智能溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　溫度是日常生活中無時不在的物理量，溫度的控制在各個領(lǐng)域都有積極的意義。很多行業(yè)中都有大量的用電加熱設(shè)備，如用于熱處理的加熱爐，用于融化金屬的坩鍋電阻爐及各種不同用途的溫度箱等，采用單片機對它們進行控制不僅具有控制方便、簡單、靈活性大等特點，而且還可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，智能化溫度控制

2、技術(shù)正被廣泛地采用。</p><p>　　本溫度設(shè)計采用現(xiàn)在流行的AT89S52單片機，配以DS18B20數(shù)字溫度傳感器，該溫度傳感器可自行設(shè)置溫度上下限。單片機將檢測到的溫度信號與輸入的溫度上、下限進行比較，由此作出判斷是否啟動繼電器以開啟設(shè)備。</p><p>　　本文對溫度控制的發(fā)展現(xiàn)狀及設(shè)計意義做了介紹，而后對全部的硬件電路進行了詳細(xì)的討論，包括串行LED驅(qū)動器的控制方式和工作原理

3、，A/D轉(zhuǎn)換器，查詢式鍵盤，溫度傳感器的應(yīng)用等。接著對軟件部分也作了仔細(xì)的思考，按模塊進行結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計，包括顯示、鍵盤、A/D轉(zhuǎn)換、溫度控制和溫度傳感器的程序說明并畫出各子程序流程圖等。最后進行了系統(tǒng)整體調(diào)試。</p><p>　　溫度控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)將溫度經(jīng)過熱敏電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)放大器放大后進入單片機進行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過LED靜態(tài)顯示電路以十進制形式顯示出來，同時顯示電路還將顯示設(shè)定的恒溫值且

4、通過鍵盤可以改變設(shè)定值的大小。</p><p>　　索引關(guān)鍵詞：單片機應(yīng)用；溫度采集控制；DS18B20應(yīng)用</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　智能溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計-------------------------------------------------------------------1</p

5、><p>　　第一章 緒論----------------------------------------------------------------------------------1</p><p>　　1.1 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的背景、發(fā)展歷史及意義------------------------------1</p><p>　　1.2 溫度控制系統(tǒng)的

6、目的------------------------------------------------------------1</p><p>　　1.3 溫度控制系統(tǒng)完成的功能------------------------------------------------------1</p><p>　　第二章 總體設(shè)計方案-----------------------------

7、-----------------------------------------1</p><p>　　2.1 控制部分---------------------------------------------------------------------------1</p><p>　　2.2 顯示部分--------------------------------------

8、-------------------------------------1</p><p>　　2.3 溫度采集部分---------------------------------------------------------------------1</p><p>　　第三章 智能溫度控制系統(tǒng)基本構(gòu)成及工作原理---------------------------------

9、----1</p><p>　　3.1 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成------------------------------------------------------------------1</p><p>　　3.2 系統(tǒng)的軟件構(gòu)成------------------------------------------------------------------1</p>

10、<p>　　3.3 系統(tǒng)的工作原理------------------------------------------------------------------1</p><p>　　第四章 智能溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計----------------------------------------------------1</p><p>　　4.1 A/D轉(zhuǎn)換器--

11、----------------------------------------------------------------------1</p><p>　　4.2 查詢式鍵盤------------------------------------------------------------------------1</p><p>　　4.3 溫度傳感器----------

12、--------------------------------------------------------------1</p><p>　　第五章 DS18B20的測溫原理------------------------------------------------------------1</p><p>　　5.1 DS18B20的測溫原理----------------

13、-------------------------------------------1</p><p>　　5.2 DS18B20的測溫流程-----------------------------------------------------------1</p><p>　　5.3 顯示溫度值的LED顯示器接口簡介--------------------------------

14、--------1</p><p>　　第六章 智能溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計---------------------------------------------------1</p><p>　　6.1 顯示部分--------------------------------------------------------------------------1</p>

15、<p>　　6.2 A/D轉(zhuǎn)換部分--------------------------------------------------------------------1</p><p>　　6.3 鍵盤部分--------------------------------------------------------------------------1</p><p>

