飲水機(jī)設(shè)計(jì)的超簡(jiǎn)單原理和仿真

1、飲水機(jī)溫度控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真摘 要本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種飲水機(jī)溫度控制系統(tǒng)。 其硬件系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)為核心， 用溫度傳感器DS18B20實(shí)現(xiàn)溫度控制，用液晶屏顯示實(shí)時(shí)溫度、時(shí)間與預(yù)設(shè)溫度，制作 數(shù)字溫度計(jì)，并可實(shí)現(xiàn)溫度預(yù)警控制。單片機(jī)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用C語言進(jìn)展編程，應(yīng)用軟件采用KEIL和PROTEUS仿真軟件模擬實(shí)現(xiàn)控制過程。該飲水機(jī)控制系統(tǒng)是基于單 片機(jī)的計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)的軟硬件開發(fā)的一種應(yīng)用，不僅可以創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益，還可優(yōu)化飲水機(jī)溫度控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：AT89C52單片機(jī)；DS18B20；溫度控制The Desig n and Simulatio n of Drinking

2、Mach ine Temperature Con trol SystemABSTRACTThis paper in troduces a water dispe nsertemperature con trol system.This system hardware desig n takes AT89C52 as a core ,and realizes the temperature con trol with temperature sensor DS18B20.The actual temperature and the prein stall temperature are disp

3、layed with the LCD, the simple in tellige nt temperature con trol system digit thermometer is manu factured ,and may realize the temperature early warni ng con trol.The software program ming uses c Ian guage to carry on the programmi ng.The applicati on software uses KEIL and the PROTEUS simulatio n

4、 software realizi ng the con trolled process.Thewater dispe nser con trol system is based on an applicati on of the sin gle chip puter hardware and software developme nt of detect ion tech no logy can not only create a good econo mic ben efits ,but also optimize the fountains temperature con trol sy

5、stem.Key word : the microcontroller AT89C52 ;DS18B20;temperature control.目錄1緒論11.1課題來源1課題開展現(xiàn)狀與意義1本文設(shè)計(jì)思路2本文結(jié)構(gòu)22系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)22.1系統(tǒng)工作原理與功能2硬件系統(tǒng)組成與各模塊介紹33系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)10軟件總體設(shè)計(jì)思路10主程序軟件設(shè)計(jì)11鍵盤子程序軟件設(shè)計(jì)12報(bào)警子程序軟件設(shè)計(jì)13顯示子程序軟件設(shè)計(jì)144系統(tǒng)軟件仿真154.1 Protues 介紹 154.2 Keil uVision4 調(diào)試軟件 164.3 Proteus ISIS的仿真步驟與結(jié)果18總結(jié)20參考文獻(xiàn)21附錄22致謝2

6、8飲水機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真1緒論1.1課題來源目前市場(chǎng)大局部飲水機(jī)采用了熱敏電阻進(jìn)展溫度控制，飲水機(jī)從室溫把水加熱到沸騰，開關(guān)斷開；之后溫度下降，當(dāng)溫度下降到一定時(shí)，溫控開關(guān)閉合，然后繼續(xù)加熱到沸 騰，周而復(fù)始。這不僅造成能源的浪費(fèi)，反復(fù)燒開的熱水被人體吸收后，其中還有重金屬 等有害物質(zhì)對(duì)人體健康是與其危害的。 這種水俗稱“千滾水，千滾水不僅對(duì)人體健康有 害而且還會(huì)造成能源浪費(fèi)。為了防止飲水機(jī)的開水因反復(fù)燒開而造成的二次污染，該設(shè)計(jì)利用AT89C52單片機(jī)芯片對(duì)水溫進(jìn)展智能控制，使水保持在一個(gè)較適合的溫度，一方面 便于使用者與時(shí)飲用，一方面節(jié)約能源資源，有較好的開展前景。課題開展現(xiàn)狀與意

7、義隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，人類飲用水的供應(yīng)方式也隨其發(fā)生著變化， 其過程為：河 水井水自來水購置桶裝水自制健康純水。 對(duì)此已形成了 “喝純凈水，用自來水 的現(xiàn)代飲水新觀念。我國(guó)現(xiàn)階段的生活飲用水市場(chǎng)，實(shí)質(zhì)上是桶裝飲用水、自來水終端制 水、管道直飲水三分天下的格局。其中桶裝水以 85%的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)占據(jù)著市場(chǎng)的主導(dǎo)地位， 但是桶裝水存在著 二次污染問題以與假冒偽劣等現(xiàn)實(shí)問題。管道分質(zhì)供水在美國(guó)等興 旺國(guó)家的普與率為30%左右，目前國(guó)內(nèi)的某某、某某、某某等地開始試點(diǎn)，但由于工程 浩大，近年內(nèi)難有大的作為。自來水終端制水就產(chǎn)品來分，可以分為對(duì)自來水等進(jìn)展初步 過濾的凈水器和各種大、中、小型的辦公、家用純

