基于AT89C51单片机的蔬菜大棚温度控制系统设计.doc

1、 1 目 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 录 凌阳， 拇指 凌阳 摘要： 2 凌 阳， 拇指 凌阳 关键词： 3 凌阳， 拇指 凌阳 引言： 3 凌阳， 拇指 凌阳 1. 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 系统方案选择和论证 4 凌阳， 拇指 凌阳 1.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 任务 4 凌阳， 拇指 凌阳 1.2 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 任务要求 4 凌阳， 拇指 凌阳 1.3 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 系统基本方案 5 凌阳， 拇

2、指 凌阳 1.3.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 各模块电路的方案选择及论证 5 凌阳， 拇指 凌阳 1.3.2 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 系统各模块的最终方案 7 凌阳， 拇指 凌阳 2. 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 系统硬件设计 8 凌阳， 拇指 凌阳 2.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 单片机型号选择 8 凌阳， 拇指 凌阳 2.2 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 单片机 最小系统电路设计 11 凌阳， 拇指 凌阳 2.3 温度采集部分设计 12 凌阳， 拇指 凌阳 2.4 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 按键电路设计 2

3、0 凌阳， 拇指 凌阳 2.3 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 数码管显示电路设计 20 凌阳， 拇指 凌阳 2.4 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 温 度控制电路设计 23 凌阳， 拇指 凌阳 2.5 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 报警电路设计 24 凌阳， 拇指 凌阳 2.6 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 电源输入部分 25 凌阳， 拇指 凌阳 3 凌阳， 拇指 凌阳 系统软件设计 27 凌阳， 拇指 凌阳 3.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 读取 DS18B20 温度模块子程序 28 凌阳， 拇指 凌阳 3.2 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳，

4、拇指 凌阳 数据处理子程序 29 凌阳， 拇指 凌阳 3.3 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 键盘扫描子程序 30 凌阳， 拇指 凌阳 3.4 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 主程序流程图 31 凌阳， 拇指 凌阳 致谢 32 凌阳， 拇指 凌阳 参考文献 33 凌阳， 拇指 凌阳 附录 A：本设计整体电路图 35 凌阳， 拇指 凌阳 附录 B：程序清单 35 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 2 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指

5、凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 摘要： 凌阳， 拇指 凌阳 本设计以 AT89C51 单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法 。 食指 温度信号由温度芯片 DS18B20 采集 ， 拇指 并以数字信号的方式传送给单片机 。 食指 文中介绍了该控制系统的硬件部分 ， 拇指 包括：温度检测电路、温度控制电 路、温度显示电

6、路 。 食指单片机通过对信号进行相应处理 ， 拇指 从而实现温度控制的目的 。 食指 文中还着重介绍了3 软件设计部分 ， 拇指 在这里采用模块化结构 ， 拇指 主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、继电器控制程序、超温报警程序 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 通过对基于单片机的相对温度控制器设计 ， 拇指 加深对传感器技术及检测技术的了解 ， 拇指 巩固对单片机知识的掌握 ， 拇指 并系统的复习本专业所学过的知识 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 关键词： AT89C51 单片机 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳，

7、 拇指 凌阳 DS18B20 温度检测芯片 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 温度控制 凌阳， 拇指 凌阳 Abstract： 凌阳， 拇指 凌阳 This 凌阳， 拇指 凌阳 design 凌阳， 拇指 凌阳 as 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 core 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 AT89C51 凌阳， 拇指 凌阳 temperature 凌阳， 拇指 凌阳 control 凌阳， 拇指 凌阳 system 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳the 凌阳， 拇指 凌阳 w

8、orking 凌阳， 拇指 凌阳 principle 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 design 凌阳， 拇指 凌阳 method. 凌阳， 拇指 凌阳 Temperature 凌阳， 拇指 凌阳 signal 凌阳， 拇指 凌阳chipDS18B20collection 凌阳， 拇指 凌阳 by 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 temperature, 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 way 凌阳， 拇指 凌阳 to 凌阳， 拇指 凌阳 digital 凌阳， 拇指 凌阳signal 凌阳， 拇指 凌阳 trans

