课程设计(文)
题 目 名 称 智恒温箱设计
课 程 名 称 单片机原理应
学 生 姓 名
学 号
系 专 业 信息工程系电子科学技术
指 导 教 师
2013年X月X日
摘
温度控制系统广泛应社会生活领域 家电汽车材料电力电子等 常控制电路根应场合求性指标 工业企业中提高温度控制象运行性直控制员现场技术员努力解决问题开发出性较温度控制系统测控技术发展具意义
采数字温度传感器DS18B20部集成AD转换器电路结构更加简单减少温度测量转换时精度损失测量温度更加精确数字温度传感器DS18B20引脚单片机进行通信减少接线麻烦单片机更加具扩展性DS18B20芯片型化更加通单跳数线电路连接数字温度传感器DS18B20做成探头探入狭方增加实性更串接数字温度传感器DS18B20进行范围温度检测
单片机功强加快系统开发调试速度具控制方便简单灵活等特点设计硬件电路80C51单片机核心实现温度控制具实性强性强等特点
关键字：单片机数字恒温
目录
1 绪 1
11 课题研究背景 1
12 课题研究意义 2
13 课题研究容 2
2 智恒温箱系统概述 3
21 系统功 3
22 系统需求分析 4
23 智恒温箱工作流程 4
24 恒温箱工作程 6
25 章结 6
3 智恒温箱硬件设计 6
31 硬件电路设计概述 6
32 总体硬件原理图 7
33 时钟频率电路设计 9
34 复位电路设计 9
35 显示电路设计 10
351 显示电路概述 10
352 七段LED数码原理 10
353 显示电路整体设计 12
36 开关键盘设计 13
361 指拨开关 13
362 键开关 14
37 指示灯电路 15
38 温度采集电路 15
39 章结 20
4 软件设计 20
41 软件务分析 20
42 程序流程图 21
43 章结 25
5 参考文献 25
6 附录A 相关图 27
仿真图 27
硬件原理图 28
7 附录B 篇引文献 29
8051 29
8 附录C 参考文献题录摘 32
9 附录D 源程序 34
1 绪
11 课题研究背景
二十世纪科技高速发展信息时代电子技术微型单片机技术应更空前广泛着超规模集成电路技术发展诞生具体积功强性价高等特点广泛应电子仪表家电器节装置军事装置机器工业控制等诸领域产品型化智化提高产品功质量降低成简化设计迅猛发展领域越越感应单片机技术优越性单片机广泛应时断完善发展
智恒温箱温度医疗工业生产食品加工等领域关键温度测量控制始终占着重位市场常见温度传感器电压输出形式传感器非线性曲线相缺乏产品应具备通性互换性温度传感器应范围广数量常规环境参数中温度受素影响较难校准温度难准确测量参数常规方法测量温度误差准确度低测量滞时间长
年国传感器正着集成化智化网络化单片机方发展开发新代温度测量系统创造利条件
智恒温箱控制系统设计中数字传感器温度信号数字信号方式传送单片机单片机处理温度数值方面送LED数码显示方面定值行较判断温度高低采取相应措施：加热者制冷温度达设定值
智恒温箱控制温度农业研究生物技术测试提供需种环境模拟条件广泛适药物纺织食品加工等菌试验稳定性检查工业产品原料性产品包装产品寿命等测试
着单片机技术飞速发展通单片机控制象控制日益广泛具体积功强性价高等特点单片机应温度控制系统中起更控温作智恒温箱单片机进行温度控制典型应采单片机做控单元完成温度采集控制等求
12 课题研究意义
智恒温箱性程度取决温度控制性课题采单片机控制器通数字传感器测箱温度温度信号送入控制器完成恒温箱温度控制系统硬件箱温度保持设定温度范围设置温度低实时温度时单片机送出加热信号设置温度低实时温度时单片机送出制冷信号
13 课题研究容
次课题设计温度采集温度显示温度控制信号送出部分保温加热制冷次设计范围系统采模块化设计智恒温箱系统电默认设定恒温温度20℃时行调节预期恒温温度调节范围0~99℃调节系统会采集实时温度设定预期温度进行较果实时温度设定温度高开启制冷设备果实时温度预期温度低开启加热设备果温度样开启加热制冷设备显示电路通常显示实时温度传感器采集温度果想显示设定预期温度显示切换键时显示器会显示预期温度秒钟跳回显示实时温度显示实时温度时表示显示实时温度发光二极点亮显示预期温度时候表示显示预期温度发光二极点亮
文章节结构容：
第章 ：绪简介绍智恒温箱发展现状说明课题研究容
第二章 ：智恒温箱概述说明恒温箱工作程功介绍设计中需单片机基础知识确定课题达设计目标
第三章 ：智恒温箱硬件电路设计详细描述课题组成电路单元设计
第四章 ：智恒温箱软件设计编写程序
第五章 ：总结总结次设计指出设计中问题提出改善意见展未设计
2 智恒温箱系统概述
21 系统功
系统单片机采模块化设计智恒温箱包括温度设定钮温度显示温度调节实时温度显示预定温度显示转换钮温度采集等（根需设者设相关功）显示系统显示实时温度显示设定温度想保持温度
系统功模块方框图图21示
时钟
复位电路
2位七段数码显示
80C51单片机
进入温度设 定温度加减键输入电路
2发光二极显示
温度调节电路
温度采集电路
显示切换键电路
图21 系统功模块方框图
系统采模块化设计智恒温箱生活中广泛应系统电默认设定恒温温度20℃时行调节预期恒温温度调节范围0~99℃调节系统会采集实时温度设定预期温度进行较果实时温度设定温度高开启制冷设备果实时温度预期温度低开启加热设备果温度样开启加热制冷设备显示电路通常显示实时温度传感器采集温度果想显示设定预期温度显示切换键显示器会显示预期温度秒钟跳回显示实时温度显示实时温度时表示显示实时温度发光二极点亮显示预期温度时候表示显示预期温度发光二极点亮
单片机整恒温箱核心部电路设计汇编语言编写完成温度参数设定温度采集计算温度显示温度较温度调节等功
22 系统需求分析
1 中采集温度数计算转换熟悉摄氏温度
2 0~99℃范围调节预期达温度
3 实时温度预期温度进行正常调节温度
4 设定预期温度实时温度显示出
5 通常显示实时温度显示切换键显示秒钟预期温度
23 智恒温箱工作流程
智恒温箱基工作原理：恒温箱时系统会温度传感器采集温度转化摄氏度形式事先设定预期温度进行然根结果采取相应措施（加热制冷）断接达预期温度系统够显示实时温度设定预期温度恒温箱工作流程图22示：
加载程序
运行
进入温度设定
进行温度设定
温度减
温度加
温度采集计算
温度较进行温度调节
显示实时温度
显示切换
显示切换
显示设定温度
图22 恒温箱工作流程
24 恒温箱工作程
1 设定预期温度果想调节预期温度先闭合温度设定开关进入调节状态时会显示设定温度值果想加摄氏度加1℃键果想减摄氏度减1℃键温度LED显示器会显示改变温度调整范围0~99℃0℃时减1℃会跳99℃99℃时加1℃会跳0℃退出调节状态断开温度设定开关
2 温度采集计算单片机通温度传感器进行通信获取实时温度信息获取温度信息数转化摄氏温度形式存储起
3 温度较温度调节存储实时摄氏温度设定预期温度行较果实时温度高设定温度开启制冷器果实时温度低设定温度开启加热器
4 实时温度显示存储实时温度显示LED数码
5 设定温度显示想查设定预期温度需温度显示切换键然LED显示器会显示设定预期温度显示时间数秒跳出预期温度显示想查预期温度显示需次温度显示切换键
总言课题利80C51单片机外围接口实现温度控制系统设计恒温箱该恒温箱提高系统性简化电路结构节约成实工程设计
25 章结
章讲述恒温箱工作原理设计系统工作流程说明工作原理程中突出电路组成单元单元实现温度采集温度控制等功说明系统流程时结合设计容指出参数设置方法意义
3 智恒温箱硬件设计
31 硬件电路设计概述
设计分硬件设计软件设计两者相互结合分离：时间硬件设计绝部分工作量初阶段期做修改技术准备充分硬件设计量返工较少软件设计务贯彻始终中期基软件设计务着集成电路计数器飞速发展种功强芯片断出现硬件电路集成度越越高硬件设计工作量整项目中占重逐渐降硬件电路设计合理应注意方面：
1 采功强芯片简化电路功强芯片代干普通芯片着生产工艺提高新型芯片价格断降定干普通芯片价格总高
2 留设计余设计硬件电路时考虑修改扩展方便少锤定音电路设计果现留余点修改扩展迫进行全面返工
3 程序空间选片程序空间足够单片机设计采80C51单片机
4 RAM空间80C51单片机部RAM增强软件数处理功时觉足果系统配置外部RAM建议留空间果选8155作IO接口增强256字节RAM果批数需处理应配置足够RAM626462256等着软件设计水提高改变者增加软件中数处理算法系统功提高系统硬件必做更换系统升级换代硬件电路设计初期考虑点应该系统升级留足够RAM空间怕设计RAM插座暂时插芯片
IO端口样机研制出进行现场试时会发现忽视问题问题单纯软件措施解决果新信号需采集必须增加输入检测端：物理量需控制必须增加输出端果硬件电路设计预留出IO端口然时空着没时候派场
32 总体硬件原理图
总体硬件原理图图31示图中部分U1芯片80C51单片机U2温度传感器DS18B20温度传感器接单片机P12口两发光二极HEATCOOL分表示传送加热器制冷器启动信号分接单片机P10P11口果HEAT灯点亮表示加热器工作果COOL灯点亮表示制冷器工作键温度显示切换切换显示预设温度键接单片机P27口两发光二极分实时温度设定温度表示前数码显示实时温度设定温度实时温度发光二极点亮表示数码显示实时温度设定温度发光二极点亮表示数码前显示设定温度两数码分接单片机P26P25口图中两七段阴数码字段码信号端口接单片机P00~P06口公端接单片机P20P21口开关温度设定接单片机P22口钮加1℃减1℃分接单片机P23P24口闭合温度设定开关进入预期温度设定加1℃减1℃钮加减温度
图31 总体硬件原理图
33 时钟频率电路设计
单片机必须时钟驱动工作单片机部时钟振荡电路需外接振荡源产生定周期时钟信号送单片机部单元决定单片工作频率时钟电路图32 示
图32 外部振荡电路
般选石英晶体振荡器电路约延迟10ms振荡器起振XTAL2引脚产生幅度3V左右正弦波时钟信号振荡频率石英晶体频率确定电路中两电容C1C2作两：帮助振荡器起振二振荡器频率进行微调C1C2典型值30pF
单片机工作时部振荡器产生外直接输入送部控制逻辑单元时钟信号周期称时钟周期时钟信号频率倒数时钟信号频率常fosc表示图中时钟频率12MHzfosc12MHz时钟周期112μs
34 复位电路设计
单片机第9脚RST硬件复位电路该端加持续4机器周期高电实现复位复位单片机状态恢复初始化状态电路图图33示
