基于51單片機的溫度控制系統(tǒng)參考模板

1、I / 43畢業(yè)論文設計畢業(yè)論文設計基于基于5151單片機的溫度控制系統(tǒng)單片機的溫度控制系統(tǒng)摘要在日常生活中溫度在我們身邊無時不在，溫度的控制和應用在各個領域都有重要的作用。很多行業(yè)中都有大量的用電加熱設備，和溫度控制設備，如用于報警的溫度自動報警系統(tǒng)，熱處理的加熱爐，用于融化金屬的坩鍋電阻爐及各種不同用途的溫度箱等，這些都采用單片機技術，利用單片機語言程序對它們進行控制。而單片機技術具有控制和操作使用方便、結構簡單便于修改和維護、靈活性大且具有一定的智能性等特點，可以精確的控制技術標準，提高了溫控指標，也大大的提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。由于單片機技術的優(yōu)點突出，智能化溫度控制技術正被廣泛地采用

2、。本文介紹了基于單片機 AT89C51 的溫度控制系統(tǒng)的設計方案與軟硬件實現(xiàn)。采用溫度傳感器 DS18B20 采集溫度數(shù)據(jù)，7 段數(shù)碼管顯示溫度數(shù)據(jù)，按鍵設置溫度上下限，當溫度低于設定的下限時，點亮綠色發(fā)光二極管，當溫度高于設定的上限時，點亮紅色發(fā)光二極管。給出了系統(tǒng)總體框架、程序流程圖和 Protel 原理圖，并在硬件平臺上實現(xiàn)了所設計功能。關鍵詞關鍵詞：單片機 溫度控制系統(tǒng) 溫度傳感器AbstractIn daily life, the temperature in our side the ever-present, the control of the temperature and

3、the application in various fields all have important role. Many industry there are a large number of electric heating equipment, and the temperature control equipment, such as used for alarm automatic temperature alarm systems, heat treatment furnace, used to melt metal crucible resistance furnace,

4、and all kinds of different USES of temperature box and so on, these using single chip microcomputer, using single chip computer language program to control them. And single-chip microcomputer technology has control and convenient in operation, easy to modify and maintenance of simple structure, flex

5、ibility is large and has some of the intelligence and other characteristics, we can accurately control technology standard to improve the temperature control index, also greatly improve the quality of the products and performance. Because of the advantages of the single chip microcomputer intelligen

6、t temperature control technology outstanding, is being widely adopted. This paper introduces the temperature control based on single chip microcomputer AT89C51 design scheme of the system and the hardware and software implementation. The temperature sensor DS18B20 collection temperature data, 7 peri

7、od of digital pipe display, the upper and lower limits of temperature button when temperature below the setting of the lower limit, light green leds, when the temperature is higher than the set on the limit, light red leds. Given the system framework and program flow chart and principle chart, and i

8、n Protel hardware platform to realize the function of the design. Keywords： SCM Temperature control system Temperature sensors目錄摘要摘要 .IABSTRACT.II第一章第一章 前言前言.11.1 溫度控制系統(tǒng)設計發(fā)展歷史及意義.11.2 溫度控制系統(tǒng)的目的.11.3 溫度控制系統(tǒng)完成的功能.1第二章第二章 總體設計方案總體設計方案.22.1 方案一.22.2 方案二.23.1 DS18B20 簡介.53.1.1DS18B20封裝與引腳.53.1.2 DS18B20的

9、簡單性能.53.2 DS18B20 的工作原理.53.3 DS18B20 的測溫原理.63.3.1 測溫原理:.63.3.2 DS18B20的溫度采集過程.9第四章第四章 單片機接口設計單片機接口設計.104.1 設計原則.104.2 單片機引腳連接.104.2.1 單片機引腳圖.104.2.2 串口引腳.11第五章第五章 硬件電路設計硬件電路設計.125.1 主要硬件電路設計.125.2 軟件系統(tǒng)設計.155.2.1 軟件系統(tǒng)設計.155.2.2 程序組成.16結束語結束語.20致謝致謝.21附錄附錄.22參考文獻參考文獻.34第一章 前言1.11.1 溫度控制系統(tǒng)設計發(fā)展歷史及意義溫度控制