9、fer 凌阳， 拇指 凌阳 to 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 microcontroller. 凌阳， 拇指 凌阳 The 凌阳， 拇指 凌阳 paper 凌阳， 拇指 凌阳 introduces 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳hardware 凌阳， 拇指 凌阳 part 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 control 凌阳， 拇指 凌阳 system, 凌阳， 拇指 凌阳 including: 凌阳， 拇指 凌阳 temperature 凌阳， 拇指 凌阳 detection 凌阳， 拇指 凌阳 circuit,

10、 凌阳， 拇指 凌阳 temperature 凌阳， 拇指 凌阳 control 凌阳， 拇指 凌阳 circuit, 凌阳， 拇指 凌阳 temperature 凌阳， 拇指 凌阳 display 凌阳， 拇指 凌阳 circuit. 凌阳， 拇指 凌阳SCM 凌阳， 拇指 凌阳 through 凌阳， 拇指 凌阳 to 凌阳， 拇指 凌阳 signal 凌阳， 拇指 凌阳 processed, 凌阳， 拇指 凌阳 so 凌阳， 拇指 凌阳 as 凌阳， 拇指 凌阳 to 凌阳， 拇指 凌阳 achieve 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 purpose 凌阳， 拇指 凌阳

11、of 凌阳， 拇指 凌阳temperature 凌阳， 拇指 凌阳 control. 凌阳， 拇指 凌阳 This 凌阳， 拇指 凌阳 paper 凌阳， 拇指 凌阳 has 凌阳， 拇指 凌阳 mainly 凌阳， 拇指 凌阳 introduced 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 software 凌阳， 拇指 凌阳design 凌阳， 拇指 凌阳 part, 凌阳， 拇指 凌阳 here 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 modularized 凌阳， 拇指 凌阳 structure, 凌阳， 拇指 凌阳 main 凌阳， 拇指 凌阳 module 凌阳， 拇

12、指 凌阳 has: 凌阳， 拇指 凌阳 digital 凌阳， 拇指 凌阳 tube 凌阳， 拇指 凌阳 show 凌阳， 拇指 凌阳 program, 凌阳， 拇指 凌阳 keyboard 凌阳， 拇指 凌阳 scanning 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 key 凌阳， 拇指 凌阳 processing 凌阳， 拇指 凌阳 program, 凌阳， 拇指 凌阳temperature 凌阳， 拇指 凌阳 signal 凌阳， 拇指 凌阳 processing 凌阳， 拇指 凌阳 program, 凌阳， 拇指 凌阳 relay 凌阳， 拇指 凌阳 control 凌阳， 拇

13、指 凌阳 procedures, 凌阳， 拇指 凌阳super 凌阳， 拇指 凌阳 temperature 凌阳， 拇指 凌阳 alarming 凌阳， 拇指 凌阳 program.凌阳， 拇指 凌阳 Through 凌阳， 拇指 凌阳 to 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 relative 凌阳， 拇指 凌阳 temperature 凌阳， 拇指 凌阳 controller 凌阳， 拇指 凌阳 based 凌阳， 拇指 凌阳 on 凌阳， 拇指 凌阳 single 凌阳， 拇指 凌阳 chip 凌阳， 拇指 凌阳design, 凌阳， 拇指 凌阳 deepen 凌阳， 拇指

14、凌阳 our 凌阳， 拇指 凌阳 understanding 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 sensor 凌阳， 拇指 凌阳 technology 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 testing 凌阳， 拇指 凌阳 technology 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 understanding, 凌阳， 拇指 凌阳 consolidate 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 SCM 凌阳， 拇指 凌阳 grasp 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 knowledge 凌阳， 拇指 凌阳and