16、　　6.4 溫度傳感器部分-----------------------------------------------------------------1</p><p>　　6.5 溫度控制部分--------------------------------------------------------------------1</p><p>　　第七章 系統(tǒng)總流程圖---

17、------------------------------------------------------------------1</p><p>　　第八章 結(jié)論---------------------------------------------------------------------------------1</p><p>　　第九章 致謝-----------

18、----------------------------------------------------------------------1</p><p>　　參 考 文 獻-----------------------------------------------------------------------------------1</p><p>　　智能溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計&

19、lt;/p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的背景、發(fā)展歷史及意義</p><p>　　隨著社會的發(fā)展，科技的進步，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未開發(fā)的領(lǐng)域，卻又是與人們息息相關(guān)

20、的一個實際問題。針對這種實際情況，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)和實驗研究中，像電力、化工、石油、冶金、航空航天、機械制造、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)反應(yīng)的工藝過程必須在適當(dāng)?shù)臏囟认虏?/p>

21、能正常進行；煉油過程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進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。可見，溫度的測量和控制是非常重要的。</p><p>　　單片機在電子產(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。隨著溫度控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣，

22、各種適用于不同場合的智能溫度控制器應(yīng)運而生。</p><p>　　1.2溫度控制系統(tǒng)的目的</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)計的目的是實現(xiàn)一種可連續(xù)高精度調(diào)溫的溫

23、度控制系統(tǒng)，它應(yīng)用廣泛，功能強大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實用又廉價的控制系統(tǒng)。</p><p>　　1.3溫度控制系統(tǒng)完成的功能</p><p>　　本設(shè)計是對溫度進行實時監(jiān)測與控制，設(shè)計的溫度控制系統(tǒng)實現(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

24、降溫，使溫度下降，同時紅燈亮。當(dāng)溫度下降到上限溫度以下時，停止降溫。溫度在上下限溫度之間時，執(zhí)行機構(gòu)不執(zhí)行。數(shù)碼管即時顯示溫度，精確到小數(shù)點一位。</p><p><b>　　總體設(shè)計方案</b></p><p>　　考慮使用溫度傳感器,結(jié)合單片機電路設(shè)計,采用一只 DS18B20 溫度傳感器,直接讀 取被測溫度值,之后進行轉(zhuǎn)換,依次完成設(shè)計要求. 在本系統(tǒng)的電路設(shè)計

25、方框圖如圖 2.1 所示,它由三部分組成:①控制部分主芯片采用 單片機 AT89S51;②顯示部分采用 3 位 LED 數(shù)碼管以動態(tài)掃描方式實現(xiàn)溫度顯示;③溫度 采集部分采用 DS18B20 溫度傳感器.</p><p>　　圖2.1 溫度計電路總體設(shè)計方案</p><p><b>　　2.1控制部分</b></p><p>　　單片機AT89

26、S52具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計使用，系統(tǒng)應(yīng)用三節(jié)電池供電。</p><p><b>　　2.2 顯示部分</b></p><p>　　顯示電路采用4位共陽LED數(shù)碼管。</p><p>　　2.3 溫度采集部分</p><p>　　DS18B

27、20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的可組網(wǎng)數(shù)字式溫度傳感器，在其內(nèi)部使用了在板（ON-B0ARD）專利技術(shù)。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。與其它溫度傳感器相比，DS18B20具有以下特性：</p><p>　　a) 獨特的單線接口方式：DS18B20與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。    b) 在使用中不需要任何

28、外圍元件。    c) 可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍：+3.0 V～+5.5 V。   d) 測溫范圍：-55 ℃～+125 ℃。固有測溫分辨率為0.1℃。    e) 通過編程可實現(xiàn)9～12位的數(shù)字讀數(shù)方式。    f）用戶可自設(shè)定非易失性的報警上下限值。    g）支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B

29、20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點測溫。</p><p>　　第三章 智能溫度控制系統(tǒng)基本構(gòu)成及工作原理</p><p>　　3.1系統(tǒng)的硬件構(gòu)成</p><p>　　課題設(shè)計的硬件部分由89S52單片機、DS18B20、74LS14、74LS273鎖存器以及若干電容、7個發(fā)光二極管、4只數(shù)碼管、5個按鍵、11.0592MHZ晶振組成。（結(jié)構(gòu)如圖3.1）<

