畢業(yè)設(shè)計(jì)基于AT89S51單片機(jī)的智能溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘摘 要要 隨著電子產(chǎn)品向智能化和微型化的不斷發(fā)展,單片機(jī)已成為電子產(chǎn)品研制和 開發(fā)中使用較為廣泛的控制器。為了更好地推廣單片機(jī)在實(shí)際生活和生產(chǎn)中的 應(yīng)用,本文介紹一種應(yīng)用 at89s51 單片機(jī)設(shè)計(jì)的空調(diào)智能溫度控制系統(tǒng)。 該系統(tǒng)通過溫度傳感器多點(diǎn)采集溫度取其平均值后反饋給單片機(jī)，單片機(jī) 通過采集到的平均值與內(nèi)設(shè)的溫度值進(jìn)行比較，來決定運(yùn)行冬天模式還是夏天 模式。在智能模式下，系統(tǒng)啟動(dòng)后，會(huì)根據(jù)選擇的冬天或夏天模式自動(dòng)調(diào)節(jié)到 人體最適溫度，調(diào)節(jié)室溫。實(shí)現(xiàn)了溫度的自動(dòng)控制，同時(shí)也達(dá)到了一定的節(jié)能 目的。在手動(dòng)模式下，系統(tǒng)啟動(dòng)后，在冬天或夏天模式中均可運(yùn)行加熱或

2、制冷 模式，溫度的高低由設(shè)定值決定。而加熱和制冷模式的運(yùn)行，取決于設(shè)定值與 平均值的比較。通過數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示出當(dāng)前的溫度。本文根據(jù)任務(wù)要求從理論 出發(fā)，設(shè)計(jì)思路，最終實(shí)現(xiàn)了任務(wù)要求。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，溫度控制，智能化 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） abstract with the development of electronic products in intelligentialize and microminiaturization,single chip microcomputer has become the most widely uesd controller in the

3、 research and development of electronic products.for popularizing the single chip microcomputers use in our lives and produce better,this article introduces one kind of intelligent temperature control system based on at89s51. this system feedback different temperature which collected by temperature

4、transmitter to the single chip microcomputer.then single chip microcomputer compares the different temperature to deside using which mode.winter or summer and heating or refrigerating.when the system works,it will controls the temperature to make people feel comfortable by different modes.by this wa

5、y system comes true the purpose that intelligence.on the other hand it can saving energy.by nixie tube,people can know the temperature at the same time.this article according to the mission requirement,designs the project,finally realized the mission requirement. key words: single chip microcomputer

6、，temperature control，intelligentize 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 前 言.1 第 1 章 系統(tǒng)方案的確立.2 1.1 系統(tǒng)方案的確立.2 1.2 本設(shè)計(jì)采用的方案.2 1.3 系統(tǒng)原理框圖.2 第 2 章 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì).4 2.1 系統(tǒng)的功能.4 2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路.4 2.2.1 電源電路 .5 2.2.2 復(fù)位電路 .5 2.2.3 晶振電路 .5 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì).7 3.1 主控芯片.7 3.1.1 at89s51 單片機(jī)的主要性能特點(diǎn) .7 3.1.2 at89s51 單片機(jī)的管腳說明 .8 3.1.3 at89s

7、51 單片機(jī)的中斷系統(tǒng) .10 3.2 各模塊的硬件設(shè)計(jì).12 3.2.1 電源模塊 .12 3.2.2 溫度采集模塊 .13 3.2.3 顯示模塊 .16 3.2.4 按鍵模塊 .18 3.2.5 加熱及制冷電路模塊 .18 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).20 4.1 protel99se 簡(jiǎn)介 .20 4.1.1 電路原理圖編輯器 .20 4.1.2 原理圖元件庫編輯器 .21 4.1.3 protel 99se gerbe 輸出文件后綴名定義 .21 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4.2 keil 的簡(jiǎn)介 .22 4.3 系統(tǒng)程序流程圖.23 第 5 章 總結(jié)與展望.28 參考文獻(xiàn).29

8、 致 謝.30 附錄：電路原理圖.31 附錄：主程序程序代碼.32 附錄：ds18b20 子程序代碼 .35 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 本課題研究一種基于單片機(jī)的空調(diào)智能溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能根據(jù)環(huán)境 溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，讓人們有一個(gè)舒適的生活和工作環(huán)境。 隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，以及測(cè)溫儀器在各個(gè)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(gè)方面，但溫度控制一直是一個(gè)未開發(fā)的領(lǐng)域，卻又是與人們 息息相關(guān)的一個(gè)實(shí)際問題。針對(duì)這種實(shí)際情況，設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)，具有 廣泛的應(yīng)用前景與實(shí)際意義。 在日常生活中，人

9、們?yōu)榱藫碛幸粋€(gè)更舒適的生活環(huán)境，往往需要室內(nèi)擁有 一個(gè)合適的溫度，而單片機(jī)的準(zhǔn)確性高、價(jià)格低、功耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)，可結(jié) 合升溫和降溫設(shè)備，有效的應(yīng)用到實(shí)際生活中。 第一代空調(diào)溫控器主要是電氣式產(chǎn)品，空調(diào)溫控器的溫度傳感器采用雙金 屬片或氣動(dòng)溫包，通過“給定溫度盤”調(diào)整預(yù)緊力來設(shè)定溫度，風(fēng)機(jī)三速開關(guān) 和季節(jié)轉(zhuǎn)換開關(guān)為潑檔式機(jī)械開關(guān)。這類空調(diào)溫控器產(chǎn)品普遍存在“溫度設(shè)定 分度值過粗”、“時(shí)間常數(shù)太大”、“機(jī)械開關(guān)易損壞”等問題。 第二代空調(diào)溫控器為電子式產(chǎn)品，溫度傳感器采用熱敏電阻或熱電阻，部 分產(chǎn)品的溫度設(shè)定和風(fēng)速開關(guān)通過觸摸鍵和液晶顯示屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面，冷 熱切換自動(dòng)完成，運(yùn)算放大電路和開關(guān)