15、凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 system 凌阳， 拇指 凌阳 review 凌阳， 拇指 凌阳 this 凌阳， 拇指 凌阳 professional 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 learned 凌阳， 拇指 凌阳 knowledge.凌阳， 拇指 凌阳 Keywords: 凌 阳， 拇指 凌阳AT89C51 凌阳， 拇指 凌阳 single-chip 凌阳， 拇指 凌阳 microcomputer 凌阳， 拇指 凌阳 temperature 凌阳， 拇指 凌阳 detection 凌阳， 拇指 凌阳chipDS18B20temperature 凌阳，

16、拇指 凌阳 control凌阳， 拇指 凌阳 基于 AT89C51 单片机的蔬菜大棚温度控制系统设计 凌 阳， 拇指 凌阳 09级 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 机电一体化 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 田志营 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 指导老师：马力 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 崔茂齐 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 引言： 凌阳， 拇指 凌阳 4 蔬菜的生长与温度息息相关 ， 拇指 对于蔬菜大棚来说 ， 拇指 最重要的一个管理因素是温度控制 。 食指 温度太低 ， 拇指 蔬菜就会被冻死或则停止生长 ， 拇指 所以要将温度始终控制在适合蔬菜

17、生长的范围内 。 食指 如果仅靠人工控制既费时费力 , 凌阳， 拇指 凌阳 效率低 ， 拇指 又容易发生差错 ，拇指 为此 ， 拇指 在现代化的蔬菜大棚 管理中通常有温度自动控制系统 ， 拇指 来监控采集大棚内各个角落的温度变化情况 ， 拇指 以控制蔬菜大棚温度 ， 拇指 适应生产需要 。 食指 要时刻对蔬菜大棚的温度进行测量 ， 拇指 就离不开温度传感器 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 传统的继电器调温电路简单实用 凌阳， 拇指 凌阳 ,但由于继电器动作频繁 凌阳， 拇指 凌阳 ,可能会因触点不良而影响正常工作 。 食指 控制领域还大量采用传统的 PID 控制方式 ,但 PID 控制对象的模型

18、难以建立 ,并且当扰动因素不明确时 ,参数调整不便仍是普遍存在的问题 。 食指而采用数字温度传感器 DS18B20， 拇指 因其内部集成了 A/D 转换 器 ， 拇指 使得电路结构更加简单 ， 拇指 而且减少了温度测量转换时的精度损失 ， 拇指 使得测量温度更加精确 。 食指 数字温度传感器 DS18B20 只用一个引脚即可与单片机进行通信 ， 拇指 大大减少了接线的麻烦 ， 拇指 使得单片机更加具有扩展性 。 食指 由于 DS18B20 芯片的小型化 ， 拇指 更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接 ， 拇指 故可以把数字温度传感器 DS18B20 做成探头 ， 拇指探入到狭小的地方 ，

19、拇指 增加了实用性 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 1. 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 系统方案选择和论证 凌阳， 拇指 凌阳 1.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 任务 凌阳， 拇指 凌阳 设计一个大棚温度自动控制系统 。 食指 系统温度可以在一定范围内由人工设定 ， 拇指 并能在环境温度降低时实现自动通风降温 ， 拇指 在环境温度升高时实现自动加温 ， 拇指 以保持设定的温度基本不变 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 1.2 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 任务要求 凌

20、阳， 拇指 凌阳 设计基于 AT89C51 单片机的 大棚温度 温度控制器 ， 拇指 用于控制温度 。 食指 具体要求如下 :凌 阳， 拇指 凌阳 大棚温度控制在 15 -28之间 。 食指 凌阳， 拇指凌阳 5 控制 10 台 50KW 三相电阻炉为加热设备 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 采用 5台单相 100W 通风机作为通风散热设备 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 易于操作 ， 拇指 方便人机对话 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 1.3 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 系统基本方案 凌阳， 拇指 凌阳 根据题目要求系统模块分可以划分为： 键盘 模块 ， 拇指 温度测量模块 ， 拇指