图33中键电容C1电阻R1R2构成电复位手动电路单片机高电复位电复位时接通电源电电容C1开始缓缓充电图中电路5V电源电容电阻R1间形成通路R1产生电压降单片机RST脚高电段时间电容电充满时C1处视断路单片机RST脚处电压逐渐降0V处稳定低电状态时单片机完成电复位程序0000H开始执行手动复位时图中钮键时候单片机9脚RST脚处高电时单片机处复位状态
值注意设计中硬件复位电路软件复位两种功面述硬件复位状态知寄存器值恢复初始值前面功介绍中提倒计时时间记忆功该功实现前提条件单片机进行硬件复位设定软件复位功软件复位实际程序执行完毕程序指针通条跳转指令跳转程序执行起始址
图33 硬件复位电路
35 显示电路设计
351 显示电路概述
示功硬件关系极里七段数码显示通常显示采方法般包括两种：种静态显示种动态扫描中静态显示特点显示稳定闪烁程序编写简单占端口资源动态扫描特点显示稳定程度没静态显示程序编写复杂相静态显示言优点占端口资源少设计需较端口功采占端口少动态扫描显示办法显示电路部件整体设计做详细介绍
352 七段LED数码原理
LED数码显示器8发光二极中7长条发光二极（称七笔段）abcdefg序组成8字形点形发光二极放右方显示数点数码部连接方式分阳极数码阴极数码两种部8发光二极阳极连起接电源正极成阳极数码8发光二极阴极连起接测称阴极数码
次设计阴极数码引脚图34示外部10引脚中16引脚连通作公端接
图34 位阴极数码引脚图
LED数码结构出笔段组合构成字符例笔段bc点亮时显示数字1：笔段abc点亮时显示数字7控制7发光二极定求亮灭显示出十六进制字符0~F控制数码显示字符字段代码称显示代码字段码
数码显示码表述二进制数数码显示字符应关系表31示阴极数码8发光二极阴极已连起接控制字段正极控制发光二极亮灭
表31 七段显示译码器真值表段码表
字 符
h g f e d c b a
字段码
0
1 1 0 0 0 0 0 0
0 0 1 1 1 1 1 1
阳字码段C0H
阴字码段3FH
1
1 1 1 1 1 0 0 1
0 0 0 0 0 1 1 0
阳字码段F9H
阴字码段06H
2
1 0 1 0 0 1 0 0
0 1 0 1 1 0 1 1
阳字码段A4H
阴字码段5BH
3
1 0 1 1 0 0 0 0
0 1 0 0 1 1 1 1
阳字码段B0H
阴字码段4FH
4
1 0 0 1 1 0 0 1
0 1 1 0 0 1 1 0
阳字码段99H
阴字码段66H
5
1 0 0 1 0 0 1 0
0 1 1 0 1 1 0 1
阳字码段92H
阴字码段6DH
6
1 0 0 0 0 0 1 0
0 1 1 1 1 1 0 1
阳字码段82H
阴字码段7DH
7
1 1 1 1 1 0 0 0
0 0 0 0 0 1 1 1
阳字码段F8H
阴字码段07H
8
1 0 0 0 0 0 0 0
0 1 1 1 1 1 1 1
阳字码段80H
阴字码段7FH
9
1 0 0 1 0 0 0 0
0 1 1 0 1 1 1 1
阳字码段90H
阴字码段6FH
A
1 0 0 0 1 0 0 0
0 1 1 1 0 1 1 1
阳字码段88H
阴字码段77H
B
1 0 0 0 0 0 1 1
0 1 1 1 1 1 0 0
阳字码段83H
阴字码段7CH
C
1 1 0 0 0 1 1 0
0 0 1 1 1 0 0 1
阳字码段C6H
阴字码段39H
D
1 0 1 0 0 0 0 1
0 1 0 1 1 1 1 1
阳字码段A1H
阴字码段5EH
E
1 0 0 0 0 1 1 0
0 1 1 1 1 0 0 1
阳字码段86H
阴字码段79H
F
1 0 0 0 1 1 1 0
0 1 1 1 0 0 0 1
阳字码段8EH
阴字码段71H
353 显示电路整体设计
显示电路图35 示 图中RP1电阻盒相8独立电阻端接起接电源外端分接出引线显示电路中作拉电阻图中2七段LED数码公端12分接单片机P20P21口单片机2IO口输出位选信号动态扫描谓动态扫描指采分时方法轮流控制LED数码公端显示器轮流点亮轮流点亮扫描程中位数码点亮时间极短暂（约1ms）视觉暂留现象发光二极余辉效应实际位数码非时点亮扫描速度足够快印象组稳定显示数会闪烁感单片机P00~P06口负责字段码数传送LED数码
图35 显示电路
36 开关键盘设计
361 指拨开关
指拨开关面板通常会标ON记号开关拨ON边接点接通（on）拨边断开（off）开关作输入电路通常会接电阻VccGND做拉电阻拉电阻图36示两种开关电路供选择
a) b)
图36 开关电路
设计温度设定允许退出键选图36中a)示设计低电进入温度设定高电退出温度设定
362 键开关
键开关机械弹性开关键帽时键复位弹簧片压缩动片触电静片触电相连键盘两引脚接通松手复位弹簧动片弹开动片静片脱离接触键盘两引脚断开机械接触点弹性作键开始接接触稳定5~10ms抖动时间期间抖动发生键抖动波形图37示
图37键抖动电压波形
键开关输入需解决两问题判断否键消键抖动影响键确认反映电压键相连引脚呈现出高电低电消键抖动通常硬件软件两种消方法般键较时采软件方法消抖动第次检测键时执行段延时12~15ms子程序确认该键电否保持闭合状态电果保持闭合状态电确认真键消抖动影响
般电子装置中设计键输入控制程序执行时数输入特殊功设置操作控制电路中果键数键应条输入位线控制独立式键种接法根输入线键否会影响输入线工作状态通检测输入线电状态容易判断键独立式键单稳态锁存器消抖动
果监控程序中读键操作安排程序（台程序）键盘中断（外部中断）子程序中该延时子程序便直接插入读键程中果读键程安排定时中断子程序中省专门延时子程序利两次定时中断时间间隔完成抖动处理
37 指示灯电路
实时温度设定温度切换时明白LED数码显示种温度两发光二极指示果标实时温度标记发光二极点亮表示数码显示实时温度果标设定温度标记发光二极点亮表示数码显示设定温度样混淆图39示温度指示灯电路
图39 温度指示灯电路
图中两发光二极分单片机P26P25口相连单片机显示种温度信号送两口应发光二极会点亮信号低电效
38 温度采集电路
温度采集电路图310示 图中U2温度采集电路核心部件温度传感器DS18B20面详细介绍参数法
DS18B20部低温度系数振荡器振荡频率温度变化振荡器计数器1提供频率稳定计数脉
高温度系数振荡器振荡频率温度敏感振荡器计数器2提供频率温度变化计数脉
图310 温度采集电路
初始时温度寄存器预置成55℃计数器1预置数开始减计数0时温度寄存器中寄存温度值增加1℃程重复进行直计数器2计数0时便停止
初始时计数器1预置55℃相应预置值计数器1循环预置数斜率累加器提供补偿振荡器温度特性非线性性斜率累加器提供预置数温度相应变化计数器1预置数定温度处温度寄存器寄存值增加1℃计数器需计数数
DS18B20部较器四舍五入量化方式确定温度寄存器低效位计数器2停止计数较器计数器1中计数剩余值转换温度值025℃进行较低025℃温度寄存器低位置0高025℃低位置1高075℃时温度寄存器低位进位然置0样较温度寄存器值终读取温度值位代表05℃四舍五入量化误差±12LSB025℃
温度寄存器中温度值9位数格式表示高位符号位余8位二进制补码形式表示温度值测温结束时9位数转存暂存存储器前两字节中符号位占第字节8位温度数占第二字节
DS18B20测量温度时特温度测量技术DS18B20部低温度系数振荡器产生稳定频率信号样高温度系数振荡器测温度转换成频率信号计数门开时DS18B20进行计数计数门开通时间高温度系数振荡器决定芯片部斜率累加器频率非线性度加补偿测量结果存入温度寄存器中般情况温度值应该9位符号位扩展成高8位16位补码形式读出
DS18B20工作程般遵循协议：初始化——ROM操作命令——存储器操作命令——处理数
① 初始化
单总线处理均初始化序列开始初始化序列包括总线机发出复位脉接着属器件送出存脉存脉总线控制器知道DS1820 总线已准备操作
② ROM操作命令
旦总线机检测属器件存便发出器件ROM操作命令ROM操作命令均8位长命令列表：
Read ROM(读ROM)[33H]
命令允许总线机读DS18B208位产品系列编码唯48位序列号8位CRC命令总线仅DS18B20情况果总线存属器件片企图时发送时发生数突现象（漏极开路会产生线结果）
Match ROM( 符合ROM)[55H]
命令继64位ROM数序列允许总线机点总线特定DS18B20寻址64位ROM序列严格相符DS18B20继存贮器操作命令作出响应64位ROM序列符片等复位脉命令总线单器件情况均
Skip ROM( 跳ROM )[CCH]
单点总线系统中命令通允许总线机提供64位ROM编码访问存储器操作节省时间果总线存属器件Skip ROM命令发出读命令片时发送数会总线发生数突（漏极开路拉会产生线效果）
Search ROM( 搜索ROM)[F0H]
系统开始工作时总线机知道单线总线器件数者知道64位ROM编码搜索ROM命令允许总线控制器排法识总线机64位编码
(Alarm Search告警搜索)[ECH]
命令流程搜索ROM命令相仅次温度测量出现告警情况DS18B20命令作出响应告警条件定义温度高TH 低TLDS18B20电告警条件保持设置状态直次温度测量显示出非告警值者改变THTL设置测量值次位允许范围贮存EEPROM触发器值告警
③ 存储器操作命令
Write Scratchpad（写暂存存储器）[4EH]
命令DS18B20暂存器中写入数开始位置址2接写入两字节存暂存器中址位置23时刻发出复位命令中止写入
Read Scratchpad（读暂存存储器）[BEH]
命令读取暂存器容读取字节0开始直进行直第9（字节8CRC）字节读完果想读完字节控制器时间发出复位命令中止读取
Copy Scratchpad（复制暂存存储器）[48H]
条命令暂存器容拷贝DS18B20E2存储器里温度报警触发字节存入非易失性存储器里果总线控制器条命令着发出读时间隙DS18B20正忙暂存器拷贝E2存储器DS18B20会输出0果拷贝结束话DS18B20 输出1果寄生电源总线控制器必须条命令发出立起动强拉少保持10ms
Convert T（温度变换）[44H]
条命令启动次温度转换需数温度转换命令执行DS18B20保持等状态果总线控制器条命令着发出读时间隙DS18B20忙做时间转换话DS18B20总线输出0温度转换完成输出1果寄生电源总线控制器必须发出条命令立起动强拉保持500ms