10、電路實(shí)現(xiàn)雙位調(diào)節(jié)。這類智能空調(diào)溫控 器產(chǎn)品改善了人機(jī)交互界面，解決了“溫度設(shè)定分度值過粗”等問題，但仍存 在“控制精度不高”、“時(shí)間常數(shù)大”、“操作較復(fù)雜”等問題。 目前國內(nèi)外生產(chǎn)廠家正在研究開發(fā)第三代智能型室溫空調(diào)溫控器，個(gè)廠家 積極響應(yīng)國家的政策，應(yīng)用新型控制模型和數(shù)控芯片實(shí)現(xiàn)智能控制。這一生產(chǎn) 帶動(dòng)電子行業(yè)的發(fā)展。 本課題研究一種基于單片機(jī)的空調(diào)智能溫控系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為兩種模式，即 冬天模式和夏天模式。在每種模式下再分為兩種模式，即加熱模式和制冷模式。 通過兩個(gè)溫度傳感器多點(diǎn)采集溫度，通過溫度平均值與設(shè)定值比較選擇模式， 當(dāng)溫度低于某一溫度時(shí)，實(shí)行冬天模式，當(dāng)溫度高于某一溫度時(shí)，實(shí)行夏天

11、模 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 式。 第 1 章 系統(tǒng)方案的確立 1.1 系統(tǒng)方案的確立 考慮到本設(shè)計(jì)要使用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，最常見的一種方 法是，使用多個(gè)ds18b20采集多點(diǎn)溫度值，然后將各點(diǎn)溫度值反饋給單片機(jī)，單 片機(jī)讀取溫度值并進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算，決定空調(diào)采用哪種模式，再對(duì)加熱器或壓縮 機(jī)發(fā)出相應(yīng)指令，即可滿足設(shè)計(jì)要求。 1.2 本設(shè)計(jì)采用的方案 本方案以at89s51單片機(jī)為控制核心，以智能溫度傳感器ds18b20為溫度測(cè) 量元件，對(duì)多點(diǎn)進(jìn)行溫度測(cè)量。對(duì)采集到的溫度值取平均值，再與設(shè)定的人體 最適溫度進(jìn)行比較，來決定空調(diào)采用哪種模式。溫度由兩位數(shù)碼管顯示。配有 按鍵

12、，可以改變空調(diào)的模式及溫度。 1.3 系統(tǒng)原理框圖 初始方案原理框如圖1-1所示。 圖1-1 最初方案原理框圖 考慮到溫度多變，不同的人群對(duì)溫度需求不同的問題，故給系統(tǒng)加上了按 鍵，以便于人們對(duì)空調(diào)的模式和溫度的高低進(jìn)行實(shí)時(shí)的個(gè)性化調(diào)節(jié)，滿足個(gè)人 ds18b20 ds18b20 at89s51 加熱器 壓縮機(jī) 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 的需求。再加上溫度顯示，人們對(duì)于溫度的調(diào)節(jié)可以更加精確。 最終方案原理框圖如圖1-2所示。 圖1-2 最終方案原理框圖 按鍵 at89s51ds18b20 ds18b20 加熱器 壓縮機(jī) 兩位數(shù)碼管 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 2 章

13、系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì) 2.1 系統(tǒng)的功能 本系統(tǒng)是基于單片機(jī)的空調(diào)智能溫度控制系統(tǒng)，擁有冬天模式和夏天模式， 在每種模式下又分為加熱模式和制冷模式。系統(tǒng)以 at89s51 單片機(jī)為核心， ds18b20 為溫度測(cè)量元件，附有數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度值，有按鍵可改變當(dāng)前模 式以及溫度。 系統(tǒng)通過 ds18b20 采集到多點(diǎn)溫度值，取其平均值?？照{(diào)內(nèi)設(shè)定兩個(gè)溫度 值（18c 和 28c）。當(dāng)平均值低于 18c 時(shí)，空調(diào)采用冬天模式，默認(rèn)下 運(yùn)行加熱模式，當(dāng)加熱至 22c 時(shí)停止加熱，延時(shí)五分鐘后若平均值低于 22 c，則繼續(xù)加熱到 22c 時(shí)再停止，否則不加熱并繼續(xù)延時(shí) 5 分鐘，如此循環(huán) 下去。當(dāng)平均值高于

14、 28c 時(shí)，空調(diào)采用夏天模式，默認(rèn)下運(yùn)行制冷模式，當(dāng) 溫度降至 26c 時(shí)停止制冷，延時(shí)五分鐘后若平均值高于 26c，則繼續(xù)制冷 到 26c 時(shí)再停止，否則不制冷并繼續(xù)延時(shí) 5 分鐘，如此循環(huán)下去。 該系統(tǒng)配有按鍵，可改變空調(diào)的模式，以及溫度高低。當(dāng)空調(diào)自動(dòng)運(yùn)行冬 天模式或夏天模式時(shí)，若開關(guān) s1 閉合則此時(shí)進(jìn)入手動(dòng)模式。手動(dòng)模式下，溫度 高低由人為設(shè)定，溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)平均值與設(shè)定值比較，當(dāng)平均值高 于設(shè)定值時(shí)，運(yùn)行制冷模式，溫度降至設(shè)定值后停止制冷，并延時(shí) 5 分鐘，然 后再判斷溫度是否高于設(shè)定值，否則停止制冷并繼續(xù)延時(shí) 5 分鐘，是則繼續(xù)制 冷，如此循環(huán)下去。當(dāng)平均值低于設(shè)定值時(shí)

15、，運(yùn)行加熱模式，溫度升至設(shè)定值 后停止加熱，并延時(shí) 5 分鐘，然后在判斷溫度是否低于設(shè)定值，否則停止加熱 并繼續(xù)延時(shí) 5 分鐘，是則繼續(xù)加熱，如此循環(huán)下去。 系統(tǒng)原理圖見附錄 2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 因?yàn)樵撓到y(tǒng)是以單片機(jī)為控制核心，故必有組成單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路， 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 即電源電路、復(fù)位電路、晶振電路。 2.2.1 電源電路 電源模塊使用 l7805cv 芯片，電源模塊如圖 2-1 所示。 vin 73 gnd 74 vout 75 u2 l7805c v c 4 220uf c 5 470uf c 8 0.01uf c 6 0.01uf c 7 0.01u

