jī)完成上電復(fù)位，程序從0000H開始執(zhí)行。手動(dòng)復(fù)位時(shí)，

54、按一下圖中的按鈕即可，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，單片機(jī)的9腳RST管腳處于高電平，此時(shí)單片機(jī)處于復(fù)位狀態(tài)。</p><p>　　值得注意的是，在設(shè)計(jì)當(dāng)中使用到了硬件復(fù)位電路和軟件復(fù)位兩種功能，由上面所述的硬件復(fù)位之后的各狀態(tài)可知，寄存器的值都恢復(fù)到了初始值，而前面的功能介紹中提到了倒計(jì)時(shí)時(shí)間的記憶功能，該功能實(shí)現(xiàn)的前提條件就是不能對(duì)單片機(jī)進(jìn)行硬件復(fù)位，所以設(shè)定了軟件復(fù)位功能。軟件復(fù)位實(shí)際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完畢之后，將程序指

55、針通過一條跳轉(zhuǎn)指令讓它跳轉(zhuǎn)到程序執(zhí)行的起始地址。</p><p>　　圖3-3 硬件復(fù)位電路</p><p>　　3.5 顯示電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.5.1 顯示電路概述</p><p>　　示功能與硬件關(guān)系極大，在這里我們使用的是七段數(shù)碼管顯示，通常在顯示上我們采用的方法一般包括兩種：一種是靜態(tài)顯示，一種是動(dòng)態(tài)掃描。其中靜態(tài)顯示

56、的特點(diǎn)是顯示穩(wěn)定不閃爍，程序編寫簡單，但占用端口資源多；動(dòng)態(tài)掃描的特點(diǎn)是顯示穩(wěn)定程度沒有靜態(tài)顯示好，程序編寫復(fù)雜，但是相對(duì)靜態(tài)顯示而言最大的優(yōu)點(diǎn)是占用端口資源少。由于本設(shè)計(jì)需要較多的端口用于其它的功能因此采用占用端口少的動(dòng)態(tài)掃描顯示的辦法。以下將對(duì)顯示電路的各個(gè)部件及整體設(shè)計(jì)做詳細(xì)的介紹。</p><p>　　3.5.2 七段LED數(shù)碼管的原理</p><p>　　LED數(shù)碼管顯示器由8個(gè)

57、發(fā)光二極管中的7個(gè)長條發(fā)光二極管（稱七筆段）按a、b、c、d、e、f、g順序組成“8”字形，另一個(gè)點(diǎn)形的發(fā)光二極管放在右下方，用來顯示小數(shù)點(diǎn)。數(shù)碼管按內(nèi)部連接方式又分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管兩種。若內(nèi)部8個(gè)發(fā)光二極管的陽極連在一起接電源正極，就成為共陽極數(shù)碼管；若8個(gè)發(fā)光二極管的陰極連在一起接地，測(cè)稱為共陰極數(shù)碼管。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)所用的到的共陰極數(shù)碼管的引腳如圖3-4所示，外部有10個(gè)引腳，其

58、中1和6引腳連通，作為公共端接地。</p><p>　　圖3-4 一位共陰極數(shù)碼管引腳圖</p><p>　　從LED數(shù)碼的結(jié)構(gòu)可以看出，不同筆段的組合就何以構(gòu)成不同的字符，例如筆段b、c被點(diǎn)亮?xí)r，就可以顯示數(shù)字1：當(dāng)筆段a、b、c被點(diǎn)亮?xí)r，就可以顯示數(shù)字7；只要控制7個(gè)發(fā)光二極管按一定要求亮與滅，就能顯示出十六進(jìn)制字符0~F。將控制數(shù)碼管顯示字符的各字段代碼稱為顯示代碼或字段碼。<

59、/p><p>　　數(shù)碼管顯示碼是表述二進(jìn)制數(shù)與數(shù)碼管所顯示字符的對(duì)應(yīng)關(guān)系的，如表3-1所示。對(duì)于共陰極數(shù)碼管，由于8個(gè)發(fā)光二極管的陰極已連在一起接地，所以，只要控制各字段的正極，就可以控制發(fā)光二極管的亮與滅。</p><p>　　表3-1 七段顯示譯碼器的真值表及段碼表</p><p>　　3.5.3 顯示電路整體設(shè)計(jì)</p><p>　　顯示電

