基于单片机的智能温度自动控制系统的设计_完整.doc

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） 18 6 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 1 设计任务与要求 以单片机为核心温度控制系统温度30℃---60℃。选择一种温度，并以数字信号的方式传送给单片机硬件部分包括：温度检测电路、温度控制电路、通讯电路。软件设计部分主要模块有：显示、键盘扫描及按键处理、温度信号处理、继电器控制、单片机与PC机串口通讯。 DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能抗干扰能力、强易配处理器等优点，特别适合用于构成多点温度测控系统，可直接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，它具有三引脚TO-92小体积封装形式，温度测量范围－55～＋125，可编程为9～12位A/D转换精度，测温分辨率可达00625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远端引入，业可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20可以并联到三根或者两根线上，CPU只需一根端口线就能与多个DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。从而可以看出DS18B20非常用于远距离多点温度检测系统 图2-1温度芯片DS18B20 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 programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的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：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，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。主要功能特性：兼容MCS-51指令系统4k可反复擦写(1000次）ISP Flash ROM32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RAM2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（WDT）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 图2-2 AUXR辅助寄存器 双时钟指针寄存器：为方便地访问内部和外部数据存储器，提供了两个16位数据指针寄存储器：PD0位于SFR区块中的地址82H、83H和DP1位于地址84H、85H，当SFR中的位DPS=0时选择DP0,而DPS=1时选择DP1。在使用前初始化DPS。 图2-3 双时钟指针寄存器 电源空闲标志：电源空闲标志（POF）在特殊功能寄存储器SFR中PCON的第4位（PCON.4）,电源打开时POF置“1”,它可由软件设置睡眠状态并不为复位所影响。 存储器结构：MCS-51单片机内核采用程序存储器和数据存储器空间分开的结构，均具有64KB外部程序和数据的寻址空间。 程序存储器：如果EA引脚接地（GND），全部程序均执行外部存储器。在AT89S51,假如接至Vcc（电源＋），程序首先执行从地址0000H－0FFFH（4KB）内部程序存储器，再执行地址为1000H－FFFFH（60KB）的外部程序存储器。 数据存储器：在AT89S51的具有128字节的内部RAM，这128字节可利用直接或间接