16、f +12vvc c 圖2-1 單片機(jī)電源模塊 2.2.2 復(fù)位電路 at89s51的復(fù)位輸入端為rst，高電平有效。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。如圖2-2，當(dāng)摁下摁鍵s4時(shí)，rst輸入高電平， 單片機(jī)復(fù)位。為了可靠，再加上一只0.luf的電容以消除干擾、雜波。復(fù)位電路 如圖2-2所示。 c 3 10pf vc c r 5 1k s4 圖2-2 單片機(jī)復(fù)位電路 2.2.3 晶振電路 單片機(jī)的 xtal1 和 xtal2 分別為用作片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸入和輸 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 出。這個(gè)振蕩器可以使用石英晶體，也可以使用陶瓷諧振器。c1

17、和 c2 的數(shù)值 要一樣，不管使用的是晶體還是諧振器。最佳的數(shù)值與使用的晶體或諧振器有 關(guān)，還與雜散電容和環(huán)境的電磁噪聲有關(guān)。數(shù)據(jù)手冊(cè)中給出了針對(duì)晶體選擇電 容的一些指南。對(duì)于陶瓷諧振器，應(yīng)該使用廠商提供的數(shù)值。本系統(tǒng)的晶振設(shè) 計(jì)采用典型電路，晶振兩端接 30pf 左右的電容。晶振電路如圖 2-3 所示。 y1 12m hz c 1 30pf c 2 30pf 圖2-3 單片機(jī)晶振電路 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 3.1 主控芯片 本系統(tǒng)采用at89s51單片機(jī)作為主控芯片。 at89s51是一個(gè)低功耗，高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes

18、 isp(in- system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)及 80c51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和isp flash存儲(chǔ)單元， at89s51在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。外加atmel公司現(xiàn)在已經(jīng) 停產(chǎn)了89cxx系列的單片機(jī)，考慮到購買問題，故選擇at89s51單片機(jī)。 3.1.1 at89s51 單片機(jī)的主要性能特點(diǎn) (1) 4k bytes flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器；集成度高、體積小、可靠性高； (2) 128 bytes的隨機(jī)

19、存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram）； (3) 32個(gè)外部雙向輸入/輸出（i/o）口； (4) 5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)、2層中斷嵌套中斷； (5) 6個(gè)中斷源； (6) 2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； (7) 2個(gè)全雙工串行通信口； (8) 看門狗（wdt）電路； (9) 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路； (10)與mcs-51兼容； (11)全靜態(tài)工作：0hz-33mhz； (12)三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定； (13)可編程串行通道； (14)低功耗的閑置和掉電模式。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 3.1.2 at89s51 單片機(jī)的管腳說明 vcc：電源電壓輸入端。 gnd：電源地。 p0 口：p0 口為一個(gè)

20、8 位漏級(jí)開路雙向 i/o 口，每腳可吸收 8ttl 門電流。 當(dāng) p1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。p0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在 fiash 編程時(shí)，p0 口作為原 碼輸入口，當(dāng) fiash 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0 輸出原碼，此時(shí) p0 外部必須被拉高。 p1 口：p1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p1 口緩沖器能 接收輸出 4ttl 門電流。p1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， p1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，p1 口作為第八位地址

21、接收。 p2 口：p2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p2 口緩沖器可接收， 輸出 4 個(gè) ttl 門電流，當(dāng) p2 口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且 作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由 于內(nèi)部上拉的緣故。p2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 進(jìn)行存取時(shí)，p2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉 優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，p2 口輸出其特殊功能寄存器 的內(nèi)容。p2 口在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 p3 口：p3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉

22、電阻的雙向 i/o 口，可接收輸出 4 個(gè) ttl 門電流。當(dāng) p3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3 口將輸出電流（ill）這是由于上拉的 緣故。p3 口除了作為普通 i/o 口，還有第二功能： p3.0 rxd（串行輸入口） p3.1 txd（串行輸出口） p3.2 /int0（外部中斷 0） p3.3 /int1（外部中斷 1） p3.4 t0（t0 定時(shí)器的外部計(jì)數(shù)輸入） p3.5 t1（t1 定時(shí)器的外部計(jì)數(shù)輸入） p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫選通） 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

23、器的讀選通） p3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 i/o 口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。讀端口 時(shí)實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng) 過某種運(yùn)算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時(shí)才真正地把外部的數(shù) 據(jù)讀入到內(nèi)部總線。89c51 的 p0、p1、p2、p3 口作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向口。除 了 p1 口外 p0、p2、p3 口都還有其他的功能。 rst：復(fù)位輸入端，高電平有效。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 rst 腳兩個(gè) 機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ale/prog：地址鎖存允許/編程脈沖信號(hào)端。當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖 存允

24、許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在 flash 編程期間，此引腳用于 輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為 振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要 注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ale 脈沖。如想禁止 ale 的輸出可在 sfr8eh 地址上置 0。此時(shí)， ale 只有在執(zhí)行 movx，movc 指令是 ale 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ale 禁止，置位無效。 psen：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)，低電平有效。在由外部程序存儲(chǔ)器取 指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/psen

25、有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次 有效的/psen 信號(hào)將不出現(xiàn)。 ea/vpp：外部程序存儲(chǔ)器訪問允許。當(dāng)/ea 保持低電平時(shí)，則在此期間外 部程序存儲(chǔ)器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)，/ea 將內(nèi)部鎖定為 reset；當(dāng)/ea 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 在 flash 編程期間，此引腳也用于施加 12v 編程電源（vpp）。 xtal1：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 xtal2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。 at89s51 管腳圖如圖 3-1 所示。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 3-1 at89s

