智能温度控制系统硬件设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

智能温度控制系统硬件设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

采用 LED 共阴极数码管显示温度。 LED 是利用 PN结把电能转换为 形数码管。 在数字和文字显示是，较为常用的是 8 段数码管。 以上两个方案相比较，再根据方案要求 ：需要同时对检测温度和设定温度同时进行显示。 考虑到显示的效果和质量高和功耗低等特性。 再此方案中采用方案一中的 1602LCD 液晶显示。 第二章 各单元模块的硬件设计 6 第二章 各单元模块的硬件设计 系统主要器件的介绍 硬件系统中包括： AT89C52 单片机、 DS18B20 温度传感器、 1602LCD 液晶显示等。 AT89C52 单片机的介绍 AT89C52 是 51 系列 单片机 的一个常用型号，它是 ATMEL 公司生产的。 AT89C52 是一个高性能 CMOS8 位、低电压单片机， 包含 8 k字节可以擦拭闪存反复只读程序存储器和 256字节的随机存取存储器（ RAM），数据器件采用 ATMEL 公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS 51 指令系统，内置一般 8 位 CPU 和 Flash 存储单元，功能强大的单片机 AT89C52 可以提供许多复杂的系统控制应用。 AT89C52 有以下特点： ●可以兼容 MCS51 指令系统 ● 8k 可反复擦写 (1000 次） Flash ROM ●有 32 个双向 I/O 口 ● 256x8bit 内部 RAM ● 3 个 16 位可编程定时 /计数器中断 ●时钟频率范围为 024MHz ● 2 个可编程 UART 串行通道串行中断 ●有 6 个中断源和 2 个外部中断源 ● 2 个中断读写口线还有 3 个加密码位 ●功耗低 空闲功率丢失模式和软件可设置睡眠功能和唤醒功能 AT89C52 单片机的引脚介绍 AT89C52P 为 40 脚双列直插封装的 8 位通用微处理器，采用工业标准的 C51 内核，在内部功能及管脚排布上与通用的 8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。 功能包括对会聚主 IC 内部寄存器、数据 RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号 IR的接收解码及与主板 CPU通信等。 南昌工程学院本科毕业设计（论文） 7 主要管脚有： XTAL1（ 19 脚）和 XTAL2（ 18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。 RST/Vpd（ 9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。 Vcc（ 40 脚）和 Vss（ 20 脚）为供电端口，分别接 +5V 电源的正负端。 P0~P3 为可编程通用 I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中， P0 端口（ 32~39 脚）被定义为 N1 功能端口，分别与 N1的相应功能管脚相连接， 13 脚定义为 IR 输入端， 10 脚和 11脚定义为 I2C 总线控制端口，连接 N1的 SDAS（ 18脚）和 SCLS（ 19脚）端口，12 脚、 27 脚及 28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板 CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。 图 AT89C52 的引脚图 P0 口 P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口，也即地址 /数据总线复用口。 作为输出口用时，每位能以吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 逻辑门电路，对端口 P0 写“ 1”时，可作为高阻抗输入端用。 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低 8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。 在 Flash 编程时， P0 口接收指令字节 ，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。 第二章 各单元模块的硬件设计 8 P1 口 P1口 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动 4 个TTL 逻辑门电路。 对端口写“ 1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。 作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。 与 AT89C51 不同之处是， 和 还可分别作为定时 /计数器 2 的外部计数输入端和控制端。 图 引脚功能图 P2 口 P2 口 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 的输出缓冲级可驱动 4 个 TTL 逻辑门电路。 对端口 P2 写“ 1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器， P2 口送出高 8 位地址数据。 在访问 8 位地址的外部数据存储器时， P2 口输出 P2 锁存器的内容。 Flash 编程或校验时， P2 亦接收高位地址和一些控制信号。 P3 口 P3 口是一组带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。 P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻辑门电路。 对 P3口写入“ 1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。 此时，被外部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出电流（ IIL）。 P3 口除了作为一般的 I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能 P3 口还接收一些用于 Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 RST 复位输入。 当振荡器工作时， RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 引脚号 功能特性 T2，时钟输出 T2EX（定时 /计数器 2） 南昌工程学院本科毕业设计（论文） 9 ALE/PROG 当访问外部程序 存储器或数据存储器时， ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。 一般情况下， ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。 要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。 对 Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（ PROG）。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（ SFR）区中的 8EH 单元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。 该位置位后，只有一条 MOVX 和 MOVC 指令才能将 ALE 激活。 此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程 序时，应设置 ALE 禁止位无效。 PSEN 程序储存允许（ PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次 PSEN 有效，即输出两个脉冲。 在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次 PSEN 信号。 EA/VPP 外部访问允许。 欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地址为 0000H— FFFFH）， EA 端必须保持低电平（接地）。 需注意的是：如果加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存 EA端状态。 如 EA端为高电平（接 Vcc端）， CPU 则执行内部程序存储 器中的指令。 Flash 存储器编程时，该引脚加上 +12V 的编程允许电源 Vpp，当然这必须是该器件是使用 12V 编程电压 Vpp。 1602LCD 液晶显示的介绍 1602LCD 显示的特点 在日常生活中，液晶显示器用途广泛。 液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、电视、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形文字。 在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种： LED、发光管、液晶显示器、数码管。 发光管和 LED 数码管比较常用在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点： ●质量高 由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种亮度和色彩，恒定发光，而不 同于阴极射线管显示器那样需要不断刷新新亮点。 因此，液晶显示器画质高清且不会闪烁。 第二章 各单元模块的硬件设计 10 ●数字式接口 液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。 ●功耗低 相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动 IC 上，因而耗电量比其它显示器要少得多。 ●体积小、重量轻 液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比 相 同显示面积的传统显示器要轻得多。 1602LCD 的原理及分类 液晶显示是利用液晶的物理特性原理，通过电压对其显示区域进行控制，有电即有显示，这样就可以显示出图形。 液晶显示器具有易于实现全彩色显示、厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动的特点，目前在便携式电脑、数字摄像机、 PDA移动通信工具等众多领域都得到应用。 液晶显示器的分类 液晶显示有多种显示方式，按其显示方式通常可分为点阵式、段式、字符式等。 除了黑白显示外，液晶显示器还有多灰度有彩色显示等。 根据驱动方式来区分，可以分为静态驱动（ Static）、主动矩阵驱动（ Active Matrix）和单纯矩阵驱动（ Simple Matx）三种。 字符的显示 用 LCD 显示一个字符时相对比较复杂，因为一个字符由 6 8或 8 8点阵组成，不但要找到和显示屏幕上某几个位置对对应的显示 RAM 区的 8字节，而且还要使每字节的不同位为“ 1”，其它的为“ 0”，为“ 1”的点亮，为“ 0”的不亮。 这样一来就组成某个字符串。 但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在 LCD 上显示的行列号和每行的列数找出显示 RAM 对应的地址，设立光标， 在此送上该字符对应的代码。 线段的显示 点阵图形式液晶由 M N个显示单元组成，假设 LCD 显示屏有 32行，每行有 124列，每8列对应 1字节的 8位，即每行由 16字节，共 16 8=128个点组成，屏上 32 16个显示单元与南昌工程学院本科毕业设计（论文） 11 显示 RAM 区 1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。 例如屏的第一行的亮暗由 RA。