基于单片机的智能插座的设计毕业论文

基于单片机的智能插座的设计毕业论文内容摘要：

I/O 输出信号控制继电器的工作已否从而达到控制插座开关的目的。 温度采集模块 DS18B20 数字温度计是 DALLAS 公司生产的 1Wire，即单总线器件，具有线路简单、体积小、低功耗、高精度、抗干扰能力强等特点的数字温度传感器。 DS1820 数字温度计提供 9 位 (二进制 )温度读数，指示器件的温度。 信息经过单线接口送入 DS1820 或从 DS1820 送出，因此从主机 CPU 到 DS1820 仅需一条线 (和地线 )、 DS1820 的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。 因为每一个 DS1820 在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多个 DS1820 可以存放在同一条单线总线上。 这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。 DSI820 的测量范围从一 55℃到 +125℃ 增量值为 ℃ ，可在 1s(典型值 )内把温度变换成数字每一个 DS1820包括一个唯一的 64 位长的序号，该序号值存放在 DS1820 内部的 ROM(只读存贮器 )中。 开始 8 位是产品类型编码 (DS1820 编码均为 10H)、接着的 48 位是每个器件唯一的序号 、最后 8位是前面 56 位的 CRC(循环冗余校验 )码。 DS1820 中还有用于贮存测得的温度值的两个 8 位存贮器 FAM 编号为 0 号和 1号。 1号存贮器存放温度值的符号，如果温度为负 (℃ ).则 1 号存贮器 8位全为 1，否则全为 0。 0号存贮器用于存放温度值的补码， LSB(最低位 )的“ 1表示 ℃。 将存贮器中的二进制数求补再转换成十进制数并除以 2 就得到 被测温度 (550℃一 125℃ ). DS1820 的引脚如图 所示、每只 DS1820 都可以设置成两种供电方式 .即数据总线供电方式和外部供电方式。 采取数据总线供电方式可以节省 一 陕西理工学院毕业设计论文 第 15 页 共 29 页 根导线，但完成温度测量的时间较长 ， 采取外部供电方式则多用一根导线，但测量速度较快。 ：地； ：数字输入 /输出； ：可选的 +5V电源。 图 DS18B20的引脚图 陕西理工学院毕业设计论文 第 16 页 共 29 页 本设计中用到的单片机是 STC89C52，为了使编写的程序更加简单明了，采用 C 语言进行编程，用 Keil 软件进行编译， STC— ISP软件进行下载。 软件设计部分包括液晶显示程序、 DS1302 计时程序、 DS18B20 测温程序， 独立式按键处理程序等。 由于定时设置是通过独立式按键进行设置的，程序在按键扫描部分相对重要。 在检测到被设置了定时任务时，系统要检测是否到达定时时间，执行相应的动作。 图 ： 开 始按 键 扫 描是 否 定 时。 执 行 定 时 程 序Y是 否 到 达 定 时 时 间 或 温 度执 行 相 应 开 关 程 序 并 显 示YNNN初 始 化 图 主程序流程图 陕西理工学院毕业设计论文 第 17 页 共 29 页 DS1302 计时程序的编写 DS1302 串行时钟芯片的主要组成部分：移位寄存器控制逻辑、振荡器、实时时钟以及 RAM。 为了初始化任何的数据传送，把 RST置为高电平且把提供地址和命令信息的 8位装入到移位寄存器中。 数据在 SCLK 的上升沿串 行输入。 无论是读周期还是写周期发生，也无论传送方式是单字节传送还是多字节传送，开始8位指定的 40 个字节中的那个将被访问。 在开始 8 个时钟周期把命令字装入移位寄存器之后，另外的时钟在读操作时输出数据，在写操作时输入数据。 时钟脉冲的个数在单字节方式下为 8加 8，在多字节方式下为 8加最大可达 248的数。 DS1302 总共有 12 个寄存器，其中的 7个寄存器分别与日历、时钟相关，存放的数据位为 BCD 码形式。 表 3 为它的日历、时间寄存器及控制字，其中奇数为读操作，偶数为写操作。 表 为 寄存器地址和内容 ： 表 寄存器地 址和内容 写寄存器 读寄存器 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 秒 80H 81H CH 10秒 秒 分 82H 83H 0 10分 分 小时 84H 85H 12/2 4 0 10 A/P 时 时 日 86H 87H 0 0 10日 日 月 88H 89H 0 0 0 10月 月 星期 8AH 8BH 0 0 0 0 0 星期 年 8CH 8DH 10年 年 控制 8EH 8FH WP 0 0 0 0 0 0 0 如图 为 DS1302的命令字节，每一数据传送由命令字节初始化。 最高位有效位 MSB 必须为 1。 如果它是零，禁止写 DS1302，位 6为逻辑 0 指定时钟日历数据；逻辑 1 指定 RAM 数据。 位 1和 5指定进行输入或输出的特定寄存器。 最低 陕西理工学院毕业设计论文 第 18 页 共 29 页 位 LSB 为逻辑 0指定进行写操作；逻辑 1 指定进行读操作，命令字节总是从最低有效为 LSB 开始输入。 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W 图 DS1302的命令字节 如图 1302的程序流程图： 开 始变 量 出 事 换使 D S 1 3 0 2 不 具 备 写保 护复 位 将 产 生 一 个 高电 平写 1 3 0 2 地 址延 时 一 段 时 间向 该 地 址 写 数 据地 址 增 加数 据 写 完 了吗。 