10、系統(tǒng)設計發(fā)展歷史及意義 溫度控制系統(tǒng)廣泛應用于社會生活的各個領域 ,如家電、汽車、材料、電力電子等 ,常用的控制電路根據(jù)應用場合和所要求的性能指標有所不同 , 在工業(yè)企業(yè)中,如何提高溫度控制對象的運行性能一直以來都是控制人員和現(xiàn)場技術人員努力解決的問題。這類控制對象慣性大,滯后現(xiàn)象嚴重,存在很多不確定的因素,難以建立精確的數(shù)學模型,從而導致控制系統(tǒng)性能不佳,甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控現(xiàn)象。傳統(tǒng)的繼電器調(diào)溫電路簡單實用 ,但由于繼電器動作頻繁 ,可能會因觸點不良而影響正常工作?？刂祁I域還大量采用傳統(tǒng)的PID 控制方式,但 PID 控制對象的模型難以建立,并且當擾動因素不明確時,參數(shù)調(diào)整不便仍是普遍

11、存在的問題。而采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，因其內(nèi)部集成了 A/D 轉換器，使得電路結構更加簡單，而且減少了溫度測量轉換時的精度損失，使得測量溫度更加精確。數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 只用一個引腳即可與單片機進行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機更加具有擴展性。由于 DS18B20 芯片的小型化，更加可以通過單跳數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 做成探頭，探入到狹小的地方，增加了實用性。更能串接多個數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 進行范圍的溫度檢測。1.21.2 溫度控制系統(tǒng)的目的溫度控制系統(tǒng)的目的溫度控制在日常生活及工業(yè)領域應用相當廣泛，比如溫室

12、、水池、發(fā)酵缸、電源等場所的溫度控制。而以往溫度控制是由人工完成的而且不夠重視，其實在很多場所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。針對此問題，本系統(tǒng)設計的目的是實現(xiàn)一種可連續(xù)高精度調(diào)溫的溫度監(jiān)測和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對溫度的實時檢測，具有提醒和控制的功能，本設計的內(nèi)容是溫度測試控制系統(tǒng)，控制對象是溫度。它的特點在于應用廣泛，功能強大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實用又廉價的控制系統(tǒng)。1.31.3 溫度控制系統(tǒng)完成的功能溫度控制系統(tǒng)完成的功能本設計是對溫度進行實時監(jiān)測與控制，設計的溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)了基本的溫度控制功能：此設計中溫度恒定值設置為 60，上下跳轉溫度為 1，設計精度值為 0.1。當溫度低于設定下

13、限溫度即 59時，綠燈亮，報警提醒需要外界的加熱措施。當溫度上升到上限溫度時，停止加溫，紅燈亮保持溫度。當溫度高于設定上限溫度即 61時，紅燈亮，需要外界采取降溫措施（本設計中沒有附加外界的加熱和降溫措施） 。當溫度下降到恒溫度時，停止降溫。溫度在上下限溫度之間時，執(zhí)行機構不執(zhí)行。第二章 總體設計方案2.12.1 方案一方案一利用溫度傳感器將溫度測出，通過某種電信號傳給外部電路產(chǎn)生一種變化，然后由外部電路控制裝置的開啟。測溫電路的設計，可以使用熱敏電阻之類的傳感器件利用其感溫效應， （如電阻隨溫度的變化有一個變化的曲線，即利用它的變化特性曲線）溫度的變化使得電阻發(fā)生了變化根據(jù)歐姆定律，電阻的變

14、化會帶來電流或這電壓的變化。再將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，然后進行模擬信號換成數(shù)字信號（A/D）轉換，將數(shù)字信號送入單片機，用單片機進行數(shù)據(jù)的處理，將溫度顯示在電路上，這樣就可以將被測溫度顯示出來。最后還有外圍的控制電路，采取一定的措施來控制產(chǎn)生溫度的電路，如加溫、降溫、保持不動、或者報警。這種設計需要用到 A/D 轉換電路，感溫電路比較麻煩。設計流程圖如圖 2.1傳感器溫度檢測電路A/D 轉換電路單片機處理電路顯示和控制溫度圖 2.1 設計流程圖2.22.2 方案二方案二利用溫度傳感器芯片直接將溫度數(shù)據(jù)測出，之后通過單片機程序控制溫度的上、下限值，用外部電路產(chǎn)生顯示和控制加熱和降，