26、51 單片機(jī)管腳圖 3.1.3 at89s51 單片機(jī)的中斷系統(tǒng) (1) 中斷：程序執(zhí)行過程中，允許外部或內(nèi)部事件通過硬件打斷程序的執(zhí)行， 使其轉(zhuǎn)向?yàn)樘幚韮?nèi)部事件的中斷服務(wù)程序中去；完成中斷服務(wù)的程序后，cpu繼 續(xù)原來被打斷的程序，這樣的過程稱為中斷過程。 (2) 中斷源：能產(chǎn)生中斷的外部和內(nèi)部事件。 89s51有5個(gè)中斷源： 1)int0：外部中斷0請(qǐng)求，低電平有效。通過p3.2引腳輸入。 2)int1：外部中斷1請(qǐng)求，低電平有效。通過p3.3引腳輸入。 3)t0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出中斷請(qǐng)求。 4)ti：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1溢出中斷請(qǐng)求。 5)txd/rxd：串行口中斷請(qǐng)求。當(dāng)串行口完成一幀

27、數(shù)據(jù)的發(fā)送或接 收時(shí)，便請(qǐng)求中斷。 每一個(gè)中斷源都對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，它們?cè)O(shè)置在特殊功能寄存器 tcon和scon中。當(dāng)這些中斷源請(qǐng)求中斷時(shí)，相應(yīng)的標(biāo)志分別有tcon和scon中的 相應(yīng)位來鎖存。 (3) 89s51中斷系統(tǒng)有以下4個(gè)特殊功能寄存器： 1)定時(shí)器控制寄存器tcon（用6位）； 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 2)串行口控制寄存器scon（用2位）； 3)中斷允許寄存器ie； 4)中斷優(yōu)先級(jí)寄存器ip。 其中，tcon和scon只有一部分用于中斷控制。通過對(duì)以上各特殊功能寄存 器的各位進(jìn)行置位或復(fù)位等操作，可實(shí)現(xiàn)各種中斷控制功能。 (4) 中斷的響應(yīng)過程及中斷矢量地址

28、： 中斷處理過程可分為3個(gè)階段：中斷響應(yīng)、中斷處理和中斷返回。89c51的 cpu在每個(gè)機(jī)器周期的s5p2期間順序采樣每個(gè)中斷源，cpu在下一個(gè)機(jī)器周期s6 期間按優(yōu)先級(jí)順序查詢中斷標(biāo)志。如查詢到某個(gè)中斷標(biāo)志為1，則將在接下來的 機(jī)器周期s1期間按優(yōu)先級(jí)進(jìn)行中斷處理。中斷系統(tǒng)通過硬件自動(dòng)將相應(yīng)的中斷 矢量地址裝入pc，以便進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。表2既是各個(gè)中斷源對(duì)應(yīng)的中 斷矢量地址。 由于89s51系列單片機(jī)的兩個(gè)相鄰的中斷源中斷服務(wù)程序入口地址相距只有 八個(gè)單元，一般的中斷服務(wù)程序是容納不下的，通常是在相應(yīng)的中斷服務(wù)程序 入口地址中放一條常跳轉(zhuǎn)指令ljmp，這樣就可以轉(zhuǎn)到64kb任何可用區(qū)

29、域了。 中斷服務(wù)程序從矢量地址開始執(zhí)行，一直到返回指令reti為止。reti指令 的操作一方面告訴中斷系統(tǒng)該中斷服務(wù)程序已執(zhí)行完畢，另一方面把原來壓入 堆棧保護(hù)斷點(diǎn)地址從棧頂彈出，裝入程序寄存器pc，使程序返回到被中斷的程 序斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行。 在編寫中斷服務(wù)程序時(shí)應(yīng)注意： （1）在中斷矢量地址單元處存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令（如ljmp h），使中斷程序可靈活的安排在64kb程序存儲(chǔ)器的任何空間。 （2）在中斷服務(wù)程序中，用戶應(yīng)注意用軟件保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，以免中斷返回后丟 失原寄存器、累加器中的信息。 （3）若要在執(zhí)行當(dāng)前中斷程序時(shí)禁止更高優(yōu)先級(jí)中斷，則可先用軟件關(guān)閉 cpu中斷或禁止某中斷源中斷，在中斷

30、返回前在開放中斷。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 3.2 各模塊的硬件設(shè)計(jì) 3.2.1 電源模塊 at89s51工作，需要為其提供5v電源。本系統(tǒng)采用線性穩(wěn)壓電源，通過三端 穩(wěn)壓管l7805cv，輸出+5v直流電壓。 l7805cv 的基本參數(shù)為： 1.輸出電壓：4.75-5.25v； 2.最大輸入電壓：35v； 3.靜態(tài)電流：4.2-8ma； 4.輸出噪音電壓：40uv； 5.紋波抑制比：78db； 6.輸出電阻：17m； 7.輸出電壓溫度系數(shù)-1.1mv/c。 l7805cv 的特征： 1.輸出電流可達(dá) 1.5a； 2.不需外接補(bǔ)償元件； 3.內(nèi)含限流保護(hù)電流，防止負(fù)載短路燒毀元

31、件； 4.內(nèi)含高溫過熱保護(hù)電路，防止結(jié)溫過熱燒毀器件； 5.內(nèi)含功耗限制電路，防止燒毀輸出驅(qū)動(dòng)器晶體管。 電源模塊原理圖如圖 3-2 所示。 vin 73 gnd 74 vout 75 u2 l7805c v c 4 220uf c 5 470uf c 8 0.01uf c 6 0.01uf c 7 0.01uf +12vvc c 圖 3-2 電源模塊 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 3.2.2 溫度采集模塊 ds18b20是目前使用較為廣泛的溫度傳感器，且其接線方便，適用于多種場(chǎng) 合，故本系統(tǒng)中也使用ds18b20作為溫度測(cè)量元件。 系統(tǒng)通過 ds18b20 采集到多點(diǎn)溫度值，取其平