8、水機(jī)，普與率在15%左右?？梢姮F(xiàn)在仍普遍用桶裝水，但是為防止反復(fù)燒開造成的“千滾水產(chǎn)生的重金屬對(duì)身體的危害， 因 而本文設(shè)計(jì)用單片機(jī)來控制水溫使其保持在一個(gè)較適合的溫度，以適于用戶的即時(shí)飲用。 目前飲水機(jī)的控制方式可分為普通控制型、智能感應(yīng)型和微電腦控制型三類。普通控制型 飲水機(jī)其加熱和制冷均自動(dòng)恒溫控制， 是目前用戶使用最多的機(jī)型，并且其價(jià)位適中一般 為首選。因而，本文在此根底上，做了一些改造使其更為人性化，比如說設(shè)置一定的保溫 溫度使其一直處在這已設(shè)定溫度左右，可供隨時(shí)飲用，不必?fù)?dān)心水溫過燙的問題等。該設(shè)計(jì)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)飲水機(jī)水箱的水溫，并且可以通液晶顯示飲水機(jī)水箱水溫度數(shù)， 可以人為設(shè)置水

9、的溫度的保溫值，當(dāng)溫度在設(shè)定的 X圍內(nèi)時(shí)正常工作，當(dāng)?shù)陀诒販囟?時(shí)控制加熱器加熱；當(dāng)溫度高于水溫保溫溫度時(shí)繼電器斷開停止加熱。另外，其溫度檢測(cè)X圍為0100°C，精度土 1C，并且有一定的時(shí)間延遲。該設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單，可視化強(qiáng)，因 而有較大的開展空間。本文設(shè)計(jì)思路整個(gè)基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)無論是硬件設(shè)計(jì)還是軟件設(shè)計(jì)均采用模塊化設(shè)計(jì)思 想。先將整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)劃分為幾個(gè)模塊，然后自上到下、由大到小、分步細(xì)化，然后逐個(gè) 進(jìn)展詳細(xì)射擊，最后將各個(gè)模塊組合起來。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程如下：1首先根據(jù)用戶對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的具體要求來設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體構(gòu)成。2模塊化思想對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)展模塊劃分。3對(duì)系統(tǒng)硬件的各個(gè)模塊在

10、進(jìn)展細(xì)化并對(duì)各個(gè)細(xì)化的具體元器件進(jìn)展性能比擬和型號(hào) 選擇。4根據(jù)硬件電路結(jié)合控制系統(tǒng)的要求對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)展功能劃分和模塊劃分。5進(jìn)展內(nèi)部資源分配。6結(jié)合資源分配、控制要求和實(shí)際電路進(jìn)展各個(gè)子模塊的軟件編程設(shè)計(jì)。本文結(jié)構(gòu)本文第一章為緒論局部，分析了現(xiàn)今飲水機(jī)使用狀況與應(yīng)用前景，并總體概括了設(shè)計(jì) 思路。第二章概要介紹了系統(tǒng)總體硬件設(shè)計(jì)與各個(gè)模塊的詳細(xì)介紹，第三章具體概括了軟件局部的的具體實(shí)現(xiàn)，第四章為編譯與仿真結(jié)果分析。2系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)工作原理與功能(1)工作原理該系統(tǒng)主要通過傳感器來輸入數(shù)據(jù)，傳感器將水溫溫度即室溫溫度等非電信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再由信號(hào)處理電路，將傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)展處理

11、(放大、濾波等)，使之滿足A/D轉(zhuǎn)換的要求，然后由A/D轉(zhuǎn)換電路完成將溫度傳感器輸出的模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的 轉(zhuǎn)換°CPU首先寫入命令給DS18B20,然后DS18B20開始轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換后通過AT89C52 來處理數(shù)據(jù)，由LCD顯示屏顯示實(shí)時(shí)溫度與時(shí)間。并且可以通過外中斷來實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的 預(yù)設(shè)，由存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)這一預(yù)設(shè)溫度，通過繼電器根據(jù)預(yù)設(shè)溫度來控制加熱與否。(2)系統(tǒng)功能飲水機(jī)溫控系統(tǒng)主要是控制水的溫度， 讓用戶使用起來方便。首先，第一次加水的時(shí) 候，通過單片機(jī)的控制，燒開時(shí)蜂鳴器報(bào)警，得到干凈衛(wèi)生的飲用水。其次，溫度恒定在 設(shè)計(jì)值附近，使得用戶可以隨時(shí)飲用適合自己溫度的飲用水。水加