Recall E2（重新调整E2）[B8H]
条命令贮存E2中温度触发器值重新调暂存存储器种重新调出操作DS18B20电时动发生器件电暂存存储器效数条命令发出发出第读数时间片器件会输出温度转换忙标识：0忙1准备绪
Read Power Supply（读电源）[B4H]
命令发送DS18B20发出第读数时间片器件会出电源方式信号：0寄生电源供电1外部电源供电
④ 处理数
DS18B20高速暂存存储器9字节组成分配表32示温度转换命令发布转换温度值二字节补码形式存放高速暂存存储器 第0第1字节单片机通单线接口读该数读取时低位前高位
表32 DS18B20暂存器字节分配
温度℃
二进制表示
十六进制表示
符号位（5位）
数位（11位）
+125
0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0
07D0H
+250625
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1
0191H
+10125
0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0
00A2H
+05
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
0008H
0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0000H
05
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0
FFF8H
10125
1 1 1 1 1
1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0
FF5EH
25625
1 1 1 1 1
1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1
FE6FH
55
1 1 1 1 1
1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0
FC90H
表DS18B20温度采集转化12位数存储DS18B20两8特RAM中二进制中前面5位符号位果测温度等05位0测数值00625实际温度果温度05位1测数值需取反加100625实际温度
温度转换计算方法举例：
例DS18B20采集+125℃实际温度输出07D0H：
实际温度07D0H╳006252000╳006251250℃
例DS18B20采集55℃实际温度输出FC90H应先11位数位取反加1370H（符号位变作计算）：
实际温度370H╳00625880╳00625550℃
39 章结
章详细讲述80C51核心元件恒温箱硬件电路具体设计程分析具体电路工作原理设计程中实现温度控制通编写程序方法集成80C51部接着程序载硬件电路中配合周边温度采集电路时钟电路温度控制电路显示电路等制作出符合设计求恒温箱
4 软件设计
41 软件务分析
软件务分析硬件电路设计结合进行功硬件完成务软件完成硬件电路设计基定型基决定
软件务分析环节软件设计做总体规划软件功分两类：类执行软件完成种实质性功测量计算显示印输出控制通信等类监控软件专门协调执行模块操作者关系系统软件中充组织调度角色软件两类软件设计方法特色执行软件设计偏重算法效率硬件关系密切千变万化
软件务分析时应执行模块列出执行模块进行功定义接口定义（输入输出定义）执行模块进行定义时牵扯数结构数类型问题规划
执行模块规划设计监控程序首先根系统功键盘设置选择种适合监控程序结构相讲执行模块务明确单纯较容易编程监控程序较易出问题名操作工较容易厂长较难样
软件务分析容安排监控软件执行模块整系统软件分台程序（背景程序）前台程序台程序指程序调子程序类程序实时性求太高延时十毫秒甚百毫秒没关系通常监控程序（键盘解释程序）显示程序印程序等操作者交道程序放台程序中执行前台程序安排实时性求较高容定时系统外部中断全部程序均安排前台台程序系统进入睡眠状态利系统节电抗干扰
42 程序流程图
程序中包括程序程序温度设定子程序温度读取转换子程序显示温度子程序较温度子程序显示切换子程序
程序流程图图41示：
图41 程序流程图
温度设定子程序流程图图42示：
图42 温度设定子程序流程图
温度采集计算子程序图43示：
图43 温度采集计算子程序流程图
温度较处理子程序流程图图44示
读取实时温度值
实时温度设定温度相等？
实时温度设定值？
开启制冷
开启加热
N
返回
N
Y
Y
图44 温度较处理子程序流程图
温度显示子程序图45示：
选通十位址送显示字符
延时约12ms
选通位址送显示字符
延时约12ms
返回
图45 温度显示子程序
根流程图编写出终源程序见附录D
43 章结
章恒温箱软件设计实现恒温箱功通编写程序方法集成80C51部程序载硬件电路中实现温控功
5 参考文献
[1] 立民 单片机高级教程应设计[M]北京：北京航空航天学出版社20071
[2] 胡汉单片机原理接口技术[M]北京：清华学出版社1999
[3]欧阳文ATMEL89系列单片机原理开发实践[M]北京中国电力出版社20076
[4]樊尚春传感器技术应[M]北京航空航天学出版社20048
[5]高鹏等Protel99入门提高[M]民邮电出版社2000
[6]刘亮先进传感器应[M]化学工业出版社2005
[7]潘永雄新编单片机原理应[M]西安西安电子科技学出版社2003
[8]徐凤霞赵成安AT89C51单片机温度控制系统[J]齐齐哈尔学学报20043
[9]楼然苗51系列单片机设计实例[M]北京航空航天学出版社200303
[10]褚斌徐力参数新型智变送器设计[J]仪表技术传感器2004(10)5456
[11]李德振湿度监测系统设计方案[J]电子制作2010
6 附录A 相关图
仿真图
硬件原理图
7 附录B 篇引文献
8051
单片微型计算机简称单片机称微型控制器微型计算机重分支单片机70年代中期发展起种规模集成电路芯片CPURAMROMIO接口中断系统硅片器件80年代单片机发展迅速类新产品断涌现出现许高性新型机种现已逐渐成工厂动化控制领域支柱产业
引脚功：
MCS51标准40引脚双列直插式集成电路芯片引脚分布请参单片机引脚图：
P00~P07 P0口8位双口线（引脚39~32号端子）
P10~P17 P1口8位双口线（引脚1~8号端子）
P20~P27 P2口8位双口线（引脚21~28号端子）
P30~P37 P3口8位双口线（引脚10~17号端子）
4IO口具完全相功家学书里然写太深初学者难理解里已表达方式写相信够理解
P0口三功：
1外部扩展存储器时做数总线（图1中D0~D7数总线接口）
2外部扩展存储器时作址总线（图1中A0~A7址总线接口）
3扩展时做般IO部拉电阻作输入输出时应外部接拉电阻
P1口做IO口：部拉电阻
P2口两功：
1扩展外部存储器时作址总线
2做般IO口部拉电阻
P3口两功：
作IO外（部拉电阻）特殊功特殊寄存器设置具体功请参考面引脚说明
部EPROM单片机芯片（例8751）写入程序需提供专门编程脉编程电源信号信号引脚形式提供：编程脉：30脚（ALEPROG）编程电压（25V）：31脚（EAVpp）（注：引脚功应9脚第二功外新动力2004版学套件中应）
介绍四IO口时提拉电阻拉电阻什呢？起什作呢？说电阻然电阻啦作输入时拉电阻电位拉高输入低电提供电流源果P0口果作输入时处高阻抗状态外接拉电阻效ALEPROG 址锁存控制信号：系统扩展时ALE控制P0口输出低8位址送锁存器锁存起实现低位址数隔离（面关扩展课程中会8051扩展 EEPROM电路图中ALE74LS373锁存器G相连接CPU外部进行存取时锁住址低位址P0口输出ALE高电低电ALE高电时允许址锁存信号访问外部存储器时ALE信号负跳变（正变负）P0口低8位址信号送入锁存器ALE低电时P0口容锁存器输出致关锁存器容稍会介绍
没访问外部存储器期间ALE16振荡周期频率输出（6分频）访问外部存储器112振荡周期输出（12分频）里系统没进行扩展时ALE会16振荡周期固定频率输出做外部时钟者外部定时脉
PORG编程脉输入端：第五课单片机部结构组成中已知道8051单片机部4KB8KB程序存储器（ROM）ROM作存放户需执行程序样编写程序存入进ROM中呢？实际通编程脉输入写进脉输入端口PROG
PSEN 外部程序存储器读选通信号：读外部ROM时PSEN低电效实现外部ROM单元读操作
1部ROM读取时PSEN动作
2外部ROM读取时机器周期会动作两次
3外部RAM读取时两PSEN脉跳会输出
4外接ROM时ROMOE脚相接
参见图2—（8051扩展2KB EEPROM电路图中PSEN扩展ROMOE脚相接）
EAVPP 访问序存储器控制信号
1接高电时：
CPU读取部程序存储器（ROM）
扩展外部ROM：读取部程序存储器超0FFFH（8051）1FFFH（8052）时动读取外部ROM
2接低电时：CPU读取外部程序存储器（ROM） 前面学中已知道8031单片机部没ROM应8031单片机时脚直接低电
38751烧写部EPROM时利脚输入21V烧写电压
RST 复位信号：输入信号连续2机器周期高电时效完成单片机复位初始化操作复位程序计数器PC0000H复位程序存储器0000H单元读取第条指令码
XTAL1XTAL2 外接晶振引脚芯片部时钟时二引脚外接石英晶体微调电容外部时钟时接外部时钟脉信号
VCC：电源+5V输入
VSS：GND接
AVRpic8051结构8位单片机结构汇编指令区CISC指令集8051RISC指令集十条指令部分指令单指令周期指令样晶振频率较8051速度快PIC8位单片机前年世界出货量单片机飞思卡尔单片机紧
ARM实际32位单片机部资源（寄存器外设功）较8051PICAVR计算机CPU芯片接常手机路器等等
DSP实种特殊单片机8位32位专门计算数字信号某公式运算现行家计算机快CPU快说般32位DSP指令周期运算完32位数32位数积加32位数应某实时处理求较高场合
8 附录C 参考文献题录摘
[1] 立民 单片机高级教程应设计[M]北京：北京航空航天学出版社20071
