基于單片機的溫度監控系統設計目錄16072_WPSOffice_Level1摘要 11232_WPSOffice_Level1引言 27307_WPSOffice_Level2一、緒論 331060_WPSOffice_Level21.1課題背景 37611_WPSOffice_Level31.2國內、外研究動態?? 311191_WPSOffice_Level21.3研究目的和意義以及來源 411191_WPSOffice_Level21.3.1課題思想來源 411191_WPSOffice_Level21.3.2課題的目的和意義 520862_WPSOffice_Level21.4社會影響 522511_WPSOffice_Level1二、設計方案的選擇與論證 716895_WPSOffice_Level22.1溫度采集模塊的方案與論證 713777_WPSOffice_Level22.2顯示模塊方案與論證 815979_WPSOffice_Level3三、系統的硬件設計 919080_WPSOffice_Level33.1系統的硬件概述 93.2主要單元模塊設計5849_WPSOffice_Level3 921380_WPSOffice_Level13.2.1溫度傳感部分 931014_WPSOffice_Level23.2.2顯示部分 1014252_WPSOffice_Level33.2.3鍵盤輸入部分 1119114_WPSOffice_Level33.2.4報警電路 1218135_WPSOffice_Level33.2.5電源電路 1225025_WPSOffice_Level3四、主要器件介紹 1314896_WPSOffice_Level34.1單片機AT89S51介紹 131947_WPSOffice_Level14.2溫度傳感器DS18B20介紹 1612132_WPSOffice_Level24.3光電耦合器MOC3031M介紹 1727339_WPSOffice_Level1五、系統的程序設計 18——22314_WPSOffice_Level25.1系統總程序設計 1827382_WPSOffice_Level25.2溫度檢測模塊程序設計 192030_WPSOffice_Level25.3按鍵模塊的軟件設計 202030_WPSOffice_Level25.4溫度報警提示設計 212030_WPSOffice_Level2六、仿真調試 222030_WPSOffice_Level26.1仿真結果 22結論 24參考文獻 25摘要:本次研究課題中所介紹的是溫度監控系統，它是由溫度傳感器DS18B20與AT89S51單片機共同構成的新型溫度監控系統,并且它們都是將所測的溫度顯示在LCD數碼管上。本次設計主要是以AT89S51單片機為核心，通過它作為控制電路完成系統的制作,再通過溫度傳感器DS18B20對溫度進行監控，使用者可任意對系統自定義溫度上下限的調節，并具有一定的報警效果。關鍵詞：AT89S51單片機；DS18B20數字溫度傳感器；水溫監控模塊；軟硬件設計引言溫度參數是最基本的自然環境參數之一,對于我們來說,它不僅可以作為一種物理或化學指標進行定量反映,而且還可以直接地影響到我們的日常生活。人們的日常生活都跟環境的溫度有很大關系。在進行工業生產的過程中,溫度就需要進行實時的測量,在現代農業生產中,如果沒有對溫度進行測量,就是不可能的。植物及其動物在我們周圍自然環境中的存在及繁殖與其周圍環境的溫度有很大的關系。農業生產、科學研究對于溫度的控制要求也比較高,如冶金、紡織、機械等特殊的行業,如航空、食品、菜果等行業對溫度的要求更高。