目 录 1 设计任务与要求 ...................................................... 1 2 方案设计 ............................................................ 2 2.1 温度测量部分方
案 ................................................. 2 2.2 主控制部分方案 ................................................... 3 3 硬件电路设计 ........................................................ 8 3.1 键盘单元 ......................................................... 8 3.2 温度控制及超温和超温警报单
元 .................................... 10 3.3 温度测试单元 .................................................... 11 3.4 温度控制器件电路 ................................................ 11 3.5 七段数码管显示单元 .............................................. 12 3.6 接口通讯单元 .................................................... 14 4 电源输入部分 ....................................................... 16 5 程序设计 ........................................................... 17 5.1 程序结构分
析 .................................................... 17 5.2 主程序 .......................................................... 18 5.3 程序代码
详见附录 程序清单
测设分
析 ........................................................... 19 7 结论 ............................................................... 20 8 附录 ............................................................... 21 8.1 使用说明 ........................................................ 21 8.2 程序清单 ........................................................ 21 9 参考文
献 ........................................................... 30 www.docin.com单片机/微机接口课程设计说明书 1 1 设计任务与要求 以单片机为核心设计一种多点温度控制系统两路以上的温度测量与控 制成温度信号的检测
至少实现
被控温度范围30℃---60℃。选择一种温度传感器完
利用数码管或液晶显示
单片机系统
并以数 字信号的方式传送给单片机
器实现被测温度的实时显示。其 他功能可自由发挥。 硬件部分包括
及外围电路、温度检测电路、温度控制电路、按键控 制电路、显示电路及通讯电路等。 软件设计部分主要模块有
显示模块、键盘扫描及按键处理模块、温度信
号处理 模块、继电器控制模块、单片机与PC机串口通讯模块等。 www.docin.com单片机/微机接口课程设计说明书 2 2 方案设计 2.1 温度测量部分方案 DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器干扰能力、强易配处理器等优点
它具有微型化、低功耗、 高性能抗
特别适合用于构成多点温
度测控系统可 直接将温度转化成串行数字信号按9位二进制数字给单
片机处理且在同一总线 上可以挂接多个传感器芯片积封装形式温度测量范围温分辨率可达0.0625℃作电源既可在远端引入三根或者两根线上
℃
可编程为
它具有三引脚TO-92小体
位A/D转换精度
测
被测温 度用符号扩展的16位数字量方式串行输出业可采用 寄生电源方式产生
其工
多个DS18B20可以并联到
占用微处理
只需一根端口 线就能与多个DS18B20通信
器的端口较少可节省大量的引线和逻辑电 路。从而可以看出DS18B20可以非常方便的被用于远距离多点温度检测系统。 综上
在本系统中我采用温度芯片它能用做工业测温元件
且此
DS18B20测量温度。该芯片的物理化学性很稳 定
元件线形较好。在0—100摄氏度时最大线形偏 差小于1摄氏度。该芯片直接向单片机传输数字信号
便于单片机处理及控制。 图2-1温度芯片DS18B20
www.docin.com单片机/微机接口课程设计说明书 3 2.2 主控制部分方案 AT89S51 是一个低功耗高性能CMOS 8位单片机
片内含8k Bytes ISP(In-system
器件采用ATMEL公
programmable的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器司 的高密度、非易失性存储技术制造结构
兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚
功能强大的微型
芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元
计算机的 AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51具有如下 特点随机存取数据存 储器先级2层中断嵌套中断门狗
电路
个引脚
片内程序存储器
个外部双向输入/输出
口
的
个中断优
看
个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口
片内时钟 振荡器。 此外设计和配置了振荡频率可暂停工作
而RAM定时
为0Hz并可通过软件设置省电模式。空 闲模式下计数器串行口
外中断系统可继续工作
掉 电模式冻结振荡器而保存RAM的数
据停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复 位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式
以适应不同产品的需求。 由于系统控制方案简
单 ,数据量也不大 ,考虑到电路的简单和成本等因素 ,因此 在本设计中选用 A TMEL 公司的 A T89S51单片机作为主控芯片。主控模块采用单片 机最小系统是由于 A T89S51芯片内含有4 kB的 E2PROM ,无需外扩存储器 ,电路简 单可靠 ,其时钟频率
为 并且价格低廉 ,批量价在 10元以内。 其主要功能特性兼容MCS-
51指令系统 4k可反复擦写
(>1000次
个双向I/O口 4.3-5.5V工作电压 2个16位可编
程定时/计数器 时钟频率0-33MHz 全双工UART串行中断口线 128x8 bit内部RAM 2个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3级加密位 看门狗
电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的ISP字节和分页编程 双数据寄存器
指针 可以看出AT89S51提供以下标准功能内 部计数器
个I/O口线
看门狗
字节Flash闪速存储器两个数据指针
一个全双工串行通信口
字节
两个16位定时器/片内振荡器及时
一个5向量两级中断结构
钟。同时, AT89S51 可降至0Hz的静态逻辑操作模式。空闲方式停止 CPU的工作
但允许
并支持两种软件可选的节电工作定时/计数器
串行通信口及中
断系统继续工作。掉电方式 何在RAM中的内容但振荡器停止工作并禁止其它所
电源电压
口是一组8每位能
有部件工作直接到一个硬件复 位。 AT89S51引角功能说明
www.docin.com单片机/微机接口课程设计说明书 4 GND地 P0口位漏极开路型双向I/O口驱动8个TTL逻辑门电路存储器或程序存储器时
也即地址/数据总线复用口
作 为输出口用时
对端口写“1”可作为高阻抗输入 端口。在访问外部数据
低8位
和 数据总线复用
在
这组口线分时转换地址
访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时验时输出指令字节电阻的8位双向I/O口
校验时
口接收指令字 节而在程序校
要求外接上拉电阻。 P1口是一个带内部上拉
个TTL逻
的输出缓冲级可驱动吸 收或输出电流
辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉 到高电平口。作输入口使用时
因为内部存在上拉电阻
此时可作输入
某个引脚被 外部信号校验期间
接收低8位地址。表2-1为P1口第二功能。 表2-1 P1口第二功能 端口引脚 第二功能 于ISP编程
口
用于ISP编程
用于ISP编程
用
的输出缓
是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口
冲级可驱动4 个TTL逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平此时可 作输入口
作输入口使用时
因为内部存在上拉电阻
某个引脚被
如执行
外部信号拉低时会 输出一个电流I 。在访问位地址的外部数据存储器