60、路如圖3-5 所示：</p><p><b>　　圖3-5 顯示電路</b></p><p>　　圖中RP1為電阻盒，相當(dāng)于8個(gè)獨(dú)立的電阻的一端接在一起并接電源，另外一端分別接出引線，在顯示電路中作為上拉電阻。圖中有2個(gè)七段LED數(shù)碼管，它們的公共端1、2分別接到單片機(jī)的P2.0、P2.1口，單片機(jī)的這2個(gè)I/O口輸出位選信號(hào)用于動(dòng)態(tài)掃描。而所謂動(dòng)態(tài)掃描就是指我們采用

61、分時(shí)的方法，輪流控制各個(gè)LED數(shù)碼管的公共端，使各個(gè)顯示器輪流點(diǎn)亮。在輪流點(diǎn)亮掃描過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的（約1ms），但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感。而單片機(jī)的P0.0~P0.6口則負(fù)責(zé)將字段碼數(shù)據(jù)傳送給LED數(shù)碼管。</p><p>　　3.6 開關(guān)鍵盤設(shè)計(jì)</p>

62、;<p>　　3.6.1 指撥開關(guān)</p><p>　　指撥開關(guān)面板上通常會(huì)標(biāo)有“ON”或其他記號(hào)，若將開關(guān)撥到“ON”的一邊，則接點(diǎn)接通（on），撥到另一邊則為斷開（off）。若要以開關(guān)作為輸入電路，通常會(huì)接一個(gè)電阻到Vcc或GND，做上拉電阻或下拉電阻，如圖3-6所示有兩種開關(guān)電路可供選擇。</p><p><b>　　b)</b></p>

63、;<p><b>　　圖3-6 開關(guān)電路</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的溫度設(shè)定允許和退出按鍵是選用如圖3-6中a)所示的設(shè)計(jì)，低電平為進(jìn)入溫度設(shè)定，高電平為退出溫度設(shè)定。</p><p>　　3.6.2 按鍵開關(guān)</p><p>　　按鍵開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，當(dāng)按下鍵帽時(shí)，按鍵內(nèi)的復(fù)位彈簧片被壓縮，動(dòng)片觸電與靜片觸電相連，鍵

64、盤的兩個(gè)引腳被接通；松手后，復(fù)位彈簧將動(dòng)片彈開，使動(dòng)片與靜片脫離接觸，鍵盤的兩個(gè)引腳被斷開。由于機(jī)械接觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵從開始接上至接觸穩(wěn)定要經(jīng)過5~10ms的抖動(dòng)時(shí)間，在此期間，有抖動(dòng)發(fā)生。按鍵抖動(dòng)波形如圖3-7所示。</p><p>　　圖3-7按鍵抖動(dòng)電壓波形</p><p>　　按鍵開關(guān)輸入需要解決的兩個(gè)主要問題是判斷是否有按鍵按下和消除按鍵抖動(dòng)的影響。按鍵的確認(rèn)反映在電壓上

65、，就是和按鍵相連的引腳呈現(xiàn)出高電平還是低電平。消除按鍵的抖動(dòng)通常有硬件、軟件兩種消除方法。一般在按鍵較多時(shí)，采用軟件的方法消除抖動(dòng)，即在第一次檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí)12~15ms的子程序后，再確認(rèn)該鍵電平是否任保持為閉合狀態(tài)電平，如果保持為閉合狀態(tài)電平就可以確認(rèn)真有按鍵按下，從而消除抖動(dòng)的影響。</p><p>　　一般電子裝置中都設(shè)計(jì)有按鍵輸入，用以控制程序執(zhí)行時(shí)數(shù)據(jù)的輸入或是特殊功能的設(shè)置及操作。在

66、控制電路中，如果按鍵數(shù)不多是可以使用一個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)一條輸入位線控制，即獨(dú)立式按鍵。這種接法，一根輸入線上的按鍵是否被按下，不會(huì)影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。因此，通過檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易判斷哪個(gè)鍵按下了。獨(dú)立式按鍵可以用單穩(wěn)態(tài)鎖存器消除抖動(dòng)。</p><p>　　如果監(jiān)控程序中的讀鍵操作安排在主程序（后臺(tái)程序）或鍵盤中斷（外部中斷）子程序中，則該延時(shí)子程序便可直接插入讀鍵過程中。如果讀鍵過程安排在定時(shí)中斷