12、熱時(shí)，燈亮，當(dāng)加熱到設(shè)置的溫度時(shí)燈滅繼電器斷開，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)置的溫度1 C時(shí)開始加熱直到達(dá)到設(shè)定的溫度。如此往復(fù)。另外，該顯示器除具有顯示溫度功能時(shí)還可以顯示時(shí)間也為其一特點(diǎn)。硬件系統(tǒng)組成與各模塊介紹按系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)要求，硬件電路模塊包括如下局部：1測(cè)溫電路2時(shí)鐘電路3數(shù)據(jù)保存電路4鍵盤接口電路5繼電器控制模塊6顯示模塊如圖2-1所示系統(tǒng)組成的結(jié)構(gòu)框圖。圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖溫度采集模塊功能是對(duì)外界水溫進(jìn)展采集，然后將信號(hào)傳給單片機(jī)。測(cè)量溫度的關(guān)鍵 是溫度傳感器，本文采用 DS18B20進(jìn)展測(cè)溫，其溫度值可以直接讀出來，通過核心部件 單片機(jī)AT89C52控制溫度的讀寫和顯示，通過 LCD進(jìn)展顯示。1D

13、S18B20 介紹Dallas單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20具有“一線器件體積更小、適用電壓更寬、更 經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820是世界上第一片支持“一線總 線接口的溫度傳感器?！耙痪€總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器 網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。DS18B20、DS1822 “一線總線'數(shù)字化溫度傳感器同DS18B20一樣，DS18B20也支持“一線總線接口，測(cè)量溫度 X圍為-55C +125°C, 在-10C +85CC。DS1822的精度較差為± C。現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線的數(shù)字方式 傳輸，大大提

14、高了系統(tǒng)的抗干擾性。其 DS18B20的管腳配置和封裝結(jié)構(gòu)如圖2-2所示1。(BOTTOM VIEW)TO-92(DS1SB20)圖 2-2 DS18B20 封裝引腳定義： DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端； GND為電源地； VDD為外接供電電源輸入端在寄生電源接線方式時(shí)接地。2DS18B20的單線1 wire bus系統(tǒng)單線總線結(jié)構(gòu)是DS18B20的突出特點(diǎn)，也是理解和編程的難點(diǎn)。從兩個(gè)方面來理解單 線總線：一，單線總線只定義了一個(gè)信號(hào)線，而且 DS18B20智能程度較低這點(diǎn)可以與微 控制器和SPI器件間的通信做一個(gè)比擬,所以DS18B20和處理器之間的通信必然要通過嚴(yán) 格的時(shí)序控制來完成。二，

15、DS18B2 0的輸出口是漏級(jí)開路輸出，這種設(shè)計(jì)使總線上的器件 在適宜的時(shí)間驅(qū)動(dòng)它。顯然，總線上的器件與wired AND丨關(guān)系。這就決定：1微控制器不能單方面控制總線狀態(tài)。之所以提出這點(diǎn)，是因?yàn)橄喈?dāng)多的文獻(xiàn)資料上認(rèn)為，微 控制器在讀取總線上數(shù)據(jù)之前的I/O 口的置1操作是為了給DS18B20一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)的信號(hào)。 這是一個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。如果當(dāng)前DS18B20發(fā)送0,即使微控制器I/O 口置1,總線狀態(tài)還是0; 置1操作是為了是I/O 口截止cut off，以確保微控制器正確讀取數(shù)據(jù)。2除了 DS18B20 發(fā)送0的時(shí)間段，其他時(shí)間其輸出口自動(dòng)截止。自動(dòng)截止是為確保：1時(shí)，在總線操作的間隙總線處于

16、空閑狀態(tài)，即高態(tài)。2時(shí)，確保微控制器在寫1的時(shí)候DS18B20可以正確讀入2。本設(shè)計(jì)將溫度傳感器DS18B20與單片機(jī)RXD引腳相連，讀取溫度傳感器的數(shù)值。硬件 如圖2-3： -U3 -32Msm 60.0 GND O ODS1SB20 <TEXT>圖2-3 DS18B20硬件電路圖本文增加的一個(gè)功能為顯示實(shí)時(shí)時(shí)間，為了更準(zhǔn)確的顯示時(shí)間，硬件電路設(shè)置了時(shí)鐘 電路模塊，并且由LCD屏顯示。本文選用DS1302做為時(shí)鐘電路，DS1302的結(jié)構(gòu)與工作原理：如圖2-4所示DS1302 的引腳排列，其中Vccl為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí) 鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS

17、1302由Vcci或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2大于Vcci+ 0.2V時(shí)， Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcci時(shí)，DS1302由Vcci供電。X1和X2是振蕩源，外 接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù) 據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位 存放器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302進(jìn)展操作。如果在傳送過程中 RST置為低電平，如此會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在

