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1、编号毕业设计题目房屋自动供暖系统控制器设计学生姓名学号系部专业班级指导教师2011 年 6 月房屋自动供暖系统控制器设计精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 36 页摘要随着社会的发展，自动控制越来越成为人们关注的焦点, 自动调节温度系统也备受关注。针对温度控制器的要求，构思了基于单片机的温度控制系统的设计方案，系统由温度检测、数据处理和温度控制三部分组成，采用DS18B20温度传感器作为测温元件，以8 位的STC12C5206AD 单片机作为控制核心 , 通过软件的编制，实现A/D 转换，显示出实时测出的室温，并通过电磁继电
2、器控制供暖系统的导通. 论文首先回顾了单片机的历史、发展以及应用，然后详细介绍了STC12C5206AD 单片机的详细参数及相关工作原理，接着又介绍了温度传感器 DS18B20的工作原理，最后讲述了软硬件的设计和调试，本控制电路成本低廉，功能实用，操作简便，有一定的实用价值。关键字单片机 STC12C5206AD DS18B20 温度控制Housing heating system with automatic controller design AbstractWith the development of the society, control has increasingly beco
3、me the focus of attention, automatically adjusting temperature system is also of concern. Requirements for temperature controller, conceived the design of temperature control system based on single-chip computer programmes, system temperature detection, data processing and temperature control consis
4、ts of three parts, Using the DS18B20 temperature sensor as temperature measurement component, to STC12C5206AD of the 8-bit single-chip computer as a core control, through the development of software, achieving a/d converter, Show real-time measured at room temperature and conduction of controlled he
5、ating system of electromagnetic relay。Paper first reviews the history, development and application of single chip, and then details the detailed parameters of the STC12C5206AD microcontroller and related works, then introduced the principle of temperature sensor DS18B20, Last about software and hard
6、ware design and debug 。 The control circuit of low cost, functional and practical, easy to operate, have some practical value. Keyword single chip STC12C5206AD DS18B20 temperature control精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 36 页目录摘要 . 1 Abstract . 1 第一章绪论 - 0 -1.1 单片机简介 - 0 -1.2 论文的主
7、要内容 - 1 -第二章单片机介绍 - 1 -2.1 STC12C5206AD 的基本组成 - 1 -2.2 STC12C5206AD 系列单片机 A/D 转换相关寄存器 - 2 -第三章温度传感器DS18B20 - 5 -3. 1 DS18B20 的主要特性 - 6 -3. 2 DS18B20 测温原理 - 6 -第四章设计要求及要实现的技术指标- 7 -第五章硬件电路设计- 8 -4.1 单片机时钟电路 - 8 -4.2 显示电路 - 9 -4.3 复位和键盘 - 10 -4.4 单片机电源 - 11 -4.5 驱动电路 - 11 -4.6 测温电路 - 12 -精选学习资料 - - -