30、/p><p>　　圖3.1 系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　以下對各組成部件功能進行簡單介紹：</p><p>　　89S52單片機用于溫度的采集，數(shù)據(jù)處理，存儲溫度上下限和超溫控制。</p><p>　　DS18B20是單總線數(shù)字溫度傳感器，輸出方式為串行單線輸出，主要作用是把溫度值以數(shù)字形式輸出和存儲轉(zhuǎn)換精度控制字。第三章將作出詳細(xì)介紹，

31、此處不做過多贅述。</p><p>　　74LS02或非門，用于選擇鎖存器（與寫信號或非）。</p><p>　　74LS14施密特觸發(fā)器，用于鍵盤消抖。</p><p>　　74LS273鎖存器。用鎖存顯示位、段碼以及指示信號。</p><p>　　按鍵用于輸入和查看溫度上下限，使單片機復(fù)位，每隔2小時發(fā)送0.5秒的啟動電機的正脈沖。<

32、;/p><p>　　晶振是為單片機提供工作脈沖。</p><p>　　數(shù)碼管用于顯示溫度值。</p><p>　　發(fā)光二極管用于上下限溢出報警，溫度超限報警及控制，設(shè)置上/下限指示，正常工作指示。各功能對應(yīng)的指示燈設(shè)置如表3.1：</p><p>　　表3.1 指示燈設(shè)置</p><p>　　3.2 系統(tǒng)的軟件構(gòu)成&l

33、t;/p><p>　　課題原計劃用匯編語言完成。后來決定使用C語音編寫程序，系統(tǒng)的軟件由溫度數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、溫度顯示及按鍵處理等部分組成。89S52完成的功能主要是數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、控制計算、進制轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示、按鍵處理以及電機控制等。溫度采樣和轉(zhuǎn)換部分由DS18B20來完成。</p><p>　　3.3 系統(tǒng)的工作原理</p><p>　　首先，由溫度傳感器DS

34、18B20對溫度進行采樣和轉(zhuǎn)換，將測量結(jié)果送給單片機，單片機將輸入的溫度值進行數(shù)據(jù)處理，并將溫度值與設(shè)定的溫度值上下限進行比較。根據(jù)比較結(jié)果進行相應(yīng)的處理。若溫度超限則報警指示燈亮，以便進行及時處理。</p><p>　　系統(tǒng)原理框圖如圖3.2所示：</p><p>　　圖3.2 系統(tǒng)原理圖</p><p>　　第四章 智能溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計</p>

35、<p>　　溫度控制系統(tǒng)是由單片機AT89C51、溫度控制電路、ADC0809、鍵盤控制電路和靜態(tài)串行顯示電路等部分組成。</p><p>　　系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計框圖如4.1所示：</p><p>　　圖4.1 硬件電路圖</p><p>　　4.1 A/D轉(zhuǎn)換器</p><p>　　ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路

36、多路開關(guān)以及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機直接接口。ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖4.2所示：</p><p>　　圖4.2 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　由圖4.2可知，ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用

37、A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸j出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0－5V，若信號太小，必須進行放大，輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。</p><p>　　地址輸入和控制線：4條。 </p><p><b

38、>　　4.2 查詢式鍵盤</b></p><p>　　查詢式鍵盤屬于獨立式鍵盤，鍵盤的各個按鍵之間彼此是獨立的且是最簡單的鍵盤電路。每個鍵地接入一根數(shù)據(jù)輸入線。如圖2-5所示。注意：由于每一個按鍵均需要一根I/O口線 ，當(dāng)鍵盤按鍵數(shù)量比較多時，需要的I/O口線也較多，因此獨立式鍵盤只適合于按鍵較少的應(yīng)用場合。一般情況下，按鍵數(shù)等于占用I/O端口數(shù)。</p><p>　　查

39、詢式鍵盤的結(jié)構(gòu)圖如圖4.3所示：</p><p>　　圖4.3 查詢式鍵盤的接口電路</p><p>　　查詢式鍵盤可以工作在多種方式下，中斷方式、程序查詢方式、定時查詢發(fā)送和中斷查詢方式。</p><p>　　在中斷模式下，按鍵的數(shù)量受到外部中斷源的限制。在有特殊需要的場合，還可以借用內(nèi)部的定時器中斷。所以在這種模式下，按鍵的數(shù)目小于外部中斷源和單片機定時器數(shù)量

