基于51單片機(jī)的多路溫度控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

智能化儀器儀表課程設(shè)計(jì)題 目基于51單片機(jī)的倉庫溫度控制系統(tǒng)學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè) 測控技術(shù)與儀器學(xué)生姓名學(xué)號201年級2012級指導(dǎo)教師2015 年6月20日摘要：本設(shè)計(jì)為基于C52單片機(jī)的4路DS18B20、LCD1602顯示、開關(guān)量控制系統(tǒng)，采用模塊化、層次化設(shè)計(jì)。如今運(yùn)用DS18B20數(shù)字式溫度傳感器測溫度，省略模電轉(zhuǎn)換，將數(shù)字信號直接送給單片機(jī)調(diào)用。采用LC1602液晶顯示方式，使顯示更加方便簡介，接著使用單片機(jī)AT89C51I/O口交流電機(jī)開和關(guān)，構(gòu)建了一個(gè)集顯示、檢測與控制于一體的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。此外，該系統(tǒng)自行設(shè)計(jì)了一個(gè)5V穩(wěn)壓電源，不僅可在220V交流中供電，而且能夠接受5V電壓直接供電。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；液晶顯示；數(shù)字式溫度傳感器；開關(guān)量控制電路2目錄3第一章緒論...........................................................................................................................................................11.1課題的研究背景...........................................................................................................................................11.2課題的研究內(nèi)容及目標(biāo)...............................................................................................................................11.3本文的結(jié)構(gòu)組織...........................................................................................................................................1第二章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及論證.....................................................................................................................................22.1總體方案設(shè)計(jì)................................................................................................................................................22.2方案比較與論證.............................................................................................................................................22.2.1采集電路............................................................................................................................................22.2.2處理器選擇........................................................................................................................................32.2.3顯示部分...........................................................................................................................................3第三章系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)與元器件介紹...................................................................................................................43.1系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)...........................................................................................................................................43.1.1最小系統(tǒng)電路...........................................................................................................................................43.1.2溫度采集電路...........................................................................................................................................53.1.3控制系統