8、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 36 页4.7 调试过程 - 13 -第六章软件设计 - 13 -第七章总结与展望 - 14 -参考文献 - 15 -致谢 - 15 -附录 - 16 -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 36 页第一章绪论随着社会的发展，自动控制越来越成为人们关注的焦点, 自动调节温度系统也备受关注。1.1 单片机简介单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU 表示单片机，它最早是被用
9、在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU 的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU 集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。单片机又称单片微控制器, 它不是完成某一个逻辑功能的芯片, 而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O 设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的
10、最佳选择。8位单片机的推出作为起点，单片机的发展历史大致可分为以下几个阶段（1）第一阶段（ 1976-1978）：单片机的控索阶段。以Intel 公司的 MCS 48 为代表。 MCS 48 的推出是在工控领域的控索，参与这一控索的公司还有Motorola 、Zilog 等，都取得了满意的效果。这就是 SCM 的诞生年代，“单机片”一词即由此而来。（2）第二阶段（ 1978-1982）单片机的完善阶段。 Intel 公司在 MCS 48 基础上推出了完善的、典型的单片机系列 MCS 51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。完善的外部总线。 MCS-51 设置了经典的 8位单
11、片机的总线结构，包括8位数据总线、 16位地址总线、控制总线及具有很多机通信功能的串行通信接口。CPU 外围功能单元的集中管理模式。体现工控特性的位地址空间及位操作方式。指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。（3）第三阶段（ 1982-1990）：8位单片机的巩固发展及 16位单片机的推出阶段，也是单片精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 36 页机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的 MCS 96 系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制
12、器特征。随着MCS 51 系列的广应用，许多电气厂商竞相使用80C51 为内核，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道A/D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路路功能，强化了智能控制的特征。（4）第四阶段（ 1990）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16 位/32 位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。1.2 论文的主要内容第一章主要介绍了单片机的历史、发展、应用，对单片机的发展阶段作了简单的描述。第二章对单片原理进行了介绍，包括基本的单片机构成和单片机A/D转换相关寄存器。第三章对温
13、度传感器 DS18B20 进行了介绍，包括了 DS18B20 的主要特性和测温原理第四章讲了设计要求及要实现的技术指标第五章主要介绍硬件设计及调试。第六章主要介绍软件的设计。第七章对单片机的发展进行了展望，同时对本文进行了总结。第二章单片机介绍2.1 STC12C5206AD 的基本组成高速： 1 个时钟 / 机器周期，增强型 8051 内核，速度比普通 8051 快812 倍精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 36 页宽电压： 5.5 3.3V，2.2 3.6V（STC12LE5201AD 系列）增加第二复位功能脚（内部高
14、可靠复位，可调整复位门槛电压，频率12MHz 时，无需此功能）增加外部掉电检测电路 (P1.2), 可在掉电时 , 及时将数据保存进 EEPROM(正常工作时无需操作EEPROM) 外部低压掉电检测（ P1.2/EX_LVD ）低功耗设计：空闲模式，掉电模式（可由外部中断唤醒）工作频率： 035MHz ，相当于普通 8051：0420MHz 时钟：外部晶体或内部 RC 振荡器可选，在 ISP 下载编程用户程序时设置 1K/2K/4K/5K/6K 字节片内 Flash 程序存储器，擦写次数 10 万次以上 256 字节片内 RAM 数据存储器芯片内 EEPROM 功能, 擦写次数 10 万次以上