摘书80C51系列单片机线介绍单片机原理典型结构基功单元基础重点讲解单片机应系统设计硬件技术容包括：单片机基结构工作原理80C51单片机指令系统80C51单片机基功单元操作原理应系统设计行扩展技术串行扩展技术应程序设计技术功耗系统设计性设计等突出嵌入式应设计容
关键词80C51单片机嵌入式扩展技术
[2] 胡汉单片机原理接口技术[M]北京清华学出版社1999
摘书详介绍MCS51系列单片机硬件结构指令系统设计中断系统系统扩展接口技术应等容容安排坚持改革创新相结合强调实践性应性重方法介绍旨锻炼学生综合分析力基技培养
关键词MCS51单片机指令系统接口技术
[3]欧阳文ATMEL89系列单片机原理开发实践[M]北京：中国电力出版社20076
摘书单片机基础知识出发重点讲述ATMEL89系列单片机结构应全书结构分原理说明案例分析两部分系统详细介绍单片机基础知识ATMEL89系列单片机基结构定时中断部件结构功串行接口部件结构功软件系统单片机抗干扰技术简易网络导纳分析仪制作直流电压控制输出实例单片机控制应实例等
关键词单片机ATMEL89系列串行接口
[4]樊尚春传感器技术应[M]北京航空航天学出版社20048
摘教材较系统介绍传感器技术涵盖容包括传感器特性评估传感器中常弹性敏感组件力学特性电位器式传感器应变式传感器压阻式传感器热电式传感器电容式传感器变磁路式传感器压电式传感器谐振式传感器声表面波传感器光纤传感器微机械传感器智化传感器等
关键词传感器智化敏感组件
[5]高鹏等Protel99入门提高[M]民邮电出版社2000
摘书Protel99线讲解电子线路设计基概念设计规通典型实例全面介绍目前应广泛电子线路软件包Protel99SE功安装方法书结合实例书中容尤模拟仿真部分作较详细讲解
关键词Protel99SE软件包电子线路设计
[6]刘亮先进传感器应[M] 化学工业出版社2005
摘书围绕光机电体化产品组成素中紧密相连传感器技术先进新颖实角度出发详细介绍种先进传感器原理性设计制作方法外围测量电路设计方法详述种新型传感器测量探测检测方面传感遥测领域具体应技术述常传感器测控电路传感遥控遥测电路设计应书中微电子技术数字技术重点较详细介绍传感器外部接口电路信号转换接口方法深入浅出通俗易懂易做学致
关键词传感器技术外部接口电路新型传感器
[7]潘永雄新编单片机原理应[M]西安西安电子科技学出版社2003
摘书增强型MCS51单片机原理应线系统介绍8XC5X（包括8XC5X28XC51RX89C6XX2P87PC76X系列MPU芯片部结构指令系统资源扩展方法接口技术单片机应系统硬件结构开发手段设备等编写程中量避免介绍程序设计方法技巧着重介绍硬件资源方法系统构成连接注重典型性代表性期达举反三效果容安排力求兼顾基础性实性先进性
关键词MCS51单片机MPU硬件结构接口技术
[8]徐凤霞赵成安AT89C51单片机温度控制系统[J]齐齐哈尔学学报20043
摘系统单片机系统控制核心 线性度灵敏度高集成温度传感器分辨率高噪声低转换器进行温度采集 采线性数字校正数字滤波技术 增强系统灵敏度抗干扰力
关键词温度测控单片机控制AT89C51
9 附录D 源程序
TEMPER_L EQU 31H 保存读出温度低字节
TEMPER_H EQU 30H 保存读出温度高字节
TEMPER_SET EQU 32H 保存设定预期温度
FLAG EQU 33H 否检测DS18B20标志位
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0030H
MAIN
MOV R0#20 系统默认预期温度20℃
START
CLR P26 点亮实时温度指示灯
SETB P25 熄灭设定温度指示灯
JNB P22SELSUB 进入温度设定
LCALL GET_TEMPER 调温度获取子程序
LCALL COMPARE 调温度较子程序
LCALL DISPLAY 调显示子程序
LCALL KEY 调显示切换子程序
LJMP START
SELSUB
MOV AR0
MOV B#10
DIV AB
MOV R1A 温度十位存R1
MOV R2B 温度位存R2
LCALL DISPLAY 显示温度
JNB P23INC0
JNB P24DEC0
JB P22BACK
LJMP SELSUB
INC0 温度加1℃
MOV AR1
CJNE A#63HADD0 温度否99℃跳ADD0
MOV R1#00H
INC1
LCALL DELAY1 延时显示
JNB P23INC1 键否松开松开程序执行
LJMP SELSUB
ADD0
INC R0
LCALL DELAY1
LJMP SELSUB
DEC0 温度减1℃
MOV AR1
JZ SETR1 温度0℃跳SETR1
DEC R0
DEC1
LCALL DELAY1
JNB P24DEC1 键否松开松开程序执行
LJMP SELSUB
SETR1
MOV R1#63H
LCALL DELAY1
LJMP SELSUB
BACK
LJMP START
GET_TEMPER
SETB P12
LCALL SET_1820 DS18B20初始化
JB FLAGTSS2 检测DS18B20跳TSS2
RET
TSS2
MOV A#0CCH 跳ROM匹配
LCALL WRITE_1820 写DS18B20子程序
MOV A#44H 发出温度转换命令
LCALL WRITE_1820
LCALL DISPLAY 显示温度等AD转换结束
LCALL SET_1820
MOV A#0CCH 跳ROM匹配
LCALL WRITE_1820
MOV A#0BEH 发出读温度命令
LCALL WRITE_1820
LCALL READ_1820 读DS18B20温度数
MOV ATEMPER_L
MOV R3#4
L1
SETB C
RRC A
DJNZ R3L1
MOV TEMPER_LA
MOV ATEMPER_H
MOV R3#4
L2
SETB C
RLC A
DJNZ R3L2
ANL ATEMPER_L
MOV R7A 读出温度转化问摄氏温度存R7中
MOV B#10
DIV AB
MOV R1A 读出温度十位存R1
MOV R2B 读出温度位存R2
RET
SET_1820 DS18B20复位初始化子程序
SETB P12
NOP
CLR P12
MOV R3#3 机发出延时537微秒复位低脉
TSR1
MOV R4#107
DJNZ R4
DJNZ R3TSR1
SETB P12 然拉高数线
NOP
NOP
NOP
MOV R4#25H
TSR2
JNB P12TSR3 等DS18B20回应
DJNZ R4TSR2
LJMP TSR4 延时
TSR3
SETB FLAG 置标志位表示DS18B20存
LJMP TSR5
TSR4
CLR FLAG 清标志位表示DS18B20存
LJMP TSR7
TSR5
MOV R4#117
TSR6
DJNZ R4TSR6 时序求延时段时间
TSR7
SETB P12
RET
WRITE_1820
MOV R3#8 8位数
CLR C
WR1
CLR P12
MOV R4#6
DJNZ R4
RRC A
MOV P12C
MOV R4#23
DJNZ R4
SETB P12
NOP
DJNZ R3WR1
SETB P12
RET
READ_1820 温度高位位DS18B20中读出
MOV R4#8
RE01
CLR C
SETB P12
NOP
NOP
CLR P12
NOP
NOP
NOP
SETB P12
MOV R6#4
DJNZ R6
MOV CP12
RRC A
MOV R6#30
DJNZ R6
DJNZ R4RE01
MOV TEMPER_LA 位存入31H
MOV R4#8
RE02
CLR C
SETB P12
NOP
NOP
CLR P12
NOP
NOP
NOP
SETB P12
MOV R6#4
DJNZ R6
MOV CP12
RRC A
MOV R6#30
DJNZ R6
DJNZ R4RE02
MOV TEMPER_HA 高位存入32H
RET
COMPARE 较温度子程序
MOV TEMPER_SETR0
MOV AR7
CJNE ATEMPER_SETCOMP 设定温度实时温度等跳COMP
SETB P10 关加热器
SETB P11 关制冷器
RET
COMP
MOV AR7 实时温度存入A
MOV BR0 设定温度存入B
DIV AB AB商A
CJNE A#0HCOMP1 A等0实时温度高跳转
SETB P11 关制冷器
CLR P10 开加热器
LJMP EXIT
COMP1
SETB P10 关加热器
CLR P11 开制冷器
EXIT
RET
DISPLAY 显示子程序
MOV DPTR#DAT
MOV AR1
MOVC A@A+DPTR
CLR P20
SETB P21
MOV P0A 动态扫描显示十位
LCALL DELAY 延时约12毫秒
MOV AR2
MOVC A@A+DPTR
SETB P20
CLR P21
MOV P0A 动态扫描显示位
LCALL DELAY
SETB P20
SETB P21 关显示
RET
DAT
DB 3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH00H
0123456789灭
DELAY1 延时子程序延时显示
MOV 36H#08H
LOOP0
LCALL DISPLAY
DJNZ 36HLOOP0
RET
DELAY 延时子程序延时约12ms
MOV 34H#24H
LOOP
MOV 35H#0AFH
LOOP1
DJNZ 35HLOOP1
DJNZ 34HLOOP
RET
KEY 显示切换子程序
JNB P27KEY1
RET
KEY1
LCALL DELAY 延时抖动
JNB P27KEY2
RET
KEY2
LCALL INT
RET
INT
MOV AR0 显示设定温度
MOV B#10
DIV AB
MOV R1A
MOV R2B
MOV R6#50
LCALL DELAY1
DJNZ R6
RET
END
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课程设计(文)