67、子程序中，就可省去專門的延時(shí)子程序，利用兩次定時(shí)中斷的時(shí)間間隔來完成抖動(dòng)處理。</p><p><b>　　3.7 指示燈電路</b></p><p>　　在實(shí)時(shí)溫度和設(shè)定溫度切換時(shí)，為了明白LED數(shù)碼管顯示的是哪種溫度，可以用兩個(gè)發(fā)光二極管來指示，如果標(biāo)有“實(shí)時(shí)溫度”標(biāo)記的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，則表示數(shù)碼管顯示的是實(shí)時(shí)溫度，如果標(biāo)有“設(shè)定溫度”標(biāo)記的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，則表示

68、數(shù)碼管顯示的是設(shè)定溫度。這樣就不至于混淆了。如圖3-9所示為溫度指示燈電路。</p><p>　　圖3-9 溫度指示燈電路</p><p>　　圖中兩個(gè)發(fā)光二極管分別與單片機(jī)的P2.6，P2.5口相連，單片機(jī)把顯示何種溫度的信號(hào)送給這兩個(gè)口，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管就會(huì)點(diǎn)亮，信號(hào)為低電平有效。</p><p>　　3.8 溫度采集電路</p><p>

69、;　　溫度采集電路如圖3-10所示：</p><p>　　圖3-10 溫度采集電路</p><p>　　圖中U2為溫度采集電路的核心部件，溫度傳感器DS18B20，下面將詳細(xì)介紹它的參數(shù)和用法。</p><p>　　DS18B20內(nèi)部的低溫度系數(shù)振蕩器是一個(gè)振蕩頻率隨溫度變化很小的振蕩器，為計(jì)數(shù)器1提供一頻率穩(wěn)定的計(jì)數(shù)脈沖。高溫度系數(shù)振蕩器是一個(gè)振蕩頻率對(duì)溫度很

70、敏感的振蕩器，為計(jì)數(shù)器2提供一個(gè)頻率隨溫度變化的計(jì)數(shù)脈沖。初始時(shí)，溫度寄存器被預(yù)置成-55℃，每當(dāng)計(jì)數(shù)器1從預(yù)置數(shù)開始減計(jì)數(shù)到0時(shí)，溫度寄存器中寄存的溫度值就增加1℃，這個(gè)過程重復(fù)進(jìn)行，直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)便停止。初始時(shí)，計(jì)數(shù)器1預(yù)置的是與-55℃相對(duì)應(yīng)的一個(gè)預(yù)置值。以后計(jì)數(shù)器1每一個(gè)循環(huán)的預(yù)置數(shù)都由斜率累加器提供。為了補(bǔ)償振蕩器溫度特性的非線性性，斜率累加器提供的預(yù)置數(shù)也隨溫度相應(yīng)變化。計(jì)數(shù)器1的預(yù)置數(shù)也就是在給定溫度處使溫

71、度寄存器寄存值增加1℃計(jì)數(shù)器所需要的計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)。DS18B20內(nèi)部的比較器以四舍五入的量化方式確定溫度寄存器的最低有效位。在計(jì)數(shù)器2停止計(jì)數(shù)后，比較器將計(jì)數(shù)器1中的計(jì)數(shù)剩余值轉(zhuǎn)換為溫度值后與0.25℃進(jìn)行比較，若低于0.25℃，溫度寄存器的最低位就置0；若高于0.25℃，最低位就置1；若高于0.75℃時(shí)，溫度寄存器的最低位就進(jìn)位然后置0。這樣，經(jīng)過比較后所得的溫度寄存器的值就是最終讀取的溫度值了，其最后</p><

72、p>　　表3-2 DS18B20暫存器字節(jié)分配</p><p>　　上表是DS18B20溫度采集轉(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)得的溫度大于或等于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。溫度轉(zhuǎn)換計(jì)算方法舉例：例如當(dāng)DS1

73、8B20采集到+125℃的實(shí)際溫度后，輸出為07D0H，則：實(shí)際溫度=07D0H╳0.0625=2000╳0.0625=125.0℃。例如當(dāng)DS18B20采集到-55℃的實(shí)際溫度后，輸出為FC90H，則應(yīng)先將11位數(shù)據(jù)位取反加1得370H（符號(hào)位不變，也不作為計(jì)算），則：實(shí)際溫度=370H╳0.0625=880╳0.0625=55.0℃。</p><p><b>　　3.9 本章小結(jié)<