40、之和。</p><p>　　程序查詢和定時查詢類似，都是通過讀I/O狀態(tài)，當(dāng)有鍵被按下時相應(yīng)的I/O口線變?yōu)榈碗娖剑幢话聪碌逆I對應(yīng)的I/O口線保持為高電平，這樣通過讀I/O口狀態(tài)可判斷是否有鍵按下和哪一個鍵被按下。</p><p>　　4.3 溫度傳感器</p><p>　　溫度傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化裝置。</p><p>

41、;　　將溫度變化轉(zhuǎn)換為熱電勢變化的稱熱電偶傳感器。將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的稱為熱電阻傳感器；金屬熱電阻式傳感器簡稱為熱電阻，半導(dǎo)體熱電阻式傳感器簡稱為熱敏電阻。溫度傳感在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、民用生活等許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。電阻式傳感器廣泛被用于-200～960℃范圍內(nèi)的溫度。是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化而變化的性質(zhì)而工作的，用儀表測量出熱電阻的阻值變化，從而得到與電阻值對應(yīng)的溫度值。電阻式傳感器分為金屬熱電阻傳感器和半導(dǎo)體熱電阻

42、傳感器兩大類。前者稱為熱電阻，后者稱為熱敏電阻。</p><p>　　對于熱敏電阻，需要了解以下幾點：</p><p>　　（1）測溫原理及特性</p><p>　　NTC熱敏電阻研制的較早，也較成熟。最常見的是由金屬氧化物組成。根據(jù)不同的用途，NTC又可以分為兩大類。第一類用于測量溫度。它的電阻值與溫度之間呈負(fù)的指</p><p>　　數(shù)關(guān)

43、系。第二類為負(fù)的突變型，當(dāng)其溫度上升到某設(shè)定值時，其電阻值突然下降，多用于各種電子電路中抑制浪涌電流，起保護作用。</p><p>　　典型的PTC熱敏電阻通常是在鈦酸鋇陶瓷中加入施主雜質(zhì)以增大電阻溫度系數(shù)。</p><p>　?。?）熱敏電阻的應(yīng)用</p><p>　　熱敏電阻具有尺寸小、響應(yīng)速度快、阻值大、靈敏度高等特點，因此它在許多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。</p

44、><p>　?。?）熱敏電阻的溫度補償</p><p>　　熱敏電阻可以在一定的溫度范圍內(nèi)對某些元件進行溫度補償。</p><p>　　熱敏電阻可以用于溫度控制：</p><p>　　溫度傳感器的作用是將溫度經(jīng)過熱敏電阻Rt轉(zhuǎn)換為電壓信號。在本課題中溫度范圍的計算原理：首先把A/D轉(zhuǎn)換中電位器旋鈕順時針旋到底，即模擬信號的輸入不衰減，選取兩個溫度

45、狀態(tài)T1、T2,分別測量出其模擬輸出電壓V1、V2；根據(jù)0809的輸入范圍在0到5伏，即可計算出溫度極限。0伏時對應(yīng)的溫度TL:T1-（V1-0）(T2-T1)/(V2-V1)。</p><p>　　5伏時對應(yīng)的溫度TH: T1-（V1-5）(T2-T1)/(V2-V1)</p><p>　　本實驗中近似計算TH為150攝氏度，TL為-50攝氏度。</p><p>

46、　　程序溫度的計算原理：首先用溫度范圍除以0到256（即每個十六進制數(shù)的溫度增長率），然后乘以模擬轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，即得到升高的溫度，在和最低溫度相加，就可以得到實際的溫度值。其公式為：TL+AX(TH-TL)/256</p><p>　　TL:顯示的最低溫度</p><p>　　TH:顯示的最高溫度</p><p>　　AX:模擬電壓所轉(zhuǎn)換的數(shù)字量</p>

47、<p>　　第五章 DS18B20的測溫原理</p><p>　　5.1 DS18B20的測溫原理</p><p>　　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。主機在進入操作程序前必須用讀ROM(33H)命令將該DSl8B20的序列號讀出。</p><p>　　程序可以先跳過ROM，啟動所有DSl8B