题 目 名 称 智恒温箱设计
课 程 名 称 单片机原理应
学 生 姓 名
学 号
系 专 业 信息工程系电子科学技术
指 导 教 师
2013年X月X日
摘
温度控制系统广泛应社会生活领域 家电汽车材料电力电子等 常控制电路根应场合求性指标 工业企业中提高温度控制象运行性直控制员现场技术员努力解决问题开发出性较温度控制系统测控技术发展具意义
采数字温度传感器DS18B20部集成AD转换器电路结构更加简单减少温度测量转换时精度损失测量温度更加精确数字温度传感器DS18B20引脚单片机进行通信减少接线麻烦单片机更加具扩展性DS18B20芯片型化更加通单跳数线电路连接数字温度传感器DS18B20做成探头探入狭方增加实性更串接数字温度传感器DS18B20进行范围温度检测
单片机功强加快系统开发调试速度具控制方便简单灵活等特点设计硬件电路80C51单片机核心实现温度控制具实性强性强等特点
关键字：单片机数字恒温
目录
1 绪 1
11 课题研究背景 1
12 课题研究意义 2
13 课题研究容 2
2 智恒温箱系统概述 3
21 系统功 3
22 系统需求分析 4
23 智恒温箱工作流程 4
24 恒温箱工作程 6
25 章结 6
3 智恒温箱硬件设计 6
31 硬件电路设计概述 6
32 总体硬件原理图 7
33 时钟频率电路设计 9
34 复位电路设计 9
35 显示电路设计 10
351 显示电路概述 10
352 七段LED数码原理 10
353 显示电路整体设计 12
36 开关键盘设计 13
361 指拨开关 13
362 键开关 14
37 指示灯电路 15
38 温度采集电路 15
39 章结 20
4 软件设计 20
41 软件务分析 20
42 程序流程图 21
43 章结 25
5 参考文献 25
6 附录A 相关图 27
仿真图 27
硬件原理图 28
7 附录B 篇引文献 29
8051 29
8 附录C 参考文献题录摘 32
9 附录D 源程序 34
1 绪
11 课题研究背景
二十世纪科技高速发展信息时代电子技术微型单片机技术应更空前广泛着超规模集成电路技术发展诞生具体积功强性价高等特点广泛应电子仪表家电器节装置军事装置机器工业控制等诸领域产品型化智化提高产品功质量降低成简化设计迅猛发展领域越越感应单片机技术优越性单片机广泛应时断完善发展
智恒温箱温度医疗工业生产食品加工等领域关键温度测量控制始终占着重位市场常见温度传感器电压输出形式传感器非线性曲线相缺乏产品应具备通性互换性温度传感器应范围广数量常规环境参数中温度受素影响较难校准温度难准确测量参数常规方法测量温度误差准确度低测量滞时间长
年国传感器正着集成化智化网络化单片机方发展开发新代温度测量系统创造利条件
智恒温箱控制系统设计中数字传感器温度信号数字信号方式传送单片机单片机处理温度数值方面送LED数码显示方面定值行较判断温度高低采取相应措施：加热者制冷温度达设定值
智恒温箱控制温度农业研究生物技术测试提供需种环境模拟条件广泛适药物纺织食品加工等菌试验稳定性检查工业产品原料性产品包装产品寿命等测试
着单片机技术飞速发展通单片机控制象控制日益广泛具体积功强性价高等特点单片机应温度控制系统中起更控温作智恒温箱单片机进行温度控制典型应采单片机做控单元完成温度采集控制等求
12 课题研究意义
智恒温箱性程度取决温度控制性课题采单片机控制器通数字传感器测箱温度温度信号送入控制器完成恒温箱温度控制系统硬件箱温度保持设定温度范围设置温度低实时温度时单片机送出加热信号设置温度低实时温度时单片机送出制冷信号
13 课题研究容
次课题设计温度采集温度显示温度控制信号送出部分保温加热制冷次设计范围系统采模块化设计智恒温箱系统电默认设定恒温温度20℃时行调节预期恒温温度调节范围0~99℃调节系统会采集实时温度设定预期温度进行较果实时温度设定温度高开启制冷设备果实时温度预期温度低开启加热设备果温度样开启加热制冷设备显示电路通常显示实时温度传感器采集温度果想显示设定预期温度显示切换键时显示器会显示预期温度秒钟跳回显示实时温度显示实时温度时表示显示实时温度发光二极点亮显示预期温度时候表示显示预期温度发光二极点亮
文章节结构容：
第章 ：绪简介绍智恒温箱发展现状说明课题研究容
第二章 ：智恒温箱概述说明恒温箱工作程功介绍设计中需单片机基础知识确定课题达设计目标
第三章 ：智恒温箱硬件电路设计详细描述课题组成电路单元设计
第四章 ：智恒温箱软件设计编写程序
第五章 ：总结总结次设计指出设计中问题提出改善意见展未设计
2 智恒温箱系统概述
21 系统功
系统单片机采模块化设计智恒温箱包括温度设定钮温度显示温度调节实时温度显示预定温度显示转换钮温度采集等（根需设者设相关功）显示系统显示实时温度显示设定温度想保持温度
系统功模块方框图图21示
时钟
复位电路
2位七段数码显示
80C51单片机
进入温度设 定温度加减键输入电路
2发光二极显示
温度调节电路
温度采集电路
显示切换键电路
图21 系统功模块方框图
系统采模块化设计智恒温箱生活中广泛应系统电默认设定恒温温度20℃时行调节预期恒温温度调节范围0~99℃调节系统会采集实时温度设定预期温度进行较果实时温度设定温度高开启制冷设备果实时温度预期温度低开启加热设备果温度样开启加热制冷设备显示电路通常显示实时温度传感器采集温度果想显示设定预期温度显示切换键显示器会显示预期温度秒钟跳回显示实时温度显示实时温度时表示显示实时温度发光二极点亮显示预期温度时候表示显示预期温度发光二极点亮
单片机整恒温箱核心部电路设计汇编语言编写完成温度参数设定温度采集计算温度显示温度较温度调节等功
22 系统需求分析
1 中采集温度数计算转换熟悉摄氏温度
2 0~99℃范围调节预期达温度
3 实时温度预期温度进行正常调节温度
4 设定预期温度实时温度显示出
5 通常显示实时温度显示切换键显示秒钟预期温度
23 智恒温箱工作流程
智恒温箱基工作原理：恒温箱时系统会温度传感器采集温度转化摄氏度形式事先设定预期温度进行然根结果采取相应措施（加热制冷）断接达预期温度系统够显示实时温度设定预期温度恒温箱工作流程图22示：
加载程序
运行
进入温度设定
进行温度设定
温度减
温度加
温度采集计算
温度较进行温度调节
显示实时温度
显示切换
显示切换
显示设定温度
图22 恒温箱工作流程
24 恒温箱工作程
1 设定预期温度果想调节预期温度先闭合温度设定开关进入调节状态时会显示设定温度值果想加摄氏度加1℃键果想减摄氏度减1℃键温度LED显示器会显示改变温度调整范围0~99℃0℃时减1℃会跳99℃99℃时加1℃会跳0℃退出调节状态断开温度设定开关
2 温度采集计算单片机通温度传感器进行通信获取实时温度信息获取温度信息数转化摄氏温度形式存储起
3 温度较温度调节存储实时摄氏温度设定预期温度行较果实时温度高设定温度开启制冷器果实时温度低设定温度开启加热器
4 实时温度显示存储实时温度显示LED数码
5 设定温度显示想查设定预期温度需温度显示切换键然LED显示器会显示设定预期温度显示时间数秒跳出预期温度显示想查预期温度显示需次温度显示切换键
总言课题利80C51单片机外围接口实现温度控制系统设计恒温箱该恒温箱提高系统性简化电路结构节约成实工程设计
25 章结
章讲述恒温箱工作原理设计系统工作流程说明工作原理程中突出电路组成单元单元实现温度采集温度控制等功说明系统流程时结合设计容指出参数设置方法意义
3 智恒温箱硬件设计
31 硬件电路设计概述
设计分硬件设计软件设计两者相互结合分离：时间硬件设计绝部分工作量初阶段期做修改技术准备充分硬件设计量返工较少软件设计务贯彻始终中期基软件设计务着集成电路计数器飞速发展种功强芯片断出现硬件电路集成度越越高硬件设计工作量整项目中占重逐渐降硬件电路设计合理应注意方面：
1 采功强芯片简化电路功强芯片代干普通芯片着生产工艺提高新型芯片价格断降定干普通芯片价格总高
2 留设计余设计硬件电路时考虑修改扩展方便少锤定音电路设计果现留余点修改扩展迫进行全面返工
3 程序空间选片程序空间足够单片机设计采80C51单片机
4 RAM空间80C51单片机部RAM增强软件数处理功时觉足果系统配置外部RAM建议留空间果选8155作IO接口增强256字节RAM果批数需处理应配置足够RAM626462256等着软件设计水提高改变者增加软件中数处理算法系统功提高系统硬件必做更换系统升级换代硬件电路设计初期考虑点应该系统升级留足够RAM空间怕设计RAM插座暂时插芯片
IO端口样机研制出进行现场试时会发现忽视问题问题单纯软件措施解决果新信号需采集必须增加输入检测端：物理量需控制必须增加输出端果硬件电路设计预留出IO端口然时空着没时候派场
32 总体硬件原理图
总体硬件原理图图31示图中部分U1芯片80C51单片机U2温度传感器DS18B20温度传感器接单片机P12口两发光二极HEATCOOL分表示传送加热器制冷器启动信号分接单片机P10P11口果HEAT灯点亮表示加热器工作果COOL灯点亮表示制冷器工作键温度显示切换切换显示预设温度键接单片机P27口两发光二极分实时温度设定温度表示前数码显示实时温度设定温度实时温度发光二极点亮表示数码显示实时温度设定温度发光二极点亮表示数码前显示设定温度两数码分接单片机P26P25口图中两七段阴数码字段码信号端口接单片机P00~P06口公端接单片机P20P21口开关温度设定接单片机P22口钮加1℃减1℃分接单片机P23P24口闭合温度设定开关进入预期温度设定加1℃减1℃钮加减温度
图31 总体硬件原理图
33 时钟频率电路设计
单片机必须时钟驱动工作单片机部时钟振荡电路需外接振荡源产生定周期时钟信号送单片机部单元决定单片工作频率时钟电路图32 示
图32 外部振荡电路
般选石英晶体振荡器电路约延迟10ms振荡器起振XTAL2引脚产生幅度3V左右正弦波时钟信号振荡频率石英晶体频率确定电路中两电容C1C2作两：帮助振荡器起振二振荡器频率进行微调C1C2典型值30pF
单片机工作时部振荡器产生外直接输入送部控制逻辑单元时钟信号周期称时钟周期时钟信号频率倒数时钟信号频率常fosc表示图中时钟频率12MHzfosc12MHz时钟周期112μs
34 复位电路设计
单片机第9脚RST硬件复位电路该端加持续4机器周期高电实现复位复位单片机状态恢复初始化状态电路图图33示
