基于單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論文

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1、基于單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄一、引言4(一)課題研究的背景4(二)課題研究的目的和意義5二、硬件電路的設(shè)計(jì)5(一)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的框架5(二)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路6(三)單片機(jī)的選型61.STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介62.STC89C52單片機(jī)時(shí)序73.STC89C52單片機(jī)引腳介紹7(四)溫度傳感器電路9(五)系統(tǒng)電源電路的設(shè)計(jì)10(六)LCD顯示電路11(七)串口通訊電路12(八)按鍵接口電路13(九)DS1302時(shí)鐘電路13(十)存儲(chǔ)器接口電路13三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)14(一)計(jì)算溫度子程序15(二)按鍵處理子程序15(三)計(jì)算溫度子程序16(四)顯示數(shù)據(jù)刷新子程序17四、結(jié)束語(yǔ)

2、18參考文獻(xiàn)19致謝20附件1：系統(tǒng)原理圖21附件2：系統(tǒng)相關(guān)程序22一、DS18B20底層驅(qū)動(dòng)程序22二、DS1302時(shí)鐘底層驅(qū)動(dòng)程序27三、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)底層驅(qū)動(dòng)程序3346一、引言(一)課題研究的背景工業(yè)控制是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)正是為了適應(yīng)這一領(lǐng)域的需要而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)，它主要研究如何將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通過(guò)信息技術(shù)和自動(dòng)控制理論應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，并設(shè)計(jì)出所需要的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。隨著微機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)的迅速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，以單片機(jī)為核心的溫度采集與控制系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用在很大程度上提高了生產(chǎn)生活中對(duì)溫度的控制水平。本設(shè)計(jì)就是基于單片機(jī)STC89C52溫度控制系

3、統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)本次課程實(shí)踐，我們更加的明確了單片機(jī)的廣泛用途和使用方法，以及其工作的原理。(二)課題研究的目的和意義隨著社會(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)STC89C52設(shè)計(jì)了溫度實(shí)時(shí)測(cè)量及控制系統(tǒng)。單片機(jī)STC89C52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)。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

4、實(shí)際工作能力。46二、硬件電路的設(shè)計(jì)(一)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的框架本課題設(shè)計(jì)的是一種以STC89C52單片機(jī)為主控制單元，以DS18B20為溫度傳感器的溫度控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)存儲(chǔ)相關(guān)的溫度數(shù)據(jù)并記錄當(dāng)前的時(shí)間。其主要包括：電源模塊、溫度采集模塊、按鍵處理模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、LCD顯示模塊、通訊模塊以及單片機(jī)最小系統(tǒng)。圖1系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架(二)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路在課題設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，控制核心是STC89C52單片機(jī)，該單片機(jī)為51系列增強(qiáng)型8位單片機(jī)，它有32個(gè)I/O口，片內(nèi)含4KFLASH工藝的程序存儲(chǔ)器，便于用電的方式瞬間擦除和改寫(xiě)，而且價(jià)格便宜，其外部晶振為1

5、2MHz，一個(gè)指令周期為1μS。使用該單片機(jī)完全可以完成設(shè)計(jì)任務(wù)，其最小系統(tǒng)主要包括：復(fù)位電路、震蕩電路以及存儲(chǔ)器選擇模式（EA腳的高低電平選擇），電路如下圖2所示：46圖2單片機(jī)最小系統(tǒng)(三)單片機(jī)的選型本課題設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)主控制芯片選型為STC89C52單片機(jī)，其特點(diǎn)如下：1.STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介目前，51系列單片機(jī)在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，因此我們可以在許多單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中，配接各種類(lèi)型的語(yǔ)音接口，構(gòu)成具有合成語(yǔ)音輸出能力的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，以增強(qiáng)人機(jī)對(duì)話(huà)的功能。STC89C52單片機(jī)是深圳宏晶科技有限公司生產(chǎn)的一種單片機(jī)，在一小塊芯片上集成了一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)

6、組成部分。每一個(gè)單片機(jī)包括：一個(gè)8位的微型處理器CPU；一個(gè)512K的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM；4K片內(nèi)程序存儲(chǔ)器；四個(gè)8位并行的I/O接口P0-P3，每個(gè)接口既可以輸入，也可以輸出；兩個(gè)定時(shí)器/記數(shù)器；五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工UART的串行I/O口；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高允許振蕩頻率是12MHZ。以上各個(gè)部分通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)相連接。2.STC89C52單片機(jī)時(shí)序STC89C52單片機(jī)的一個(gè)執(zhí)器周期由6個(gè)狀態(tài)(s1—46s6)組成，每個(gè)狀態(tài)又持續(xù)2個(gè)震蕩周期，分為P1和P2兩個(gè)節(jié)拍。這樣，一個(gè)機(jī)器周期由12個(gè)振蕩周期組成。若采用12MHz的晶

7、體振蕩器，則每個(gè)機(jī)器周期為1us，每個(gè)狀態(tài)周期為1／6us；在一數(shù)情況下，算術(shù)和邏輯操作發(fā)生在N期間，而內(nèi)部寄存器到寄存器的傳輸發(fā)生在P2期間。對(duì)于單周期指令，當(dāng)指令操作碼讀人指令寄存器時(shí)，使從S1P2開(kāi)始執(zhí)行指令。如果是雙字節(jié)指令，則在同一機(jī)器周期的s4讀人第二字節(jié)。若為單字節(jié)指令，則在51期間仍進(jìn)行讀，但所讀入的字節(jié)操作碼被忽略，且程序計(jì)數(shù)據(jù)也不加1。在加結(jié)束時(shí)完成指令操作。多數(shù)STC89C52指令周期為1—2個(gè)機(jī)器周期，只有乘法和除法指令需要兩個(gè)以上