15、來達到設計的要求。考慮使用溫度傳感器，結合單片機電路設計，采用一只 DS18B20 溫度傳感器，直接讀取被測溫度值，之后進行轉換，依次完成設計要求。比較以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，軟件設計容易實現(xiàn)，故實際設計中擬采用方案二。在設計中溫度的控制流程如圖 2.2 所示。開 始初始化 DS18B20顯示當前溫度紅燈亮設定溫度恒定值綠燈亮判斷當前溫度值超過設定溫度上限低于設定溫度下限圖 2.2 溫度控制整體流程在本系統(tǒng)的總體電路設計方框圖如圖 2.3 所示，它由五部分組成:單片機 AT89C51 控制部分； DS18B20 溫度傳感器采集部分；3 位 LED 數(shù)碼管顯示部分；按

16、鍵調(diào)節(jié)部分；二極管報警部分。DS18B20溫度采集電路LED 顯示電路二極管顯示報警電路AT89C51單片機控制電路按鍵調(diào)節(jié)電路圖 2.3 溫度計電路總體設計方案整個設計總體分為以下幾個部分：控制部分、顯示部分、溫度采集部分、按鍵控制部分。1、控制部分由單片機 AT89C51 芯片在程序控制和外圍簡單組合電路作用下運行，和控制溫度的上、下限，和 LED 的溫度顯示?？刂瓢l(fā)光二級管的亮滅，起到提醒報警功能。2、顯示部分顯示電路采用 3 位 7 斷共陽 LED 數(shù)碼管，從 P3 口送數(shù)，P0 口掃描。有兩部分顯示電路，第一是顯示 DS18B20 溫度傳感器所檢測的當前溫度，第二是設定恒定的溫度值。

17、3、溫度采集部分由 DS18B20 智能溫度傳感器直接采集被測溫度。4、按鍵控制部分由三個按鍵控制調(diào)節(jié)，用來調(diào)節(jié)溫度的恒定限值，起到預設調(diào)節(jié)作用。第三章 溫度傳感器 DS18B203.13.1 DS18B20DS18B20簡介簡介3.1.1 DS18B20封裝與引腳 DS18B20 封裝與引腳如圖 3.1 圖 3.1 DS18B20 的封裝與引腳3.1.2 DS18B20的簡單性能1、 獨特的單線接口方式，DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。2、 測溫范圍 55125，固有測溫分辨率 0.5。3、 支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B2

18、0 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點測溫。4、 工作電源: 35V/DC。5、 在使用中不需要任何外圍元件。6、 測量結果以 912 位數(shù)字量方式串行傳送。7、 不銹鋼保護管直徑 6 。8、 適用于 DN1525, DN40DN250 各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設備測溫。9、 標準安裝螺紋 M10X1, M12X1.5, G1/2”任選。10、 PVC 電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設備連接。3.23.2 DS18B20DS18B20的工作原理的工作原理DS18B20 內(nèi)部的低溫度系數(shù)振蕩器是一個振蕩頻率隨溫度變化很小的振蕩器，為計數(shù)器 1 提供一頻率穩(wěn)定的計數(shù)脈沖。高溫度系

19、數(shù)振蕩器是一個振蕩頻率對溫度很敏感的振蕩器，為計數(shù)器 2 提供一個頻率隨溫度變化的計數(shù)脈沖。初始時，溫度寄存器被預置成-55，每當計數(shù)器 1 從預置數(shù)開始減計數(shù)到 0 時，溫度寄存器中寄存的溫度值就增加 1，這個過程重復進行，直到計數(shù)器 2 計數(shù)到 0 時便停止。初始時，計數(shù)器 1 預置的是與-55相對應的一個預置值。以后計數(shù)器 1 每一個循環(huán)的預置數(shù)都由斜率累加器提供。為了補償振蕩器溫度特性的非線性性，斜率累加器提供的預置數(shù)也隨溫度相應變化。計數(shù)器 1 的預置數(shù)也就是在給定溫度處使溫度寄存器寄存值增加 1計數(shù)器所需要的計數(shù)個數(shù)。DS18B20 內(nèi)部的比較器以四舍五入的量化方式確定溫度寄存器的