图33中键电容C1电阻R1R2构成电复位手动电路单片机高电复位电复位时接通电源电电容C1开始缓缓充电图中电路5V电源电容电阻R1间形成通路R1产生电压降单片机RST脚高电段时间电容电充满时C1处视断路单片机RST脚处电压逐渐降0V处稳定低电状态时单片机完成电复位程序0000H开始执行手动复位时图中钮键时候单片机9脚RST脚处高电时单片机处复位状态
值注意设计中硬件复位电路软件复位两种功面述硬件复位状态知寄存器值恢复初始值前面功介绍中提倒计时时间记忆功该功实现前提条件单片机进行硬件复位设定软件复位功软件复位实际程序执行完毕程序指针通条跳转指令跳转程序执行起始址
图33 硬件复位电路
35 显示电路设计
351 显示电路概述
示功硬件关系极里七段数码显示通常显示采方法般包括两种：种静态显示种动态扫描中静态显示特点显示稳定闪烁程序编写简单占端口资源动态扫描特点显示稳定程度没静态显示程序编写复杂相静态显示言优点占端口资源少设计需较端口功采占端口少动态扫描显示办法显示电路部件整体设计做详细介绍
352 七段LED数码原理
LED数码显示器8发光二极中7长条发光二极（称七笔段）abcdefg序组成8字形点形发光二极放右方显示数点数码部连接方式分阳极数码阴极数码两种部8发光二极阳极连起接电源正极成阳极数码8发光二极阴极连起接测称阴极数码
次设计阴极数码引脚图34示外部10引脚中16引脚连通作公端接
图34 位阴极数码引脚图
LED数码结构出笔段组合构成字符例笔段bc点亮时显示数字1：笔段abc点亮时显示数字7控制7发光二极定求亮灭显示出十六进制字符0~F控制数码显示字符字段代码称显示代码字段码
数码显示码表述二进制数数码显示字符应关系表31示阴极数码8发光二极阴极已连起接控制字段正极控制发光二极亮灭
表31 七段显示译码器真值表段码表
字 符
h g f e d c b a
字段码
0
1 1 0 0 0 0 0 0
0 0 1 1 1 1 1 1
阳字码段C0H
阴字码段3FH
1
1 1 1 1 1 0 0 1
0 0 0 0 0 1 1 0
阳字码段F9H
阴字码段06H
2
1 0 1 0 0 1 0 0
0 1 0 1 1 0 1 1
阳字码段A4H
阴字码段5BH
3
1 0 1 1 0 0 0 0
0 1 0 0 1 1 1 1
阳字码段B0H
阴字码段4FH
4
1 0 0 1 1 0 0 1
0 1 1 0 0 1 1 0
阳字码段99H
阴字码段66H
5
1 0 0 1 0 0 1 0
0 1 1 0 1 1 0 1
阳字码段92H
阴字码段6DH
6
1 0 0 0 0 0 1 0
0 1 1 1 1 1 0 1
阳字码段82H
阴字码段7DH
7
1 1 1 1 1 0 0 0
0 0 0 0 0 1 1 1
阳字码段F8H
阴字码段07H
8
1 0 0 0 0 0 0 0
0 1 1 1 1 1 1 1
阳字码段80H
阴字码段7FH
9
1 0 0 1 0 0 0 0
0 1 1 0 1 1 1 1
阳字码段90H
阴字码段6FH
A
1 0 0 0 1 0 0 0
0 1 1 1 0 1 1 1
阳字码段88H
阴字码段77H
B
1 0 0 0 0 0 1 1
0 1 1 1 1 1 0 0
阳字码段83H
阴字码段7CH
C
1 1 0 0 0 1 1 0
0 0 1 1 1 0 0 1
阳字码段C6H
阴字码段39H
D
1 0 1 0 0 0 0 1
0 1 0 1 1 1 1 1
阳字码段A1H
阴字码段5EH
E
1 0 0 0 0 1 1 0
0 1 1 1 1 0 0 1
阳字码段86H
阴字码段79H
F
1 0 0 0 1 1 1 0
0 1 1 1 0 0 0 1
阳字码段8EH
阴字码段71H
353 显示电路整体设计
显示电路图35 示 图中RP1电阻盒相8独立电阻端接起接电源外端分接出引线显示电路中作拉电阻图中2七段LED数码公端12分接单片机P20P21口单片机2IO口输出位选信号动态扫描谓动态扫描指采分时方法轮流控制LED数码公端显示器轮流点亮轮流点亮扫描程中位数码点亮时间极短暂（约1ms）视觉暂留现象发光二极余辉效应实际位数码非时点亮扫描速度足够快印象组稳定显示数会闪烁感单片机P00~P06口负责字段码数传送LED数码
图35 显示电路
36 开关键盘设计
361 指拨开关
指拨开关面板通常会标ON记号开关拨ON边接点接通（on）拨边断开（off）开关作输入电路通常会接电阻VccGND做拉电阻拉电阻图36示两种开关电路供选择
a) b)
图36 开关电路
设计温度设定允许退出键选图36中a)示设计低电进入温度设定高电退出温度设定
362 键开关
键开关机械弹性开关键帽时键复位弹簧片压缩动片触电静片触电相连键盘两引脚接通松手复位弹簧动片弹开动片静片脱离接触键盘两引脚断开机械接触点弹性作键开始接接触稳定5~10ms抖动时间期间抖动发生键抖动波形图37示
图37键抖动电压波形
键开关输入需解决两问题判断否键消键抖动影响键确认反映电压键相连引脚呈现出高电低电消键抖动通常硬件软件两种消方法般键较时采软件方法消抖动第次检测键时执行段延时12~15ms子程序确认该键电否保持闭合状态电果保持闭合状态电确认真键消抖动影响
般电子装置中设计键输入控制程序执行时数输入特殊功设置操作控制电路中果键数键应条输入位线控制独立式键种接法根输入线键否会影响输入线工作状态通检测输入线电状态容易判断键独立式键单稳态锁存器消抖动
果监控程序中读键操作安排程序（台程序）键盘中断（外部中断）子程序中该延时子程序便直接插入读键程中果读键程安排定时中断子程序中省专门延时子程序利两次定时中断时间间隔完成抖动处理
37 指示灯电路
实时温度设定温度切换时明白LED数码显示种温度两发光二极指示果标实时温度标记发光二极点亮表示数码显示实时温度果标设定温度标记发光二极点亮表示数码显示设定温度样混淆图39示温度指示灯电路
图39 温度指示灯电路
图中两发光二极分单片机P26P25口相连单片机显示种温度信号送两口应发光二极会点亮信号低电效
38 温度采集电路
温度采集电路图310示 图中U2温度采集电路核心部件温度传感器DS18B20面详细介绍参数法
DS18B20部低温度系数振荡器振荡频率温度变化振荡器计数器1提供频率稳定计数脉
高温度系数振荡器振荡频率温度敏感振荡器计数器2提供频率温度变化计数脉
图310 温度采集电路
初始时温度寄存器预置成55℃计数器1预置数开始减计数0时温度寄存器中寄存温度值增加1℃程重复进行直计数器2计数0时便停止
初始时计数器1预置55℃相应预置值计数器1循环预置数斜率累加器提供补偿振荡器温度特性非线性性斜率累加器提供预置数温度相应变化计数器1预置数定温度处温度寄存器寄存值增加1℃计数器需计数数
DS18B20部较器四舍五入量化方式确定温度寄存器低效位计数器2停止计数较器计数器1中计数剩余值转换温度值025℃进行较低025℃温度寄存器低位置0高025℃低位置1高075℃时温度寄存器低位进位然置0样较温度寄存器值终读取温度值位代表05℃四舍五入量化误差±12LSB025℃
温度寄存器中温度值9位数格式表示高位符号位余8位二进制补码形式表示温度值测温结束时9位数转存暂存存储器前两字节中符号位占第字节8位温度数占第二字节
DS18B20测量温度时特温度测量技术DS18B20部低温度系数振荡器产生稳定频率信号样高温度系数振荡器测温度转换成频率信号计数门开时DS18B20进行计数计数门开通时间高温度系数振荡器决定芯片部斜率累加器频率非线性度加补偿测量结果存入温度寄存器中般情况温度值应该9位符号位扩展成高8位16位补码形式读出
DS18B20工作程般遵循协议：初始化——ROM操作命令——存储器操作命令——处理数
① 初始化
单总线处理均初始化序列开始初始化序列包括总线机发出复位脉接着属器件送出存脉存脉总线控制器知道DS1820 总线已准备操作
② ROM操作命令
旦总线机检测属器件存便发出器件ROM操作命令ROM操作命令均8位长命令列表：
Read ROM(读ROM)[33H]
命令允许总线机读DS18B208位产品系列编码唯48位序列号8位CRC命令总线仅DS18B20情况果总线存属器件片企图时发送时发生数突现象（漏极开路会产生线结果）
Match ROM( 符合ROM)[55H]
命令继64位ROM数序列允许总线机点总线特定DS18B20寻址64位ROM序列严格相符DS18B20继存贮器操作命令作出响应64位ROM序列符片等复位脉命令总线单器件情况均
Skip ROM( 跳ROM )[CCH]
单点总线系统中命令通允许总线机提供64位ROM编码访问存储器操作节省时间果总线存属器件Skip ROM命令发出读命令片时发送数会总线发生数突（漏极开路拉会产生线效果）
Search ROM( 搜索ROM)[F0H]
系统开始工作时总线机知道单线总线器件数者知道64位ROM编码搜索ROM命令允许总线控制器排法识总线机64位编码
(Alarm Search告警搜索)[ECH]
命令流程搜索ROM命令相仅次温度测量出现告警情况DS18B20命令作出响应告警条件定义温度高TH 低TLDS18B20电告警条件保持设置状态直次温度测量显示出非告警值者改变THTL设置测量值次位允许范围贮存EEPROM触发器值告警
③ 存储器操作命令
Write Scratchpad（写暂存存储器）[4EH]
命令DS18B20暂存器中写入数开始位置址2接写入两字节存暂存器中址位置23时刻发出复位命令中止写入
Read Scratchpad（读暂存存储器）[BEH]
命令读取暂存器容读取字节0开始直进行直第9（字节8CRC）字节读完果想读完字节控制器时间发出复位命令中止读取
Copy Scratchpad（复制暂存存储器）[48H]
条命令暂存器容拷贝DS18B20E2存储器里温度报警触发字节存入非易失性存储器里果总线控制器条命令着发出读时间隙DS18B20正忙暂存器拷贝E2存储器DS18B20会输出0果拷贝结束话DS18B20 输出1果寄生电源总线控制器必须条命令发出立起动强拉少保持10ms
Convert T（温度变换）[44H]
条命令启动次温度转换需数温度转换命令执行DS18B20保持等状态果总线控制器条命令着发出读时间隙DS18B20忙做时间转换话DS18B20总线输出0温度转换完成输出1果寄生电源总线控制器必须发出条命令立起动强拉保持500ms