(tǒng)電路...........................................................................................................................................53.1.4顯示系統(tǒng)電路...........................................................................................................................................63.1.5報(bào)警電路...................................................................................................................................................63.2元器件介紹...................................................................................................................................................73.2.1單片機(jī)介紹...............................................................................................................................................73.2.1.1單片機(jī)主要性能...........................................................................................................................73.2.1.2單片機(jī)各引腳功能介紹...............................................................................................................73.2.1.3單片機(jī)特殊功能寄存器介紹.......................................................................................................83.2.2DS18B20簡介............................................................................................................................................93.2.2.1DS18B20主要特性............................................................................................................................93.2.2.2DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)....................................................................................................................103.2.3LCD1602簡介..........................................................................................................................................123.2.3.1LCD1602主要技術(shù)參數(shù)............................................................................................................123.2.4繼電器簡介.............................................................................................................................................14第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)...............................................................................................................................................154.1程序流程圖.................................................................................................................................................154.2程序設(shè)計(jì).....................................................................................................................................................164.2.1DS18B20的程序設(shè)計(jì)..................................................................................................................164.2.2LCD1602液晶的程序設(shè)計(jì)..........................................................................................................174.2.3主程序設(shè)計(jì).................................................................................................................................1718附錄一原理圖...........................................................................................................................................................20附錄二仿真圖...........................................................................................................................................................21附錄三程序代碼.......................................................................................................................................................223第一章 緒論1.1 課題的研究背景通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步加深理解單片機(jī)的工作原理，通過實(shí)習(xí)制作掌握引入外部中斷的方法及其中斷服務(wù)程序的編程方法； 掌握定時(shí)器的使用及其中斷服務(wù)程序的編寫方法； 從而了解如何構(gòu)成系統(tǒng)的主程序； 通過實(shí)習(xí)制作掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的制作工藝及調(diào)試方法， 進(jìn)一步理解單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及開發(fā)方法，從而使學(xué)生具備設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。1.2 課題的研究內(nèi)容及目標(biāo)基于單片機(jī)的4路溫度采集控制系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，循環(huán)掃描顯示對應(yīng)的 DS18B20溫度傳感器的溫度，為了顯示清晰，要求循環(huán)逐次顯示溫度；每隔 10ms，采集一次溫度；當(dāng)溫度高于20攝氏度后，單片機(jī)控制交流電機(jī)（電風(fēng)扇）開始工作，當(dāng)溫度降到 20度以下，控制交流電機(jī)停止工作。交流電機(jī)的開關(guān)，采用繼電器代替，所以單片機(jī)只需控制繼電器的開斷即可控制交流電機(jī)的工作與否。1.3 本文的結(jié)構(gòu)組織本文的組織結(jié)構(gòu)安排如下：第一章緒論，扼要闡明本課題的研究背景、研究目的、研究意義，以及要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及論證，通過分析論證，選出最合適的設(shè)計(jì)方案，介紹總體方案。第三章主要講述整個(gè)體系硬件電路的設(shè)計(jì)及元器件的介紹，包括單片機(jī)的選擇、各個(gè)器件的選擇以及顯示電路的設(shè)計(jì)。第四章是軟件設(shè)計(jì)，基于前面的硬件系統(tǒng)，設(shè)計(jì)程序。1第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及論證2.1總體方案設(shè)計(jì)根據(jù)課題要求實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)主要由采集系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，以 AT89C52單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)。圖 2-1圖：最小系統(tǒng) 顯示系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)AT89C52采集系統(tǒng) 控制系統(tǒng)圖2-1系統(tǒng)圖2.2方案比較與論證2.2.1采集電路方案一：使用傳統(tǒng)溫度傳感器。傳統(tǒng)的溫度檢測大多以熱敏電阻為傳感器，采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90攝氏度測量范圍，但熱敏電阻可靠性差，測量溫度準(zhǔn)確率低，對于1攝氏度的信號是不適用的，還得經(jīng)過專門的接口電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號才能由微處理器進(jìn)行處理。對于這類傳感器，使用起來較麻煩，但價(jià)格較便宜。方案二：使用數(shù)字式溫度傳感器。數(shù)字溫度傳感器使用集成芯片，采用單總線技術(shù)，其能夠有效的減小外界的干擾，提高測量的精度，同時(shí)，它可以直接將被測溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號供微機(jī)處理，接口簡單，使數(shù)據(jù)傳輸和處理簡單化。部分功能電路的集成，使總體硬件設(shè)計(jì)更簡潔，能有效地降低成本，搭建電路和焊接電路時(shí)更快，調(diào)試也更方便簡單化，這也就縮短了開發(fā)的周期使用起來方便，但價(jià)格昂貴。經(jīng)過比較，從系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)要求和功能仿真方面考慮，數(shù)字式溫度傳感器比傳統(tǒng)溫度器功能更全面，使用時(shí)更方便，仿真時(shí)也更簡便，故選用方案二。本次設(shè)計(jì)采用市面上運(yùn)用較為廣泛的數(shù)字式溫度傳感器——DS18B20。22.2.2處理器選擇方案一：采用AT89C52單片機(jī)作為處理器，能達(dá)到要求，但其內(nèi)存過小，處理精度較低，不是最好的選擇；方案二：采用TI公司的各種單片機(jī)，雖然能很好的達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，但其成本過高，且程序較復(fù)雜，不適宜與本次設(shè)計(jì)。