18、VccA 2.5V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)雙 向輸入輸出端，SCLK始終是輸入端3。Vcc2SCLKI/ORST圖2-4 DS1302引腳圖本文中RST、SCLK和I/O 口分別于單片機(jī)的 P1.5,P1.6和P1.7口相連。圖2-5為時(shí)鐘電路硬件局部:數(shù)據(jù)保存電路1.5V -1 5V -<TEKT>' Ljm 1 1 zI| 32768.-CRYSTALI - TEXT-5X1VCC2RSTSCLKX2I/O133圖2-5時(shí)鐘電路硬件電路圖U424C04A.<TEXT >65圖2-6數(shù)據(jù)保存

19、硬件電路圖數(shù)據(jù)保存電路功能就是數(shù)據(jù)通過單片機(jī)的數(shù)據(jù)口被單片機(jī)接收后單片機(jī)再通過串口發(fā)給計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)中用串口調(diào)試工具就可以收到單片機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)。本文數(shù)據(jù)保存電路根據(jù)系統(tǒng)的要求，即保存設(shè)定的溫度以與實(shí)際溫度比擬來控制繼電器開合狀態(tài)，因而采用24C04A，其內(nèi)存為4K。數(shù)據(jù)保存電路如圖2-6所示：7 / 31本設(shè)計(jì)采用24C04A保存電路SCK和SDA引腳分別接單片機(jī)P2.4和P2.5引腳 鍵盤接口電路“開始命令 電磁繼電器控制電路電磁繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)又稱輸入回路和被控制系統(tǒng)又稱輸出回路，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流， 較低的電壓去控制較大電流，較高的

20、電壓的一種“自動(dòng)開關(guān)。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。本模塊中繼電器與一燈泡相連，加熱狀態(tài)時(shí)為燈亮即繼電器閉合，保溫狀態(tài)時(shí)，燈滅，繼電器斷開。繼電器與單片機(jī)相連如圖2-7所示：圖2-7繼電器硬件電路圖本設(shè)計(jì)中假如繼電器吸合電源接通開始加熱同時(shí)燈亮，反之燈滅。圖2-8液晶顯示硬件電路圖本文采用LCD顯示溫度與時(shí)間，因?yàn)橐@示較多字符所以不選用 LED。一般選用 LMO16L作為液晶模塊，其采用HD44780控制器，HD44780具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指令 集可以實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng)、閃爍功能。單片機(jī)控制液晶顯示屏系統(tǒng)總共可分為四個(gè)環(huán)節(jié)，分別是單片機(jī)控制系統(tǒng)、字符顯 示模塊、控制開關(guān)模塊和

21、液晶顯示屏模塊。通過這四個(gè)模塊的協(xié)調(diào)工作就可以完成相應(yīng) 的液晶屏控制和顯示功能5。如上圖2-8所示：本文設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)口接P 0 口的輸入，并根據(jù)不同的按鍵在字符型液晶上顯示不同的字符。LCD的D0D7引腳分別于單片機(jī)P0-P7數(shù)據(jù)口連接。系統(tǒng)的總體硬件電路本文采用AT89C52型號(hào)的單片機(jī)，此型號(hào)單片機(jī)是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8位 單片機(jī)。AT89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出I/O端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線。AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)展編程,但不可以在線編程 （S系列的才支持在線編程）。其將通用的微

22、處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)本錢。由系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能將各個(gè)模塊與單片機(jī)連接構(gòu)成系統(tǒng)整體硬件電路，如圖2-9所示：1&:.號(hào)1 ,2i,rTf.ar- P AE ：>-U N E> CILE E>0-0Rvif 1 血 I1CTjftU陽測(cè)肚L 口p 口顧聞wr口說 DPu就測(cè)n"BEHaF2JTA11i芋F皿12Z鄧13FSJCMI-tt11 IFOHMXnp 1 VTT7Bf»3.vrx&"JFl J叮:?TTTTPl.l Fl Jf3.«m Zt3(T!P

23、T耳叭J53+-EZ -巧,1& rTT. FI7, 13- -DmoIT苓,s 毎AM8 " -sED出 應(yīng)ST -s b > - >TWP13 血卜i r » -，r r 2<- .r|RL2-mT圖2-9總硬件電路圖3系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)為了便于系統(tǒng)維護(hù)和功能擴(kuò)大，采用了模塊化程序設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)各個(gè)模塊的具體 功能都是通過子程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)包括主程序，鍵盤子程序， 報(bào)警子 程序，顯示模塊子程序等。軟件總體設(shè)計(jì)思路良好的設(shè)計(jì)方案可以減少軟件設(shè)計(jì)的工作量，提高軟件的可讀性，擴(kuò)展性和通用型。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和步驟如下：(1) 按照系統(tǒng)的

