1、本科毕业论文（20 届）基于单片机的液晶显示温度控制器的优化设计所在学院 专业班级 电子信息工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - 2 -本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计） ，是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名： 日 期： 毕业论文（设计） I目录目录 .I摘 要 .IIIABSTRACT .IV第一章 绪论 .11.1 研究背景 .11.2 课题的总体设计及思路 .2第二章 电路设计 .32.1 STC89C52 单片机
2、技术及芯片功能的实现方法 .32.2 硬件最小系统 .72.2.1 复位电路的设计 .72.2.2 时钟电路的设计 .82.3 显示模块电路的设计 .92.3.1 液晶显示原理 .92.3.2 LM016L 芯片简介 .102.3.3 显示电路的设计 .112.4 温度数据采集模块电路的设计 .132.4.1 DS18B20 芯片特点及引脚介绍 .132.4.2 温度传感器工作原理 .132.4.3 DS18B20 使用中的注意事项 .162.4.4 DS18B20 与单片机连接电路的设计 .172.5 按键电路的设计 .182.5.1 单片机检测按键的原理 .182.5.2 矩阵键盘的设计
3、.182.6 控制电路模块 .19第三章 软件部分设计 .21毕业论文（设计） II3.1 主程序设计 .213.2 相应子程序设计 .223.2.1 按键扫描子程序设计 .223.2.2 DS18B20 初始化程序 .253.2.3LCD 初始化程序的设计 .263.2.4 继电器控制的程序 .28第四章 仿真结果及分析 .314.1 系统仿真 .314.2 仿真分析 .32第五章 结论 .335.1 研究总结 .335.2 本次设计的不足 .335.3 发展前景及展望 .345.4 设计小结 .34参考文献 .35致 谢 .36附 录 .37附录 1 程序清单 .37附录 2 电路原理图
4、.45毕业论文（设计） III基于单片机的液晶显示温度控制器的优化设计摘 要温度在生产生活是很重要的参数之一，随着社会的发展，人们希望对温度进行采集和控制。本设计的控制核心是单片机 STC89C52，温度采集器是以 DS18B20 温度传感器为主。首先，要对元件进行查阅并且了解，从而设计出控制器的硬件电路：测温电路、按键电路、温度控制继电器电路、LM016L 液晶显示电路，STC89C52 单片机最小系统等；然后，设计出相关的软件程序：主程序、读出温度子程序、温度控制继电器程序、LCD 显示程序、按键处理程序等；最后，通过仿真可调试、分析、得出结果，实现温度采集、显示、控制等功能。仿真的结果可
5、以看出本设计的基本功能完全实现，并且操作方便、测量精度高、实时性良好等特点。本设计适用于室内的温度检测和控制。关键词：温度控制；STC89C52；温度传感器；DS18B20；液晶显示；LM016L毕业论文（设计） IVOptimal design of liquid crystal display temperature controller based on MCUABSTRACTTemperature is one of the important parameters in the production and life. With the development of society,
6、 people want to collect and control the temperature. The control core of this design is the single chip microcomputer STC89C52, the temperature collector is mainly based on the DS18B20 temperature sensor. First of all, to the element access and understanding, so as to design the hardware circuit of
7、the controller: temperature measurement circuit, key circuit, temperature control circuit relay, lm016l liquid crystal display circuit, STC89C52 MCU minimum system; then, the design of related software program: the main program, read temperature subroutine, the temperature control relay program, LCD
8、 display program, key processing procedure; finally, through the simulation to debug, analyze, and obtains the result, the realization of temperature acquisition, display, control, and other functions. The result of simulation can be seen that the basic function of the design is complete, and the op