21、显示电路模块 ，拇指 升温降温模块 ， 拇指 报警模块 。 食指 为实现各模块的功能 ， 拇指 分别做了几种不同的设计方案并进行了论证 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 1.3.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 各模块电路的方案选择及论 证 凌阳， 拇指 凌阳 （一）键盘模块 凌阳， 拇指 凌阳 方案一：采用 4*4 矩阵型按键 凌阳， 拇指 凌阳 在键盘中按键数量较多时 ， 拇指 为了减少 I/O 口的占用 ， 拇指 通常将按键排列成矩阵形式 。食指 矩阵按键对应独立按键 ， 拇指 可以节约数据线 ， 拇指 但需要特定的键盘扫描程序 ， 拇指 占用空间较大 。 食指 通常在按键大于 6

22、个的时候是用矩阵式按键 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案二： 凌阳， 拇指 凌阳 采用独立按键 ， 拇指 接线简单 ， 拇指 易于理解 ， 拇指 不需要特定的键盘扫描程序 ， 拇指 占用空间比较少 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 在本设计中用到了 5个按键 ， 拇指 所以选用独立按 键比较合适 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 （二）温度测量模块 凌阳， 拇指 凌阳 方案一： 凌阳， 拇指 凌阳 利用热电阻传感器作为感温元件 ， 拇指 热电阻随温度变化而变化 ， 拇指 用仪表测量出热电阻的阻值变化 ， 拇指 从而得到与电阻值相应的温度值 。 食指 最常用的是铂电阻传感器 ， 拇指铂电阻在氧化介质中

23、 ， 拇指 甚至在高温的条件下其物理 ， 拇指 化学性质不变 。 食指 由铂电阻阻值的变化经小信号变送器 XTR101 将铂电阻随温度变化的转换为 4 20mA 线形变化电路 ， 拇指 再将电流信号转化为电压信号 ， 拇指 送到 A/D 转换器 ， 拇指 即将模拟信号转换为数字信号 。 食指 电路结 构复杂 ， 拇指 误差较大 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案二： 凌阳， 拇指 凌阳 采用数字温度传感器 DS18B20。 食指 DS18B20 为数字式温度传感器 ， 拇指 无需其他外加电路 ， 拇指 直接输出数字量 。 食指 可直接与单片机通信 ， 拇指 读取测温数据 ， 拇指 电路简单 。

24、 食指 DS18B20 凌阳， 拇指 凌阳 的测温范围 -55 125 ， 拇指 分辨率最大可达 0.0625 凌阳， 拇指 凌阳 。 食指 DS18B20 凌阳， 拇指 凌阳 是 Dallas 凌阳， 拇指 凌阳 半导6 体公司的数字化温度传感器 ， 拇指 它是一种支持 凌阳， 拇指 凌阳 “一线总线”接口的温度传感器 。 食指一 线总线独特而且经济的特点 ， 拇指 使用户可轻松地组建传感器网络 ， 拇指 为测量系统的构建引入全新概念 。 食指 一线总线将独特的电源和信号复合在一起 ， 拇指 并仅使用一条线 ，拇指 每个芯片都有唯一的编码 ， 拇指 支持联网寻址 ， 拇指 简单的网络化的温度

25、感知 ， 拇指 零功耗等待等特点 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 DS18B20 与传统的热敏电阻相比 ， 拇指 他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现 9 12 位的数字值读数方式 。 食指 并且从 DS18B20 读出的信息或写入 DS18B20 的信息仅需要一根口线（单线接口）读写 ,因而使用 DS18B20 可使系统结构更趋简单 ， 拇指 可靠性更高 。 食指 他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面带来了令人满意的效果 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 所以比设计中选用 DS18B20 温度传感器 ， 拇指 节省了 A/D 转换器 ， 拇指 同时也节省了 I/O输

26、出口 ， 拇指 误差小 ， 拇指 测量准确 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 （三）显示电路模块 凌阳， 拇指 凌阳 方案一： 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 使用静态显示 ， 拇指 此方法不用另加外界驱动直接与单片机输出口相连 ， 拇指 不需要单独的程序来完成显示 。 食指 但是占用 I/O 借口多 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 方案二 ： 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 使用动态显示 ， 拇指 节省了 I/O 输出口 ， 拇指 但是此方法需加外加外部驱动以此增加输出电流来更好的驱

