技术总结报告.doc

1、技 术 总 结 报 告22 组：汪永威 李潇 王占东 题目：恒温箱测控系统摘要：在工业产品及家庭电器中，经常要用到恒温系统，而这些恒温系统的性能经常对这些产品的总体性能起很重要的作用，本次实习设计采用华邦系列 W77E58 单片机对温箱进行控制，并通过 Keil 51 开发软件方针出具有交互式测控系统，解决了在恒温系统中交互控制的问题关键字：单片机 恒温 测控 计算机硬件技术试验 Keil51 应用系统一 概述：在工业产品及家电产品的设计与生产过程中，恒温系统的功能和作用不可低估。目前，恒温系统的应用遍及室内恒温，恒温淋浴，冰箱，空调，汽车恒温，车间恒温等等方面。在各种恒温系统中，重要的是系统

2、的测控共能和其交互式功能，包括温度测量的准确性，及时性，控制的灵活性，及各种按键设置的合理性，还要考虑其成本和工艺要求。二设计基本要求：a、能显示冷热箱温度-显示分辨率 1b、能将冷热箱温度控制在设定值1以内c、当温度超出设定值2时，示警d、能通过键盘设定控制温度及使用上下限（上限 50，下限10） 。三.软硬件支持：1. 软件：Keil51 单片机开发软件2. 硬件：A) 西北工业大学计算机学院开发的计算机硬件技术试验平台系统：计算机硬件试验平台由 JTAG 接口，用户 PLD 模块，逻辑指示模块，IC 卡日历模块，点阵液晶模块，配置模块1，NiosR232,语音模块，按键模块，可配置单片机

3、模块，AD模块，DA 模块，并行量模块，数字量模块，键盘显示模块，配置模块 2 和面包板等 19 个模块构成。本试验用到单片机模块，按键模块，数码显示模块等。B) NPU-1820B 温度控制接口板如下图C) 恒温箱四总体设计1总体方案：采用单片机作为总体控制 CPU，由数字温度传感器 DS18B20作为温度采集器件，由 7289A 配合 7 段数码管和按键键盘作为控制交互部件。2原理图：实习技术原理图如下：五工作原理：1. CS-51 系列单片机原理及基本组成：实验箱单片机 蜂鸣器接口板恒温箱DS18B207289A数码管按键时钟电路 SFR和RAMROMROMCPU定时/计数器并行端口 中

4、断系统串行端口系 统 总 线时钟源 T0 T1 T2P0 P1 P2 P3TXD RRXDINT0 INT本试验用华邦 7E857 单片机性能资源如下：a) 采用 CMOS 结构器件架构，具有高速性能b) 36 I/O 口c) 3 个定时/计数器d) 12 个中断源，两个中断优先级e) 32K ROM,256B 片内数据存储器，1K 附加片内 SRAM2.温度传感器 DS18B20：数字式温度传感器 DS18B20DS18B20 是美国 DALLAS 公司生产的总线数字式温度传感器，转换的温度以二进制代码的形式存放在片内寄存器中，可方便的与单片微机接口，实现温度的测量。由于具有结构简单，不需要

5、外接电路，可用一根数据线既供电又传输数据，可由用户设置温度警报界限，可用一根数据线上连接多片 DS18B20, 方便地实现多点温度测量等特点，近年来在需要测量和控制温度地场合得到了广泛的使用。a）.18B20 的性能特点（1） 。测温范围：50C 150C。（2） 。精度：在10C 85C 范围内，温度精度为0.5C。（3） 。分辨率：分辨率由 912 位（包括 1 位符号位）数据在线编程决定，出厂设定位 12 位分辨率。（4） 。温度转换时间：与设定的分辨率有关，当设定为 9 位时，最大转换时间为 93.75ms；10 位时为 187.5 ms；11 位时为375 ms；12 位时为 750

6、 ms。（5） 。电源电压范围：在保证转换精度为0.5C 时，电源电压范围可为3.0V5.5V。（6） 。程序设置寄存器：该寄存器主要用来设置分辨率位数，各位意义如图 217 所示。图 217（7） 。64 位 ROM 编码：每一片 18B20 都有一个唯一的 ROM 编码，通过程序读出该编码，便可方便地识别，控制不同测量点处不同芯片地测温状态。从高位算起，该 ROM 有一个字节地 CRC 效验码， 6 个字节地产品序列号和一个字节的家族代码。对 DS18B20，其家族代码为 28H。（8） 。温度数据寄存器：用于存放测量所获得的温度的二进制代码，该寄存器由两个字节组成。以 12 位分辨率为例

7、，低位字节的低四位对应温度的小数位，高四位对应整数部分的地段。高位字节的低四位对应温度整数部分的高段和符号位 S，高四位为符号的扩展位。表 24 给出了 DS18B20 输出的数字与温度的对应关系，负数以补码形式给出。由表可见，DS18B20 输出的二进制数字除以 16 即为实际温度值。TM R1 R0 1 1 1 1 1（9） 。内部存储器分配：DS18B20 有一块高速暂存寄存器 。另外，还含有 EEROM,所以警报的上，下温度值和设定的分辨率位数是可以记忆的。温度采集原理如下：温 度 DS18B20（C） 输出二进制码 对应 16 进制码125 0000011111010000 07D0

8、H25 0000000110010000 0190H0.5 0000000000001000 0008H0 0000000000000000 0000H0.5 11111111111111000 FFF8H25 1111111001110000 FE70H35 11111100100100000 FC90H传感器 信号调理 A/D 转换 显示控制温度电信号信号调至 A/D 转换范围信号调至 A/D 转换范围b).温度控制执行电路：c).7289A 数码显示及按键控制7289A 是具有 SPI 串行接口功能的可同时驱动 8 位共阴式数码管或 64 只独立 LED 的智能显示驱动芯片，该芯片同时还

9、可连接多达 64 键的键盘矩阵，单片即可完成 LED 显示，键盘接口的全部功能。7289A 内部含有译码器，可直接接受 BCD 码或 16 进制码，并同时具有两种译码方式。此外还具有多种控制指令如消隐，闪烁，左移，右移，段寻址等。7289A 具有片选信息，可方便地实现多于 8 位地显示或多于 64 键的键盘接口。串行接口我无需外围元件可直接驱动 LED各位独立控制译码/不译码及消隐和闪烁属性；循环左移/循环右移指令；具有段寻址指令方便独立 LED64 键键盘控制器内含有去抖动电路键盘控制器 7289 引脚图d).7289 指令集：0A4H-复位清除指令0BFH-测试指令?;0A1H-左移0A0

10、H-右移0A3H-循环左移0A2H-循环右移11000 a2 a1 a0-显示位dp x x x d3 d2 d1 d0-显示码 16 进制数088H-闪烁命令d8 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 -d8-d1 数码管(0-闪烁)098H-消隐命令d8 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 -d8-d1 数码管(0-消隐RTCC RSTVCC RCNC CLKOGND DIG7NC DIG6CS DIG5CLK DIG4DIO DIG3KEY DIG2SG DIG1SF DIG0SE DPSD SASC SB015H-读键盘命令d8 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 -d8-d1 按键代码(0-3FH 无键动 0FFH)e).7289 电路连接如下：六.技术分析：1.键盘中断及显示环节：键盘显示接线图如上 7289 电路连接图，实习中用 7289A 来接受键盘中断和驱动数码管显示2.在程序中，我们采用外部中断 0，即 7289KEY 端接单片机P3.2(12 引脚)口，采用定时器中断 0 设置每秒中断一次，置位温度采集及显示标志，而在主程序中查询标志，然后进行动作。程序总流程如下