9、eration is convenient, the measurement accuracy is high, and the real-time performance is good. The design is suitable for indoor temperature detection and control.Key words:Temperature control; STC89C52; Temperature sensor; DS18B20; Liquid crystal display; LM016L毕业论文（设计） V毕业论文（设计）第 1 页第一章 绪论1.1 研究背
10、景在我们的生活中温度控制器随处可见,如身边的家用电器、汽车、农业工业生产过程等,它应用在不同的领域的指标和性能是不一样的 。当它应用到工业生产中,所需的性能精确度高，所以对控制技术人员的要求也很高,他们不断的研究探索温度控制器，想办法提高温度控制对象的控制性能以及温度控制的精度问题。随着微机测量和控制技术的不断应用与发展，以单片机为核心的温度控制系统不断地的改进，它提高了农业、工业生产以及我们生活中对温度的控制能力。早在 20 世纪 70 年代国外对温度控制技术的研究就已经开始，相对于我国是比较早的。在发展初期采用的是组合仪表装置，只能够实时对温度的采集和指示、记录以及控制现场的信息，到 80
11、 年代末期出现的温度控制系统是分布式。而当今，正在开发的温度控制系统是研制计算机数据采集的控制系统，它是多因子综合温度控制系统。随着科技的不断发展，世界各国的温度测控技术也加快了发展的脚步，很多国家已从半自动化的方向向着完全自动化、无人化的方向转变，大力发展温度控制系统。近 20年来许多发达国家在温度控制技术上保持着高频的发展，他们因地制宜、坚持创新，并取得了很好成就，但其产品价格颇高。我国的温度控制技术发展的比较晚，仅开始于 20 世纪 80 年代。由于这样，我国的技术人员秉承虚心学习、努力专研、不断创新的精神， ，在温度测控的研究中逐步掌握温度微机控制系统的技术，但是该技术仅仅限于对温度的
12、单项的环境因子进行控制，所以技术还需不断改进与研究。我国的温度测控技术发展正在从吸收消化阶段、到简单应用再到实用化、综合性应用阶段的不断过度。在技术上，则是以单片机控制的单参数和单回路的居多，目前还没有真正意义上的多参数温度综合控制系统，与发达国家相比，差距还是很大。我国在温度控制系统的研究创新的路还很长，生产和实际应用中仍有许多的问题等着我们解决，如存在着装备配套的能力落后，产业化的程度低下，环境控制的水平滞后，软硬件的资源还不能共享和可靠性差等缺点。随着社会的不断发展，温度的测量以及控制变得越来越重要。毕业论文（设计）第 2 页1.2 课题的总体设计及思路在本设计中，我设计了一种可控的温度
13、系统,并通过使用 STC89C52 单片机实时控制温度。STC89C52 微控制器可以根据温度传感器 DS18B20 收集到的实际数据在显示器上显示，可以通过矩阵键盘手动设定的大小来控制的温度，通过继电器控制加热或降温，从而控制温度在设定的范围内。所有温度数据通过液晶显示器 LCD 显示。我设计了基于微处理器的一种温度实时采集与控制系统。除了温度控制器具有温度采集的功能，而且还可以温度数据的实时显示，可手动设定的温度范围，由继电器控制加热或降温到设定的温度范围内。通过微处理器的选择，温度传感器的选择，显示器的选择和周边电路的设计完成硬件电路的设计。同时，有必要通过软件来实现所需求的功能的设计。
14、设计框图如图 1.1 所示。温度显示模块单片机控制模块温度控制模块 温度采集模块键 盘图 1.1 设计框图 毕业论文（设计）第 3 页第二章 电路设计2.1 STC89C52 单片机技术及芯片功能的实现方法STC89C52 是一类低功耗，它是由 STC 公司生产的高性能 CMOS 8 位单片机。它有 8K 字节的系统内可编程闪存。STC89C52 采用了经典的 MCS-51 内核，但做了很多改进，使该芯片具有传统 51 不具备的功能。在一个芯片上，用智能 8 位 CPU 和闪存中的系统可以被编程，使得 STC89C52 对于许多嵌入式控制应用，以提供一个高度灵活的和有效的解决办法。具有以下标准
15、功能：8k 字节 Flash，512 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，内置 4KB EEPROM，MAX810 复位电路，3 个 16 位定时器/ 计数器，4 个外部中断，一个 7 向量 4 级中断结构（兼容传统 51 的 5 向量 2 级中断结构） ，全双工串行口。另外 STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率 35MHz，6T/12T 可选。器
16、件参数：1.增强型 8051 单片机，6 时钟/机器周期和 12 时钟/机器周期可以任意 选择，指令代码完全兼容传统 8051。 2.工作电压：5.5V3.3V（5V 单片机）/3.8V2.0V（3V 单片机） 。3.工作频率范围：040MHz，相当于普通 8051 的 080MHz ，实际工作 频率可达48MHz。4.用户应用程序空间为 8K 字节。5.片上集成 512 字节 RAM。6.通用 I/O 口（32 个） ，复位后为：P0/P1/P2/P3 是准双向口/ 弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。7.ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程） ，无需专用编程器，无 需专用仿真器，