通過對比，方案一的AT89C52的功能完全能夠符合題目的各個(gè)部分和發(fā)揮部分的設(shè)計(jì)，故選用方案一2.2.3 顯示部分方案一：采用LED數(shù)碼管，其操作簡單，顯示直觀。不僅程序的設(shè)計(jì)簡易，而且對周圍的環(huán)境要求很低，方便維護(hù)方案二：使用LCD液晶，它具有體積小、低功耗、顯示豐富等優(yōu)點(diǎn)。電路連接簡單，價(jià)格比較高?？偟膩碚f，LCD液晶顯示電路連接簡單且能滿足設(shè)計(jì)需求，又 LCD1602上課時(shí)學(xué)過，不需再單獨(dú)學(xué)習(xí)其他 LCD顯示程序編寫要求，所以本設(shè)計(jì)選用 LCD液晶顯示。3第三章 系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)與元器件介紹3.1 系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)整個(gè)設(shè)計(jì)的電路主要包括了最小系統(tǒng)電路、溫度采集系統(tǒng)電路、控制系統(tǒng)電路及顯示系統(tǒng)電路等幾部分電路組成。最小系統(tǒng)電路晶振電路和復(fù)位電路與單片機(jī)連接構(gòu)成最小系統(tǒng)電路，如圖 3-1圖3-1最小系統(tǒng)電路4溫度采集電路圖3-2溫度采集電路控制系統(tǒng)電路圖3-3控制系統(tǒng)電路5顯示系統(tǒng)電路圖3-4顯示系統(tǒng)電路報(bào)警電路圖3-5報(bào)警電路63.2 元器件介紹單片機(jī)介紹單片機(jī)主要性能AT89C52是由ATMEL公司生產(chǎn)的52單片機(jī)的一個(gè)型號。它具有高性能CMOS8位、低電壓的優(yōu)點(diǎn)，使用了該公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，完美兼容 MCS-52指令系統(tǒng)，包括 8位中央處理器和 Flash存儲單元，AT89C51功能強(qiáng)大、試用范圍非常廣。主要功能特性：引腳完全兼容MCS-52產(chǎn)品具有4K字節(jié)的可重擦寫 Flash閃存1000次擦寫周期 2 個(gè)讀寫中斷口線全靜態(tài)操作：0Hz-24MHz三級加密程序存儲器128*4字節(jié)內(nèi)部RAM 32可編程雙向I/O線3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2個(gè)外部中斷源，共 6個(gè)中斷源可編程串行UART通道低功耗的空間和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能單片機(jī)各引腳功能介紹AT89C52由40腳雙列直插包裝的 8位通用微處理器組成，使用常用的 C52內(nèi)核，它主要用于會聚調(diào)整功能的控制。功能主要有對會聚主 IC內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM及外部接口等部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號 IR的接收解碼及與主板 CPU通信等?！0口：P0口是8位的漏極開路型雙向的 I/O 口，即為地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。如果被當(dāng)作輸出口，每位可以吸收電流的形式驅(qū)動 8個(gè)TTL邏輯門電路，對端口 P0寫“1”時(shí)，起作用變?yōu)楦咦杩馆斎搿．?dāng)需要訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時(shí)， 這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，期間可以激活內(nèi)部上拉電阻。在 Flash 編程時(shí)，P0口負(fù)責(zé)接受指令7字節(jié)，但是在程序校驗(yàn)的時(shí)候，需要輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)需要外接上拉電阻?！1口：P1是一個(gè)帶在內(nèi)部上拉電阻的 8位的雙向I/O 口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸取或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，經(jīng)過里面的上拉電阻把端口拉至高電平，就可作輸入口使用。作輸入口用時(shí)，因?yàn)槔锩娲嬖谏侠娮?，某引腳被外部的信號拉低時(shí)會輸出一個(gè)電流(IIL) 。與AT89C51不同之處是，P1.0和P1.1還有作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX）的功能，F(xiàn)lash 編程和程序校驗(yàn)的時(shí)候，P1接收低8位地址?！2口：P2是一個(gè)帶有上拉電阻的8位雙向的I/O口，P2的輸出緩沖級能夠驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。將端口P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻來港的高水平，此時(shí)，可作為輸入，作為輸入使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部上拉電阻，如果某個(gè)引腳被外部信號拉低的時(shí)候就會輸出一個(gè)電流(IIL) 。當(dāng)訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)， P2口送出高8位的地址數(shù)據(jù)。當(dāng)訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。編程或檢查，P2也獲得了很高的地址和控制信號?！3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3口除了作為一般的I/O口線外，此外，它的第二功能P3口還接收一些可以用于Flash閃速存儲器編程與程序校驗(yàn)的控制信號才是最重要的。單片機(jī)特殊功能寄存器介紹·數(shù)據(jù)存儲器：AT89C52有256個(gè)字節(jié)內(nèi)部RAM，80H-FFH高128個(gè)字節(jié)與特殊功能寄存器（SFR）地址是重復(fù)的，雖然物理上分開，但是高 128字節(jié)的RAM與特殊功能寄存器的地址相同。