27、动数码管显示 ， 拇指 电路简单 ， 拇指 成本稍高 ， 拇指 需要特定的编程来完成动态刷新 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 本设计中使用的是动态显示 ， 拇指 因为没有太多的输出口来完成静态显示 ， 拇指 故选动态显示 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 （四）升温降温模块 凌阳， 拇指 凌阳 根据题目 ， 拇指 可以使用电热炉进行加热 ， 拇指 控制电热炉的功率即可以控制加热的速度 。食指 当 温度 过高时 ， 拇指 关掉电热炉 打开通风机 进行降温处理 。 食指 当需要加热时开启电炉关闭 通风机 。 食指 由于 电热炉和通风机 的功率较大 ， 拇指 考虑到简化电路的设计 ， 拇指 我们直接采用

28、220V 电源 。 食指 对升温降温模块有以下两种方案： 凌阳， 拇指 凌阳 方案 一 ： 凌阳， 拇指 凌阳 采用继电器控制 。 食指 使用继电器可以很容易实现地通过较高的电压和电流 ， 拇指 在正常7 条件下 ， 拇指 工作十分可靠 。 食指 继电器无需外加光耦 ， 拇指 自身即可实现电气隔离 。 食指 这种电路无法精确实现电热丝功率控制 ， 拇指 电热丝只能工作在最大功率或零功率 ， 拇指 对控制精度将造成影响 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案二： 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 应用了光耦合器 ， 拇指 光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大 。食指 输入的电信

29、号驱动发光二极管（ LED） ， 拇指 使之发出一定波长的光 ， 拇指 被光探测器接收而产生光电流 ， 拇指 再经过进一步放大后输出 。 食指 这就完成了电 光 电的转换 ， 拇指从而起到输入、输出、隔离的作用 。 食指 由于光耦合器输入输出间互相隔离 ， 拇指 电信号传输具有单向性等特点 ， 拇指 因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力 。 食指 又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件 ， 拇指 因而具有很强的共模 抑制能力 。 食指 所以 ，拇指 它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比 。 食指 在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件 ， 拇指 可以大大增加

30、计算机工作的可靠性 。 食指所以选择光耦合器更安全控制更准确 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 通过比较 ， 拇指 我们选择方案 二 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 （五） 报警模块 凌阳， 拇指 凌阳 按照设计要求 ， 拇指 当温度低于下限或高于上限时 ， 拇指 应具有报警功能 。 食指 这样就可以用一只蜂鸣器作为三极管 凌阳， 拇指 凌阳 VT1 凌阳， 拇指 凌阳 的集电极负载 ， 拇指 当 凌阳， 拇指 凌阳 VT1 凌阳， 拇指 凌阳 导通时 ， 拇指 蜂鸣器发出鸣叫声；VT1 凌阳， 拇指 凌阳 截止时 ， 拇指 蜂鸣器不发声 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 1.3.2 凌阳， 拇指 凌阳

31、 凌阳， 拇指 凌阳 系统各模块的最终方案 凌阳， 拇指 凌阳 根据以上分析 ， 拇指 结合器件和设备等因素 ， 拇指 确定如下方案： 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 1. 凌阳， 拇指 凌阳 采用 AT89C51 单片机作为控制器 ， 拇指 分别对温度采集、 数码管 显示、温度设定、升温降温控制 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 2. 凌阳， 拇指 凌阳 温度测量模块采用数字温度传感器 DS18B20。 食指 此器件经软件设置可以实现高分辨率测量 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 3.电热炉和通风机 控制采用 光耦合器控制 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 4. 凌阳， 拇指