24、功能要求來逐級(jí)劃分模塊。(2) 明確各模塊之間的數(shù)據(jù)流傳遞關(guān)系，為增強(qiáng)各模塊的獨(dú)立性，力求數(shù)據(jù)傳遞少，便于軟件編制和調(diào)試。(3) 確定軟件開發(fā)環(huán)境，選擇設(shè)計(jì)語言，完成模塊功能設(shè)計(jì)，并分別調(diào)試通過。(4) 按照開發(fā)式軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，將各模塊有機(jī)的結(jié)合起來，即成一個(gè)較完善的系統(tǒng)。主程序軟件設(shè)計(jì)主程序主要包括對(duì)顯示子程序， 鍵盤子程序，報(bào)警子程序的控制和調(diào)用。如下圖流程圖是按照其本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的功能來的設(shè)計(jì)的。主程序流程圖如圖3-1：word3-1主程序流程圖在執(zhí)行程序的時(shí)候只需逐位判斷 P3.2, P3.3, P3.4, P3.5 口是高電平還是低電平，假 如為高電平，如此表示沒有按鍵按下； 假如為

25、低電平，如此表示有按鍵按下。在程序的設(shè) 計(jì)當(dāng)中，考慮了按鍵的去抖動(dòng)問題。因?yàn)橛檬职聪乱粋€(gè)按鍵時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)所按鍵在閉合 位置和斷開位置之間跳動(dòng)幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況。在釋放一個(gè)鍵的時(shí)候，也會(huì)出現(xiàn)類似的情況，抖動(dòng)的時(shí)間是不一致的，通常小于10毫秒，假如抖動(dòng)的問題不解決，就會(huì)引起閉合鍵的屢次讀入。對(duì)于鍵的抖動(dòng)處理，一般采用軟件延時(shí)10毫秒的方法。在發(fā)現(xiàn)有按鍵閉合時(shí)，不是立即讀入該鍵值，而是延時(shí)一段時(shí)間以后，再進(jìn)展鍵閉合與否的判斷， 確認(rèn)此時(shí)是否真的有按鍵下，有如此進(jìn)展該按鍵的處理，沒有如此不進(jìn)展處理。先判斷是否右鍵按下，再判斷是哪個(gè)按鍵，分別按照各個(gè)功能執(zhí)行。鍵盤子程序如圖3-2：開始有按鍵

26、按下？3-2鍵盤子程序流程圖報(bào)警子程序軟件設(shè)計(jì)報(bào)警子程序是在當(dāng)設(shè)定的保溫溫度大于99C時(shí)，當(dāng)加熱到這個(gè)預(yù)設(shè)溫度時(shí)，蜂鳴器報(bào)警提示水燒開，繼電器斷開，停止加熱，溫度下降，停止報(bào)警。報(bào)警子程序中響樂用到 的頭文件如下：#in clude<reg52.h>#defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned int#define OSC 12000000 OSC/定義普通音符演奏的長(zhǎng)度分率，每4分音符間隔#defi ne MUSIC_SPACE 4/5sbit music_out=P3A6;/原 始頻率表void play mnit

27、_soun d(void);/void playm_interrupt_timer0(void); /interrupt 1;/signature 簽字 Octachord 八度音節(jié)void playm_play_music(uchar *so un d,uchar sig nature, un sig ned octachord, uint speed);3-3報(bào)警子程序流程圖顯示子程序軟件設(shè)計(jì)顯示模塊子程序?yàn)轱@示溫度與當(dāng)前時(shí)間，其主要功能仍為顯示預(yù)設(shè)溫度與當(dāng)前溫度。首先，從外界感知溫度輸入到溫度傳感器中，讀取溫度值進(jìn)展存儲(chǔ)，顯示出結(jié)果。然后如此循環(huán)。其流程圖如圖3-4所示：開始3-4顯示子

28、程序流程圖4系統(tǒng)軟件仿真4.1Protues 介紹Protues軟件是Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件該軟件中國(guó)總代理 為某某風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)公司。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片 機(jī)與外圍器件。它是目前應(yīng)用廣泛的仿真單片機(jī)與外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者以與從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的工作 者的青睞I7】。Proteus是世界上著名的EDA工具，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外 圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，是目前世界 上將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛

29、擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模 型支持 8052、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33 ARM、AVR、8086 和 MSP430 等, 2010年增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面， 它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器，本次設(shè)計(jì)使用的是Keil編譯器8。打開Proteus程序后，進(jìn)入軟件的主界面。通過左側(cè)工具欄中的P（從庫中選擇元件命令）命令，在Pick Devices左側(cè)窗口中選擇所需元件的關(guān)鍵字，然后放置元件并調(diào)整方向 和位置以與參數(shù)設(shè)置，如圖4-1所示。ill 審nwags啦 rMeWcr

30、ii- 千 i 曲aTSCIEiCwcifwi3DE1 F4 Wri KaxxiriiBdr vtti IF. HcbSiElSU inUi r«# iti MMfinftaNiiai« iw>ATSa 1USncyxcjfe -J> P陽審 IH"«n 宀昨 E嘗軼rih卜胡 鍛 T毗劌百m T知n IIWHIatkk*uATSCBlFEaiiTSttfS-C? dT 販"CZBUt ATKDT*m ATi£EIFQ2 Uazi 紳 a®iHMsnJUtl M-4UM-UI *>! z,空膽 訊T利.E