當(dāng)一條指令訪問 7FH以上地址單元的時(shí)候，指令中使用不同的尋址方式， 即為究竟是訪問高128字節(jié)RAM還是訪問特殊功能寄存器是由尋址方式?jīng)Q定的。直接尋址方式對應(yīng)的是訪問特殊功能寄存器?！ざ〞r(shí)器0和定時(shí)器1：AT89C52的定時(shí)器0和定時(shí)器1的工作方式與AT89C51相同?！?定時(shí)器：定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。不僅僅可以當(dāng)定時(shí)器用，而且可用作外部事件計(jì)數(shù)器，特殊功能的寄存器 T2CON的C/T2位負(fù)責(zé)選擇它的工作方式。定時(shí)器 2一共有三種工作方式：捕獲方式，向上或向下計(jì)數(shù)方式以及波特率發(fā)生器方式， T2CON的控制位來決定其工作方式。83.2.2DS18B20簡介DS18B20溫度傳感器是美國達(dá)拉斯 (DALLAS)半導(dǎo)體公司推出的應(yīng)用單總線技術(shù)的數(shù)字溫度傳感器[5]。該器件將半導(dǎo)體溫敏器件、 A/D轉(zhuǎn)換器、存儲器等做在一個(gè)很小的集成電路芯片上。本設(shè)計(jì)中溫度傳感器之所以選擇單線數(shù)字器件 DS18B20，是在經(jīng)過多方面比較和考慮后決定的，主要有以下幾方面的原因：（1）系統(tǒng)的特性：測溫范圍為 -55℃～+125℃，測溫精度為士0.5℃；溫度轉(zhuǎn)換精度 9～12位可變，能夠直接將溫度轉(zhuǎn)換值以 16位二進(jìn)制數(shù)碼的方式串行輸出； 12位精度轉(zhuǎn)換的最大時(shí)間為750ms；可以通過數(shù)據(jù)線供電，具有超低功耗工作方式。（2）系統(tǒng)成本：由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，新型大規(guī)模集成電路功能越來越強(qiáng)大，體積越來越小，而價(jià)格也越來越低。一支 DS18B20的體積與普通三極管相差無幾，價(jià)格只有十元人民幣左右。（3）系統(tǒng)復(fù)雜度：由于 DS18B20是單總線器件，微處理器與其接口時(shí)僅需占用 1個(gè)I/O端口且一條總線上可以掛接幾十個(gè) DS18B20，測溫時(shí)無需任何外部元件，因此，與模擬傳感器相比，可以大大減少接線的數(shù)量，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，減少工程的施工量。（4）系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)：由于引線的減少，使得系統(tǒng)接口大為簡化，給系統(tǒng)的調(diào)試帶來方便。同時(shí)因?yàn)镈S18B20是全數(shù)字元器件，故障率很低，抗干擾性強(qiáng)，因此，減少了系統(tǒng)的日常維護(hù)工作。DS18B20溫度傳感器只有三根外引線： 單線數(shù)據(jù)傳輸總線端口 DQ，外供電源線VDD，共用地線GND。DS18B20有兩種供電方式：一種為數(shù)據(jù)線供電方式，此時(shí) VDD接地，它是通過內(nèi)部電容在空閑時(shí)從數(shù)據(jù)線獲取能量，來完成溫度轉(zhuǎn)換，相應(yīng)的完成溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間較長 [6]。這種情況下，用單片機(jī)的一個(gè) I/O口來完成對 DS18B20總線的上拉。另一種是外部供電方式 (VDD接+5V)，相應(yīng)的完成溫度測量的時(shí)間較短。3.2.2.1 DS18B20 主要特性DS18B20的引腳圖如圖 3-6所示。獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；無須外部器件；可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.0~5.5Ｖ；零待機(jī)功耗；溫度以 9或12位數(shù)字；用戶可定義報(bào)警設(shè)置；報(bào)警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，9溫度計(jì)不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 DS18B20的引腳功能描述如表 3-1所示。圖3-6DS18B20的引腳排列表3-1DS18B20引腳功能描述序號名稱引腳功能描述1GND地信號2DQ數(shù)字輸入輸出引腳,開漏單總線接口引腳,當(dāng)使用寄生電源時(shí),可向電源提供電源3VDD可選擇的VDD引腳,當(dāng)工作于寄生電源時(shí),該引腳必須接地3.2.2.2DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20的內(nèi)部框圖如圖 3-7所示。64位ROM存儲器件獨(dú)一無二的序列號。暫存器包含兩字節(jié)（0和1字節(jié)）的溫度寄存器，用于存儲溫度傳感器的數(shù)字輸出。暫存器還提供一字節(jié)的上線警報(bào)觸發(fā)（TH）和下線警報(bào)觸發(fā)（TL）寄存器（2和3字節(jié)），和一字節(jié)的配置寄存器（ 4字節(jié)），使用者可以通過配置寄存器來設(shè)置溫度轉(zhuǎn)換的精度。暫存器的 5、6和7字節(jié)器件內(nèi)部保留使用。第八字節(jié)含有循環(huán)冗余碼（ CRC）。10存儲器和控制邏輯位和內(nèi)部單線端口溫度傳感器暫存器上限觸發(fā)電源探測下限觸發(fā)位產(chǎn)生器圖3-7DS18B20的內(nèi)部框圖該技術(shù)采用單根信號線，既可傳輸時(shí)鐘，也能傳輸數(shù)據(jù)，而且是雙向傳輸。適用于單主機(jī)系統(tǒng)，主機(jī)能夠控制一個(gè)或多個(gè)從機(jī)設(shè)備，通過一個(gè)漏極開路或三態(tài)端口連至該數(shù)據(jù)線，以允許設(shè)備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)能釋放該線，而讓其他設(shè)備使用。單線通常要求外接一個(gè) 5K的上拉電阻，這樣當(dāng)該線空閑時(shí)，其狀態(tài)為高電平。主機(jī)和從機(jī)之間的通訊分成三個(gè)步驟： 初始化單線器件、識別單線器件和單線數(shù)據(jù)傳輸 [7]。