74、/b></p><p>　　本章詳細(xì)的講述了以80C51為核心元件的恒溫箱的硬件電路具體設(shè)計(jì)過程，分析了具體電路的工作原理。在設(shè)計(jì)過程中，實(shí)現(xiàn)溫度控制的是通過編寫程序的方法集成在80C51內(nèi)部。接著將程序下載到硬件電路中，配合周邊的溫度采集電路，時(shí)鐘電路，溫度控制電路，顯示電路等，制作出符合設(shè)計(jì)要求的恒溫箱。</p><p><b>　　軟件設(shè)計(jì)</b><

75、/p><p>　　4.1 軟件任務(wù)分析</p><p>　　軟件任務(wù)分析和硬件電路設(shè)計(jì)結(jié)合進(jìn)行，哪些功能由硬件完成，哪些任務(wù)由軟件完成，在硬件電路設(shè)計(jì)基本定型后，也就基本上決定下來了。</p><p>　　軟件任務(wù)分析環(huán)節(jié)是為軟件設(shè)計(jì)做一個(gè)總體規(guī)劃。從軟件的功能來看可分為兩大類：一類是執(zhí)行軟件，它能完成各種實(shí)質(zhì)性的功能，如測(cè)量，計(jì)算，顯示，打印，輸出控制和通信等；另一類

76、是監(jiān)控軟件，它是專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系，使在系統(tǒng)軟件中充當(dāng)組織調(diào)度角色的軟件。這兩類軟件的設(shè)計(jì)方法各有特色，執(zhí)行軟件的設(shè)計(jì)偏重算法效率，與硬件關(guān)系密切，千變?nèi)f化。</p><p>　　軟件任務(wù)分析時(shí)，應(yīng)將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義（輸入輸出定義）。在對(duì)各執(zhí)行模塊進(jìn)行定義時(shí)，將要牽扯到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型問題也一并規(guī)劃好。</p><p>　　

77、各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以設(shè)計(jì)監(jiān)控程序了。首先根據(jù)系統(tǒng)功能和鍵盤設(shè)置選擇一種最適合的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)。相對(duì)來講，執(zhí)行模塊任務(wù)明確單純，比較容易編程，而監(jiān)控程序較易出問題。這如同當(dāng)一名操作工人比較容易，而當(dāng)一個(gè)廠長就比較難一樣。</p><p>　　軟件任務(wù)分析的另一個(gè)內(nèi)容是如何安排監(jiān)控軟件和執(zhí)行模塊。整個(gè)系統(tǒng)軟件可分為后臺(tái)程序（背景程序）和前臺(tái)程序。后臺(tái)程序指主程序及其調(diào)用的子程序，這類程序?qū)?shí)時(shí)性要求不是太高，延時(shí)

78、幾十毫秒甚至幾百毫秒也沒關(guān)系，故通常將監(jiān)控程序（鍵盤解釋程序），顯示程序和打印程序等與操作者打交道的程序放在后臺(tái)程序中執(zhí)行；而前臺(tái)程序安排一些實(shí)時(shí)性要求較高的內(nèi)容，如定時(shí)系統(tǒng)和外部中斷。也可以將全部程序均安排在前臺(tái)，后臺(tái)程序?yàn)椤笆瓜到y(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)”，以利于系統(tǒng)節(jié)電和抗干擾。</p><p><b>　　4.2 程序流程圖</b></p><p>　　在本程序中包括了以

79、下主要的程序，主程序，溫度設(shè)定子程序，溫度讀取及轉(zhuǎn)換子程序，顯示溫度子程序，比較溫度子程序，顯示切換子程序。</p><p>　　主程序流程圖如圖4-1所示：</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖</p><p>　　溫度設(shè)定子程序流程圖如圖4-2所示：</p><p>　　圖4-2 溫度設(shè)定子程序流程圖</p><

80、p>　　溫度采集計(jì)算子程序如圖4-3所示：</p><p>　　圖4-3 溫度采集計(jì)算子程序流程圖</p><p>　　溫度比較處理子程序流程圖如圖4-4所示</p><p>　　圖4-4 溫度比較處理子程序流程圖</p><p>　　溫度顯示子程序如圖4-5所示：</p><p>　　圖4-5 溫度顯示子程序&

