基于at89s52单片机水温控制器的设计

基于at89s52单片机水温控制器的设计内容摘要：

5输出端要并联上一个电解电容，滤除交流电干扰 ，防止损坏单片机系统。 本设计采用 两种供电方式， 一种为 DC7~18V直流稳压电源变换成 5V的直流电；另一种为 四节干电池 共 6V经二极管加压后得到将近5V的直流电源 ， 电源 配以开关和指示灯，以方便使用。 黄色发光二极管表示保温，红色的表示加热状态。 9 9 V C CD2I N 4 00 71122J22PGND2+ V C C 12 V1GND3J1电源座+ V C C 12 VD1I N 4 00 7IN1GND2OUT3U1L 78 0 5( 大 )12+ C122 0 U FV C CR11K1 2D3LED 图 311 系统电源设计图 报警电路设计 同时可以在系统里设定温度上限值， 由于加热停止后，加热管还有余热 当采集到的外界温度高于当前所设定温度上限值时， 程序就会进入报警子程序，触发蜂鸣器进行报警。 报警电路原理图如图所示。 VC CR 19 KE1C3B2Q4855 0FM 1B E L LP 图 312 报警电路 图 图中的三极管 8550的作用是增加驱动能力，比 9012的驱动电流还大些，因此选用8550。 当程序进入报警子程序时，把 0，就会触发蜂鸣器， 为了使报警声音效果更好，对 ， 发出报警 嘟噜 声音。 4 系统 软件设计 本系统采用的是循环查询方式，来显示和控制温度的。 主要包括 四 段程序的设计： DS18B20读温度程序，数码管的驱动程序，键盘扫描程序，以及 抱经处理 程序。 主程序 流程图 10 10 实 测 温 度 = 预 设 温 度 保 温 指 示 灯 亮 , 停 止 加 热 加 热 指 示 灯 亮 , 开 始 加 热设 置 温 度。 温 度 ‘ + ’预 设 温 度 加 5 温 度 ‘ ’预 设 温 度 减 5设 置 完 成。 加 热控 制实 测 温 度 预 设 温 度加 热控 制读 1 8 B 2 0温 度 转 换显 示 温 度实 测 温 度 = 预 设 温 度 加 热 指 示 灯 亮 , 开 始 加 热实 测 温 度 预 设 温 度保 温 指 示 灯 亮 , 停 止 加 热YYYNNYYNNNNNYY图 41 主程序流程 11 11 各个模块的流程图 读取温度 DS18B20 模块的流程 由于 DS18B20采用的是一根数据线实现数据的双向传输，而对 AT89S52单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对 DS18B20芯片的访问。 DS18B20单线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念。 因此系统对 DS18B20的各种操作必须按协议进行。 操作协议为：初始化 DS18B20（发复位脉 冲） → 发 ROM功能命令 → 发存储器操作命令 → 处理数据 DS18B20虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点， DS18B20必须首先调用启动温度转换函数，根据数据手册上对应转换时间来超作，如为 12位转换，则应该是最大 750mS，另外在对 DS18B20超作时，时序要求非常严格，因此最好禁止系统中断。 由于 DS18B20是在一根 I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。 DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。 该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、 读时序、写时序。 所有时序都是将主机作为主设备，而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。 数据和命令的传输都是低位在先。 DS18B20的读时序： （ 1）对于 DS18B20的读时序分为读 0时序和读 1时序两个过程。 （ 2）对于 DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在 15秒之内就得释放单总线 ,以让 DS18B20把数据传输到单总线上。 DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。 DS18B20的写时序 ： （ 1）对于 DS18B20的写时序仍然分为写 0时序和写 1时序两个过程。 （ 2）对于 DS18B20写 0时序和写 1时序的要求不同，当要写 0时序时，单总线要被拉低至少 60us，保证 DS18B20能够在 15us到 45us之间能够正确地采样 IO总线上的 “ 0” 电平，当要写 1时序时，单总线被拉低之后，在 15us之内就得释放单总线。 系统程序设计主要包括三部分：读出温度子程序 、 温度转换命令子程序 、显示温度子程序。 12 12 开 始初 始 化D S 1 8 B 2 0 存 在 吗。 R O M 操 作 命 令存 储 操 作 命 令读 取 温 度 值返 回YN 图 42 读取温度 DS18B20 模块的流程 图 程序代码为： GET_TEMPER: SETB DQ。 读出转换后的温度值 LCALL INIT_1820。 先复位 DS18B20 JB FLAG1,TSS2 RET。 判断 DS1820 是否存在 ?若 DS18B20 不存在则返回 TSS2: MOV A,0CCH。 DS18B20 已经被检测到 !!!!!!!!!!!!!!!跳过 ROM 匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,44H。 发出温度转换命令 LCALL WRITE_1820 LCALL DISPLAY。 这里通过调用显示子程序实现延时一段时间 ,等待 AD 转换结束 ,12 位的话 750 微秒 LCALL INIT_1820。 准备读温度前先复位 MOV A,0CCH。 跳过 ROM 匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,0BEH。 发出读温度命令 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200。 将读出的温度数据保存到 35H/36H RET 13 13 键盘扫描处理流程 此流程为键盘扫描处理， CPU通过检测各数据线的状态 (0或 1)就能知道是否有按键闭合以 及哪个按键闭合。 键盘管理程序的功能是检测是否有按键闭合，如果有按键闭合，消除抖动，根据键号转到相应的键处理程序，按键流程图如图 43所示。 开 始温 度 设 置 键 是 否 按 下 ?调 设 置 功 能 子 程 序温 度 + 5 键 是 否 按 下 ?温 度 5 键 是 否 按 下 ?返 回 键 是 否 按 下 ?调 温 度 + 5 功 能 子 程 序调 温 度 5 功 能 子 程 序调 显 示 子 程 序返 回 主 程 序YNNYYYN温 度 设 置 键 是 否 按 下 ?YNNYN 图 43 键盘扫描子程序流程图 报警处理流程 运行程序后，温度传感器 DS18B20即可对环境进行温度采集，并送 LED数码管显示。 我们可以在程序里设定温度上限值，当采集到的外界温度高于当前所设定温度上限值时，程序就会进入报警子程序，触发蜂鸣器进行报警。 其程序流程图如图 44所示。 14 14 开 始P 2 . 7 取 反 ， 启 动 蜂 鸣 器不 启 动 蜂 鸣 器 ，正 常 显 示 温 度进 行 温 度 比 较 ， 超 过 上 限 值。 NY 图 44 报警子程序流程图 15 15 5 系统调试 硬件电路调试 仔细检查所接电路，按照硬件原理图接线，理论上是能实现的，如果数码管不显示，则应该检查线路是否正确，或是因为单片机没有工作，还有 集电极和发射极 是否接对。 如果只显示两 个八，则可能是 DS18B20没有接正确，检查上拉电路是否接好。 另外要注意的是，由单片机输出的控制信号比较小，需要进行放大才能驱动继电器工作，否则就不能实现升温过程，通常选用 8550三极管来进行放大。 还有 220V交流。