32、均值?？照{(diào)內(nèi)設(shè)定兩個(gè)溫度 值（18c 和 28c） 。當(dāng)平均值低于 18c 時(shí)，空調(diào)采用冬天模式，默認(rèn)下為 加熱模式，當(dāng)加熱至 22c 時(shí)停止加熱，延時(shí)五分鐘后若平均值低于 22c， 則繼續(xù)加熱到 22c 時(shí)再停止，否則不加熱并繼續(xù)延時(shí) 5 分鐘，如此循環(huán)下去。 當(dāng)平均值高于 28c 時(shí)，空調(diào)采用夏天模式，默認(rèn)下為制冷模式，當(dāng)溫度降至 26c 時(shí)停止制冷，延時(shí)五分鐘后若平均值高于 26c，則繼續(xù)制冷到 26c 時(shí)再停止，否則不制冷并繼續(xù)延時(shí) 5 分鐘，如此循環(huán)下去。 封裝后的 ds18b20 可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房 測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫測(cè)溫等各種非極

33、限溫度場(chǎng)合。耐磨 耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫 和控制領(lǐng)域。 溫度傳感器可編程的分辨率為912位 溫度轉(zhuǎn)換為12位數(shù)字格式最大值為 750毫秒 用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置 應(yīng)用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系 統(tǒng)，消費(fèi)電子產(chǎn)品溫度計(jì)，或任何熱敏感系統(tǒng)。 描述該ds18b20的數(shù)字溫度計(jì)提供9至12位（可編程設(shè)備溫度讀數(shù)。信息被 發(fā)送到/從ds18b20 通過1線接口，所以中央微處理器與ds18b20只有一個(gè)一條口 線連接。為讀寫以及溫度轉(zhuǎn)換可以從數(shù)據(jù)線本身獲得能量，不需要外接電源。 因?yàn)槊恳粋€(gè)ds18b20的包含一個(gè)獨(dú)特的序號(hào)，多個(gè)ds18b20s可以同時(shí)

34、存在于一條 總線。這使得溫度傳感器放置在許多不同的地方。它的用途很多，包括空調(diào)環(huán) 境控制，感測(cè)建筑物內(nèi)溫設(shè)備或機(jī)器，并進(jìn)行過程監(jiān)測(cè)和控制。 ds18b20采用一線通信接口。因?yàn)橐痪€通信接口，必須在先完成rom設(shè)定， 否則記憶和控制功能將無法使用。主要首先提供以下功能命令之一： 1 ）讀 rom， 2 ）rom匹配， 3 ）搜索rom， 4 ）跳過rom， 5 ）報(bào)警檢查。這些指 令操作作用在沒有一個(gè)器件的64位光刻rom序列號(hào)，可以在掛在一線上多個(gè)器件 選定某一個(gè)器件，同時(shí)，總線也可以知道總線上掛有有多少，什么樣的設(shè)備。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 若指令成功地使ds18b20完成

35、溫度測(cè)量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在ds18b20的存儲(chǔ)器。一 個(gè)控制功能指揮指示ds18b20的演出測(cè)溫。測(cè)量結(jié)果將被放置在ds18b20內(nèi)存中， 并可以讓閱讀發(fā)出記憶功能的指揮，閱讀內(nèi)容的片上存儲(chǔ)器。溫度報(bào)警觸發(fā)器 th和tl都有一字節(jié)eeprom 的數(shù)據(jù)。如果ds18b20不使用報(bào)警檢查指令，這些寄 存器可作為一般的用戶記憶用途。在片上還載有配置字節(jié)以理想的解決溫度數(shù) 字轉(zhuǎn)換。寫th,tl指令以及配置字節(jié)利用一個(gè)記憶功能的指令完成。通過緩存器 讀寄存器。所有數(shù)據(jù)的讀，寫都是從最低位開始。 ds18b20有4個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件： （1）光刻rom中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 ds18b

36、20的地址序列碼。64位光刻rom的排列是：開始8位（28h）是產(chǎn)品類型標(biāo) 號(hào)，接著的48位是該ds18b20自身的序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校 驗(yàn)碼（crc=x8+x5+x4+1）。光刻rom的作用是使每一個(gè)ds18b20都各不相同，這 樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)ds18b20的目的。 （2）ds18b20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用 16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以0.0625/lsb形式表達(dá)，其中s為 符號(hào)位。 ds18b20的主要特性： 1適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.05.5v，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電。 2. 獨(dú)特的單線

37、接口方式，ds18b20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即 可實(shí)現(xiàn)微處理器與 ds18b20 的雙向通訊。 3. ds18b20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) ds18b20 可以并聯(lián)在唯一的三線上， 實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫。 4. ds18b20 在使用中不需要任何外圍元件，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)。 5. 溫范圍55+125，在-10+85時(shí)精度為0.5。 6. 可編程 的分辨率為 912 位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 0.5、 0.25、0.125和 0.0625，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫。 7. 在 9 位分辨率時(shí)最多在 93.75ms 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12 位分辨率

38、時(shí) 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 最多在 750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。 8. 測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以一 線總線串行傳送給 cpu，同 時(shí)可傳送 crc 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。 9.負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。 ds18b20的應(yīng)用范圍： 1. 該產(chǎn)品適用于冷凍庫，糧倉，儲(chǔ)罐，電訊機(jī)房，電力機(jī)房，電纜線槽等 測(cè)溫和控制領(lǐng)域。 2. 軸瓦，缸體，紡機(jī)，空調(diào)，等狹小空間工業(yè)設(shè)備測(cè)溫和控制。 3. 汽車空調(diào)、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。 4. 供熱/制冷管道熱量計(jì)量，中央空調(diào)分戶熱能計(jì)量和工業(yè)領(lǐng)域測(cè)溫和控 制。

39、ds18b20的管腳介紹： to92封裝的ds18b20的引腳排列見圖3-3，其引腳功能描述見表3-1。 圖3-3 ds18b20底視圖 表 3-1 ds18b20 詳細(xì)引腳功能描述 序號(hào)名稱引腳功能描述 1gnd 地信號(hào) 2dq 數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄 生電源下，也可以向器件提供電源。 3vdd 可選擇的vdd引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3-4所示。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖3-4 ds18b20內(nèi)部結(jié)構(gòu) gnd 1 i/o 2 vdd 3 j1 ds18b 20 gnd 1 i/o 2 vdd 3 j2 ds1