易腐肉類如保持一定的溫度,食品加工也需要保證相應的溫度,如果溫度不合適,很可能會發生嚴重的不良反應,直接影響人們的生活和健康。工業中的溫度控制廣泛應用于各種工農業生產及激光、光纖或者光柵等技術領域。因此,研究各種溫度測定的方式和設備都具有十分重要的指導價值。進行溫度測定的關鍵在于溫度傳感器。隨著我國現代信息技術的發展及重要科學技術條件要求的改善,溫度計測量的質量越來越重要。它要求整個系統必須能夠有效地對外部軟硬件進行合理有效的質量管理和控制,實現各種溫度變化的實時檢查、監測和控制,形成了一個智能化的溫度控制體系。與其他傳統的溫度計相比,它具有讀數簡單、溫度區間寬、測量精度低等優勢。通過帶有公共陽極的4位led數碼管向恒星輸出的數據信號來實時顯示恒星的溫度,可以滿足上述要求一、緒論1.1課題背景溫度與我們的社會日常生活息息相關,它幾乎涵蓋了我們社會日常生活的每一個重要方面?？蒲?、農業、工程、電力企業管理等各個部門都日益緊迫需要更加高度依賴對于空氣溫度的實時跟蹤與自動監控。溫度傳感器系統可以在和其他的企業溫度變化檢測用的儀器設備沒有相互配合的情況運行和在使用中,可以有效地幫助提高企業產品質量,優化我們企業的日常生產生活條件和工作環境,改善企業人們的日常生活工作條件,因此,必須是需要及時采取有效的管理手段和技術措施方才去真正實現實時監控室內溫度的異常變化。但是現在在對室內溫度的實時監控上還是仍然存在許多的技術問題,比較突出的一個技術問題就是我們采取了人工定時自動的本地溫度采樣和對溫度的監控技術,極大地嚴重限制了溫度效率最佳化。由于采用人工無線采樣的工作效率低,成本高,也不能隨時地準確監控室內溫度的異常變化,因而,采用了基于數控單片機的無線溫度變化監測控制系統進行設計。近年來,隨著科技信息的進步，電子產品的普及,單片機的技術進步也在迅速地得到發展,但是核心單片機的技術進步已經打破了一些傳統芯片概念,即在一個理論上通過芯片分割一個單片的微機處理芯片內部結構,誕生了基于核心單片機的一個基于核心處理區域的高級微處理芯片。單片機將CPU、ROM、RAM、i/0接口、自動定時器/計數器、數據交換和控制系統等多個功能不同的部件集成在一個數字芯片上，構成一個完整的微型數字計算機。它的廣泛應用領域范圍已經進一步逐漸擴大至現代工業、農業、國防、科研以及各類人們日常生活中所必備的日用品(主要如家電、玩具)等。1.2國內外研究動態溫度作為一種物理性的參數,它反映了一個物體和其他人的身心以及生命之間密切聯系的寒冷、熱狀態。一個多世紀前,人們已經開始深入地研究氣象和溫度,開始了一種溫度傳感器來檢測氣象和溫度。我們所處的人類社會,工業和農業,貿易,科學技術研究,國防,醫療衛生和環境均與氣候和溫度緊密地息息相關。溫度控制技術與國內外工業發展同時發展。溫度控制系統主要由兩部分組成,其中一部分由傳感器組成,傳感器將溫度信號轉換成電。另一部分就是電子設備,主要負責接收信號、信號處理、溫度控制等功能。傳感器是由金屬,非金屬和半導體。紅外傳感器這些工具本身旨在實現微型化,主要是利用芯片或更集成的元件來形成電路。微型計算機通常用于多功能溫度裝置,如測量點和塊狀信號,用于旋轉和控制。現代溫度測定技術的基礎是各種原則,可以稱為:(1)冷膨脹原則;);(2)熱效應);3)熱阻效應;(4)熱輻射原則。傳統的溫度傳感器例如熱電偶開關、白金電阻開關、雙金屬開關。與半導體元件中的高敏度溫度傳感器不同,我們利用高能量消耗,固定時間,使用高熱量吸收因子,如高壓、小傳感器的電流或輸出頻率。線性溫度比,可用于集成系統。目前,溫度傳感器也局限于半導體1。未來研究的主要目標是擴大適用的溫度范圍,實現合理的網絡等。溫度測量國內外控制工作正在越來越高明,溫度的控制主要用于溫度傳感器來實現。溫度計主要由溫度傳感器和信號處理設備組成。溫度計的測量方法是將物體的溫度值轉換成無線電信號或其他形式的信號;一個以信號為基礎的處理電路把信號轉化為熱值的系統。各種溫度參數都能被察覺，一些物理特性、磁特性和光學特性等隨著工業生產的進步,新型溫度傳感器也應運而生,目前在全世界范圍內普及:熱膨脹溫度計、電阻式溫度計。輻射溫度計,石英溫度計