32、凌阳 显示用 数码管 显示实时温度值 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 系统的基本框图如图 1.1 所示 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 图 1.1 系统原理图 温度采集 键盘输入 晶振、复位 数码管显示 蜂鸣器报警 继电器控制 PC 输入 AT89C51 8 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 CPU（ AT89C51）首先写入命令给 DS18B20， 拇指然后 DS18B20开始转换数据 ， 拇指转换后通过AT89C51 来处理数据

33、。 食指 数据处理后的结 果就显示到数码管上 。 食指 另外由键盘设定温度值送到单片机 ， 拇指 单片机通过数据处理发出温度控制信息到继电器 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 2. 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 系统硬件设计 凌阳， 拇指 凌阳 2.1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 单片机型号选择 凌阳， 拇指 凌阳 单片机型号的选择是根据设计的内容而定的 ， 拇指 并不是什么单片机都可以用 。 食指 一方面要考虑选用的单片机能否在不需要外扩的情况下就可以满足要实现的功能 。 食指比如：单片机的存储器空间的大小、单片机的 凌阳， 拇指 凌阳 I/O 凌阳， 拇指 凌阳 口数等

34、。 食指 另一方面还要考虑单片机的性价比 ， 拇指 是否容易买到等一些外部因素 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 由于实现该系统功能的程序不会超过 凌阳， 拇指 凌阳 4K， 拇指 而 凌阳， 拇指 凌阳 AT89C51 单片机内部有 凌阳， 拇指 凌阳 4K 凌阳， 拇指 凌阳 的 凌阳， 拇指 凌阳FlASH 凌阳， 拇指 凌阳 程序存储器和 凌阳， 拇指 凌阳 2K 凌阳， 拇指 凌阳 的数据存储器 ， 拇指 因而不需要外扩程序存储器和数据存储器 。 食指 并且该型号单片机程序下载方便、价格便宜的优点 ， 拇指 因而被广泛的应用 。 食指AT89C51 单片机引脚排列及功能见图 凌阳， 拇指

35、 凌阳 2-3 凌阳， 拇指 凌阳 所示 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 9 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 由 图可知该单片机共有 40 个引脚 ， 拇指 按其功能类别将他们分为三类： 凌阳， 拇指 凌阳 1.电源和时钟引脚 。 食指 如 Vcc、 GND、 XTAL1、 XTAL2。 食指 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 2.编程控制引脚 。 食指 如 凌阳，

36、拇指 凌阳 RST、 PSEN、 ALE、 凌阳， 拇指 凌阳 EA/Vpp。 食 指 凌阳， 拇指 凌阳 3.I/O 凌阳， 拇指 凌阳 口引脚 。 食指 如 凌阳， 拇指 凌阳 P0、 P1、 P2、 P3， 拇指 4 凌阳， 拇指 凌阳 组 凌阳， 拇指 凌阳 8 凌阳， 拇指 凌阳 位 凌阳， 拇指 凌阳 I/O 凌阳， 拇指 凌阳 口 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 管脚说明： 凌阳， 拇指 凌阳 VCC：供电电压 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 GND：接地 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 P0口： P0口为一个 8位漏级开路双向 I/O 口 ， 拇指 每脚可吸收 8T

37、TL 门电流 。 食指 当 P0口的管脚第一次写 1时 ， 拇指 被定义为高阻输入 。 食指 P0 能够用于外部程序数据存储器 ，拇指 它可以被 定义为数据 /地址的第八位 。 食指 在 FIASH 编程时 ， 拇指 P0 凌阳， 拇指 凌阳 口作为原码输入口 ，拇指 当 FIASH 进行校验时 ， 拇指 P0 输出原码 ， 拇指 此时 P0 外部必须被拉高 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 P1口： P1口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口 ， 拇指 P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流 。 食指 P1 口管脚写入 1 后 ， 拇指 被内部上拉为高 ， 拇指 可用作输入 ，