20、最低有效位。在計數(shù)器 2 停止計數(shù)后，比較器將計數(shù)器 1 中的計數(shù)剩余值轉換為溫度值后與 0.25進行比較，若低于 0.25，溫度寄存器的最低位就置 0；若高于 0.25，最低位就置 1；若高于0.75時，溫度寄存器的最低位就進位然后置 0。這樣，經(jīng)過比較后所得的溫度寄存器的值就是最終讀取的溫度值了，其最后位代表 0.5，四舍五入最大量化誤差為1/2LSB，即 0.25。溫度寄存器中的溫度值以 9 位數(shù)據(jù)格式表示，最高位為符號位，其余 8 位以二進制補碼形式表示溫度值。測溫結束時，這 9 位數(shù)據(jù)轉存到暫存存儲器的前兩個字節(jié)中，符號位占用第一字節(jié)，8 位溫度數(shù)據(jù)占據(jù)第二字節(jié)。DS18B20 測量

21、溫度時使用特有的溫度測量技術。DS18B20 內(nèi)部的低溫度系數(shù)振蕩器能產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號；同樣的，高溫度系數(shù)振蕩器則將被測溫度轉換成頻率信號。當計數(shù)門打開時，DS18B20 進行計數(shù)，計數(shù)門開通時間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。芯片內(nèi)部還有斜率累加器，可對頻率的非線性度加以補償，測量結果存入溫度寄存器中。一般情況下的溫度值應該為 9 位，但因符號位擴展成高 8 位，所以最后以 16 位補碼形式讀出。DS18B20 工作過程一般遵循以下協(xié)議：初始化ROM 操作命令存儲器操作命令處理數(shù)據(jù)。3.33.3 DS18B20DS18B20的測溫原理的測溫原理3.3.1 測溫原理每一片 DSl8B20 在其 RO

22、M 中都存有其唯一的 48 位序列號，在出廠前已寫入片內(nèi) ROM 中。主機在進入操作程序前必須用讀 ROM(33H)命令將該 DSl8B20 的序列號讀出。ROM 命令代碼見表 3.1。程序可以先跳過 ROM，啟動所有 DSl8B20 進行溫度變換，之后通過匹配 ROM，再逐一地讀回每個 DSl8B20 的溫度數(shù)據(jù)。DS18B20 的測溫原理，低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器 2 的脈沖輸入，還隱含著計數(shù)門，當計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈

23、沖后進行計數(shù)，進而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將-55 所對應的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法計數(shù)器 1 和溫度寄存器被預置在-55 所對應的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器1 的預置值減到 0 時溫度寄存器的值將加 1，減法計數(shù)器 1 的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器 1 重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器2 計數(shù)到 0 時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖 3.2中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸

24、出用于修正減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù)門仍未關閉就重復上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值。 表 3.1 ROM 操作命令指令約定代碼功 能讀 ROM33H讀 DS18B20 ROM 中的編碼符合 ROM55H發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單線總線上與該編碼相對應的 DS18B20 使之作出響應，為下一步對該 DS18B20 的讀寫作準備搜索 ROM0F0H用于確定掛接在同一總線上 DS18B20 的個數(shù)和識別 64位 ROM 地址，為操作各器件作好準備跳過 ROM0CCH忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20 發(fā)溫度變換命令，適用于單片工作。告警搜索

25、命 令0ECH執(zhí)行后，只有溫度超過設定值上限或者下限的片子才做出響應溫度變換44H啟動 DS18B20 進行溫度轉換，轉換時間最長為 500MS，結果存入內(nèi)部 9 字節(jié) RAM 中讀暫存器0BEH讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的內(nèi)容寫暫存器4EH發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的第 3，4 字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟讀命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)復制暫存器48H將 E2PRAM 中第 3，4 字節(jié)內(nèi)容復制到 E2PRAM 中重調(diào) E2PRAM0BBH將 E2PRAM 中內(nèi)容恢復到 RAM 中的第 3，4 字節(jié)讀供電方式0B4H讀 DS18B20 的供電模式，寄生供電時 DS18B20 發(fā)送“0” ，外