81、lt;/p><p>　　根據(jù)這些流程圖編寫出的最終源程序見附錄D</p><p><b>　　4.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章是恒溫箱的軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)恒溫箱的主要功能是通過編寫程序的方法集成在80C51內(nèi)部。將程序下載到硬件電路中，實(shí)現(xiàn)溫控功能。</p><p><b>　　結(jié)論與展望</b

82、></p><p>　　三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，我深刻感受到專業(yè)知識(shí)的缺乏，同時(shí)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中我也感受到自身知識(shí)的進(jìn)步，特別是在單片機(jī)控制系統(tǒng)方面。</p><p>　　設(shè)計(jì)是以80C51單片機(jī)為核心進(jìn)行的，數(shù)據(jù)采樣模塊采用可直接輸出數(shù)字量的數(shù)字溫度傳感器DS18B20，使系統(tǒng)的軟、硬件都簡化了很多；采用繼電器驅(qū)動(dòng)模塊作為為系統(tǒng)的降溫部分，大大地簡化了系統(tǒng)硬件電路。通過對(duì)風(fēng)

83、機(jī)的控制可實(shí)現(xiàn)糧庫溫度的自動(dòng)控制。由于采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集溫度，所以，詳細(xì)介紹了DS18B20的運(yùn)用；軟件設(shè)計(jì)方面采用匯編語言對(duì)系統(tǒng)的軟件編程，為了便于編寫、調(diào)試、修改和增刪，系統(tǒng)軟件的編制采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　鑒于溫度控制的發(fā)展趨勢(shì)，在以后的實(shí)踐中對(duì)系統(tǒng)還要做進(jìn)一步的改進(jìn)：硬件方面，采用DSP, ARM或者利用第一章提到的片上系統(tǒng)SOC對(duì)系統(tǒng)的硬件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，軟件方面，

84、摒棄傳統(tǒng)的前后臺(tái)系統(tǒng)軟件編程模式，改用基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件開發(fā)；控制算法方面，嘗試采用現(xiàn)在得到快速發(fā)展的智能控制方法，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模糊PID控制等等。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本課題是在代廣珍導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、到修改定稿都沒有離開xx老師的無私幫助，通過本次設(shè)計(jì)，本人在代老師的

85、指引下學(xué)到了許多知識(shí)，這些是在平時(shí)的學(xué)習(xí)中得不到的知識(shí)，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識(shí)和悉心的指導(dǎo)使我受益非淺。在此，向xx老師表以崇高的敬意和由衷的感謝！還要感謝各位評(píng)閱老師，經(jīng)過你們的認(rèn)真評(píng)閱和指正，將會(huì)使我的設(shè)計(jì)的系統(tǒng)更加完善。在此，我向你們致以最誠摯的謝意！</p><p>　　xx電氣工程學(xué)院的老師們，在平時(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)和勤懇的教育，讓我在平時(shí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，才能順利完成本次設(shè)計(jì)，可以說沒有你們的教誨和指導(dǎo)

86、，我們也不會(huì)取得今天的成績。我想對(duì)他們說一聲：感謝你們的教導(dǎo)和關(guān)心，您們辛苦了！</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的完成還離不開我身邊同學(xué)和一些老師的幫忙，在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方面同學(xué)給了我很大的幫助，因?yàn)槠陂g我一直在外實(shí)習(xí)工作，許多事都要麻煩在校的老師和同學(xué)幫忙，在此，向他們表示感謝！</p><p>　　鑒于本人所學(xué)知識(shí)有限，經(jīng)驗(yàn)不足，又是初次研究這種復(fù)雜的設(shè)計(jì)，在此過程中難免存在一些錯(cuò)誤和

87、不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)和指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 何立民. 單片機(jī)高級(jí)教程應(yīng)用與設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.1</p><p>　　[2] 胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1999</p><p>

88、　　[3]歐陽文.ATMEL89系列單片機(jī)的原理與開發(fā)實(shí)踐[M].北京：中國電力出版社，2007.6 </p><p>　　[4]樊尚春.傳感器技術(shù)及應(yīng)用[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2004.8</p><p>　　[5]高鵬等.Protel99入門與提高[M].人民郵電出版社,2000.</p><p>　　[6]劉亮.先進(jìn)傳感器及應(yīng)用[M].化學(xué)工業(yè)出版社，

