基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計報告.doc

智能儀器儀表綜合實訓(xùn)題 目 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 學(xué) 院 專 業(yè) 電子信息工程 班 級 (儀器儀表) 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 完成時間:目錄一、系統(tǒng)設(shè)計-第 1 頁（1） 系統(tǒng)總體設(shè)計方案-第 1 頁 （2） 溫度信號采集電路選擇和數(shù)據(jù)處理-第 3 頁（3） 軟件設(shè)計-第 3 頁 二、單元電路設(shè)計-第 5 頁（1） 溫度信號采集電路-第 5 頁 （2） 步進電機電路- 第 5 頁（3） 液晶顯示模塊- 第 6 頁（4） 晶振復(fù)位電路-第 7 頁 三、總結(jié)體會-第 7 頁 四、參考文獻-第 8 頁附錄：程序清單-第 8 頁 第 22 頁一、系統(tǒng)設(shè)計 (一) 系統(tǒng)總體設(shè)計方案設(shè)計框圖如下所示：液晶顯示及按鍵設(shè)置溫度信號采集溫度控制接口步進電機控制圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖總電路圖如下：圖2 系統(tǒng)總電路圖簡單功能說明：一個顯示實時溫度的小系統(tǒng)，可以自行設(shè)定高溫報警和低溫報警值，實現(xiàn)溫度控制電機帶動外圍器件功能。本系統(tǒng)通過溫度傳感器DS18B20實現(xiàn)對溫度數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)處理后顯示到液晶屏上，通過數(shù)據(jù)處理，溫度值精確度為0.1。簡單操作方法：系統(tǒng)上電后液晶顯示實時溫度，通過按鍵可以設(shè)定高低溫限定值：A.按下K1，顯示系統(tǒng)的高低溫限定值；B.再按K1，進入設(shè)定狀態(tài)，液晶屏光標閃動提示設(shè)定，此時設(shè)定高溫限值還是低溫限值可以在 K1鍵轉(zhuǎn)換；C.進入設(shè)定狀態(tài)后，K2鍵用于值加1，K3鍵用于值減1；D設(shè)定完后，按鍵K4確認后退出，返回顯示實時溫度！ (二) 溫度信號采集電路選擇和數(shù)據(jù)處理方案：采用溫度傳感器DS18B20美國DALLAS公司的產(chǎn)品可編程單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B20可實現(xiàn)室內(nèi)溫度信號的采集，有很多優(yōu)點：如直接輸出數(shù)字信號，故省去了后繼的信號放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換部分，外圍電路簡單，成本低;單總線接口，只有一根信號線作為單總線與MCU連接，且每一只都有自己唯一的64位系列號存儲在其內(nèi)部的ROM存儲器中，故在一根信號線上可以掛接多個DS18820,便于多點測量且易于擴展.DS18B20的測溫范圍較大，集成度較高，故選用此方案。DS18B20內(nèi)部1，2位寄存器存放實時溫度值，本系統(tǒng)對以上兩寄存器數(shù)據(jù)處理后精度為0.1；DS18B20第3，4位寄存器分別存放高溫限值和低溫限值，并且DS18B20內(nèi)部還有EEPROM，因此通過第3，4寄存器與EEPROM的數(shù)據(jù)交換就能實現(xiàn)對設(shè)定后的值進行貯存。 (三) 軟件設(shè)計本實驗中我選用Keil編程平臺.主程序流程圖:初始化液晶顯示啟動DS18B20并初始化讀取溫度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換顯示溫度顯示溫度上下限值KeyScan?kkk1k設(shè)置溫度上下限值溫度上下限值存入寄存器溫度比較啟動電機溫度是否大于高溫限值或小于低溫限值YESNOYESkNO圖3 主程序流程圖二、單元電路設(shè)計 (一) 溫度信號采集電路圖4 溫度信號采集電路(二) 步進電機電路圖5 步進電機電路 (三) 液晶顯示模塊圖6液晶顯示模塊(四) 晶振復(fù)位電路圖7 晶振復(fù)位電路三、總結(jié)體會本次課程設(shè)計給我們提供了一個將自己所學(xué)的知識應(yīng)用于實踐的良機，通過了兩個周的設(shè)計我學(xué)到了很多非常有價值的東西，懂得了如何將理論知識轉(zhuǎn)化成實際程序的設(shè)計；掌握的單片機開發(fā)與設(shè)計的思路與方案確定；學(xué)會了更有效的查找自己所需的資料；同時也意識到了團隊協(xié)作的重要性；掌握了硬件與程序設(shè)計的一般步驟和方法。