26、接電源供電 DS18B20 發(fā)送“1” 計數(shù)器斜率累加器減到 0減法計數(shù)器預 置低溫度系數(shù)振 蕩 器高溫度系數(shù)振 蕩 器計數(shù)比較器預 置溫度寄存器減到 0圖 3.2 測溫原理內(nèi)部裝置3.3.2 DS18B20的溫度采集過程由于 DS18B20 單線通信功能是分時完成的，他有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要，系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復位脈沖）發(fā) ROM 功能命令發(fā)存儲器操作命令處理數(shù)據(jù)。溫度的采集流程如圖 3.3所示。初始化DS18B20跳過 ROM匹配溫度變換延時 1S跳過 ROM匹配讀暫存器轉換成顯示碼數(shù)碼管顯示圖 3.3 D

27、S18B20 測溫流程第四章 單片機接口設計4.14.1 設計原則設計原則DS18B20 有 2 種供電方式，一種是直流電源，還有一種是寄生蟲方式供電。采用電源供電方式，此時 DS18B20 的 1 腳接地，2 腳作為信號線，3 腳接電源。電源是利用直流穩(wěn)壓電源。當 DS18B20 處于寫存儲器操作和溫度 A/D 變換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為 10 s。采用寄生電源供電方式是 VDD和 GND 端均接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三狀態(tài)的。主機控制 DS18B20 完成溫度轉換必須經(jīng)過 3 個步驟：初始化；ROM 操作指令；存儲器操作指令。4.24.2

28、單片機引腳連接單片機引腳連接4.2.1 單片機引腳圖單片機引腳如圖 4.1 所示。圖 4.1 單片機引腳4.2.2 串口引腳串口引腳的連接圖如附錄 1。第五章 硬件電路設計5.15.1 主要硬件電路設計主要硬件電路設計硬件電路主要包括：顯示電路，DS18B20溫度傳感器檢測電路，按鍵電路，晶振電路，二極管顯示報警電路，電源電路。(1) 顯示電路顯示電路采用了7段共陰數(shù)碼管掃描電路，通過單片機的P0.0到P0.7八個端口接數(shù)碼管的八個引腳，數(shù)碼管的9號引腳接地。用來顯示當前檢測的溫度值，精確度為0.1。如圖5.1所示。節(jié)約了單片機的輸出端口，便于程序的編寫。本設計中還有一組數(shù)碼管由P2.0到P2

29、.7連接，除接口不同外其他一樣，如圖5.2。圖5.1 顯示測量結果電路圖圖5.2顯示限定溫度電路(2) DS18B20溫度傳感器檢測電路溫度采集通過數(shù)字化的溫度傳感器DS18B20，通過QD接向單片機的P3.0口。 DS18B20溫度傳感器電路如圖5.3所示。圖5.3 溫度傳感器電路引腳圖(3) 按鍵電路按鍵電路如圖5.4所示。由K2、K3、K4三個按鍵控制上、下限溫度值。P3.1接口接K4按鍵。P3.2接口接入K3按鍵。P3.3接口接K2按鍵。1.K2溫度上下限減少鍵：減少溫度上下限的值。2.K3溫度上下限增加鍵：增加溫度上下限的值。3.K4溫控開關鍵：進入溫控的切換鍵。圖5.4 按鍵電路圖

30、(4) 晶振控制電路晶振采用的是12MHZ的標準晶振。接入單片機的XTAL1、XTAL2。晶振控制電路如圖5.5所示。圖5.5 晶振控制電路圖 (5) 復位電路復位電路采用了人工復位的方式，按下按鍵K1使單片機復位。直接接到單片機的RESET引腳。 復位電路如圖5.6所示圖5.6 復位電路圖（6）二極管顯示報警電路二極管顯示報警電路如圖5.7所示。通過單片機的P3.4和P3.5兩個端口送出，采用的是高電平驅動，使其發(fā)光發(fā)出警告。圖5.7 二極管顯示電路 （8）電源部分電源部分才用的是直流穩(wěn)壓電源，產(chǎn)生5V的穩(wěn)定直流電壓。電源設計部分如圖5.8所示。圖5.8 電源部分電路5.25.2 軟件系統(tǒng)設