15、ISP / IAP ，在系统可编程 / 在应用可编程 , 无需编程器 / 仿真器 8 通道,8 位高速 ADC ，速度可达 30 万次/ 秒,2 路PWM 还可当2 路D/A 使用2 通道捕获 / 比较单元（ PWM/PCA/CCP），- 也可用来再实现 2 个定时器或 2 个外部中断（支持上升沿 / 下降沿中断） 4 个16 位定时器，兼容普通 8051 的定时器 T0/T1,2 路PCA 实现2 个定时器可编程时钟输出功能， T0 在P3.4 输出时钟， T1 在P3.5 输出时钟硬件看门狗（ W D T ）全双工异步串行口 (UART),兼容普通 8051 的串口先进的指令集结构，兼容普
16、通8051 指令集有硬件乘法 / 除法指令通用I/O 口（27/23/15 个），复位后为：准双向口/ 弱上拉（普通 8051 传统I/O 口）可设置成四种模式：准双向口/ 弱上拉，推挽 / 强上拉，仅为输入 / 高阻，开漏每个I/O 口驱动能力均可达到 20mA ，但整个芯片最大不得超过55mA 2.2 STC12C5206AD 系列单片机 A/D 转换相关寄存器STC12C5201AD 系列带 A/D 转换的单片机的 A/D 转换口在 P1 口(P1.7-P1.0) ，有8 路8 位高速A/D 转换器, 速度可达到 300KHz(30 万次/ 秒) 。8 路电压输入型 A/D，可做温度检测
17、、电池电压检测、按精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 36 页键扫描、频谱检测等。上电复位后 P1 口为弱上拉型 I/O 口，用户可以通过软件设置将8 路中的任何一路设置为 A/D 转换，不需作为 A/D 使用的口可继续作为 I/O 口使用。需作为 A/D 使用的口需先将 P1ASF 特殊功能寄存器中的相应位置为1，将相应的口设置为模拟功能。 STC12C5202AD 系列单片机 P1 口模拟功能控制寄存器 (该寄存器是只写寄存器 ,读无效 )MnemonicAddName76543210Reset ValueP1ASF 9
18、Dh P1 Analog Special Function P17ASF P16ASF P15ASF P14ASF P13ASF P12ASF P11ASF P10ASF 0000,0000 当P1 口中的相应位作为 A/D 使用时 , 要将P1ASF 中的相应位置 1. P1ASF7:0 P1.x的功能其中P1ASF 寄存器地址为： 9DH (不能够进行位寻址 ) P1ASF.0 = 1 P1.0口作为模拟功能 A/D使用P1ASF.1 = 1 P1.1作为模拟功能 A/D使用P1ASF.2 = 1 P1.2作为模拟功能 A/D使用或P1.2口作为比较器用时，在 Power_Down模式下低
19、功耗P1ASF.3 = 1 P1.3作为模拟功能 A/D使用P1ASF.4 = 1 P1.4作为模拟功能 A/D使用P1ASF.5 = 1 P1.5作为模拟功能 A/D使用P1ASF.6 = 1 P1.6作为模拟功能 A/D使用P1ASF.7 = 1 P1.7作为模拟功能 A/D使用与A/D 转换有关的特殊功能控制寄存器表Mnemonic Add Name 7 6 5 4 3 2 1 0 P1ASF 9Dh P1 Analog Special P17ASF P16SF P15SF P14SF P13SF P12SF P11F P10SF 0000,0000 精选学习资料 - - - - - -
20、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 36 页Function ADC_CONTR BCh A/D 转换控制寄存器ADC_POWER SPEED1 SPEED0 ADC_FLAG ADC_START CHS2 CHS1 CHS0 0000,0000 ADC_RES BDh A/D 转换结果寄存器0000,0000 IE A8h Interrupt Enable EA ELVD EADC ES ET1 EX1 ET0 EX0 0000,0000 IP B8h Interrupt Priority Low PPCA PLVD PADC PS PT1 PX1 PT0
21、PX0 0000,0000 IPH B7h Interrupt Priority High PPCAH PLVDH PADCH PSH PT1H PX1H PT0H PT0H 0000,0000 如果要允许 A/D 转换中断则需要将相应的控制位置1: 1、将EADC 置1，允许 ADC 中断，这是 ADC 中断的中断控制位。2、将EA 置1，打开单片机总中断控制位，此位不打开，也是无法产生ADC 中断的A/D 中断服务程序中要用软件清A/D 中断请求标志位 ADC_FLAG( 也是A/D 转换结束标志位 ) 。ADC_CONTR 特殊功能寄存器 : A/D 转换控制特殊功能寄存器, 地址在 0
22、BCh 单元A/D 转换控制寄存器ADC_POWER SPEED1 SPEED0 ADC_FLAG ADC_START CHS2 CHS1 CHS0 0000,0000 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 36 页对A D C _ C O N T R 寄存器进行操作，建议直接用M O V 赋值语句，不要用与和或语句CHS2 / CHS1 / CHS0：模拟输入通道选择，CHS2 / CHS1 / CHS0 C H S 2 C H S 1 C H S 0 A n a l o g C h a n n e l S e l e c