這對我們以后的學(xué)習(xí)和工作的是非常有幫助的。設(shè)計是我們將來必需的技能，這次課程設(shè)計剛好給我們提供了一個應(yīng)用自己所學(xué)知識的機會，從到圖書館和網(wǎng)上查找資料到對硬件與程序模塊的設(shè)計對各模塊的調(diào)試再到最后整體設(shè)計調(diào)試，都對我所學(xué)的知識進行了檢驗，增強了自信心。 通過本次課程設(shè)計，我進一步溫習(xí)和鞏固了課本的理論知識，對單片機各接口與外部電路之間的連接關(guān)系有了更加深刻的理解。同時掌握了Proteus和keil軟件的基本應(yīng)用。同時，在課程設(shè)計過程中，將理論知識應(yīng)用于實際應(yīng)用，增強了理論聯(lián)系實際的能力。雖然設(shè)計時有時一個問題需要我們花費很長的時間，很煩很累但當(dāng)我們通過查找資料解決了之后心里很開心很有成就感。同時也使我明白了要將理論運用于實踐還是一種非常重要的能力，要想牢固的掌握所學(xué)的知識我們必須將理論與實踐結(jié)合起來，用理論來指導(dǎo)實踐，用實踐來驗證理論，增強對理論的理解。不斷地充實自己的理論，提高自己的動手能力。最終完成了整個設(shè)計之后，使我更加堅信只要我們努力和采用正確的方法，沒有什么事是我們解決不了的。 最后，我在這里衷心地感謝所有教給我知識和在課程設(shè)計中給予我?guī)椭睦蠋焸兒屯瑢W(xué)們，是他們給我們的知識才使我們得以順利完成此次課程設(shè)計。四、參考文獻 單片微型計算機原理與應(yīng)用 ， 張毅坤、陳善久、裘雪紅 西安電子科技大學(xué)出版社 51單片機應(yīng)用從零開始 楊欣、王玉鳳、李湘黔 清華大學(xué)出版社 51單片機應(yīng)用開發(fā)范例大全 宋戈、黃鶴松、員玉良 人民郵電出版社 郭天祥 電子工業(yè)出版社附錄:程序清單;-; 簡單功能說明：一個顯示實時溫度的小系統(tǒng)，可以自行設(shè); 定高溫報警和低溫報警值，實現(xiàn)溫度控制電機帶動外圍器; 件功能。; ;-DQEQUP1.7;DS18B20控制口RS EQU P2.4 RW EQU P2.5 E EQU P2.6 LCD EQU P0 FLAGEQU30H GEWEIEQU29HSHIEQU28HXIAOSHUEQU27HTEMP_TLEQU20H ;低溫限值TEMP_THEQU21H ;高溫限值TEMPHEQU22H ;溫度高字節(jié)TEMPLEQU23H ;溫度低字節(jié)TEMPEQU24HK1EQUP3.0 K2EQUP3.1K3EQUP3.2K4EQUP3.3;=MAIN:MOVTEMP_TH,#25MOVTEMP_TL,#01ACALL INIT_LCD;初始化液晶ACALLWR_THL;寫入高溫限值和低溫限值寄存器ACALLWR_PROMACALLRE_PROM ;從EEPROM中返回高溫限值和低溫限值A(chǔ)CALLRESET ;初始化1820JBFLAG,LOOPACALLERROR;報錯LOOP:ACALLREAD_T;1820讀取溫度ACALLDISP_TEMP;液晶顯示實時溫度ACALLKEYSCAN;鍵盤設(shè)定高溫限值和低溫限值A(chǔ)CALLTEMP_COMPJMPLOOP;=啟動1820讀取溫度=READ_T:SETBDQACALLRESETJBFLAG,READ_T1RETREAD_T1:MOVA,#0CCHACALLWR_1820MOVA,#44HACALLWR_1820ACALLRESETMOVA,#0CCHACALLWR_1820MOVA,#0BEHACALLWR_1820ACALLREAD_1820RET;=把高溫和低溫限值寫入寄存器=WR_THL:JBFLAG,WR_HLRETWR_HL:ACALLRESETMOVA,#0CCHACALLWR_1820MOVA,#4EHACALLWR_1820MOVA,TEMP_THACALLWR_1820MOVA,TEMP_TLACALLWR_1820RET;=把高溫和低溫限值寫入EEPROM=WR_PROM:ACALLRESETMOVA,#0CCHACALLWR_1820MOVA,#48HACALLWR_1820RET;=把EEPROM的值返回到高溫和低溫限值寄存器=RE_PROM:ACALLRESETMOVA,#0CCHACALLWR_1820MOVA,#0B8HACALLWR_1820RET;=初始化1820=RESET:SETB