單線1—wire協(xié)議由復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫 0、寫1、讀0、讀1，這幾種信號類型實(shí)現(xiàn)，這些信號中除了應(yīng)答脈沖其他都由主機(jī)發(fā)起，并且所有指令和數(shù)據(jù)字節(jié)都是低位在前。DS18B20直接將測量溫度值轉(zhuǎn)化為數(shù)字量提交給單片機(jī)，工作時(shí)必須嚴(yán)格遵守單總線器件的工作時(shí)序。表3-2部分溫度值與DS18B20輸出的數(shù)字量對照表溫度值/℃數(shù)字輸出（二進(jìn)制）數(shù)字輸出（十六進(jìn)制）+125000001111101000007D0H+8500000101010100000550H+25.62500000001100100010191H+10.125000000001010001000A2H+0.500000000000010000008H000000000000000000000H-0.51111111111111000FFF8H-10.1251111111101101110FF5EH-25.6251111111101101111FF6FH-551111110010010000FC90H113.2.3LCD1602簡介1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的 點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。3.2.3.1 LCD1602主要技術(shù)參數(shù)管腳：1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：1腳：GND為電源地2腳：VCC接5V電源正極3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高（對比度過高時(shí)會產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度）。4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。特性：3.3V或5V工作電壓，對比度可調(diào)內(nèi)含復(fù)位電路提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器 DDRAM內(nèi)建有192個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM8個(gè)可由用戶自定義的 5X7的字符發(fā)生器CGRAM特征應(yīng)用：12微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。操作控制注：關(guān)于E=H脈沖——開始時(shí)初始化 E為0，然后置E為1。字符代碼0x00~0x0F為用戶自定義的字符圖形 RAM(對于5X8點(diǎn)陣的字符，可以存放 8組，5X10點(diǎn)陣的字符，存放 4組)，就是CGRAM了。0x20～0x7F為標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼，0xA0～0xFF為日文字符和希臘文字符，其余字符碼(0x10～0x1F及0x80～0x9F)沒有定義。以下是1602的16進(jìn)制ASCII碼表地址：讀的時(shí)候，先讀上面那行，再讀左邊那列，如：感嘆號！的ASCII為0x21，字母B的ASCII為0x42（前面加0x表示十六進(jìn)制）。指令碼：功能令:RR/DD6D5D4D3D2D1D0說明SW7清顯示0000000001將DDRAM填滿"20H",并且設(shè)定DDRAM的地址計(jì)數(shù)器(AC)到"00H"歸位000000001*設(shè)定DDRAM的地址計(jì)數(shù)器(AC)到"00H",并且將游標(biāo)移到開頭原點(diǎn)位置;這個(gè)指令不改變DDRAM的內(nèi)容顯示開0000001DCB[D=1:整體顯示ON]，[C=1:游標(biāo)關(guān)控制ON]，[B=1:游標(biāo)位置反白允許]指令進(jìn)入模00000001I/DSI/D=1，光標(biāo)或閃爍向右移動，AC增加式設(shè)置1。I/D=0，光標(biāo)或閃爍向左移動，AC指令減少1，S整個(gè)顯示移動光標(biāo)或000001S/CR/L**光標(biāo)或顯示移位指令可使光標(biāo)或顯示顯示移在沒有讀寫數(shù)據(jù)的情況下，向左或向右位指令移動,指令不改變DDRAM的內(nèi)容功能設(shè)00001DLNF**[DL=0/1：4/8位數(shù)據(jù)],[N=0/1,單行/雙定行顯示],[F=0/1,5*8/5*10點(diǎn)陣顯示模式]設(shè)置0001ACACACACACACCGRAM地址設(shè)置指令設(shè)置CGRAMCGRA543210地址指針,M地址設(shè)定0010ACACACACACACDDRAM地址設(shè)置指令設(shè)置DDRAM地DDRA543210址。一行地址范圍00H~4FH,兩行13M地址DDRAM地址第一行00H~27H，第二行40H~67H,加上高2位，[一行：80H－A7H]，[二行：C0H－E7H]讀忙標(biāo)01BACACACACACACACBF：忙標(biāo)志位,BF=1，模塊正在進(jìn)行內(nèi)志和地F6543210部操作，此時(shí)模塊不接受任何外部指令址和數(shù)據(jù)。BF=0，模塊可以接受外部的指令和數(shù)據(jù);同時(shí)可以讀出地址計(jì)數(shù)器(AC)的值。寫10DD6D5D4D3D2D1D0將數(shù)據(jù)D7-D0寫入到內(nèi)部的RAMRAM7(DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM),將用指令戶自定義的字符寫入CGRAM中，D7~D5為000，D4~D0為5點(diǎn)的字模數(shù)據(jù)讀11DD6D5D4D3D2D1D0從內(nèi)部RAM讀取數(shù)據(jù)RAM7D7——D0(DDRAM/CGRAM/IRAM/G指令RAM)繼電器簡介繼電器（英文名稱： relay）是一種電控制器件，是當(dāng)輸入量（激勵量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。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）之間的互動關(guān)系。