89、2005 </p><p>　　[7]潘永雄.新編單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2003</p><p>　　[8]徐鳳霞，趙成安.AT89C51單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)[J].齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)，2004,3</p><p>　　[9]樓然苗.51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京航空航天大學(xué)出版社2003.03</p><p>

90、;　　[10]褚斌，徐力.多參數(shù)新型智能變送器的設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2004(10):54-56.</p><p>　　[11]李德振.濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案[J].電子制作,2010. </p><p>　　[12] AD590 temperature sensor and resolution of temperature sampling by A/D card[J],200

91、5</p><p>　　[13]Design And Implementation of Temperature & Humidity Control System Based on AT89C51 [J], 2007 </p><p>　　[14]The Temperature Intelligence Control System Based on Single-Chip-Mi

92、croprocessor [J].2003</p><p>　　[15]Anti-interference Measures for the Controlling System of Single-chip Microcomputer[J].2003</p><p>　　[16] ATMEL ,AT89S51 8-Bit Microcontroller wi

93、th 4 Kbytes Flash. 2007, 12</p><p>　　附錄A PROTUES仿真圖</p><p>　　硬件原理圖附錄B 一篇引用的外文文獻(xiàn)及其譯文</p><p><b>　　英文原文：</b></p><p><b>　　80C51</b>&l

94、t;/p><p>　　8051 single-chip micro-computer, referred to as microcontrollers, there are known as micro-controller, a micro-computer re -To branch. SCM is developed in the mid 70s a large-scale integrated circui

95、t chip, a CPU, RAM, ROM, I / O interfaces and interrupt system on the same silicon device. Since the 80s, Microcontroller rapid development, all kinds of new products are constantly emerging, there have been many high-pe

96、rformance of new models now become the field of factory automation and control of</p><p>　　Pin Function:</p><p>　　MCS-51 is a standard 40-pin DIP IC chip, pin distribution ---- microcontroller p

97、in diagram please refer to: P0.0 ~ P0.7 P0 port 8-bit bidirectional port lines (in the pin 39 to No. 32 terminal). P1.0 ~ P1.7 P1 port 8-bit bidirectional port line (pin 1 in the No. 8 terminal). P2.0 ~ P2.7 P2 por

98、t 8-bit bidirectional port lines (in the pin terminal 21 ~ 28). P3.0 ~ P3.7 P3 port 8-bit bidirectional port lines (in the pin terminal 10 ~ 17).</p><p>　　This four I / O port has not exactly the same func

99、tion, we can get to learn, and other books though, but written in too deep, difficult to understand for beginners, here are according to my own expression to write the I believe that you can understand.</p><p&

100、gt;　　P0 port has three functions:</p><p>　　1, external expansion memory, as the data bus (Figure 1 in D0 ~ D7 of data bus interface)2, external expansion memory, as the address bus (Figure 1 in A0 ~ A7 to

101、address bus interface)3, is not extended, it can do a general I / O to use, but within the supreme pull-up resistor, as an input or output should be connected to an external pull-up resistor.P1 port Zhizuo I / O port t

102、o use: its internal pull-up resistor.P2 port has two functions:1,An extended external memory when used as an addres</p><p>　　P3 port has two functions:As well as I / O using the external (the internal pul

103、l-up resistor), there are some special features, from a special register to set the specific features please refer to our explanation behind the pin. Internal EPROM of the microcontroller chip (for example, 8751), for

104、the writing process required to provide specialized programming and programming pulse power, these signals are also provided in the form from the signal pin, and Namely: programming pulse: 30 feet (AL</p><p>

105、;　　In introducing the four I / O port referred to a "pull-up resistor" Then, pull-up resistor is what Dongdong do? What role does he play? Said the resistance that is of course, is a resistor, when as an input,

106、 the pull-up resistor pulled its potential, if the input is low you can provide a current source; Therefore, if the P0 port as long as the input, in the high impedance state, only an external pull-up resistor to be effec

107、tive.</p><p>　　ALE / PROG address latch control signal: in a system is extended, ALE is used to control the P0 port output low 8-bit address latch latch get together in order to achieve low address and data

108、segregation. (In the back on the expansion of the curriculum, we will see the 8051 expansion of EEPROM circuit, the ALE and the 74LS373 in Figure G-latches connected to the external CPU to access when the time to lock th