复 位 产 生 一 个 高 电 平写 1 3 0 2 地 址延 时 一 段 时 间将 改 地 址 的 数 据 读 出地 址 增 加数 据 读 完 了吗。 显 示 数 据YYNN 图 DS1302实时时间流程图 陕西理工学院毕业设计论文 第 19 页 共 29 页 LCD1602 显示电路程序编写 这部分的显示过程主要是显示从 DS1302读取的日历和时钟数值， 从 DS18B20读取温度值， 同时当检测到独立式按键有键按下时，显示相应的设置菜单等。 基本操作时序： 读状态：输入： RS=L,RW=H,E=H 输出： DO~D7=状态字 写状态：输入： RS=L,RW=L,D0~D7=指令码 ,E=高脉冲 输出：无 读数据：输入： RS=H,RW=H,E=H 输出： DO~D7=数据 写数据：输入： RS=H,RW=L,D0~D7=数据 ,E=高脉冲 输出：无 1602 显示流程图如图 ： 图 1602显示流程图 开始 初始化 读状态 数据显示 写数据 读数据 写命令 返回 陕西理工学院毕业设计论文 第 20 页 共 29 页 DS18B20 显示电路程序编写 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，单总线器件作为从设备。 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。 其设计流程图如图 所示。 测 温 开 始复 位 D S 1 8 B 2 0跳 过 R O M 指 令启 动 温 度 转 换等 待 数 据 转 换复 位 D S 1 8 B 2 0读 取 温 度 值在 线 访 问 D S 1 8 B 2 0 完 毕。 YN 图 温度采集子程序流程图 陕西理工学院毕业设计论文 第 21 页 共 29 页 5． 仿真与调试 系统的仿真 本次设计仿真调试所用的软件是 keil 和 ， keil 用来编写和调试程序， protues 用来搭建原理图并进行仿真。 在使用这两个软件时，都 遇到了一些问题，例如在使用 protues 进行原理图绘制的时候，有些器件很难找到，这就会浪费很多时间，所以，最后在网上下载了一个 protues 元件对照表，这个问题就得到了解决。 在使用 keil 编程的时候，问题主要出在编译时，因为这次设计程序代码比较长，所以在开始编译时， 会出错，提示是因为代码太长，开始不知道该怎么办，最后通过百度后才知道是因为安装的 keil 软件没有破解，破解后问题迎刃而解。 图 kell软件应用图 （ 1）点击 project，设置一些软件目标选项： 陕西理工学院毕业设计论文 第 22 页 共 29 页 图 生成工程项目 点击“ ProjectNew project”菜单，出现一个对话框，要求给将要建立的工程起一个名字，你可以在编缉框中输入一个名字 ,点击“保存”按钮，出现第二个对话框，按要求选择目标器件片。 建立新文件并增加到组。 分别设置“ target1”中的“ Target,output,debug”各项，使程序汇编后产生 HEX 文件。 （ 2）编译，调试系统程序 Keil 单片机模拟调试软件内集成了一个文本编辑器，用该文本编辑器可以编辑源程序。 在集成开发环境中选择菜单“ File → New...”、单击对应的工具按钮或者快捷键 Ctrl +N 将打开一个新的文本编辑窗口，完成 C语言源文件的输入，并且完成源程序向当前工程的添加。 然后在集成开发环境中选择菜单“ File→ Save As...”可以完成文件的第一次存储。 注意， C语言源文件的扩展名应该是“ .c”，它应该与工程文件存储在同一文件夹之内。 在完成文件的第一次存储以后，当对 C语言源文件又进行了修改，再次存储文件则应该选择菜单“ File→ Save”、单击对应的工具按钮或者快捷键 Ctrl +S 实现文件的保存。 接着的工作需要把 C语言源文件加入工程之中。 选择工程管理器窗口的子目“ Source Group 1”，再单击鼠标右键打开快捷菜单。 在快捷菜单中选择“ Add File to Group ‘ Source Group 1’”，加入文件对话框被打开。 在这个对话框的“查 陕西理工学院毕业设计论文 第 23 页 共 29 页 找范围（ I）”下拉列表框中选择存储 C语言源文件的文件夹，在“文件类型（ T）” 下拉列表框选择“ C Source file（ *.a*； *.src）”，这时存储的 C语言源文件将显示出来。 双击要加入的文件名或者选择要加入的文件名再单击“ Add”按钮即可完成把 C语言源文件加入工程。 文件加入以后，加入文件对话框并不消失，更多的文件也可以利用它 加入工程。 如果不需要加入其它文件，单击“ Close”按钮可以关闭加入文件对话框。 这时工程管理窗口的文件选项卡中子目录“ Source Group 1”下出现一个 C语言源文件。 需要注意，当把 C语言源文件加入工程但还没有关闭加入文件对话框，这时有可能被误认为文件没有成功地加入工程而再次进行加入操作，系统将显示所需的文件已经加入的提示。 在这种情况下，单击提示框中的“确定”按钮，再单击“ Close”按钮可以关闭加入文件对话框。 (3) 编译源程序，出现错误时，返回上一级对错误 更改后重新编译，直到没有错误为止。 其中 需要注意是一些设置：。