31、E沖詠卿 I4£*1 F“ J£l H|J34EE；C3* fMHr IT占 hr田3t UM ii|az?掃 33 辭 空t or Hi >'&tw it-c. DM1161 恤此ltif®EMNHr -kMq Th Aittarlrwi' IJBl宜國(guó) H Eigrt 廣初E：0Hr *4=0n htfatr«irT 阿 1IAIH：如Zf rgbiH時(shí)：Ijfiftti:俱l33-E：'jO<fe tSJH：止沁gTf S-EWTiwt： Wl盯 孃製汕；ui：¥船i曲軒.Sr斗 夏段#

32、69; w:嗆拆仔 P KMt JS3 ds £生u z. 1>TfrW* »iTWCfflKKBF! «! l r* OX * OTlM W>1 ：i>Ht. >W "i 1ATecILIS M3BJH 刊n F#呼 ®GE u-i：03«fc mEc«fc Z5® =WH1l>iWb« -rFiftI tx.圖4-14.2KeiluVision4 調(diào)試軟件Keil uVision4是美國(guó)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)，使用接近于

33、傳統(tǒng) C語言的語法來開發(fā)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可 讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)9。Keil uVision4軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面，能短期內(nèi)很快就能學(xué)會(huì)使用keil uVision4來開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用程序10。調(diào)試過程具體操作如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)的類型選取界面如如下圖4-2所示：圖4-2在新建Keil項(xiàng)目時(shí)選擇AT89C52,此文件的選取界面如如下圖 4-3所示圖4-3用Keil編譯后如圖4-4所示:乜 tjempoonCircI - (jVieidM 4ElkErcjid Fsh 吐t>“ RclprieiakSvcs 泄in 卅訊

34、 titlp_E /J3jlld ti.XQtz "Taxgnit Z1cKsilin.? d«L#y +9 ic zue"；1 c.31ih23 Bc iKzixl-jjn.q ±c«±1!j Ju m =coitpilirkg nLBin u£x u.iin x-Jc>=«.七M(jìn)E芋工止工口呂 CS31ZOJ -C- , BcDTEpilln j rial's 31C 匚-liitmw-* KMlsmrCj Ll«t UNCALLED JEGMEMT.H IWCTID TO OTCT.U

35、.Y FltOCE?35EGMFNT： -PP CE1AYU51 EELAYZzc5ize :Jaa=10&詈 罡4二丑=。Dide=4154工匕譏工U h±X 三丄丄世 上二二:-LXl1.1h t . «悅耳冃沁“匚二1* -E± £ £ £ ( *1 I, 1kOalTpOKl?Dil7p0K17r% Ls: ：3P Okk；Or：Os17bOh17, 0nllr0CItOE. 0103, Dxl9r 2 x ll .:)(：?_ Oxi :Options for Target 'Targst 1H圖4-4編譯圖

36、編譯無錯(cuò)誤，之后開始仿真。ProteuslSIS 的仿真步驟與結(jié)果Proteus仿真時(shí)，單片機(jī)需要加載程序，加載程序?yàn)?HEX文件。在Proteus ISIS中，選 中AT89C52并雙擊鼠標(biāo)左鍵，對(duì) AT89C52進(jìn)展設(shè)置，設(shè)置單片機(jī)時(shí)鐘頻率為 12MHz， 按照正確的文件路徑加載.HEX文件，對(duì)單片機(jī)設(shè)置完畢后就可以開始仿真了。通過Keil與Proteus的聯(lián)合調(diào)試就可以得到滿意的結(jié)果。仿真過程中設(shè)置保溫溫度為60C，當(dāng)加熱到100C時(shí)報(bào)警表示燒開。然后進(jìn)入保溫階 段，當(dāng)溫度降到60C以下時(shí)燈亮表示處于加熱狀態(tài)，如圖 4-5所示：圖中顯示溫度降到58°C時(shí)，繼電器吸合進(jìn)入加熱狀態(tài)

37、，燈亮。jAlflLITAL3UTTAUEFwrrz 9i imw2ZI1CFIjS*wijwjrL - gCL< >z n-T.JFFruiAJC葉十FU-WW<-ii FSS PMAMPQrTiAQ1?希A£INK'SP星Mg P如H iiSA-fl.PJUH.U. phi. P3 JT1TE rraflrnF3j*/TCFI<iT>pzjSTIFpj.ifltf圖4-5仿真圖當(dāng)溫度超過60C時(shí)，如為62C燈滅。如圖4-6所示:當(dāng)溫度又降回60C時(shí)，燈亮。如圖4-7所示：-2-LM116Lisf fc亠舟D的E .R：L£- Kir