Recall E2（重新调整E2）[B8H]
条命令贮存E2中温度触发器值重新调暂存存储器种重新调出操作DS18B20电时动发生器件电暂存存储器效数条命令发出发出第读数时间片器件会输出温度转换忙标识：0忙1准备绪
Read Power Supply（读电源）[B4H]
命令发送DS18B20发出第读数时间片器件会出电源方式信号：0寄生电源供电1外部电源供电
④ 处理数
DS18B20高速暂存存储器9字节组成分配表32示温度转换命令发布转换温度值二字节补码形式存放高速暂存存储器 第0第1字节单片机通单线接口读该数读取时低位前高位
表32 DS18B20暂存器字节分配
温度℃
二进制表示
十六进制表示
符号位（5位）
数位（11位）
+125
0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0
07D0H
+250625
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1
0191H
+10125
0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0
00A2H
+05
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
0008H
0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0000H
05
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0
FFF8H
10125
1 1 1 1 1
1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0
FF5EH
25625
1 1 1 1 1
1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1
FE6FH
55
1 1 1 1 1
1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0
FC90H
表DS18B20温度采集转化12位数存储DS18B20两8特RAM中二进制中前面5位符号位果测温度等05位0测数值00625实际温度果温度05位1测数值需取反加100625实际温度
温度转换计算方法举例：
例DS18B20采集+125℃实际温度输出07D0H：
实际温度07D0H╳006252000╳006251250℃
例DS18B20采集55℃实际温度输出FC90H应先11位数位取反加1370H（符号位变作计算）：
实际温度370H╳00625880╳00625550℃
39 章结
章详细讲述80C51核心元件恒温箱硬件电路具体设计程分析具体电路工作原理设计程中实现温度控制通编写程序方法集成80C51部接着程序载硬件电路中配合周边温度采集电路时钟电路温度控制电路显示电路等制作出符合设计求恒温箱
4 软件设计
41 软件务分析
软件务分析硬件电路设计结合进行功硬件完成务软件完成硬件电路设计基定型基决定
软件务分析环节软件设计做总体规划软件功分两类：类执行软件完成种实质性功测量计算显示印输出控制通信等类监控软件专门协调执行模块操作者关系系统软件中充组织调度角色软件两类软件设计方法特色执行软件设计偏重算法效率硬件关系密切千变万化
软件务分析时应执行模块列出执行模块进行功定义接口定义（输入输出定义）执行模块进行定义时牵扯数结构数类型问题规划
执行模块规划设计监控程序首先根系统功键盘设置选择种适合监控程序结构相讲执行模块务明确单纯较容易编程监控程序较易出问题名操作工较容易厂长较难样
软件务分析容安排监控软件执行模块整系统软件分台程序（背景程序）前台程序台程序指程序调子程序类程序实时性求太高延时十毫秒甚百毫秒没关系通常监控程序（键盘解释程序）显示程序印程序等操作者交道程序放台程序中执行前台程序安排实时性求较高容定时系统外部中断全部程序均安排前台台程序系统进入睡眠状态利系统节电抗干扰
42 程序流程图
程序中包括程序程序温度设定子程序温度读取转换子程序显示温度子程序较温度子程序显示切换子程序
程序流程图图41示：
图41 程序流程图
温度设定子程序流程图图42示：
图42 温度设定子程序流程图
温度采集计算子程序图43示：
图43 温度采集计算子程序流程图
温度较处理子程序流程图图44示
读取实时温度值
实时温度设定温度相等？
实时温度设定值？
开启制冷
开启加热
N
返回
N
Y
Y
图44 温度较处理子程序流程图
温度显示子程序图45示：
选通十位址送显示字符
延时约12ms
选通位址送显示字符
延时约12ms
返回
图45 温度显示子程序
根流程图编写出终源程序见附录D
43 章结
章恒温箱软件设计实现恒温箱功通编写程序方法集成80C51部程序载硬件电路中实现温控功
5 参考文献
[1] 立民 单片机高级教程应设计[M]北京：北京航空航天学出版社20071
[2] 胡汉单片机原理接口技术[M]北京：清华学出版社1999
[3]欧阳文ATMEL89系列单片机原理开发实践[M]北京中国电力出版社20076
[4]樊尚春传感器技术应[M]北京航空航天学出版社20048
[5]高鹏等Protel99入门提高[M]民邮电出版社2000
[6]刘亮先进传感器应[M]化学工业出版社2005
[7]潘永雄新编单片机原理应[M]西安西安电子科技学出版社2003
[8]徐凤霞赵成安AT89C51单片机温度控制系统[J]齐齐哈尔学学报20043
[9]楼然苗51系列单片机设计实例[M]北京航空航天学出版社200303
[10]褚斌徐力参数新型智变送器设计[J]仪表技术传感器2004(10)5456
[11]李德振湿度监测系统设计方案[J]电子制作2010
6 附录A 相关图
仿真图
硬件原理图
7 附录B 篇引文献
8051
单片微型计算机简称单片机称微型控制器微型计算机重分支单片机70年代中期发展起种规模集成电路芯片CPURAMROMIO接口中断系统硅片器件80年代单片机发展迅速类新产品断涌现出现许高性新型机种现已逐渐成工厂动化控制领域支柱产业
引脚功：
MCS51标准40引脚双列直插式集成电路芯片引脚分布请参单片机引脚图：
P00~P07 P0口8位双口线（引脚39~32号端子）
P10~P17 P1口8位双口线（引脚1~8号端子）
P20~P27 P2口8位双口线（引脚21~28号端子）
P30~P37 P3口8位双口线（引脚10~17号端子）
4IO口具完全相功家学书里然写太深初学者难理解里已表达方式写相信够理解
P0口三功：
1外部扩展存储器时做数总线（图1中D0~D7数总线接口）
2外部扩展存储器时作址总线（图1中A0~A7址总线接口）
3扩展时做般IO部拉电阻作输入输出时应外部接拉电阻
P1口做IO口：部拉电阻
P2口两功：
1扩展外部存储器时作址总线
2做般IO口部拉电阻
P3口两功：
作IO外（部拉电阻）特殊功特殊寄存器设置具体功请参考面引脚说明
部EPROM单片机芯片（例8751）写入程序需提供专门编程脉编程电源信号信号引脚形式提供：编程脉：30脚（ALEPROG）编程电压（25V）：31脚（EAVpp）（注：引脚功应9脚第二功外新动力2004版学套件中应）
介绍四IO口时提拉电阻拉电阻什呢？起什作呢？说电阻然电阻啦作输入时拉电阻电位拉高输入低电提供电流源果P0口果作输入时处高阻抗状态外接拉电阻效ALEPROG 址锁存控制信号：系统扩展时ALE控制P0口输出低8位址送锁存器锁存起实现低位址数隔离（面关扩展课程中会8051扩展 EEPROM电路图中ALE74LS373锁存器G相连接CPU外部进行存取时锁住址低位址P0口输出ALE高电低电ALE高电时允许址锁存信号访问外部存储器时ALE信号负跳变（正变负）P0口低8位址信号送入锁存器ALE低电时P0口容锁存器输出致关锁存器容稍会介绍
没访问外部存储器期间ALE16振荡周期频率输出（6分频）访问外部存储器112振荡周期输出（12分频）里系统没进行扩展时ALE会16振荡周期固定频率输出做外部时钟者外部定时脉
PORG编程脉输入端：第五课单片机部结构组成中已知道8051单片机部4KB8KB程序存储器（ROM）ROM作存放户需执行程序样编写程序存入进ROM中呢？实际通编程脉输入写进脉输入端口PROG
PSEN 外部程序存储器读选通信号：读外部ROM时PSEN低电效实现外部ROM单元读操作
1部ROM读取时PSEN动作
2外部ROM读取时机器周期会动作两次
3外部RAM读取时两PSEN脉跳会输出
4外接ROM时ROMOE脚相接
参见图2—（8051扩展2KB EEPROM电路图中PSEN扩展ROMOE脚相接）
EAVPP 访问序存储器控制信号
1接高电时：
CPU读取部程序存储器（ROM）
扩展外部ROM：读取部程序存储器超0FFFH（8051）1FFFH（8052）时动读取外部ROM
2接低电时：CPU读取外部程序存储器（ROM） 前面学中已知道8031单片机部没ROM应8031单片机时脚直接低电
38751烧写部EPROM时利脚输入21V烧写电压
RST 复位信号：输入信号连续2机器周期高电时效完成单片机复位初始化操作复位程序计数器PC0000H复位程序存储器0000H单元读取第条指令码
XTAL1XTAL2 外接晶振引脚芯片部时钟时二引脚外接石英晶体微调电容外部时钟时接外部时钟脉信号
VCC：电源+5V输入
VSS：GND接
AVRpic8051结构8位单片机结构汇编指令区CISC指令集8051RISC指令集十条指令部分指令单指令周期指令样晶振频率较8051速度快PIC8位单片机前年世界出货量单片机飞思卡尔单片机紧
ARM实际32位单片机部资源（寄存器外设功）较8051PICAVR计算机CPU芯片接常手机路器等等
DSP实种特殊单片机8位32位专门计算数字信号某公式运算现行家计算机快CPU快说般32位DSP指令周期运算完32位数32位数积加32位数应某实时处理求较高场合
8 附录C 参考文献题录摘
[1] 立民 单片机高级教程应设计[M]北京：北京航空航天学出版社20071