23、t 模拟输入通道选择0 0 0 选择 P 1 . 0 作为A / D 输入来用0 0 1 选择 P 1 . 1 作为A / D 输入来用0 1 0 选择 P 1 . 2作为A / D 输入来用0 1 1 选择 P 1 . 3作为A / D 输入来用1 0 0 选择 P 1 . 4作为A / D 输入来用1 0 1 选择 P 1 . 5作为A / D 输入来用1 1 0 选择 P 1 .6作为A / D 输入来用1 1 1 选择 P 1 .7作为A / D 输入来用ADC_START: 模数转换器 (ADC)转换启动控制位，设置为“1”时，开始转换 , 转换结束后为0。ADC_FLAG: 模数转
24、换器转换结束标志位, 当A/D 转换完成后， ADC_FLAG = 1 ，要由软件清 0。不管是 A/D 转换完成后由该位申请产生中断，还是由软件查询该标志位A/D 转换是否结束 ,当A/D 转换完成后， ADC_FLAG = 1 ，一定要软件清 0第三章温度传感器 DS18B20 在工业生产及日常生活中 , 温度检测及控制技术被广泛使用。传统的温度测量系统中, 测温元件有热电偶和热电阻 , 但是热电偶和热电阻的输出一般为电压, 而将电压转换为温度还需要一些外部硬件电路 , 例如热电偶需要将微弱的信号放大, 然后再通过 A /D转换电路将模拟信号转换为数字信号 , 最后送给 CPU 进行处理。
25、而热电阻则需要配备良好的恒流源。这样, 硬件电路的设计及软件的调试都比较复杂。DALLAS 公司推出的数字式温度传感器DS18B20 是一种改进型的智能温度传感器, 该传感器采用 / 一线通信 0结构, 只需占用单片机的一个 I 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 36 页/O口线。 DS18B20 可以将检测到的温度信号直接转换为数字信号, 因此可以直接和单片机相连, 省去了放大电路、 A /D 转换电路或恒流源 , 因此其外电路也比较简单。3. 1 DS18B20 的主要特性DS18B20 在使用中不需要任何外围元件,
26、 全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内 , 三只管脚分别为数字信号输入/ 输出端、电源端和外接供电电源输入端( 在寄生电源接线方式时接地 ) 。 工作电压范围为 3. 0 5. 5V, 在寄生电源方式下可由数据线供电。 DS18B20 具有独特的单线接口方式, 在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。 DS18B20 支持多点组网 , 多个DS18B20 可以并联在唯一的三线上, 实现组网多点测温。温范围 - 55 125e , 在- 10 85e 时精度为 ? 0. 5e 。 可编程的分辨率为 9 12位, 对应的可分辨温度分别为0.
27、 5e 、0. 25e 、0. 125e 和0. 0625e , 可实现高精度测温。在9位分辨率时最多在 93. 75ms内把温度转换为数字 , 12 位分辨率时最多在750ms 内把温度值转换为数字 , 速度更快。测量结果直接输出数字温度信号, 以/ 一线通信 0串行传送给 CPU, 同时可传送 CRC 校验码 , 具有极强的抗干扰纠错能力。 DS18B20 具有负压特性, 当电源极性接反时 , 芯片不会因发热而烧毁 , 但不能正常工作。 DS18B20 内部结构主要由四部分组成 : 64 位光刻 ROM 、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH 和TL、配置寄存器。3. 2 DS18B20
28、 测温原理DS18B20 测温原理如图 1所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小, 用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变, 所产生的信号作为计数器 2的脉冲输入。计数器 1和温度寄存器被预置在 - 55e 所对应的一个基数值。计数器 1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数, 当计数器 1的预置值减到 0时, 温度寄存器的值将加 1, 计数器 1的预置将重新被装入 , 计数器 1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数 , 如此循环直到计数器 2计数到0时, 停止温度寄存器值的累加 , 此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图1中的