48、20進行溫度變換，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5.1所示，圖中低溫度系數(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，圖中還隱含著計數(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)生的時鐘脈沖后進行計數(shù)，進而

49、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-55 ℃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-55 ℃所對應(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

50、存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。斜率累加器用于補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，直至溫度寄存器值達到被測溫度值. </p><p>　　表5－1 ROM操作命令</p><p>　　另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，他有嚴(yán)格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按

51、協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù)。</p><p>　　圖5.1 測溫原理內(nèi)部裝置</p><p>　　5.2 DS18B20的測溫流程</p><p>　　圖5.2 DS18B20測溫流程</p><p>　　5.3 顯示溫度值的LED顯示器接口簡介 </p>

52、<p>　　LED顯示器是單片機應(yīng)用系統(tǒng)中常用的廉價輸出設(shè)備。它是由若干個發(fā)光二極管組成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)一個筆畫劃發(fā)光，控制某段發(fā)光二極管導(dǎo)通，就能顯示出某個數(shù)碼或字符。</p><p>　　在靜態(tài)顯示系統(tǒng)中，每位顯示器都應(yīng)有各自的鎖存器、譯碼器（若采用軟件譯碼，譯碼器可省去）與驅(qū)動器，用以鎖存各自待顯示數(shù)字的BCD碼或字段碼。因此，靜態(tài)顯示系統(tǒng)在每一次顯示輸出后能夠保持顯示不變，僅在待

53、顯示數(shù)字需要改變時，才更新其數(shù)字顯示鎖存器中的內(nèi)容。這種顯示占用CPU的時間少，顯示穩(wěn)定可靠。缺點是，當(dāng)顯示的位數(shù)較多時，占用的I/O口較多。</p><p>　　在動態(tài)顯示的系統(tǒng)中，CPU需定時地對每位LED顯示器進行掃描，每位LED顯示器分時輪流工作，每次只能使一位LED顯示，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象，仍感覺所有的LED顯示器都在同時顯示。這種顯示的優(yōu)點是使用硬件少，占用I/O口少。缺點是占用 CPU時間長，只

54、要不執(zhí)行顯示程序，就立刻停止顯示。但隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，目前已有能自動對顯示器進行掃描的專用顯示芯片，使電路既簡單又占用CPU時間。在我們所設(shè)計的溫度計中數(shù)碼管顯示就是利用的動態(tài)顯示。</p><p>　　第6章 溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計</p><p><b>　　6.1 顯示部分</b></p><p>　　6.1.1 顯示程序設(shè)計

55、</p><p>　　置存儲取首址；顯示緩沖區(qū)首址（對應(yīng)字形碼）；置串行輸出口即RXD，置時鐘輸出口即TXD；存入顯示數(shù)據(jù)。</p><p>　　表頭地址；查表指令；段碼地址指針，顯示段碼字節(jié)數(shù)；輸出子程序；取段碼；段碼左移則輸出一位段碼然后發(fā)送脈沖一位。</p><p>　　6.1.2 顯示程序流程圖</p><p>　　LED顯示器流程

56、圖如圖6.1所示：</p><p>　　圖6.1 LED顯示器流程圖</p><p>　　6.2 A/D 轉(zhuǎn)換部分</p><p>　　6.2.1A/D轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計 </p><p>　　顯示緩沖器存放0AH，0DH，－，0XH，0XH；串行靜態(tài)顯示“AD–XX”XX表示0～F；A/D地址清零，啟動A/D轉(zhuǎn)換器，延時等待轉(zhuǎn)換結(jié)果然后讀入結(jié)

57、果送入數(shù)碼管顯示。</p><p>　　累加器內(nèi)容存入B中，A的內(nèi)容高四位與低四位交換，A的內(nèi)容高四位清零，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果高位送入DBUF3中，取出A/D轉(zhuǎn)換后的結(jié)果，A的內(nèi)容高四位清零則結(jié)果低位送入DBF4中；串行靜態(tài)顯示“AD–XX”。</p><p>　　靜態(tài)顯示子程序；顯示表頭地址；取段碼到TEMP中去顯示段碼地址指針讀出段碼字節(jié)數(shù)；移位次數(shù)取段碼；段碼左移；輸出一位段碼；發(fā)送一個