摘书80C51系列单片机线介绍单片机原理典型结构基功单元基础重点讲解单片机应系统设计硬件技术容包括：单片机基结构工作原理80C51单片机指令系统80C51单片机基功单元操作原理应系统设计行扩展技术串行扩展技术应程序设计技术功耗系统设计性设计等突出嵌入式应设计容
关键词80C51单片机嵌入式扩展技术
[2] 胡汉单片机原理接口技术[M]北京清华学出版社1999
摘书详介绍MCS51系列单片机硬件结构指令系统设计中断系统系统扩展接口技术应等容容安排坚持改革创新相结合强调实践性应性重方法介绍旨锻炼学生综合分析力基技培养
关键词MCS51单片机指令系统接口技术
[3]欧阳文ATMEL89系列单片机原理开发实践[M]北京：中国电力出版社20076
摘书单片机基础知识出发重点讲述ATMEL89系列单片机结构应全书结构分原理说明案例分析两部分系统详细介绍单片机基础知识ATMEL89系列单片机基结构定时中断部件结构功串行接口部件结构功软件系统单片机抗干扰技术简易网络导纳分析仪制作直流电压控制输出实例单片机控制应实例等
关键词单片机ATMEL89系列串行接口
[4]樊尚春传感器技术应[M]北京航空航天学出版社20048
摘教材较系统介绍传感器技术涵盖容包括传感器特性评估传感器中常弹性敏感组件力学特性电位器式传感器应变式传感器压阻式传感器热电式传感器电容式传感器变磁路式传感器压电式传感器谐振式传感器声表面波传感器光纤传感器微机械传感器智化传感器等
关键词传感器智化敏感组件
[5]高鹏等Protel99入门提高[M]民邮电出版社2000
摘书Protel99线讲解电子线路设计基概念设计规通典型实例全面介绍目前应广泛电子线路软件包Protel99SE功安装方法书结合实例书中容尤模拟仿真部分作较详细讲解
关键词Protel99SE软件包电子线路设计
[6]刘亮先进传感器应[M] 化学工业出版社2005
摘书围绕光机电体化产品组成素中紧密相连传感器技术先进新颖实角度出发详细介绍种先进传感器原理性设计制作方法外围测量电路设计方法详述种新型传感器测量探测检测方面传感遥测领域具体应技术述常传感器测控电路传感遥控遥测电路设计应书中微电子技术数字技术重点较详细介绍传感器外部接口电路信号转换接口方法深入浅出通俗易懂易做学致
关键词传感器技术外部接口电路新型传感器
[7]潘永雄新编单片机原理应[M]西安西安电子科技学出版社2003
摘书增强型MCS51单片机原理应线系统介绍8XC5X（包括8XC5X28XC51RX89C6XX2P87PC76X系列MPU芯片部结构指令系统资源扩展方法接口技术单片机应系统硬件结构开发手段设备等编写程中量避免介绍程序设计方法技巧着重介绍硬件资源方法系统构成连接注重典型性代表性期达举反三效果容安排力求兼顾基础性实性先进性
关键词MCS51单片机MPU硬件结构接口技术
[8]徐凤霞赵成安AT89C51单片机温度控制系统[J]齐齐哈尔学学报20043
摘系统单片机系统控制核心 线性度灵敏度高集成温度传感器分辨率高噪声低转换器进行温度采集 采线性数字校正数字滤波技术 增强系统灵敏度抗干扰力
关键词温度测控单片机控制AT89C51
9 附录D 源程序
TEMPER_L EQU 31H 保存读出温度低字节
TEMPER_H EQU 30H 保存读出温度高字节
TEMPER_SET EQU 32H 保存设定预期温度
FLAG EQU 33H 否检测DS18B20标志位
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0030H
MAIN
MOV R0#20 系统默认预期温度20℃
START
CLR P26 点亮实时温度指示灯
SETB P25 熄灭设定温度指示灯
JNB P22SELSUB 进入温度设定
LCALL GET_TEMPER 调温度获取子程序
LCALL COMPARE 调温度较子程序
LCALL DISPLAY 调显示子程序
LCALL KEY 调显示切换子程序
LJMP START
SELSUB
MOV AR0
MOV B#10
DIV AB
MOV R1A 温度十位存R1
MOV R2B 温度位存R2
LCALL DISPLAY 显示温度
JNB P23INC0
JNB P24DEC0
JB P22BACK
LJMP SELSUB
INC0 温度加1℃
MOV AR1
CJNE A#63HADD0 温度否99℃跳ADD0
MOV R1#00H
INC1
LCALL DELAY1 延时显示
JNB P23INC1 键否松开松开程序执行
LJMP SELSUB
ADD0
INC R0
LCALL DELAY1
LJMP SELSUB
DEC0 温度减1℃
MOV AR1
JZ SETR1 温度0℃跳SETR1
DEC R0
DEC1
LCALL DELAY1
JNB P24DEC1 键否松开松开程序执行
LJMP SELSUB
SETR1
MOV R1#63H
LCALL DELAY1
LJMP SELSUB
BACK
LJMP START
GET_TEMPER
SETB P12
LCALL SET_1820 DS18B20初始化
JB FLAGTSS2 检测DS18B20跳TSS2
RET
TSS2
MOV A#0CCH 跳ROM匹配
LCALL WRITE_1820 写DS18B20子程序
MOV A#44H 发出温度转换命令
LCALL WRITE_1820
LCALL DISPLAY 显示温度等AD转换结束
LCALL SET_1820
MOV A#0CCH 跳ROM匹配
LCALL WRITE_1820
MOV A#0BEH 发出读温度命令
LCALL WRITE_1820
LCALL READ_1820 读DS18B20温度数
MOV ATEMPER_L
MOV R3#4
L1
SETB C
RRC A
DJNZ R3L1
MOV TEMPER_LA
MOV ATEMPER_H
MOV R3#4
L2
SETB C
RLC A
DJNZ R3L2
ANL ATEMPER_L
MOV R7A 读出温度转化问摄氏温度存R7中
MOV B#10
DIV AB
MOV R1A 读出温度十位存R1
MOV R2B 读出温度位存R2
RET
SET_1820 DS18B20复位初始化子程序
SETB P12
NOP
CLR P12
MOV R3#3 机发出延时537微秒复位低脉
TSR1
MOV R4#107
DJNZ R4
DJNZ R3TSR1
SETB P12 然拉高数线
NOP
NOP
NOP
MOV R4#25H
TSR2
JNB P12TSR3 等DS18B20回应
DJNZ R4TSR2
LJMP TSR4 延时
TSR3
SETB FLAG 置标志位表示DS18B20存
LJMP TSR5
TSR4
CLR FLAG 清标志位表示DS18B20存
LJMP TSR7
TSR5
MOV R4#117
TSR6
DJNZ R4TSR6 时序求延时段时间
TSR7
SETB P12
RET
WRITE_1820
MOV R3#8 8位数
CLR C
WR1
CLR P12
MOV R4#6
DJNZ R4
RRC A
MOV P12C
MOV R4#23
DJNZ R4
SETB P12
NOP
DJNZ R3WR1
SETB P12
RET
READ_1820 温度高位位DS18B20中读出
MOV R4#8
RE01
CLR C
SETB P12
NOP
NOP
CLR P12
NOP
NOP
NOP
SETB P12
MOV R6#4
DJNZ R6
MOV CP12
RRC A
MOV R6#30
DJNZ R6
DJNZ R4RE01
MOV TEMPER_LA 位存入31H
MOV R4#8
RE02
CLR C
SETB P12
NOP
NOP
CLR P12
NOP
NOP
NOP
SETB P12
MOV R6#4
DJNZ R6
MOV CP12
RRC A
MOV R6#30
DJNZ R6
DJNZ R4RE02
MOV TEMPER_HA 高位存入32H
RET
COMPARE 较温度子程序
MOV TEMPER_SETR0
MOV AR7
CJNE ATEMPER_SETCOMP 设定温度实时温度等跳COMP
SETB P10 关加热器
SETB P11 关制冷器
RET
COMP
MOV AR7 实时温度存入A
MOV BR0 设定温度存入B
DIV AB AB商A
CJNE A#0HCOMP1 A等0实时温度高跳转
SETB P11 关制冷器
CLR P10 开加热器
LJMP EXIT
COMP1
SETB P10 关加热器
CLR P11 开制冷器
EXIT
RET
DISPLAY 显示子程序
MOV DPTR#DAT
MOV AR1
MOVC A@A+DPTR
CLR P20
SETB P21
MOV P0A 动态扫描显示十位
LCALL DELAY 延时约12毫秒
MOV AR2
MOVC A@A+DPTR
SETB P20
CLR P21
MOV P0A 动态扫描显示位
LCALL DELAY
SETB P20
SETB P21 关显示
RET
DAT
DB 3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH00H
0123456789灭
DELAY1 延时子程序延时显示
MOV 36H#08H
LOOP0
LCALL DISPLAY
DJNZ 36HLOOP0
RET
DELAY 延时子程序延时约12ms
MOV 34H#24H
LOOP
MOV 35H#0AFH
LOOP1
DJNZ 35HLOOP1
DJNZ 34HLOOP
RET
KEY 显示切换子程序
JNB P27KEY1
RET
KEY1
LCALL DELAY 延时抖动
JNB P27KEY2
RET
KEY2
LCALL INT
RET
INT
MOV AR0 显示设定温度
MOV B#10
DIV AB
MOV R1A
MOV R2B
MOV R6#50
LCALL DELAY1
DJNZ R6
RET
END
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