29、斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性, 其输出用于修正计数器 1的预置值 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 36 页第四章设计要求及要实现的技术指标内容要求：、能测量出室内温度值。、能实时显示测量值。、能按照设置值控制室内温度。、完成软硬件的设计及制做。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 36 页主要技术指标：、测量出温度的数值。、实时显示测量到的温度数值。、控温值可用键盘设置。、所测量值需按十进制数的形式显示。、测量温度范围为：度、控制器控温
30、精度为度。第五章硬件电路设计设计思想和设计原理：根据工程房屋自动供暖系统控制器设计，要实现所要设计的功能构思了电路的几个组成部分，分别为测温电路，复位和键盘电路，单片机时钟电路，显示电路，外部控制电路，根据工程的要求，设计的测温电路用于检测室内温度，并把信号输出给单片机，单片机通过A/D 转换，读取电压值并输出给显示电路，显示电路接受单片机输出信号显示实时温度。复位和键盘电路用于单片机复位与设置调节温度，外部控制电路则用于控制供暖电路的通断。整个电路工作时，首先通过键盘电路设置所需要达到的温度值，通过温度传感器检测室内温度，并输出信号给单片机，单片机通过比较预设值与检测，决定是否接通外部供暖电
31、路，检测温度低于预设值测进行加热，反之，则不加热。同时单片机输出信号给数码管，数码管实时显示室温的检测值。4.1 单片机时钟电路本电路选用了 STC12C5206AD单片机。单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准。电路里选用了常用的12M 晶振，同时外接 2个负载电容，分别接在晶振的两个脚上和对 地 的 电 容 ， 它 会 影 响 到 晶 振 的 谐 振 频 率 和 输 出 幅 度 ， 晶 振 的 负 载 电 容=(Cd*Cg)/(Cd+Cg)+Cic+C 式中 Cd,Cg 为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容，室内温度传感器采样转化成电信号单片机采样温度显示精选学习资料 -
32、- - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 36 页Cic( 集成电路内部电容 )+C(PCB 上电容 ) 经验值为 3 至 5pf 。外接电容一般取 15P到30P，本电路选择了 20P。本电路通过内部振荡方式得到时钟信号，相比于外部振荡，内部振荡方式获得的时钟信号比较稳定。另外在单片机 VCC 和GND 之间用 0.1 F电容作为去耦电容，因为0.1 F对1MHz 几十 MHz 频率的阻抗较小，而 MCU 电路的主频往往就工作在这个范围内。4.2 显示电路本电路采用 8位共阴极 LED 数码管， CD4094 作为数码管驱动 , 为保护各段 L
33、ED 中间加了限流电阻共阴数码管在应用时应将公共极COM 接到地线 GND 上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。当4094的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 36 页Q1 口线输出高电平，选中第一位数码管，使阳极得电，在第一位上就显示出1，重复上述过程，一直到第九位，然后不断重复这一过程，就实现了扫描显示。另外由于数码管工作电压为5-10mA ，本电路用 5V电压供电，故在此电路中加入1k的限流保护电阻。4.3 复位和键盘图中S1控制复位， S2作用设置返
34、回， S3作用设置上下限， S4作用设置十位， S5作用设置个位复位电路采用上电复位，工作原理如图VCC 上电时， C1充电，在 10k电阻上出现电压，使得单片机复位，几个毫秒后。C1充满电，在 10K电阻上电流降为 0，电压也为 0，使得单片机进入工作状态。工作期间，按下S1，C1放电。 S1松手， C1又充电，在 10K电阻上出现电压，使得单片机复位在振荡稳定后应保证复位高电平持续时间大于2个机器周期，采用 12M 晶振后复位信号持续时间应超过 2us，按参考资料所讲，本电路采用10uf电容， 10k电阻，另外开关 S1串联1K电阻，其保护作用。S2到S5采用 10K的上拉电组，当有键按下
35、时，会在单片机P1.2口输出不同的电压值，从而判断哪个键按下，如电路，若S2按下，则单片机 1.2 口得到 1/2VCC ，若S3按下，则单片机 1.2 口得到 2/3VCC ，依次类推，从而通过电压变化判别哪个键按下，下得到一个稳定的高电平 , 即负载比较小 ,10k 以上为好 , 这样功耗小 . 本电路选用 10k电阻。另外为了去除键盘抖动，加入 56P电容构成 RC 延时电路，消除影响。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 36 页4.4 单片机电源由电脑 USB 口供电，通过整流，滤波输出稳定的5V直流电压滤波电路常