58、一位脈沖。</p><p>　　6.2.2 A/D轉(zhuǎn)換流程圖</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換流程圖如圖6.2所示：</p><p>　　圖6.2 A/D轉(zhuǎn)換流程圖</p><p><b>　　6.3 鍵盤部分</b></p><p>　　6.3.1 查詢式鍵盤程序設(shè)計</p>

59、<p>　　先初始化地址參數(shù),顯示緩沖區(qū)初始；輸入前，鎖存器置“1”；讀取鍵盤狀況；有鍵按下，若無鍵按下返回；延時去抖動；確有鍵按下則從鍵表中取鍵值然后相比較，若相等則等鍵釋放，延時去抖動得鍵碼；若不相等，到繼續(xù)訪問鍵值表，鍵值不在鍵值中，即多鍵同時按下；然后鍵表值靜態(tài)顯示。</p><p><b>　　查詢式鍵盤流程圖</b></p><p>　　查詢式

60、鍵盤流程圖如圖6.3所示：</p><p>　　圖6.3 查詢式鍵盤流程圖</p><p>　　6.4 溫度傳感器部分</p><p>　　6.4.1 溫度傳感器的程序設(shè)計</p><p>　　輸入A/D端口地址；顯示溫度，將正負(fù)值區(qū)分顯示；顯示“–”號時求補碼；顯示“ ”時存入顯示內(nèi)容，讀入結(jié)果，計算溫度。其公式為：TL+AX(TH-T

61、L)/256（TL:顯示的最低溫度TH：顯示的最高溫度AX：模擬電壓所轉(zhuǎn)換的數(shù)字量）</p><p>　　6.4.2 溫度檢測的流程圖</p><p>　　溫度檢測流程圖如圖6.4所示： </p><p>　　圖6.4 溫度檢測流程圖</p><p>　　6.5 溫度控制部分</p><p>　　6.5.1 溫度

62、控制的程序設(shè)計</p><p>　　設(shè)定初始化溫度,采樣實際溫度,把實際溫度與設(shè)定恒定溫度相比較。若溫度相等時顯示溫度。若當(dāng)前顯示溫度低與恒定溫度2°C時，由單片機發(fā)出的指令信號使加熱電阻開始加熱。若當(dāng)前顯示的溫度高與恒定溫度2°C時,單片機發(fā)出指令信號，斷開繼電器，加熱電阻停止加熱，制冷采用自然冷卻。</p><p>　　6.5.2 溫度控制的流程圖</p&g

63、t;<p>　　溫度控制的流程圖如圖6.5所示：</p><p>　　圖6.5 溫度控制流程圖</p><p>　　第七章 系統(tǒng)總流程圖</p><p>　　溫度控制系統(tǒng)的總流程圖如圖7.1所示：</p><p>　　圖7.1 溫度控制系統(tǒng)的總流程圖</p><p><b>　　第八章

64、結(jié)論</b></p><p>　　在基于單片機的智能溫度控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計過程中，借鑒已有的一些設(shè)計經(jīng)驗和設(shè)計理論,使系統(tǒng)主要具有以下特點：</p><p>　　a)󰀡采用AT89S52單片機作為系統(tǒng)的核心單元，在開發(fā)上省去了很多精力，并且功能強大，方便用戶操作，成本上比專用DSP芯片要低得多。</p><p>　　b) 利用DS18B

65、20做傳感器，測溫范圍為—55℃～+125℃，測溫度精度可達到0.0625℃。由于傳送的是串行放大器和A/D轉(zhuǎn)換器可以統(tǒng)統(tǒng)被省卻，因而這種測溫方式大大提高了各種溫度測控系統(tǒng)的可靠性，降低了成本，縮小了體積。</p><p>　　c) 系統(tǒng)顯示電路設(shè)計采用LED數(shù)碼管動態(tài)驅(qū)動顯示，使結(jié)構(gòu)簡單，單片機CPU開銷小，能顯著降低顯示器的功耗。