1.3研究目的和意義以及來源1.3.1課課的思想來源溫度作為一個基本的環境參數,對于我們來講,這并非一個特殊的定量反映,它會直接地影響到我們的工作和生活。在現代化農業生產中,環境的變化也是我們無法不做到這些測量。還有很多關于環境的溫度,如石油、化工、冶金、紡織、機械制造等不同領域,一些專門的表面溫度,例如民航部門、企業類型、控制飛船的環境,往往是擁有高技術條件所接受的所有行業類別的食物,水果、蔬菜和肉類的儲存和保存需要特別注意，食品在加工過程中也需要保護。所對應的溫度,若與空氣中的溫度相關,則很有可能對人體造成不良反應,嚴重時還很有可能直接威脅到環境,甚至會影響到人們的心理和生命健康。我們的計算機科技產品工程行業也都離不開對于溫度的衡量與管理,例如當設計出了大規模的集成電路就必然會非常需要很準確地進行溫度控制。工業溫度計的測量與控制已被人們普遍地應用于各種激光、光纖網絡的使用以及工農業的生產和自然科學的研究。所以從以上各個領域得出的結論,溫度監控系統的實用性非常大,前景很好。1.3.2課題的目的和意義近年來,隨著計算機科技的高速發展已經電子產品的普及,以微型電子計算機系統為主要技術代表的電子計算機的一個基本技術分支-微型電子計算機的迅速出現與不斷發展,打破了我們數學傳統的需要利用數學邏輯上的函數公式來精確劃分電腦芯片內部結構的傳統觀念。一個可以集成cpu、rom、ram、i/0接口、定時器/中斷計數器等多種主要功能的由零部件與微型中斷控制系統的一個單片微型中斷計算機軟件組合而成所形成的一個完整的微型中斷計算機。它的廣泛應用領域范圍已經逐漸逐步擴大普及到現代工業、農業、國防、科研以及其他人們日常生活中的必需品(又比如家電、玩具)等多種應用行業。因此,我們在進行設計時就特別選擇了一個簡易的新型水溫溫度控制管理系統,并且我們采用了由數控單片機自動控制進行水溫控制的針對水溫全自動過程監控自動化水溫控制電路,使得這個控制系統不僅可以簡單地直接實現對出水溫度的自動控制和溫度顯示。該軟件應用系統充分地熟練運用了電子微機控制原理、鍵盤與數字顯示器控制技術、匯編碼與程序語言等眾多技術方面的專業基礎知識,是對自己目前所學專業基礎知識的一次全新性的綜合能力檢驗。另外,不同的規則可以通過軟件編程來實現,因此該系統具有高度準確性,而且水溫自動控制系統也是非常實用的。1.4社會影響隨著信息化時代的發展和進步,科研、農業、工程、電力管理等各個部門都日益需要更加依賴對于溫度變化的監測。溫度和濕度與我們日常生活中各個環節有著密不可分的聯系,而且社會上各各領域也與它有著密不可分的聯系。工業上,往往還是會可以看到對于各種液體的直接加熱,比如說在一些電鍍廠中所使用的各種電鍍液就可能會因為有一定的模具溫度控制要求,需要直接進行加熱或者說就是間接冷卻;再比如說一臺工業注塑機每個模具的濕度溫控器也許就是按照所有工業循環飲用水的一定溫度進行加熱控制系統所具有必須的溫度要求;這些溫度加熱均勻性都就是要求模具溫度控制的精準,波動大的幅度大和范圍小,依靠這些人工控制溫度是一定不行的,只能選擇采用自動式的模具溫度控制。一般來說采用自動測溫傳感探頭(即例如采用白色單晶鉑電阻、熱電偶探頭等)對各種類型液體加熱物料溫度進行自動測溫,變換器生成其它的測溫信號后直接從輸入口送到整個溫控制器儀表,再通過整個溫控制表儀器的自動信號電路來自動檢測液體溫度,并且探頭可以直接控制液體加熱或者控制冷卻溫控裝置或者溫控儀器的電機啟動和停止起停,達到了自動控制的主要應用目的。