数码管显示温控电动机.doc

1 引言 本设计是一种基于单片机原理的简易实用的温度控制系统。采用AT89C51作为CPU主控装置，电路主要由温度采集和电机控制电路组成。温度采集由智能温度传感器DS18B20集成芯片完成，该系统主要用于实现温度采集、显示和控制功能。 1.1 设计任务与要求 使用AT89C51单片机为核心，使用4位集成式数码管显示当前温度，温度传感使用DS18B20。用4位集成式数码管显示当前温度，当温度在范围之外时，直流电动机开始旋转。控制程序在Keil软件中编写，编译，整个控制电路在Proteus仿真软件中连接调试。 1.2 实用价值与理论意义 温度的测量和控制在工业生产中获得了广泛的应用，在工农业生产、日常的生活等领域都占有重要的地位。随着对温度控制精度的不断提高，温度控制系统的控制技术得到了迅速发展。目前温度控制系统广泛应用于社会生活、生产，成为发展国民经济的重要设备之一。所以温度控制智能化有着极其重要的意义。 通过对温度控制通信系统的设计，了解信息采集测试、控制及通信的过程，提高在电子工程设计和操作方面的综合能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。以AT89C51单片机为核心，使用4位集成式数码管显示当前温度，使用DS18B20温度传感器来设计一个用4位集成式数码管显示当前温度，当温度在范围之外时，使直流电动机开始旋转的程序并仿真调试，验证该设计可行性。 2 方案设计 采用AT89C51作为CPU主控制器，电路由温度采集、电机控制、显示电路组成，系统的总体电路原理图如图2.1所示 图2.1 电路原理图 3 硬件电路的设计 3.1温度采集电路 3.1.1 DS18B20数字温度传感器基本特性 独特的一线接口，只需要一条口线通信 多点能力，简化了分布式温度传感应用 无需外部元件 可用数据总线供电，电压范围为3.0 V至5.5 V 无需备用电源 测量温度范围为-55 ° C至+125 。可编程的分辨率为9~12位 温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒 用户可定义的非易失性温度报警设置 应用范围包括恒温控制，工业系统，消费电子产品温度计，或任何热敏感系统 命令 功能 命令 功能 33H 读取器件的编码制 F0H 有哪些信誉好的足球投注网站器件编码 55H 根据编码制查找器件 ECH 报警器件有哪些信誉好的足球投注网站 CCH 跳过读取编码制操作 表 3.3 DS18B20 RAM操作指令 命令 功能 命令 功能 4EH 写内部数据存储器 44H 温度转换命令 BEH 读内部数据存储器 B8H 调用EEROM内数值 48H 复制内部数据存储器 B4H 读器件供电方式 3.1.2 DS18B20数字温度传感器芯片引脚 表3.4 DS18B20的引脚 引脚 符号 说明 1 GND 地线引脚 2 DQ 单线运用的数据输入/输出引脚 3 VDD 可选VDD引脚 3.1.3 电路 如3.1图所示为温度采集电路，由于DS18B20是单线数据传输的智能温度传感器，在使用中不需要如何外围的元件，在连接时仅需要一条口线即可实现单片机与DS18B20的双向通信。所以此温度采集电路只需将DS18B20外接一个上拉电阻，然后接在单片机的I/O接口。 VCC 图3.1 温度采集电路 3.2 CPU电路 CPU电路主要包括复位和晶振电路。复位电路主要是在系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定延时才撤销复位信号，以防止电源开关过程中引起的抖动而影响复位。本电路，主要是由一个按键和电容电阻组成的RC复位电路。 晶振电路是由片内振荡电路输入线外接石英晶体和微调电容组成，此处使用12MHZ的晶体振荡器。 3.3 电机控制电路 本系统的电机控制电路：电动机回路是一个简单的开关电路，主要由单片机的I/O接口接电路的输入端，通过单片机的I/O口的电平控制三极管的通断，来控制继电器，从而达到控制电机的目的。 3.4 显示电路 硬件显示电路部分由四位数码管构成。采用的是动态扫描方式。通常将所有位的段选线相应的并联在一起，有一个8位的I/O口控制，形成段选线的多路复用。而各位共阳极分别有相应的I/O口控制，实现各位的分时复用。段选和位选位同相驱动，不需要对每个LED数码管单独配置锁存和驱动电路，简化电路。 显示部分的四位一体的数码管用74LS04驱动，P3.3作为温度采集信号线，P0口为显示数据线，P2口作为位选线，动态扫描实现显示温度。 4 软件设计电路 软件设计主要分为两部分：主程序和服务子程序，子程序包括显示和温度传感器读/写程序。 4.1温度转换的程序设计 单片机