66、

67、 </p><p>　　d) 系統(tǒng)每兩小時發(fā)送

68、0.5秒的脈沖。溫度會隨著時間下降，每2個小時啟動一次電機，自動修正溫度。</p><p>　　現(xiàn)今，智能溫度控制系統(tǒng)在）dddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd感器8B20測溫精度、分辨力和測試功能

69、有所提高。測溫精度越來越高、分辨力越來越強、測試功能越來越多。比如：</p><p>　　a) 美國DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS1624型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出13位二進制數(shù)據(jù)，其分辨力高達0.03125°C，測溫精度為±0.2°C。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。以AD7817型5通道智能溫度傳感器為例，它對本地傳感器

70、、每一路遠(yuǎn)程傳感器的轉(zhuǎn)換時間分別僅為27us、9us。</p><p>　　b) 新型智能溫度傳感器的測試功能也在不斷增強。DS1629型單線智能溫度傳感器增加了實時日歷時鐘（RTC），使其功能更加完善。DS1624還增加了存儲功能，利用芯片內(nèi)部256字節(jié)的EEPROM存儲器，可存儲用戶的短信息。</p><p>　?。ヾdddddddddddddddddddddddddddddddddd

71、ddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd感器8B20第九章 致 謝</p><p>　　在論文完成之際，回顧大學(xué)的成長道路，我在學(xué)業(yè)和生活上得到了眾多老師、同學(xué)和朋友們的熱心幫助和大力支持。在此，我要向你們表示我最誠摯的謝意！</p><p>

72、;　　本論文是在**老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在此我首先對*老師表示誠摯的謝意。 在我的整個學(xué)習(xí)階段，無論在專業(yè)學(xué)習(xí)，還是在課題研究和論文撰寫上，老師都給予了極大的關(guān)心、指導(dǎo)和鼓勵。*老師求真務(wù)實的治學(xué)精神、淵博的知識、豐富的實踐經(jīng)驗、勇于開拓的科學(xué)精神和平易近人的態(tài)度，是我終身難忘，并將深深影響我以后的工作和學(xué)習(xí)，再次感謝老師對我不倦的栽培。</p><p>　　白駒過隙，日月如梭。一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)走入最后

73、的階段。大學(xué)的生活也即將落幕，但對于我來說，才是真正踏入社會工作、生活的預(yù)演。畢業(yè)設(shè)計的完成是一個階段的完成，也是另一種生活的開始。人生道路的轉(zhuǎn)角已經(jīng)露出了端倪，前方的道路也許更難，但我有信心。</p><p>　　很高心能順利的完成本課題的設(shè)計工作。雖然設(shè)計談不上完美，還有很多欠缺的地方需要改進，但讓我學(xué)到了很多知識。</p><p>　　在課題的研究過程中，我的同學(xué)，同事都給予了大量的

74、指導(dǎo)、幫助和支持，在此表示衷心的感謝！在此，對**老師的悉心培養(yǎng)謹(jǐn)致以最衷心的感謝.</p><p>　　感謝默默的支持著我的親人，是他們給我學(xué)習(xí)創(chuàng)造了很好的條件。給了我前進的永遠(yuǎn)動力。感謝母校四年來的栽培，是您給了我美好的大學(xué)時光，讓我學(xué)有所成。</p><p>　　最后，向所有關(guān)心、幫助過我的老師、同學(xué)、朋友表示衷心的感謝！</p><p><b>　

75、　參 考 文 獻</b></p><p>　　[1] 趙麗娟，邵欣.基于單片機的溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).機械制造，2006，44(1)</p><p>　　[2] 張開生，郭國法.MCS-51 單片機溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計.微計算機信息，2005，(7)</p><p>　　[3] 沈建華，楊艷琴，翟驍曙..MSP430 系列16 位超低功耗單片機原理與應(yīng)

76、用.清華大學(xué)出版社，2004，148-155</p><p>　　[4] 賴壽宏.微型計算機控制技術(shù).北京:機械工業(yè)出版社，1994:90-95</p><p>　　［5］劉國鈞，陳紹業(yè)，王鳳翥.圖書館目錄.第1版.北京：高等教育出版社，1957</p><p>　　［6］傅承義，陳運泰，祁貴中.地球物理學(xué)基礎(chǔ).北京：科學(xué)出版社，1985，447</p>