工業傳統裝備制造自動化關鍵技術創新作為21世紀以來我國推進現代工業裝備傳統制造工業技術發展領域中最重要的幾個關鍵技術之一,是我們力爭實現各種類型大規模工業裝備制造工業生產安全、平穩、優質、高效率的重要基礎性技術條件和重要技術保障,是我們推動我國傳統產業關鍵技術創新優化結構轉型改造升級的重要有效途徑,對于促進鋼鐵、石化、冶金、電力、紡織等各種工業支柱性裝備產業的關鍵技術創新進步開展發揮著巨大的指導影響和推動作用,其關鍵技術水平己經逐漸成為了我們衡量一個發達國家的長期國民經濟社會發展迅速程度與技術水平及其工業現代化建設水平的重要標志。據統計,對于采用自動化生產管理控制系統的企業投入與產出企業經濟效益得到兩個關鍵方面的大幅提升,產出投入占比約固定為1:4~1:6之間[2]。現代工農業生產要求安全的生產,將測量者與數據采集現場進行分離,這樣才能有效地減少工程作業的風險性指數。實時的溫度監測是符合我國現代經濟社會健康安全生產管理的基本要求。實時的溫度監視室是對于操作者和人員來說是一個防護傘,它從根本上阻擋了采集現場及其他操作者。實時的溫度管理監控系統的設計和開發,不僅使企業能有效地提高成本,還使企業能夠有效地釋放勞動力,優化自身的勞動資源。在目前的工業生產中,實時溫度監控技術能夠有效的改善和提高了生產的效率,改變以往傳統的溫度信號采集模型,使得溫度信號的采集更加方便可靠。而且實時氣溫的自動管理也是很好地提高了農業的生產率,在提升農業自動水平之路上起著突出作用。設計方案的選擇與論證2.1溫度采集模塊的方案與論證方案1：采用熱敏電阻。這類敏感電阻主要來說是通過利用對環境溫度敏感的新型半導體密封材料所制做出現起來的,它們的敏感電阻值通常會隨著環境溫度的不斷變化而有明顯的溫度變化。負溫度控制系數的熱敏陶瓷電阻控制器一般都指的是將其中含有鎳的錳、鈷等金屬氧化物經過高溫燒制為熱敏半導體的硬質陶瓷。它的主要性能特征之一是那就是,在儀器工作時的一定溫度控制范圍內,電阻電感抗的峰值大小通常會隨著工作溫度的不斷升高而有所下降?？梢灾苯舆_到40℃-90℃的最佳測量溫度范圍,但熱敏信號電阻的測量精度、重復性、可靠性三個等級比較差,不是很適合用來檢測測量溫度范圍小于1℃的熱敏信號;而且它們的溫度線性變化程度非常差,不能直接被拿來用于進行a/d信號轉換,應該考慮使用相關硬件或者其他軟件技術來對其信號進行一個線性化的溫度補償。方案2：采用DS18B20單總線式數字溫度傳感器。不論什么類型的數字模塊溫度都是靠1-wire總線作為輸出,這是DS18B20的特點之一，又被當時人們廣泛稱為"一線"總線,這種獨特的數字模塊總線設計實現方式,可以直接讓您將多個模塊DS18B20方便地直接拼裝起來形成一個溫度傳感器傳輸網絡。DS18B20的標準測溫溫度區間-55℃~125℃,其中分辨率較高的數據值可以達0.0625℃。DS18B20能夠直接精確地讀取被溫度傳感器受測氣體的溫度。并且因為它在內部是采用3線制和主控單片機的方式進行直接聯網,減少了外部復雜的軟硬件集成電路,所以它具備了廉價、容易安裝實現實際使用。一線測控總線獨特而且由于價格相對優惠以及經濟的技術特征,使得工業用戶隨時隨需即可輕松地進行安裝和調試組建各種工業傳感器總線網絡,為工業測控電子系統的開發設計和測試構建過程帶來了全新的技術概念。一線印刷集成總線將獨特的無線印刷集成電源和無線信號電路集成在一起,并僅限于用戶使用一根線,每個集成芯片都分別配備了所有唯一的電源代碼,支持無線互聯網尋址,簡單的無線互聯網絡化具有溫度自動感知,零功耗的在線等待等四大優勢。