38、EziaW i"m<n 尸hl13S Hl gt § 口 h pi * e f uJ a 0 a a a2012/94/2Q7U»Ie?20i 25：04U1iTALlPDO'AmFGkVAHPO-S'AHZXTTA:陽刃畑FD.f/AkPDjSAOEPQKASTPQ1B7PZIWXSPZ.WA5PZ2TMCIFEIfRP2JTA11ALEPI.WAC0卩科* 口P2fiAUPZTASpixmP3flfRXt>Fisirrs<P3LlfT>l>P12陽 NfflTDFI JZlTOTTPI.*P3.+H0PJjTlP1

39、J5P3«UW(P1-7P3.7MK.w A <91-1U4 .-2$ :&費(fèi)X 人1 2& - a»ApH®ET 1 « 7*WP ifr t-r t r I - « |.>cTE<TD&13HZJTEE -.zaiv.圖4-6仿真圖X? mKO2612/04/28 Ueek760-Co * m m * m iriTLfc |J2-17'-XiXTALi耐畑 PDLIInl 陽mizPC3HA 旳 P 口LW斗FOSAOSH®TPDADS P TMDTF2nj«sF2.1M

40、WPZAtDT?Uffi卩 7iAl1AIEPZ WAIE%P7眶於"FZJrfA®MiraP3ITRXDp i .inr$cP3.irTXI>P 12pi 二TH FWJPl'IHTIp 1 jFifirnp IjgpnifwinTirFITFJT/WK1& Z5- -. 6-oKKAl 5-SDAA2富” - T*西.ftdr.1EJZf： Q4A -：T4H：<7R-DIVBHIitfoC圖4-7仿真圖RL2ICT 62仿真結(jié)果分析：本設(shè)計(jì)的目的是為了防止反復(fù)燒開而造成產(chǎn)生對(duì)人體有害的重金屬， 從而設(shè)置了一種 功能：可以讓用戶預(yù)設(shè)適合的溫度

41、， 使水溫保持一直在這一溫度 X圍內(nèi)，誤差是仁C,以 便用戶可以隨時(shí)飲用。由仿真結(jié)果知，根本達(dá)到了預(yù)期的效果，即顯示實(shí)時(shí)時(shí)間，當(dāng)溫度預(yù)設(shè)為其他溫度時(shí)， 低于其如此燈亮表示加熱，燈滅如此表示停止加熱。如果預(yù)設(shè)溫度為99 C時(shí)，燈滅的同時(shí)會(huì)報(bào)警，表示水燒開。根本完成了本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的功能，簡(jiǎn)單實(shí)用，有較好的應(yīng)用前 景?？偨Y(jié)大學(xué)四年的時(shí)光我們根本上都在學(xué)習(xí)理論知識(shí)中度過， 很少有機(jī)會(huì)將這些理論知識(shí)用 于實(shí)踐中，而這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)正好給了我們展示這四年學(xué)業(yè)成果的好機(jī)會(huì)。在整個(gè)的設(shè)計(jì)過程中，實(shí)際上是自己對(duì)四年學(xué)習(xí)的總結(jié)，它不但加深了自己對(duì)理論知 識(shí)的深化認(rèn)知，更讓自己學(xué)會(huì)了如何去正確運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問

42、題，也就是“從理論中來，至V實(shí)踐中去"，從中也使自己學(xué)到和積累了許多經(jīng)驗(yàn)。我的設(shè)計(jì)還具有很大的擴(kuò)展空間，例如在硬件電路上增加不同顏色的燈， 在不同的狀 態(tài)有不同的顏色顯示，使其更加美觀。同時(shí)還可以與紅外遙控連接，這樣就省去了很多麻 煩，我們可以利用遙控器對(duì)其進(jìn)展遠(yuǎn)距離的控制等操作。通過這次設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到我對(duì)單片機(jī)方面的知識(shí)知道的太少了， 對(duì)于書本上的很多知 識(shí)還不能靈活運(yùn)用，有很多我們需要掌握的知識(shí)在等著我去學(xué)習(xí)， 我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)生活 中彌補(bǔ)我所缺少的知識(shí)。本次設(shè)計(jì)使我從中學(xué)到了一些很重要的東西， 那就是如何從理論 到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，怎樣將我所學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到我以后的工作中去。在大學(xué)的

43、課堂的學(xué)習(xí)只 是在給我們灌輸專業(yè)知識(shí)，而我們應(yīng)把所學(xué)的用到我們現(xiàn)實(shí)的生活中去，此次的溫度控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)給我奠定了一個(gè)實(shí)踐根底， 我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)、生活中磨練自己，使自己適應(yīng)于 以后的競(jìng)爭(zhēng)。參考文獻(xiàn)1 李全利單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)第二版M.:高等教育，2000:32-40.2 韓志軍王振波,沈晉源.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.:機(jī)械工業(yè)，2006:22-32.3 李光飛，樓然苗，胡佳文,謝象佐.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)M.:航空航天大學(xué),2008:23-43.4 李朝清.單片機(jī)原理與接口技術(shù)M.:航空航天大學(xué),2000:56-98.余永權(quán).ATMEL89系列單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)M.:航空航天大學(xué),2008:56