通常應(yīng)用于自動化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、 安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。其結(jié)構(gòu)圖如圖3-8所示。14圖3-8 電磁繼電器結(jié)構(gòu)圖第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 程序流程圖在程序進(jìn)行初始化后，開始反復(fù)執(zhí)行如圖 4-1所示流程的程序。15圖4-1 程序流程圖4.2 程序設(shè)計(jì)4.2.1 DS18B20的程序設(shè)計(jì)DS18B20的程序中主要包含以下函數(shù)：externvoidds18b20_init(void); // 初始化externunsignedchards18b20_readdata(void); // 讀DS18b20的溫度數(shù)據(jù)16externvoidds18b20_writecommand(unsignedcharcommand);//向DS18B20寫命令字externvoidtemperature_process(unsignedchar,unsignedchar);//數(shù)值處理,把讀回的溫度分解成整數(shù)和小數(shù)部分，并轉(zhuǎn)換成ASIC碼xiaoshu_temp[5],zhen_temp[4];externunsignedchar*read_rom(void);//讀DS18b20中ROMexternbitmatch_rom(unsignedchar*rom);//匹配ROM具體程序內(nèi)容見附錄三中。4.2.2LCD1602液晶的程序設(shè)計(jì)LCD1602的程序中主要包含以下函數(shù)：/****************************************************************功能：寫LCD函數(shù)****************************************************************/voidLcd_Write(bitstyle,unsignedcharinput);/******************************************************************功能：LCD初始化*****************************************************************/voidLcd_Init(void);/******************************************************************功能：顯示位置設(shè)置****參數(shù)：x-行；y-列******************************************************************/voidGotoXY(unsignedcharx,unsignedchary);/******************************************************************功能：LCD顯示函數(shù)****參數(shù)：str-要顯示的字符串指針******************************************************************/voidPrint(unsignedchar*str);voidprint_char(uchar);/******************************************************************功能：LCD清屏函數(shù)voidClrScreen(void);具體程序內(nèi)容見附錄三中。4.2.3 主程序設(shè)計(jì)在主程序中，實(shí)現(xiàn)了對溫度的巡檢，并把實(shí)時(shí)測到的溫度顯示在液晶顯示屏上，在很多領(lǐng)域還是比較實(shí)用的。每一片DS18B20都有各自的固定的序列號，在仿真中，事先設(shè)定好各個(gè)DS18B20的序列號，將其寫進(jìn)程序中，依次進(jìn)行匹配，從而實(shí)現(xiàn)巡檢。主程序具體內(nèi)容見附錄三中。。17總結(jié)通過不懈的努力，終于完成了我的課程設(shè)計(jì)。在我開始做課程設(shè)計(jì)之前，我一直片面的覺得課程設(shè)計(jì)只是對大學(xué)這幾年來所學(xué)的專業(yè)知識的簡單的總結(jié)，但是在實(shí)踐的過程中我發(fā)現(xiàn)我錯了，因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的以一種提高。通過課程設(shè)計(jì)使我明白了我學(xué)到的知識只是知識寶庫中的冰山一角，還有許多要學(xué)習(xí)18的地方。原來我總是感覺到已經(jīng)把所有的東西都學(xué)到手了，什么都明白了，有些眼高手低。通過我在課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐過程，我懂得了活到老學(xué)到老這句名言的真正意義，學(xué)習(xí)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，不可能一蹴而就，不管是在以后的工作中、或者生活中都不能停止學(xué)習(xí)，不斷的用知識武裝自己，讓自己全面發(fā)展，更能適應(yīng)這個(gè)科技文化高速發(fā)展的世界。課程設(shè)計(jì)的過程，讓我養(yǎng)成了獨(dú)立思考的習(xí)慣，培養(yǎng)了我實(shí)在實(shí)際操作中動手的能力，我領(lǐng)悟到了在實(shí)踐過程中摸索的困難與最終成功時(shí)的喜悅，這些對于我的信心或者是工作能力來說都是極大的鼓勵與肯定，相信這些會對未來的工作和生活中有非常重要的影響。雖然我的課程設(shè)計(jì)是有些缺陷的，但我覺得在此過程中我收獲了很多，最大的收獲就是在生產(chǎn)實(shí)習(xí)的設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的財(cái)富，他會是我終身受益。在課程設(shè)計(jì)的過程中，我還深深體會到交流和相互討論的重要性。向老師請教，就能夠時(shí)刻確保在大的方向上我是朝對的方向走；與同學(xué)討論，可以集思廣益、可以迸發(fā)靈感，收獲新方法。思想和信息的傳遞，確保了我的生產(chǎn)實(shí)習(xí)得以順利完成。另外，我還總結(jié)出一個(gè)結(jié)論：知識要想實(shí)現(xiàn)其價(jià)值，必須由實(shí)踐來完成！