它在計量測溫值的精確性、轉移持續時間、計算溫度數據轉移距離、分辨率等等方面較之其他的溫度傳感器更是已經有著巨大的技術改善。DS18B20直接讀入輸出各種數字式的溫度測量值,不必手動進行溫度校正。方案選擇：選擇方案2。理由：進入數字開發階段的溫度感應器可以把模擬的溫度數據直接輸入給用戶，使得實驗變得更難、節省了很多麻煩，并使溫度測量更加準確。2.2顯示模塊方案與論證方案1：采用LED數碼管顯示LED發光二極管是一種構成“8”形電路的器件，二極管直接連接到多個光源。數字led管中通常使用的數字段數通常為7段，其中一些由一個新的小數補充，另一些類似于3位“+1”類型。數字led管的連接方式因led導體的不同而不同，因此也可以分為兩類:電磁陰極導體和電壓陰極導體，了解一下led的這些導線屬性的特點,對于編程來說也應該非常重要,因為不同的型號品種的數碼管,除了其實會在硬件與集成電路上都會分別出現所謂的不同之處外,編程的各種方法也都應該是不一樣的。共陰和共陽極都應該是一種數碼管的內部發光電路,它們的內部發光電路原理極性應該也都是一樣的,只是它們的內部電源電路極性不同而已。在我們選擇相關產品的尺寸時候還需要特別注意其使用尺寸的不同顏色,功率,亮度,波長。方案2：采用LCD顯示工業液晶由多個等點陣字符組成，可顯示在16x02屏幕上，即32個字符。本次實驗所運用的是1602液晶也可以稱之為1602字符型液晶，此類液晶顯示屏是可以運用到顯示字母、數字、符號等領域。大多數液晶市場上可用的字符是以HD44780液晶芯片和控制的原則是完全一樣的,所以控制方案基礎上撰寫HD44780可以輕松應用于大多數液晶市場上可用的字符。方案選擇：方案2.理由：I/O口占用相對減少，且顯得更安全、人性化。三、系統的硬件設計3.1系統的硬件概述系統硬件電路主要分為：單片機AT89C51、從電源電路、報警器的電路、顯示的電路、溫度信號采集器的電路、發射電路。溫度傳感器可以進行實時的采集和分析溫度數據，然后經過單片機對所采集到的溫度數據進行處理和反饋，并將實時溫度顯示在LCD上，再將有用的信息輸入到報警模塊和驅動裝置中，從而實現一套完整的循環系統。自來水驅動加熱裝置光電耦合器AT89C51自來水驅動加熱裝置光電耦合器AT89C51單片機報警部分BS18B20溫度傳感器顯示部分輸入部分BS18B20溫度傳感器顯示部分輸入部分 3-1-1系統總體圖解3.2主要單元模塊設計3.2.1溫度傳感部分此次實驗中運用的溫度傳感器是DS18B20,這種溫度傳感器主要由美國dallas公司研制的單線溫度傳感器,自主研發的主要優點是功率小相對降低了成本,但高性能能夠有效實現這項測試所需的所有功能，還具有強大抗干擾能力。特別適用于建立多點溫度控制系統，可以直接將溫度轉化為串行式的數字信號發送到單片機中進行檢測和處理,而且可以在同一總線上分別懸掛任意多個ds18b20,電壓范圍從3.0v至5.5v,而不必使用備用的電源則測量溫度范圍從-55°c至+125℃。測量精度也非常高。并且通過一個報警器就能夠搜索到哪片ds18b20所采集的溫度已經超出了上下界的限制,以實現實時監控的目的。以下3-2-1為DS18B20引腳圖。3-2-1DS18B20引腳圖3.2.2顯示部分本次設計用來顯示所測的溫度的是一家國內的太陽能電子公司的1602字符型液晶顯示器，1602字符型液晶顯示器的外觀和引腳如圖3-2-2所示3-2-2LCD引腳圖LCD1602引腳功能的說明:

1602LCD具有兩種不同的接口，一種是標準的14腳（無背光），另一種是16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表3-2-3所示。3.2.3鍵盤輸入部分本次的按鍵設計首次采用了一個獨立式的多個按鍵控制接口,這個新的設計可以使得各個鍵的按鍵都相對獨立,能夠單獨實現每一個按鍵各自工作,并且不影響其他按鍵的功能。選用這種獨立式的按鍵對于電路來說是為了使得它在設計時會變得更加靈活簡單,而且它所需要的軟件設計也相對簡單,可以通過檢查輸入線上各根電平的運行狀態就可以輕松地判斷出是哪一根按鍵已經被我們按下了。以下3-2-3為獨立式按鍵示意圖。3-2-3獨立式按鍵這些開關不僅單獨應用于一個電平的輸入,還需在各個鍵盤之中寫入程序來完成一些其他功能。所以按鍵的信息輸入就是與整個軟件架構相對應的一個過程。在一些系統應用中,按鍵的功能是非常關鍵的。下圖3-2-4為按鍵程序流程圖。3-2-4按鍵程序流程圖3.2.4報警電路本設計里需要通過聲音和燈光來對系統進行報警,系統在溫度超出了預定的上限或者溫度低于了預定的下限時就會進行聲光報警。光報警系統是一種采用雙色燈,報警是通過改變報警燈的顏色和產生光源來實現的。而聲音報警則是通過蜂鳴器發出預警提示來實現。從而可以實現雙向報警的途徑,更好地提示工作人員正在采取各種應急措施,保證一些不必要的事件發生。如圖3-2-5為蜂鳴器連接電路圖。3-2-5蜂鳴器電路圖3.2.5電源電路本設計系統在實際設計里需要采用的一個單片機AT89S51的實際工作電壓范圍一般應該是3.3v-5.5v,所以我們選擇系統的實際工作電壓范圍應該最好是5v。因為本穩壓系統在電路設計中目前采用的主要是220交流輸出電壓電路來將其作為直流輸出,因此，系統首先必須增加電壓，通過直流電變壓器減壓，然后將其轉換為直流電輸出電壓。即可滿足本次設計的要求。以上3-2-6為電源電路示意圖.3-2-6電源電路圖主要器件介紹4.1單片機AT89S51介紹本文在產品設計中需要選擇的單片機的類型為AT89S51,該類型的單片機主要就是采用了一種工作功耗低、性能高的CMOS8位單片機,同時還采用包含了4k單位程序存儲器,這樣一來就是一種完全足以可在整個單片機操作系統中直接進行自動編程的閃存,用戶也就完全可以直接通過電的這種方式直接實現對所有閃存的進行擦除、重寫等編程操作。而這類單片機對于工業開發應用設備的基本技術條件要求相對較低,可以極大地有效縮短開發設備的技術開發周期和生產時間。AT89S51具有以下的主要特點:40針、4k和8字節射頻芯片的外部內存塊和閃存、128字節的RAM、32個外部雙向實時輸入/輸出傳送(I/O)控制端口、5個實時中斷優先級2層實時中斷等級嵌套式定時通訊中斷、2個16位的雙工可編程定時中斷計數器、2個完整的全方位雙工串行實時通訊控制端口、看門狗(WDT)控制電路、片上的射頻時鐘器和振蕩器。下圖4-1-1為AT89S51引腳圖。4-1-1AT89S51引腳圖、AT89S51引腳功能—VCC：供電電壓?！狦ND：接地?！猉TAL1：反向電源振蕩信號放大器的信號輸入及內部驅動時鐘電路工作控制電路的信號輸出?！猉TAL2：反向振蕩器的輸出?！狿0口：P0口指的是一個8位帶電漏級數的開路雙向輸入i/o口,每個輸入管腳都具有能夠同時吸收8TTL門的輸出電流。例如,在我們單片機使用片外數據存儲器的這個時候,它們就是一個可以被直接用來同時進行存儲數據與內存地址之間的分時復用。—P1口：一個帶有內部上拉電阻器的8位雙向I/O端口被稱之為P1端口。此端口緩沖器被用來接受電流輸出（4TTL門電流輸出）。當“1”輸入到P1管腳之后，電位被內部拉高，可以用作輸入。當P1的引腳被外部拉低時，由于內部上拉，電流將被輸出。在閃存編程和驗證中，端口P1被接收為第八個地址?！狿2口：p2端口中則是一個分別帶有內部上拉穩壓電阻器的8位雙向模擬i/o控制端口。p2緩沖器設計能夠自動接收并同時輸出4個大于ttl門級的電流。