36、用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器 C ，或与负载串联电感器 L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路整流是利用二极管的单向导电性把方向周期性变化的交流电压变为单向脉动电压（注意这时候还不是直流电压），然后利用电容储存电荷维持电压不发生突变的特性把单向脉动电压变为带有交流纹波的直流电压，如果需要更高质量更稳定的直流电压，还要再加稳压元器件。4.5 驱动电路精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 36 页本电路通过采用继电器实现控制外部加热电路的通断，具体通过继电器的通断实现对外部
37、电路通断的控制，继电器闭合则接通外部加热电路，电路工作，反之，加热电路断开，工作时当三极管处于饱和导通状态时，电磁继电器吸合，电路工作，电路中的二极管起延时释放的作用。线圈通电正常工作时，二极管对电路不起作用。线圈断电时，线圈上产生的自感电势而使二极管导通，线圈电流按指数规律缓慢下降，从而使继电器的触电延时断开。电路中1K电阻起限流保护作用。在P3.4 口加入工作指示灯，当外部加热电路导通时发光二极管亮。4.6 测温电路精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 36 页因为DS18B20的DQ端是单线双向通讯的，其内部结构是开漏
38、，故加一4.7k电阻。4.7 调试过程调试分析包括硬件调试分析，与软件调试分析及软硬件联调。一般情况下先进性硬件调试，再调试软件，在调试过程中找出错误，缺陷，判断各种故障，直至实现所有设置功能。在温度传感器两端加上5V电压，用万用表测出测量可证实温度传感器两端输出的是稳定的电压信号，符合单片机的输入条件，该信号可以直接接入单片机进行A/D转换。接着进行综合调试，将各部分子程序写入单片机中，反复调试直至准确无误，接着调试整个系统，将各部分调试完的子程序整合起来，通过软件编译至无误后写入单片机中，直至实现全部功能。调试中遇到的问题 1 ，线路接线松动，导致有几次电路断路。2，DS18B20 的时序
39、设置是比较难的问题，由于几次时序上设置的错误导致出不了结果，后经过反复调试解决问题。第六章软件设计软件方案主要包括数据采集，数据处理，显示，继电器控制电路等子程序，电路启动后，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 36 页预设所需温度值，温度传感器把测量结果输出到单片机中，由单片机进行A/D转换。有数据处理程序完成数据间的转换和数制间转换，当测量值低于预设温度值时启动继电器开始加热，当测量温度值低于预设值时关闭继电器，停止加热。软件程序流程图第七章总结与展望工作总结我不会忘记这难忘的几个月的时间，毕业设计给了我难忘的回忆。刚
40、开始在我徜徉书海查找资料的日子里，最难忘的是每次找到资料时的激动和兴奋；亲手设计电路图的时间里，记忆最深的是每一步小小思路实现时那开心的心情；为了论文我冥思苦想，但看着亲手打出的一字一句，心里充满了喜悦。这段旅程看似荆棘密布，实则蕴藏着无尽的宝藏。我从资料的查阅中，掌握了很多单片机、LED 显示屏、温度传感器的知识，让我对我所学过的知识有所巩固和提高，并且让我对当今单片机、LED 显示屏、温度传感器的最新发展技术有所了解。整个毕设的过程是发现问题解决问题的过程，在这过程中遇到了很多的困难和难题，通过老师和同学的帮助一一得到解决，使我增长了不少知识。按照任务书要求，所设计电路能测量出温度的数值，
41、实时显示测量到的温度数值，控温值可用键盘设置，所测量值按十进制数的形式显示，测量温度范围为：度控制器控温精度为度，顺利完成各项设计要求。技术展望单片机发展至今，人们已经针对不同的需要设计了许多不同型号的单片机，可以说现在的单片机是百花齐放的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8 位、16 位到 32 位，应有尽有。纵观单片机发展过程，以后单片机会从以下几方面改进1 低功耗 CMOS 化2 外围化电路内装化开始系统初始化键盘设置温度传 感 器 采 集 信号A/D 转换数码管扫描显示判 断 检 测 温 度 是否大于预设值是否继电器闭合导通加热电路精选学习资料 - - - - - -
42、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 36 页因此，关于单片机理论及其应用的研究必将是一个长期的研究课题。相信随着人们对单片机不断深入，单片机必将展现出更加广阔、更加引人注目的发展前景。参考文献1、王建校、扬建国。51 系列单片机及C51程序设计。 M 北京 . 科学出版社 2002 2、何希才、伊兵、杜煜。新型实用电子电路400 例。 M 北京。电子工业出版社。1999 3、王福瑞 .单片微机测控系统设计大全.M 北京北京航空航天大学出版社.1999 4、何立民。单片机应用系统设计。M 北京北京航空航天大学出版社.1996 5、张洪润、蓝清华。单片机应用技术
43、教程。M 北京清华大学出版社。1997 6、Sterpone, Luca Sterpone。Electronics System Design Techniques for Safety Critical Applications。Springer 。2008 7、宏晶科技、 致谢本文是在 XXX 老师的耐心指导下完成的。在课题的研究过程中，他每周都对我的毕业设计进行悉心指导和帮助。在我遇到困难时，他也多次给我鼓励和鞭策。XXX 的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受启迪。从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。经过这段时间的毕业设计，我感觉到学会使