40、8b 20 vc c vc c 圖3-5 溫度采集模塊 3.2.3 顯示模塊 在做這個(gè)模塊的設(shè)計(jì)時(shí)有兩種方案選擇，一種是采用液晶屏顯示，另一種 是數(shù)碼管顯示?？紤]到數(shù)碼管顯示較液晶屏顯示清晰，其次液晶屏的編程也較 為繁瑣，所以本設(shè)計(jì)采用了數(shù)碼管顯示。 顯示模塊原理圖如圖3-6所示。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 a bf c g d e dpy1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp led1 a bf c g d e dpy1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp led2 1y1 45 1y2 46 1y3 47 1y4

41、 48 2y1 50 2y2 51 2y3 52 2y4 53 1/g 55 2a4 56 2a3 57 2a2 58 2a1 59 1a4 61 1a3 62 1a2 63 1a1 64 2/g 65 u2 74ls 244 r 10 1k r 11 1k r 12 300 r 13 300 r 14 300 r 15 300 r 16 300 r 17 300 r 18 300 vc c 圖3-6 顯示模塊 led數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及工作原理： led數(shù)碼管（led segment displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成 “8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃

42、，公共電 極。led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于3位 “+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等.，led數(shù)碼管根 據(jù)led的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解led的這些特性，對(duì)編程是很重要 的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不 同的。 其引腳定義如圖3-7所示。 圖3-7 引腳定義 每一筆劃都是對(duì)應(yīng)一個(gè)字母表示 。dp是小數(shù)點(diǎn)。 數(shù)碼管正面引腳示意圖如圖3-8所示。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖3-8 數(shù)碼管正面引腳示意圖 3.2.4 按鍵模塊 這個(gè)模塊是為了方便人們自主調(diào)節(jié)空調(diào)的溫度和模式而設(shè)

43、計(jì)的。 按鍵模塊如圖3-9所示。 s2 s3 r 7 1k r 8 1k vc c r 6 1k s1 k1 圖3-9 按鍵模塊 當(dāng) s1 閉合時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行手動(dòng)模式。手動(dòng)模式下，制冷模式和加熱模式的運(yùn)行 取決于，人為設(shè)定的溫度和溫度傳感器采集到的溫度平均值之間的比較。當(dāng)平 均值低于設(shè)定值時(shí)，運(yùn)行加熱模式。當(dāng)平均值高于設(shè)定值時(shí)，采用制冷模。s2 用來調(diào)高溫度，每摁一下設(shè)定溫度升高一度。s3 用來調(diào)低溫度，每摁一下設(shè)定 溫度降低一度。當(dāng) s1 斷開時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行智能模式。 3.2.5 加熱及制冷電路模塊 在本設(shè)計(jì)中采用了發(fā)光二級(jí)管來指示空調(diào)的模式運(yùn)行，以及加熱和制冷模 塊的運(yùn)行。 l1表示夏天模式，l

44、2表示冬天模式，l3表示加熱模式，l4表示制冷模式。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 模式指示模塊如圖3-10所示。 r 1 1k r 2 1k r 3 1k r 4 1k l1 led 加 l2 led 加 l3 led 加 l4 led 加 圖3-10 模式指示模塊 當(dāng)運(yùn)行制冷模式時(shí)，三極管q1導(dǎo)通，繼電器k1開關(guān)閉合，壓縮機(jī)開始工作。 當(dāng)運(yùn)行加熱模式時(shí)，三極管q2導(dǎo)通，繼電器k2開關(guān)閉合，加熱器開始工作。 l5，l6用來保護(hù)電路。r9和r10用來限流，防止三極管被燒壞。 加熱及制冷模塊如圖3-11所示。 k1 k2 q1 pnp q2 pnp vc c vc c l5 l6 0

45、0 1 1 q3 加加加 2 2 3 3 q4 加加加 220v 220v r 10 2k r 9 2k 圖3-11 加熱及制冷模塊 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.1 protel99se 簡(jiǎn)介 protel 99se是prokltechnology公司開發(fā)的基于windows環(huán)境下的電路板設(shè) 計(jì)軟件。該軟件功能強(qiáng)大，人機(jī)界面友好，易學(xué)易用，仍然是大中專院校電學(xué) 專業(yè)必學(xué)課程，同時(shí)也是業(yè)界人士首選的電路板設(shè)計(jì)工具。 protel 99se 由兩大部分組成：電路原理圖設(shè)計(jì)（advanced schematic） 和多層印刷電路板設(shè)計(jì)（advanced pc

46、b）。其中advanced schematic由兩部分 組成：電路圖編輯器（schematic）和元件庫編輯器（schematic library）。 4.1.1 電路原理圖編輯器 4.1.1.1 概述 進(jìn)入design protel 99se后在documents中通過右鍵 “new” 建立 “schematic document”文件，打開后即可進(jìn)行電路原理圖的編輯。先按照已 畫好的電路草圖將所有元件找到拖放到編輯框里。將編輯框縮小，將元件照電 路的樣子搭好，整體上排列勻稱。接下來就可以進(jìn)行局部的連線了?；蛘呖梢?先將電路的各個(gè)模塊先搭好，再通過框定各模塊平移組合成完整的電路，取消 框定要

47、通過editdeselectinside area再用鼠標(biāo)框定以前選中的模 塊，就可以解除，表現(xiàn)為模塊由黃色變成普通顏色。對(duì)某個(gè)工程的操作是對(duì)一 個(gè)數(shù)據(jù)庫的操作，因此不同的數(shù)據(jù)庫會(huì)在不同的窗口中打開，通過最小化可看 高各個(gè)數(shù)據(jù)庫的窗口。 4.1.1.2 常用操作 1、調(diào)用畫圖工具viewtoolbarscustomize。 2、在移動(dòng)元件時(shí)按空格可旋轉(zhuǎn)元件。 3、找元件時(shí)要參照對(duì)元件庫的描述，converter含有ad、da等；analog是模 擬器件如運(yùn)放等；memory是存儲(chǔ)器件. 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 4、一個(gè)工程數(shù)據(jù)庫中最好不要將所有文件都放在文件夾documents