當p2端口被寫成"1"時,引腳的穩壓電位從內部的上拉穩壓電阻器開始升高,并將其升高作為一個電壓輸入。端口中的p2的輸入電位從外部開始下降,并且會產生一定的內部輸出輸入電流。這主要原因是由于內部的上拉?！狿3口：P3口由8個具有內部牽引力阻力的雙方向口組成，可以接收4個輸出電流。當P3口用“1”拼寫時，它們作為高水平的輸入從內部移動。作為輸入，由于較低的外部電平較低，由于較高的電壓，P3桿也會輸出電流(ILL)。P3.0RXD(串行輸入口)P3.1TXD(串行輸出口)P3.2(外部中斷0)P3.3(外部中斷1)P3.4T0(記時器0外部輸入)P3.5T1(記時器1外部輸入)P3.6(外部數據存儲器寫選通)P3.7(外部數據存儲器讀選通)P3口它也是用于閃爍控制編程的,編程器中的校驗器是用來同時接受一些閃爍控制器的信號。—RST：復位輸入。當一個復位振蕩器被二次復位連接到一個電路器件上,需要特別注意的是保持大于引腳兩個復位機器工作周期的一個小時高電平復位時間?！涸诘刂吩L問狀態下，由外部地址調節器設置可接受的輸入電壓。在進行閃存脈沖編程期間,該引腳通常會被用來同時輸入一個編程閃存脈沖。平時,ALE主機終端向每個振蕩器終端輸出一個輸入頻率振蕩周期恒定的正頻率脈沖振蕩信號,其輸出頻率振蕩周期約恒定為整個振蕩器總輸出頻率的1/6。因此,它們通常都是可以用來作為外部信號輸出的定時脈沖,或者可以用于定時。但是,請注意,ALE的脈沖每次輸入應用于外部系統數據的自動存儲時,都會被自動中斷跳過。如果我們需要禁用一個ALE的輸出,請把0設置成是SFR8EH的輸入地址。此時,ALE僅在每次執行指令MOVX、MOVC指令時時它才能正常工作。此外,銷稍微升高。若微處理器的外部執行狀態ALE被禁止,則這個設定將會導致失敗。—：外部程序存儲器的選通信號。在由外部通用程序取址存儲器自動進行程序取址的工作過程中，每個機器周期兩次有效。但是當我們同時訪問外部的一個數據庫和存儲器時,這兩個有效性的信號可能會不再同時發生?！喝绻掷m為低電平狀態時，則會訪問外部ROM；注意加密方式時，將內部鎖定為RESET；如果端持續為高電平狀態時，則會訪問內部ROM。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)。4.2溫度傳感器DS18B20介紹本次設計中所采取的溫度傳感器技術是目前美國DALLAS半導體公司(dallas福斯半導體)繼去年DS1820之后又一次推出的一種溫度改良式新型智能數碼溫度傳感器，即DS18B20。此溫度傳感器既需要具有結構微型化、低驅動功耗、高性能、抗干擾力強、容易直接裝配微處理器等諸多重要優點,還具備特別的單總線聯絡接口,完成一個微處理器數據聯絡時只需要占用一個i/o端口。而且該處理方法的溫度測量準確精度高,在-10~+85℃的工作溫度下即可具有±0.5℃的測量精度。所以特別是為適宜于直接組成多點空間溫度自動檢測系統測控控制系統,可直接將各種多點溫度檢測信號進行轉換而成為各種數字信號一并提供給測控微機進行處理,而且每片產品DS18B20都單獨擁有唯一的一個產品編號并且用戶可以直接將其存入自己的產品ROM中,以使在企業組建一個直接構成大型多點溫度自動檢測系統測控控制系統的應用過程中,能夠在一個單線上同時自動懸吊任意個或多個單片DS18B20芯片。、DS18B20的引腳、封裝和結構4-2-1DS18B20引腳排列圖DS18B20采用3腳PR-35封閉安裝或8腳SOIC封裝，管腳排列如上圖4-2-1所示。GND接地線I/O數據輸入/輸出端（單線總線）該腳為漏極開路輸出，常態下呈高電平VDD外部+5V電源端，不用時因接地NC空腳DS18B20主要特性如下：獨特的通用單線通訊接口,僅只要你同時占用一個小的普通i/o連接端口就已經能直接輕松完成與多個微處理器之間的無線通訊。