31、計軟件系統(tǒng)設計5.2.1 軟件系統(tǒng)設計一個應用系統(tǒng)要完成各項功能，首先必須有較完善的硬件作保證。同時還必須得到相應設計合理的軟件的支持，尤其是微機應用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完成的工作，都可通過軟件編程而代替。甚至有些必須采用很復雜的硬件電路才能完成的工作，用軟件編程有時會變得很簡單，如數(shù)字濾波，信號處理等。因此充分利用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與 C51 系列單片機相對應的 51 匯編語言和結構化程序設計方法進行軟件編程。程序設計語言有三種：機器語言、匯編語言和高級語言。機器語言是機器唯一能“懂”的語言，用匯編語言或高級語言編寫的程序（稱為源程序）最終都必須翻譯成機器語言的程序（

32、成為目標程序） ，計算機才能“看懂” ，然后逐一執(zhí)行。高級語言是面向問題和計算過程的語言，它可通過于各種不同的計算機，用戶編程時不必仔細了解所用的計算機的具體性能與指令系統(tǒng)，而且語句的功能強，常常一個語句已相當于很多條計算機指令，于是用高級語言編制程序的速度比較快，也便于學習和交流，但是本系統(tǒng)卻選用了匯編語言。原因在于，本系統(tǒng)是編制程序工作量不大、規(guī)模較小的單片機微控制系統(tǒng)，使用匯編語言可以不用像高級語言那樣占用較多的存儲空間，適合于存儲容量較小的系統(tǒng)。同時，本系統(tǒng)對位處理要求很高，需要解決大量的邏輯控制問題。51 指令系統(tǒng)的指令長度較短，它在存儲空間和執(zhí)行時間方面具有較高的效率，編成的程序占

33、用內(nèi)存單元少，執(zhí)行也非常的快捷，與本系統(tǒng)的應用要求很適合。而且AT89C51 指令系統(tǒng)有豐富的位操作（或稱位處理）指令，可以形成一個相當完整的位操作指令子集，這是 AT89C51 指令系統(tǒng)主要的優(yōu)點之一。對于要求反應靈敏與控制及時的工控、檢測等實時控制系統(tǒng)以及要求體積小、系統(tǒng)小的許多“電腦化”產(chǎn)品，可以充分體現(xiàn)出匯編語言簡明、整齊、執(zhí)行時間短和易于使用的特點。本裝置的軟件包括主程序、讀出溫度子程序、復位應答子程序、寫入子程序、以及有關DS18B20的程序（初始化子程序、寫程序和讀程序） 。5.2.2 程序組成系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，寫入子程序，門限調(diào)節(jié)子程序等。1）主程序主程序

34、的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理 DS18B20 的測量的當前溫度值，溫度測量每 1s 進行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度，其程序流程見圖5.9 所示。通過調(diào)用讀溫度子程序把存入內(nèi)存儲中的整數(shù)部分與小數(shù)部分分開存放在不同的兩個單元中，然后通過調(diào)用顯示子程序顯示出來。圖 5.9 主程序流程圖2）讀出溫度子程序 讀出溫度子程序的主要功能是讀出 RAM 中的 9 字節(jié)，在讀出時需進行 CRC 校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫，程序流程圖如圖 5.10 所示。 DS18B20 的各個命令對時序的要求特別嚴格，所以必須按照所要求的時序才能達到預期的目的，同時，要注意讀進來的是高位

35、在后低位在前，共有 12 位數(shù)，小數(shù) 4 位，整數(shù) 7 位，還有一位符號位。 圖 5.10 讀出溫度子程序跳過 ROM 匹配命令寫入子程序溫度轉換命令顯示子程序(延時)寫入子程序寫入子程序DS18B20 復位、應答子程序DS18B20 復位、應答子程序跳過 ROM 匹配命令讀溫度命令子程序終 止3）寫入子程序寫入子程序的流程圖如 5.11 所示。圖 5.11 寫入子程序進位 C 清 0P3.0 清 0延時 12US帶進位右移延時 46USP3.0 置 0R2 是否為 0終止開始4）門限調(diào)節(jié)子程序門限調(diào)節(jié)子程序流程如圖 5.12 所示。圖 5.12 門限調(diào)節(jié)電路結束語本文詳細講述了系統(tǒng)設計方案，