38、拇指 P1 口被外部下拉为低电平时 ， 拇指 将输出电流 ， 拇指 这是由于内部上拉的缘故 。 食指 在 FLASH 编程和校验时 ， 拇指 P1口作为第八位地址接收 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 P2口： P2口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口 ， 拇指 P2 口缓冲器可接收 ， 拇指 输出4个 TTL 门电流 ， 拇指 当 P2 口被写“ 1”时 ， 拇指 其管脚被内部上拉电阻拉高 ， 拇指 且作为输入 。 食指 并因此作为输入时 ， 拇指 P2 口的管脚被外部拉低 ， 拇指 将输出电流 。 食指 这是由于内部上拉的缘故 。 食指 P2 口当用于外部程序存储器或 16位地址外部

39、数据存储器进行存取时 ， 拇指 P2 口输出地址的高八位 。 食指 在给出地址“ 1”时 ， 拇指 它利用内部上拉优势 ， 拇指 当对外部八位地址数据存储器进行读写时 ， 拇指 P2 口输出其特殊功能寄存器的内容 。 食指 P210 口在 FLASH 编程和校验 时接收高八位地址信号和控制信号 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 P3口： P3口管脚是 8个带内部上拉电阻的双向 I/O 口 ， 拇指 可接收输出 4个 TTL 门电流 。 食指 当 P3 口写入“ 1”后 ， 拇指 它们被内部上拉为高电平 ， 拇指 并用作输入 。 食指 作为输入 ，拇指 由于外部下拉为低电平 ， 拇指 P3 口将输出

40、电流（ ILL）这是由于上拉的缘故 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 P3口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口 ， 拇指 如下所示： 凌阳， 拇指 凌阳 P3.0 凌阳， 拇指 凌阳 RXD（串行输入口） 凌阳， 拇指 凌阳 P3.1 凌阳， 拇指 凌阳 TXD（串行输出口） 凌阳， 拇指 凌阳 P3.2 凌阳， 拇指 凌阳 /INT0（外部中断 0） 凌阳， 拇指 凌阳 P3.3 凌阳， 拇指 凌阳 /INT1（外部中断 1） 凌阳， 拇指 凌阳 P3.4 凌阳， 拇指 凌阳 T0（记时器 0外部输入） 凌阳， 拇指 凌阳 P3.5 凌阳， 拇指 凌阳 T1（记时器 1外部输入） 凌阳，

41、 拇指 凌阳 P3.6 凌阳， 拇指 凌阳 /WR（外部数据存储器写选通） 凌阳， 拇指 凌阳 P3.7 凌阳， 拇指 凌阳 /RD（外部数据存储器读选通） 凌阳， 拇指 凌阳 P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 RST：复位输入 。 食指 当振荡器复位器件时 ， 拇指 要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 ALE/PROG：当访问外部存储器时 ， 拇指 地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节 。 食指 在 FLASH 编程期间 ， 拇指 此引脚用于输入编程脉冲 。 食指 在平时 ， 拇指 ALE 端以不变的

42、频率周期输出正脉冲信号 ， 拇指 此频率为振荡器频率的 1/6。 食指 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的 。 食指 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时 ，拇指 将跳过一个 ALE 脉冲 。 食指 如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。 食指 此 时 ， 拇指 凌阳， 拇指 凌阳 ALE只有在执行 MOVX， 拇指 MOVC 指令是 ALE 才起作用 。 食指 另外 ， 拇指 该引脚被略微拉高 。 食指 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止 ， 拇指 置位无效 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 /PSEN：外部程序存储器的选通信号 。 食指 在由外部程序存储器取指期间 ， 拇指 每个机器周期两次 /PSEN 有效 。 食指 但在访问外部数据存储器时 ， 拇指 这两次有效的 /PSEN 信号将不出现 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 /EA/VPP：当 /EA 保持低电平时 ， 拇指 则在此期间外部程序存储器（ 0000H-FFFFH） ，拇指 不管是否有内部程序 存储器 。 食指 注意加密方式 1时 ， 拇指 /EA 将内部锁定为 RESET；当/EA 端保持高电平时 ， 拇指 此间内部程序存储器 。 食指 在 FLASH 编程期间 ， 拇指 此引脚也用于