48、中,因?yàn)?這樣會(huì)產(chǎn)生一些意想不到的小問題。而將文件直接放在數(shù)據(jù)庫根目錄下則不會(huì) 出現(xiàn)這些問題。 4.1.2 原理圖元件庫編輯器 4.1.2.1 概述 雖然protel本身包含了龐大的元件庫，但在實(shí)際應(yīng)用中總會(huì)遇到找不到元 件的情況，這時(shí)就需要根據(jù)元件資料自己動(dòng)手在元件庫中制作這個(gè)元件。還有 一種情況是各種元件分散在各個(gè)公司的元件庫中，不便與使用，所以要把常用 元件集中到一個(gè)元件庫中，這就要自己動(dòng)手制作，將經(jīng)常用到的元件復(fù)制到這 個(gè)元件庫中，方便以后的使用。 4.1.2.2 基本操作 元件庫文件（.lib）也是基于數(shù)據(jù)庫文件（.ddb）下的操作，同一個(gè)數(shù)據(jù) 庫下元件庫中的元件才可以通過tools

49、 - copy component 相互復(fù)制，不同數(shù) 據(jù)庫時(shí)可先用右鍵的copy將整個(gè)元件庫復(fù)制到當(dāng)前數(shù)據(jù)庫，再在該數(shù)據(jù)庫中進(jìn) 行單個(gè)元件的復(fù)制。在放置芯片引腳時(shí)大頭指的是引腳外側(cè)，引腳名稱會(huì)嵌到 芯片框里，引腳號(hào)在外側(cè)。 1、在畫芯片圖時(shí)，如果用到畫線的功能，則應(yīng)將view - snap grid 功能 打開，可增加畫線時(shí)的定位精度。 2、不同設(shè)計(jì)文件之間拷貝模塊時(shí)，操作如下：先選中要拷貝的部分拷 貝，鼠標(biāo)變成十字線后在選定的區(qū)域中間點(diǎn)擊左鍵切換到另一個(gè)設(shè)計(jì)文件， 粘貼即完成了操作。 4.1.3 protel 99se gerbe 輸出文件后綴名定義 toplayer .gtl 頂層走線 b

50、ottomlayer .gbl 底層走線 topoverlay .gto 頂層絲印 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 bottomoverlay .gbo 底層絲印 toppaste .gtp 頂層表貼（做激光模板用） bottompaste .gbp 底層表貼（做激光模板用） topsolder .gts 頂層阻焊（也叫防錫層，負(fù)片） bottomsolder .gbs 底層阻焊（也叫防錫層，負(fù)片） midlayer1 .g1 內(nèi)部走線層1 midlayer2 .g2 內(nèi)部走線層2 midlayer3 .g3 內(nèi)部走線層3 midlayer4 .g4 內(nèi)部走線層4 internalpl

51、ane1 .gp1 內(nèi)平面1（負(fù)片） internalplane2 .gp2 內(nèi)平面2（負(fù)片） mechanical1 .gm1 機(jī)械層1 keepoutlayer .gko 禁止布線層 drillguide .gg1 鉆孔引導(dǎo)層 drilldrawing .gd1 鉆孔圖層 top pad master .gpt 頂層主焊盤 bottom pad master .gpb 底層主焊盤 本系統(tǒng)采用protel 99se中文版進(jìn)行原理圖的。 4.2 keil 的簡(jiǎn)介 keil c51是美國keil software公司出品的51系列兼容單片機(jī)c語言軟件開 發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，c語言在功能上、結(jié)構(gòu)性

52、、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的 優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。keil提供了包括c編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一 個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境 （uvision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行keil軟件需要 win98、nt、win2000、winxp等操作系統(tǒng)。 keil vision3： 2006年1月30日arm推出全新的針對(duì)各種嵌入式處理器的軟件開發(fā)工具，集 成keil vision3的realview mdk開發(fā)環(huán)境。 realview mdk開發(fā)工具 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 keilvision3源自keil公司。 realview mdk

53、集成了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)，包括 keil vision3集成開發(fā)環(huán)境與realview編譯器。支持arm7、arm9和最新的 cortex-m3核處理器，自動(dòng)配置啟動(dòng)代碼，集成flash燒寫模塊，強(qiáng)大的 simulation設(shè)備模擬，性能分析等功能，與arm之前的工具包ads等相比， realview編譯器的最新版本可將性能改善超過20%。 keilvision4： 2009年2月發(fā)布keil vision4，keil vision4引入靈活的窗口管理系統(tǒng)， 使開發(fā)人員能夠使用多臺(tái)監(jiān)視器，并提供了視覺上的表面對(duì)窗口位置的完全控 制的任何地方。新的用戶界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個(gè)窗

54、口，提供一個(gè)整潔，高效的環(huán)境來開發(fā)應(yīng)用程序。新版本支持更多最新的arm芯 片，還添加了一些其他新功能。 2011年3月arm公司發(fā)布最新集成開發(fā)環(huán)境realview mdk開發(fā)工具中集成了 最新版本的keil uvision4，其編譯器、調(diào)試工具實(shí)現(xiàn)與arm器件的最完美匹配。 本設(shè)計(jì)采用了keil vision3進(jìn)行軟件編程。 4.3 系統(tǒng)程序流程圖 系統(tǒng)主程序流程圖如圖 4-1 所示。 當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行后，采集溫度傳感器數(shù)值的平均值，平均值會(huì)實(shí)時(shí)的顯示出來。 系統(tǒng)內(nèi)設(shè)了兩個(gè)溫度 28c 和 18c，平均值會(huì)與這兩個(gè)溫度比較。大于 28c 時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行夏天模式，此時(shí)開關(guān) s1 若是閉合的則運(yùn)行手