DQNOPCLRDQMOVR5,#250 DJNZR5,$SETBDQ NOPMOVR5,#25HRESET1:JNBDQ,FLAG1DJNZR5,RESET1JMPNDQFLAG1:SETBFLAGMOVR5,#100DJNZR5,$SETBDQMOVR5,#100DJNZR5,$JMPRETUNDQ:CLRFLAGACALLERRORRETU:SETBDQRET;=1820寫字節(jié)=WR_1820:MOVR6,#8CLRCWR1:CLRDQMOVR5,#7DJNZR5,$RRCAMOVDQ,CMOVR5,#25DJNZR5,$SETBDQNOPNOPDJNZR6,WR1SETBDQRET;=讀取1820數(shù)據(jù)=READ_1820:MOVR2,#4MOVR1,#TEMPLRE1:MOVR6,#8RE2:SETBDQNOPCLRDQCLRCNOPNOPSETBDQMOVR5,#9DJNZR5,$MOVC,DQMOVR5,#24DJNZR5,$RRCADJNZR6,RE2MOVR1,ADECR1DJNZR2,RE1RET;=轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)=TURN:MOVXIAOSHU,TEMPL ;保存TEMPL值，后面用于取低4位轉(zhuǎn)換小數(shù)部分MOVA,TEMPLMOVC,16 ;22H的位尋址RRCAMOVC,17RRCAMOVC,18RRCAMOVC,19RRCAMOVTEMP,A MOVA,XIAOSHUANLA,#00001111BMOVXIAOSHU,A RET;=鍵盤掃描=KEYSCAN:JBK1,RETUN;按下K1,進入鍵盤掃描ACALLDELAY20JNBK1,$ACALLCLR_LCD;清屏ACALLDISP_THL;顯示高溫限值和低溫限值A(chǔ)CALLSET_HL;設(shè)定限值A(chǔ)CALLWR_THL;把高溫限值和低溫限值寫入RAM/./ACALLLEDACALL WR_PROM;限值復(fù)制到EEPROM中RETUN:RET;-設(shè)定高低限值-SET_HL:/JNBK4,EXITJBK1,KEY4 ACALLDELAY20JNBK1,$CPL20H.1;標志位，標志設(shè)定高溫限值或低溫限值JB20H.1,SET_HJMPSET_L;-調(diào)高溫限值-SET_H:ACALLTH_SHAN;光標閃，進入設(shè)定KEY2H:JNBK1,SET_L ;高溫限值與低溫限值間設(shè)定轉(zhuǎn)換JNBK4,EXITJBK2,KEY3H;按下K2，值加1ACALLDELAY20JNBK2,$ INCTEMP_THMOVA,TEMP_THCJNEA,#99,A0MOVTEMP_TH,#00A0:ACALLDISP_THL KEY3H: JBK3,KEY2H ;按下K3，值減1ACALLDELAY20JNBK3,$DEC TEMP_THMOV A,TEMP_THCJNEA,#0,A1MOVTEMP_TH,#99A1:ACALLDISP_THLJMPSET_H ;-調(diào)低溫限值-SET_L:ACALLTL_SHANKEY2L:JNBK1,SET_H;高溫限值與低溫限值間設(shè)定轉(zhuǎn)換JNBK4,EXITJBK2,KEY3L;按下K2，值加1ACALLDELAY20JNBK2,$INCTEMP_TLMOVA,TEMP_TLCJNEA,#99,A2MOVTEMP_TL,#00A2:ACALLDISP_THL KEY3L:JBK3,KEY2L ;按下K3，值減1ACALLDELAY20JNBK3,$DECTEMP_TLMOVA,TEMP_TLCJNEA,#0,A3MOVTEMP_TL,#99A3:ACALLDISP_THLJMPSET_L ;-KEY4:JNBK4,EXIT ;K4用于退出設(shè)定JMPSET_HL/JMPSET_HLEXIT:ACALLDELAY20JNBK4,$ MOV