36、并給出了相關程序流程。本設計應用性比較強，可以應用在倉庫溫度、大棚溫度、機房溫度、水池等的監(jiān)控。另外，如果把本設計方案擴展為多點溫度控制，加上上位機，則可以實現(xiàn)遠程溫度監(jiān)控系統(tǒng)，將具有更大的應用價值。 本文的創(chuàng)新點在于詳細設計了基于單片機 AT89C51 的溫度監(jiān)控系統(tǒng)，設計程序已經(jīng).此系統(tǒng)可廣泛用于溫度在 DS18B20 測溫范圍之內(nèi)的場合，有良好的應用前景。由于單片機的各種優(yōu)越的特性，使得它的經(jīng)濟效益顯的更加突出，有很好的實用性。 附錄附錄 1原理電路總設計圖附錄 2源程序：FK1 EQU 24H ;F(k)實測溫度 FK EQU 25H ;F(k)實測溫度暫存 RK EQU 26H ;R

37、(k)給定溫度 SHI1 EQU 30H ;實測溫度十位 SHI2 EQU 31H ;實測溫度個位 SHI3 EQU 32H ;實測溫度小數(shù)位 GAO EQU 33H ;給定溫度十位 ZHO EQU 34H ;給定溫度個位 DI EQU 35H ;給定溫度小數(shù)位 CNT EQU 37H ;按鍵消抖計數(shù)器 LSB EQU 50H ;檢測溫度低 8 位 MSB EQU 51H ;檢測溫度高 8 位 K_INM BIT P3.1 ;DI 位設定溫度按鍵 K_INH BIT P3.2 ;ZHO 位設定溫度按鍵 KI BIT P3.3 ;GAO 位設定溫度按鍵 DQ BIT P3.0 ;DS18B20

38、的溫度輸入口 ORG 0000H ;主程序入口地址 AJMP MAIN ;跳轉到主程序 ORG 000BH ;T0 中斷入口地址 ORG 001BH ;T1 中斷入口地址 ORG 0050HMAIN:MOV SP,#60H ;堆棧指針初始化 MOV GAO,#0 ;置設定值顯示十位初值 MOV ZHO,#0 ;置設定值顯示個位初值 MOV DI,#0 ;置設定值顯示小數(shù)位初值 MOV CNT,#10 ; MOV TMOD,#11H ;定時器 T0、T1 初始化（方式 1） MOV TH0,#3CH ;T0 定時器 定時常數(shù) MOV TL0,#0B0H ; MOV TH1,#0FCH ;T1 定

39、時器 定時常數(shù) MOV TL1,#18H ; SETB PT1 ;T1 優(yōu)先中斷 MOV IE,#8AH ;中斷使能 SETB TR0 ;啟動定時器 T0 SETB TR1 ;啟動定時器 T1LOOP:ACALL GETTMP ;調(diào)用測溫子程序 ACALL BBLD ;調(diào)用二十進制子程序 ACALL TER ;調(diào)用拆字子程序 ACALL XIAOSHU ;調(diào)用小數(shù)處理子程序 ACALL DISP1 ;調(diào)用測得溫度顯示程序 ACALL KEY ;調(diào)用按鍵處理子程序 ACALL IDTB ;調(diào)用十二進制轉換子程序 ACALL CHK1 ;調(diào)用報警子程序 ACALL DISP2 ;調(diào)用設定溫度顯示子

40、程序 AJMP LOOP ;循環(huán) ;*測溫子程序*GETTMP:ACALL RESET_PULSE ACALL PRESENCE MOV A,#0CCH ACALL WRITE_BYTE ;發(fā)跳過 ROM 命令 MOV A,#44H ACALL WRITE_BYTE ;發(fā)出溫度轉換命令 JNB DQ,$ ACALL RESET_PULSE ACALL PRESENCE MOV A,#0CCH ;發(fā)跳過 ROM 命令 ACALL WRITE_BYTE MOV A,#0BEH ;發(fā)讀存儲器命令 ACALL WRITE_BYTE ACALL READ_BYTE MOV LSB,A ;溫度值低位字節(jié)送