再次感謝老師和同學(xué)的指導(dǎo)。19附錄一 原理圖20附錄二 仿真圖21附錄三 程序代碼主程序#include<main.h>#include<18b20.h>#include<LCD.h>//#include<485.h>sbitwarning=P3^5;sbitgreenled=P3^6;//485 收發(fā)控制//ucharflag1; //signoftheresultpositiveornegativeucharj;inttemper[4];ucharcodestr4_sht11[]="max: min: ";sbitk1=P3^0;//setsbitk2=P3^1;//+sbitk3=P3^2;//-sbitsound=P1^7;charmax=40;charmin=10;ucharchange_flag;ucharflag;voiddelay(uintcount) //delay{uinti;while(count){i=200;while(i>0)i--;count--;}}voidserial_int(){TMOD=0X01;//t1 工作在方式 2TH0=0xF0;//2400BIT/STL0=0x0F;TR0=1;//打開計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)ET0=0;}22voidtimer_isr()interrupt1{TH0=0xF0;TL0=0x0F;sound=~sound;}voidkey1(){if(k1==0){change_flag++;if(change_flag>2)change_flag=0;}while(k1==0);}voidkey2(){if(k2==0){if(change_flag==1)max++;if(change_flag==2)min++;}while(k2==0);}voidkey3(){if(k3==0){if(change_flag==1)max--;if(change_flag==2)min--;}while(k3==0);}voidkey()//按鈕{key2();key1();23key3();}voidmain(){uchari,a=1,b=1;warning=0;serial_int();greenled=1;lcd_init();for(i=0;i<4;i++){tmpchange(i);temper[i]=tmp(i);}display_1602();while(1){if(change_flag==0){if(a==1){b=1;a=0;write_lcdcom(0x01);//顯示清屏display_1602();}tmpchange(j);for(i=0;i<100;i++){key();temper[j]=tmp(j);lcd_printf(j,temper[j],0xcd);//顯示}j++;if(j>3)j=0;if(((temper[j]>max)||(temper[j]<min))&&(temper[j]<850)){warning=1;24greenled=0;//nn=0;EA=1;}else{EA=0;warning=0;greenled=1;}}else{key();if(b==1){a=1;b=0;write_lcdcom(0x01);//顯示清屏write_lcdcom(0x80);//第一行l(wèi)cd顯示地址for(i=0;i<32;i++){write_lcddate(str4_sht11[i]);//顯示table1中的字符}}elselcd_set(max,min);}}}LCD顯示程序#include<main.h>#include<LCD.h>sbitlcdrs=P2^0;sbitlcdwr=P2^1;sbitlcden=P2^2;ucharcodestr1[]={0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00};// 溫度圖標(biāo)ucharcodestr6_sht11[]="Thepresenttempis";//ucharcodestr4_sht11[]="max: min: ";//ucharcodestr2_sht11[]="temp=";25ucharcodestr7_sht11[]="NO. ";//清除沒不要的顯示voiddelay_1602(uintdelay_time)//延時(shí)函數(shù){for(;delay_time>0;delay_time--);}voidwrite_lcdcom(uchardate)//寫lcd1602命令{lcdwr=0;lcdrs=0;delay_1602(5);P0=date;lcden=1;delay_1602(5);lcden=0;}voidwrite_lcddate(ucharlcddate)//寫1602數(shù)據(jù){lcdwr=0;lcdrs=1;delay_1602(5);P0=lcddate;lcden=1;delay_1602(5);lcden=0;}voidlcd_init()//1602 初始化{write_lcdcom(0x38);//displaymode//write_lcdcom(0x38);//displaymode//write_lcdcom(0x38);//displaymodewrite_lcdcom(0x06);//顯示光標(biāo)移動位置write_lcdcom(0x0c);//顯示開及光標(biāo)設(shè)置write_lcdcom(0x01);//顯示清屏}////////////////////////////voiddisplay_1602()//顯示字符子函數(shù){uchari;lcdwr=0;lcdrs=0;lcden=0;delay_1602(10);write_lcdcom(0x80);//第一行l(wèi)cd顯示地址26/**/ for(i=0;i<32;i++){write_lcddate(str6_sht11[i]);//顯示table1中的字符}delay_1602(10);write_lcdcom(0xc0);//第二行LCD顯示起始地址for(i=0;i<32;i++){write_lcddate(str7_sht11[i]);//顯示table2中的字符}lcdwr=1;lcdrs=1;lcden=1;}voidlcd_printf(ucharnumber,uintx,ucharadd)//LCD 數(shù)據(jù)顯示函數(shù){ucharx1,x2,x3,x4;x1=x/1000;x2=x%1000/100;x3=x%100/10;x4=x%10;write_lcdcom(0xc4);write_lcddate(number+0x30);writ