LCD,#00001100B ;設(shè)置液晶光標不顯示、不閃爍 ACALL WR_COMM ACALLCLR_LCDACALLDISP_TEMPRET;=溫度比較=TEMP_COMP:MOVA,TEMP_THSUBBA,TEMPACALLDIANJIMOVA,TEMPSUBBA,TEMP_TLACALLDIANJIRET;=/*MORE:MOVDPTR,#MORE0MOVLCD,#0CEHACALLWR_COMMACALLDISP0RETMORE0:DBH,0H*/;=啟動電機=;電機接口是P1低4位，因為P1.7是溫度傳感器的控制口;避免沖突，電機接口按位控制DIANJI:JCDIAN0RETDIAN0:MOVR0,#4/ACALLMOREDIAN1:SETBP1.0CLRP1.1CLRP1.2CLRP1.3 ACALLDELAYCLRP1.0SETBP1.1ACALLDELAYCLRP1.1SETBP1.2ACALLDELAYCLRP1.2SETBP1.3ACALLDELAY/RLADJNZR0,DIAN1CLRP1.0CLRP1.1CLRP1.2CLRP1.3RETDELAY:MOVR5,#5DLY1:MOVR6,#10DLY2:MOVR7,#50DJNZR7,$DJNZR6,DLY2DJNZR5,DLY1RET;=清屏=CLR_LCD:MOVLCD,#80HACALLWR_COMMMOVR0,#16CLR1:MOVLCD,# ACALLWR_DATADJNZR0,CLR1MOVLCD,#0C0HACALLWR_COMMMOVR0,#16CLR2:MOVLCD,# ACALLWR_DATADJNZR0,CLR2RET;=報錯=ERROR:MOVLCD,#80HACALLWR_COMMMOVDPTR,#ERORTABACALLDISP0RETERORTAB:DBINIT ERROR!,0H;=溫度標志=DISP_C: MOVLCD,A ACALL WR_COMM MOVLCD,#0DFH ACALLWR_DATA MOVLCD,#C ACALLWR_DATA RET;=數(shù)碼顯示=SHUMA:MOVDPTR,#SHUTABMOVCA,A+DPTRMOVLCD,AACALLWR_DATARETSHUTAB:DB30H,31H,32H,33H,34HDB35H,36H,37H,38H,39H ;=顯示實時溫度= DISP_TEMP:ACALLTURNMOV LCD,#80H ACALL WR_COMM MOV DPTR,#CURRENT ACALL DISP0 MOVLCD,#0CAH ACALL WR_COMM MOVLCD,#2EH;小數(shù)點 ACALL WR_DATA MOVA,#0CCHACALLDISP_C;溫度標志 ;- MOVA,XIAOSHU MOVDPTR,#XIAOMOVC A,A+DPTRMOVXIAOSHU,AMOVA,TEMPMOVB,#10DIVABMOVSHI,AMOVGEWEI,BMOVA,XIAOSHUMOVLCD,#0CBHACALLWR_COMMACALLSHUMAMOVA,SHIMOVLCD,#0C8HACALLWR_COMMACALLSHUMAMOVA,GEWEIACALLSHUMA/MOVLCD,#0D0H ;把光標移到別處 /ACALLWR_COMM RETCURRENT:DBTempreture Now: ,0HXIAO:DB00H,00H,01H,01H,02H,03H,03H,04HDB05H,05H,06H,06H,07H,08H,08H,09H ;=字符顯示=DISP0: MOV R1,#0 NEXT: MOV A,R1 MOVC A,A+DPTR JZRETTMOV LCD,A INC R1 ACALL WR_DATA JMPNEXT RETT: RET ;=顯示高溫限值和低溫限值=DISP_THL:MOVDPTR,#SETTHLMOVLCD,#80HACALLWR_COMMACALLDISP0MOVDPTR,#THLMOVLCD,#0C1HACALLWR_COMMACALLDISP0 ;-F5_THL:/ACALLRE_PROMMOVA,TEMP_THMOVB,#10DIVABMOVSHI,A /SHIMOVGEWEI,B/GEMOVA,SHIMOVLCD,#0C4HACALLWR_COMMACALLSHUMAMOVA,GEWEIACALLSHUMAMOVA,#0C6HACALLDISP_C;-MOVA,TEMP_TLMOVB,#10DIVABMOVS