44、-98.周志敏.周紀(jì)海等編.LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用M.:人民郵電,2006:67-98.7 袁宇正.電子愛好者實(shí)用電子制作M.:人民郵電,2007:34-78.8 華成英，童詩白.模擬電子技術(shù)根底M.:高等教育，2004:67-98.9 孫育才.MCS-51系列單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)與其應(yīng)用M.某某:東南大學(xué),2005:212-234.10 楊振江，杜鐵軍，李群編著.流行單片機(jī)實(shí)用子程序與應(yīng)用實(shí)例M.某某：電子科技大學(xué),2002:32-78.word附錄主程序：#i nclude"ds1302.h"#i nclude"lcd1602.h"#i nclude&

45、quot;ds18b20.h"#i nclude"i2c.h"#i nclude"ds1302.h"#i nclude"playmusic.h"unsigned charcode Music_Code= 0x17,0x17,0x17,0x17,0x17,0x17,0x17,0x17,0x17,0x17,0x17,0x17,0x17,0x17,0x17,0x17,0x0D,0x03,0x18,0x04,0x0D,0x03,0x16,0x04,0x0B,0x03,0x11,0x04,0x10,0x03,0x11,0x04, 0x

46、15,0x02, 0x10,0x16, 0x00,0x00 ; extern uchar tempflag;溫度正負(fù)標(biāo)志位exter n uchar qia n,bai,shi,ge;extern uchar time7,timestr9,datestr11,weekstr2;sbit relay=P3A7;sbit speaker=P3A6;sbit key_read=P1A。；sbit key_write=P1A1;sbit key_shi=P1A2;sbit key_ge=P1A3;sbit key_start=P1A4;uchar conv ert_parameter(uchar t_

47、shi,uchar t_ge);void main (void)bit t_cflag=1,time_flag=1;uchar t_shi=0,t_ge=0,temp=0,vtemp=0;lcd1602_i ni t();ds1302_i nit();playm_i ni t_so un d();temp=i2c_read_data(7);/*start*/*while(time_flag)i=0;if(!key_read)i+;if(i>7)i=0;switch(i)case 0: Icd1602_setxy(0,1);lcd1602_pri ntstr("year:&quo

48、t;);case 1: Icd1602_setxy(0,1);lcd1602_pri ntstr("mo nth:");case 2: lcd1602_setxy(0,1);lcd1602_pri ntstr("day:");case 3: lcd1602_setxy(0,1);lcd1602_pri ntstr("week:");case 4: lcd1602_setxy(0,1);lcd1602_pri ntstr("hour:");case 5: lcd1602_setxy(0,1);lcd1602_pri

49、ntstr("mi nute:");case 6: lcd1602_setxy(0,1);lcd1602_pri ntstr("year:");default:break;if(!key_start)t_cflag=0;lcd1602ni t();/clear screenlcd1602_pri ntstr("set temperature"); delayms(IOOO);while(!key_start);/*/while(t_cflag)if(!key_read)Icd1602n it();/clear screen Icd16

50、02_write_cmd(0x80); lcd1602_pri ntstr("last in put T:"); Icd1602_setxy(8,1); lcd1602_write_data(0xdf); Icd1602_write_data(0x43); Icd1602_setxy(6,1); t_shi=temp/10;t_ge=temp%10;Icd1602_write_data(0x30+t_shi);Icd1602_write_data(0x30+t_ge);delayms(1000);while(!key_read);Icd1602_write_cmd(0x80

51、);Icd1602_pri ntstr("please in put T:");Icd1602_write_cmd(0x80+0x40);Icd1602_setxy(8,1);Icd1602_write_data(0xdf);Icd1602_write_data(0x43);Icd1602_setxy(6,1);Icd1602_write_data(0x30+t_shi);Icd1602_write_data(0x30+t_ge);if(!key_shi)if(t_shi<9)t_shi+;else t_shi=0;while(!key_shi);if(!key_ge

52、)if(t_ge<9)t_ge+;else t_ge=0;while(!key_ge);if(!key_write)temp=t_shi*10+t_ge; i2c_write_data(7,temp);lcd1602ni t();/clear screenIcd1602_write_cmd(0x80);lcd1602_pri ntstr("writ in g.");delayms(1000);while(!key_write);if(!key_start)t_cflag=0;lcd1602ni t();/clear screenlcd1602_pri ntstr(”start ");delayms(1000);temp=t_shi*10+t_ge;while(!key_s