55、動(dòng)模式，否則運(yùn) 行智能模式。智能模式下，壓縮機(jī)工作，每隔 5 分鐘系統(tǒng)自動(dòng)比較一次溫度平 均值與 26c 的大小。若高于 26c 則壓縮機(jī)繼續(xù)工作；否則停止制冷并延時(shí) 5 分鐘后比較平均值與 26c 的大小。若此時(shí)溫度高于 26c，則壓縮機(jī)開始工 作，5 分鐘后再比較平均值與 26c 的大?。蝗舸藭r(shí)溫度不高于 26c，則繼續(xù) 延時(shí) 5 分鐘，如此循環(huán)下去。 當(dāng)采集到的溫度平均值低于 28c 時(shí)，再判斷它是否低于 18c。若高于 18c，則判斷開關(guān) s1 是否閉合，閉合了就運(yùn)行手動(dòng)模式，沒有閉合就運(yùn)行智 能模式。當(dāng)溫度平均值低于 18c 時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行冬天模式，此時(shí)開關(guān) s1 若 西安工程大學(xué)

56、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 閉合則運(yùn)行手動(dòng)模式，否則運(yùn)行智能模式。智能模式下，工作原理與夏天模式 相似。 否 是 否 否 是 否 是 否 是 是 是 否 是 否 是 開始 初始化 采集溫度傳感器的 數(shù)值并取其平均值 平均值是否 大于 28c 平均值是否 小于 18c 開關(guān) s1 是 否閉合 運(yùn)行手動(dòng)模式 運(yùn)行冬天模式 運(yùn)行夏天模式 開關(guān) s1 是 否閉合 開關(guān) s1 是 否閉合 加熱器開始工作 溫度是否升 至 22c 顯示 壓縮機(jī)開始工作 溫度是否降 至 26c 停止制冷并延時(shí) 5 分 鐘 溫度是否高 于 26c 運(yùn)行手動(dòng)模式 bc d 是 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 是 否 圖

57、4-1 主程序流程圖 a 是 否 圖 4-1 主程序流程圖 b 子程序流程圖如圖 4-2 和圖 4-3 所示。 否 是 圖 4-3 顯示子程序流程圖 圖 4-2 ds18b20 子程序流程圖 停止加熱并延時(shí) 5 分 鐘 溫度是否低 于 22c a c a b d 開始 初始化 延時(shí) 寫入一個(gè)字節(jié) 讀取一個(gè)字節(jié) 查表校驗(yàn)是 否正確 讀取溫度值 返回 開始 初始化 延時(shí) 讀取 ds18b20 的數(shù)據(jù) 顯示 返回 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 ds18b20 子程序：系統(tǒng)運(yùn)行后，溫度傳感器開始采集溫度，先采集到的溫 度值要與其自身能夠采集到的溫度范圍作比較，若采集到的溫度不在其范圍內(nèi) 則重

58、新采集溫度值，若采集到的溫度值在其范圍內(nèi)，那么采集這個(gè)溫度值。 顯示子程序：系統(tǒng)運(yùn)行后，顯示模塊實(shí)時(shí)讀取溫度傳感器的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯 示出環(huán)境的溫度。手動(dòng)模式子程序流程圖如圖 4-4 所示。 否 是 否 否 是 是 是 是 否 開始 初始化 設(shè)定溫度值 采集溫度傳感器數(shù) 值并取其平均值 平均值是否大 于設(shè)置溫度 運(yùn)行制冷模式 壓縮機(jī)工作 平均值是否 降至設(shè)置值 停止制冷并延時(shí) 5 分 鐘 平均值是否 高于設(shè)置值 運(yùn)行加模式 加熱器工作 平均值是否 升至設(shè)置值 停止加熱并延時(shí) 5 分鐘 返回 平均值是否 低于設(shè)置值 顯示 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 否 圖 4-4 手動(dòng)模式子程序流程圖

59、手動(dòng)模式運(yùn)行后，人為先設(shè)定一個(gè)溫度，溫度傳感器采集到的溫度平均值 與這個(gè)設(shè)定溫度比較，當(dāng)平均值高于設(shè)定溫度時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行制冷模式，壓縮機(jī) 開始工作，每隔 5 分鐘比較一次平均值與設(shè)定值的大小，若平均值高于設(shè)置值， 則壓縮機(jī)繼續(xù)工作，延時(shí) 5 分鐘后再比較兩者大??；若平均值不高于設(shè)置值， 那么延時(shí) 5 分鐘后再比較兩者大小。此時(shí)，若平均值高于設(shè)置值，那么壓縮機(jī) 繼續(xù)工作，5 分鐘后再比較兩者大?。淮藭r(shí)，若平均值不高于設(shè)置值，那么繼 續(xù)延時(shí) 5 分鐘后再比較兩者大小。如此循環(huán)下去。 當(dāng)平均值低于設(shè)置溫度時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行加熱模式，加熱器開始工作，每隔 5 分鐘比較一次平均值與設(shè)定值的大小，若平均值低于設(shè)置

60、值，則加熱器繼續(xù)工 作，延時(shí) 5 分鐘后再比較兩者大??；若平均值不低于設(shè)置值，那么延時(shí) 5 分鐘 后再比較兩者大小。此時(shí)，若平均值低于設(shè)置值，那么加熱器繼續(xù)工作，5 分 鐘后再比較兩者大小；此時(shí)，若平均值不低于設(shè)置值，那么繼續(xù)延時(shí) 5 分鐘后 再比較兩者大小。如此循環(huán)下去。 返回 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 第 5 章 總結(jié)與展望 經(jīng)過這幾個(gè)月的不斷努力，以及老師和同學(xué)的幫助，終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì) 的基本要求。過程雖然艱辛，但是我始終一步一個(gè)腳印慢慢的走了過來，回頭 望去，感慨頗多。 在設(shè)計(jì)之初，始終不能確定自己的方案。我通過查資料，與同學(xué)交流慢慢 定下了方案，本想著可以開始進(jìn)程的時(shí)