41、 LSB ACALL READ_BYTE MOV MSB,A ;溫度值高位字節(jié)送 MSB ACALL RESET_PULSE ACALL PRESENCE MOV A,MSB SWAP A ANL A,#70H MOV FK,A MOV A,LSB SWAP A ANL A,#0FH ORL FK,A MOV FK1,FK RET; *讀 DS18B20 的程序*READ_BYTE:MOV R6,#8READ1:CLR DQ NOP NOP SETB DQ NOP NOP NOP MOV R5,A MOV C,DQ MOV A,R5 MOV R7,#30 DJNZ R7,$ RRC A DJN

42、Z R6,READ1 RETPRESENCE:JB DQ,$ JNB DQ,$ RETRESET_PULSE:CLR DQ MOV R7,#250 DJNZ R7,$ SETB DQ MOV R7,#10 DJNZ R7,$ RET;* 寫 DS18B20 的程序*WRITE_BYTE:MOV R6,#8WRITE:RRC A JC WRITE1 CLR DQ MOV R7,#30 DJNZ R7,$ SETB DQ NOP NOP NOP NOP DJNZ R6,WRITE RETWRITE1:CLR DQ NOP NOP NOP NOP SETB DQ MOV R7,#30 DJNZ R7

43、,$ DJNZ R6,WRITE RET;*二十進制轉換子程序*BBLD:CLR A MOV R2,A MOV R7,#8 BBCD1:CLR C MOV A,FK RLC A MOV FK,A MOV A,R2 ADDC A,R2 DA A MOV R2,A DJNZ R7,BBCD1 RET;*拆字子程序*TER: MOV A,R2 ANL A,#0FH MOV SHI2,A MOV A,R2 SWAP A ANL A,#0FH MOV SHI1,A RET;*小數(shù)部分處理子程序*XIAOSHU:CLR C MOV R3,#3 MOV A,50H LOOP2:RRC A DJNZ R3,L

44、OOP2 ANL A,#01H CJNE A,#01H,XIAOSHU2 MOV SHI3,#5 RETXIAOSHU2:MOV SHI3,#0 RET;*按鍵部分處理子程序*KEY:MOV CNT,#80 JB K_INM,KEY1 ACALL DISP1 ACALL DISP2 ACALL DISP1 ACALL DISP2 JB K_INM,KEY1WAIT0: JB K_INM,KEY2 ACALL DISP1 ACALL DISP2 DJNZ CNT,WAIT0KEY2: MOV A,DI ADD A,#5 DA A MOV DI,A SUBB A,#09H JC KEY1 MOV

45、DI,#0KEY1: MOV CNT,#80 JB K_INH,KEY4 ACALL DISP1 ACALL DISP2 ACALL DISP1 ACALL DISP2 JB K_INH,KEY4WAIT1: JB K_INH,KEY3 ACALL DISP1 ACALL DISP2 DJNZ CNT,WAIT1KEY3: MOV A,ZHO ADD A,#1 DA A MOV ZHO,A CJNE A,#10H,KEY4 MOV ZHO,#0KEY4: MOV CNT,#80 JB KI,KEY_BACK ACALL DISP1 ACALL DISP2 ACALL DISP1 ACALL D

46、ISP2 JB KI,KEY_BACKWAIT2: JB KI,KEY5 ACALL DISP1 ACALL DISP2 DJNZ CNT,WAIT2KEY5: MOV A,GAO ADD A,#1 DA A MOV GAO,A CJNE A,#10H,KEY_BACK MOV GAO,#0KEY_BACK: RET;*延時程序 1*D0.6S:MOV R3,#64HDEL3: MOV R4,#384HDEL4: NOP NOP NOP DJNZ R4,DEL4 DJNZ R3,DEL3 RET;*實測溫度顯示部分子程序*DISP1: MOV DPTR,#TAB MOV A,SHI1 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A MOV P1,#3FH CLR P1.0 ACALL TM MOV A,SHI2 MOVC A,A+DPTR MOV P0