零待機功耗。使用者可以通過自定義設置報警的溫度和上下限。溫度顯示精確，好識別。適配各種單片機或系統機。4.3光電耦合器MOC3031M介紹本次設計中主要運用的是光電耦合器MOC3031M,這也是一種非常好的二極管接口器件,由砷硅和砷硅燈兩部分組成，砷硅燈通過帶有正電流的強光觸發輸出。而另外一部分是歸光敏雙向可控硅輸出電路部分,它可以在兩個方向上引導，并由紅外輻射觸發。下圖4-3-1為光電合雙向可控硅驅動加熱電路。4-3-1光耦合雙向可控硅驅動加熱電路系統的程序設計5.1系統總程序設計本次設計中系統程序包括主程序、溫度監測程序和按鍵程序。主程序主要的特點就是它實時地顯示、讀入溫度,并且需要處理DS18B20所傳來的信號和數據，系統能夠通過鍵盤掃描的功能，先預設定系統所需要的合適水溫，DS18B20熱傳感器將溫度發送到單片機中，該單片機比較給定的數據并繼續將水加熱到預定溫度以下，或在溫度過高時將其關閉。并且在預設溫度于LCD預設溫度相等時，可以聽到蜂鳴器報警和二極管發光閃爍。下面5-1-1為主程序流程圖。開始開始調用LED顯示程序實際值高于設定值否調用溫度采集程序程序調用LED顯示程序用按鍵設定恒值初始化啟動加熱報警停止加熱YN5-1-1主程序流程圖5.2溫度檢測模塊程序設計溫度檢測模塊程序包括兩種程序，其一為讀出溫度的程序，另一個則是溫度轉換命令的程序。讀出一個數據溫度字節子程序的主要基本作用之一就是為了能夠讓我們讀出一個RAM數據中的9個溫度小字節,在數據讀出這個過程中我們需要對一個CRC數據進行一次校驗,當發現校驗結果有錯時并沒有對這個溫度表的數據類型進行任何大的改寫。其程序流程圖如圖5-2-1所示。5-2-1讀溫度流程圖溫度進行轉換的開始命令子文件程序主要工作目標就是需要向前程序發送一個針對溫度進行轉換的程序開始工作命令,當程序以12位的最高分辨率啟動時，深度點索引約為750ms，在機構的系統設計中，您需要采用1s延遲方法，以便能夠通過快速等待平滑輸出來顯示時間延遲，從而開始溫度變化。溫度轉換命令子程序流程圖如圖5-2-2所示。5-2-2溫度轉換流程圖5.3按鍵模塊的軟件設計本次測試操作系統的所有按鍵均全部采用獨立式觸控鍵盤,低電平有效,并且充分采用了系統軟件設計中的延時和自動消抖控制措施。主要設計目的之一就是為了通過人為地對外部控制按鍵溫度進行手動控制和外部溫度自動調整,以便同時實現控制系統對于外部溫度的一種手動和實時全方位的遠程自動控制。以下圖5-3-1為按鍵流程圖。NNYN中斷P1.4=0?P1.5=0?P1.7=0?P1.6=0?轉IR1轉IR4轉IR2轉IR3返回NYNYY5-3-1按鍵流程圖5.4溫度報警提示設計本方案的設計是在仿真電路中使用一個燈作為其代替蜂鳴器的原理來實現溫度報警電路,人為地設定了一個溫度值,當在LCD上看到所要檢測的溫度已經超出了所規定的溫度時,可以清晰地聽到蜂鳴器報警提示聲音。六、仿真調試6.1仿真結果使用keil進行一個編譯的項目,在其中進入調試以后并且完成了全速執行,然后自動切換至proteus環境,此時,各個測溫節點的電壓和溫度數值將自動顯示在屏幕上,如圖6-1所示。用鼠標分別指向某一個傳感器的↓和↓或直接點擊左鍵,溫度將會隨著操作的進行發生改變(遞增或遞減)。

仿真圖如下圖所示:

(1)如圖6-1所示，使用框圖DS18B20溫度傳感器的工作方式是用來實現自動檢測二點的平均溫度,并且只要你需要將它掛接在一根數據總線上,與p1.7引腳互相進行連接。6-1-1仿真圖如圖6-1-2是由溫度傳感器進行檢測所得到的一個溫度顯示值,再經過單片機STC89C51的溫度信息數據進行分析處理,