44、用必要工具和掌握扎实的基础知识的重要性，感受到到网络在学习工作中起到的作用，在遇到难以解决的问题时，不仅可以求助于老师同学还可以在因特网上去寻找所需的资料。同时在毕设过程中通过阅读英文资料、翻译英文材料切实提高了我使用英语的水平，使我更深刻认识到英语在学习中的重要性，在以后的工作生活中要经常温习英语。在进行毕业设计的过程中，我要谢谢我的家人和朋友，感谢他们一直对我的关爱，有他们的陪伴给了我无穷的动力。大学四年转瞬即逝，接下来在踏上社会的路上也必然有很多难题等我去解决，我相信我可以走好接下去的每一步。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2
45、0 页，共 36 页附录 P3M1 EQU 0B1H P3M0 EQU 0B2H 。* 。主程序。* ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP TIME0 ORG 0030H MAIN: MOV SCON,#00H MOV TMOD,#01H MOV TL0,#00H MOV TH0,#00H MOV 30H,#9 MOV P3M1,#00H MOV P3M0,#20H MOV DPTR,#0800H CLR P3.5 SETB P3.4 MOV 9DH,#04H CLR P1.7 MOV 40H,#20 MOV 41H,#2 MOV 42H,#0 CLR 7FH
46、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 36 页 LCALL TEST_WT SETB EA SETB ET0 SETB TR0 START: MOV A,40H LCALL WT_C JC TURN_OFF CLR P3.4 SETB P3.5 AJMP START TURN_OFF: CLR P3.5 SETB P3.4 AJMP START 。* 。温度比较子程序。入口参数 :A 。出口参数 :C 。* WT_C: CLR C SUBB A,46H RET 。* 。定时中断。* TIME0: PUSH ACC PUSH
47、PSW CLR TR0 MOV TL0,#00H 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 36 页 MOV TH0,#00H LCALL KEY_SCAN DJNZ 30H,BACK_M MOV 30H,#9 LCALL TEST_WT BACK_M: SETB TR0 POP PSW POP ACC RETI 。* 。DS18B20主程序。入口参数 :无。出口参数 :无。* DQ BIT P3.7 。DS18B20的数据口位 P3.3 TPH DATA 48H 。存放温度值的高字节 TPL DATA 49H 。存放温度值的低
48、字节 INTEG EQU 46H 。转换数据整数部分 DECIM EQU 47H 。转换数据小数部分TEST_WT: LCALL DS18B20_Reset 。设备复位 MOV A,#0CCH 。跳过 ROM 命令 LCALL DS18B20_WriteByte 。送出命令 MOV A,#044H 。开始转换 LCALL DS18B20_WriteByte 。送出命令 LCALL DELAY 。延时等待转换完成 LCALL DS18B20_Reset 。设备复位 MOV A,#0CCH 。跳过 ROM 命令 LCALL DS18B20_WriteByte 。送出命令精选学习资料 - - - -
49、 - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 36 页 MOV A,#0BEH 。读暂存存储器 LCALL DS18B20_WriteByte 。送出命令 LCALL DS18B20_ReadByte 。读温度低字节 MOV TPL,A 。存储数据 LCALL DS18B20_ReadByte 。读温度高字节 MOV TPH,A 。存储数据DATA_P: CLR C MOV A,TPH RLC A JC TEST_WT PROC: MOV A,TPL ANL A,#0FH MOV DECIM,A MOV A,TPH SWAP A ANL A,#0F0H MOV
50、 INTEG,A MOV A,TPL SWAP A ANL A,#0FH ORL INTEG,A LCALL WT_BCD MOV R0,#56H LCALL DISPLAY RET 。* 。延时 X 微秒。不同的工作环境 ,需要调整此函数。入口参数 :R7 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 36 页。出口参数 :无。* DelayXus: 。6 此延时函数是使用1T 的指令周期进行计算 ,与传统的 12T 的 MCU不同 NOP 。1 NOP 。1 NOP 。1 NOP 。1 NOP 。1 NOP 。1 NOP 。1