基于单片机的电冰箱温控器的设计-毕业论文

基于单片机的电冰箱温控器的设计-毕业论文内容摘要：

导体半导体公司继 DS18B20 之后推出的一种的一种改进型智能温度传感器。 DS18B20 作为检测元件，测温 范围为 55~125℃，最高分辨率可达 ℃。 DS18B20 可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。 按照系统设计功能的要求，确定系统由 6 个模块组成： 主控制器、测温电路、液晶显示电路、过欠压检测电路、按键电路、继电器压缩机电路。 温度控制器总体电路结构框图如图 21 所示。 S T C 8 9 C5 2 主 控制 器D S 1 8 B 2 0过 欠 压 检 测 1 2 8 6 4 液 晶继 电 器 压 缩 机按 键 电 路 图 2 1 温度控制器总体电路结构框图 更多论文 5 第三章 系统的总体 设计介绍 系统硬件电路的设计 温控器电路设计原理图如附录 A 所示，控制器使用单片机 STC89C52，温度传感器使用 DS18B20，及 12864 液晶显示屏实现温度和其他显示。 MCS51 单片机 STC89C52 单片微机封装形式为双排直列式结构（ DIP），引脚共 40 个。 如图 31 所示。 MCS－ 51 单片机 STC89C52 其内部基本组成为：一个 8 位的中央处理器（ CPU）， 256byte片内 RAM 单元， 4Kbyte 掩膜式 ROM， 2 个 16 位的定时器／计数器，四个 8 位的并行 I／O 口（ P0， P1， P2， P3），一个全双工串行口 5 个中断源，一个片内振荡器和时钟发生电路 ， 可编程串行通道 ，有 低功耗的闲置和掉电模式。 这种结构特点决定了单片机具有体积小、成本低、可靠性高、应用灵活、开发效率高、易于被产品化等优点，使其具有很强的面向控制的能力，在工业自动化控制、家用电器、智能化仪表、机器人、军事装置等领域获得了广泛的应用。 图 3 1 MSCC51 单片机 STC89C52 引脚图 更多论文 6 2．管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口： P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。 当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据 /地址的第八位。 在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口： P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。 P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流， 这是由于内部上拉的缘故。 在 FLASH 编程和校验时， P1 口作为第八位地址接收。 P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 口缓冲器可接收，输出 4个 TTL 门电流，当 P2 口被写“ 1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。 这是由于内部上拉的缘故。 P2口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。 在给出地址“ 1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口： P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。 当 P3 口写入“ 1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。 作为输入，由于外部下拉为低电平， P3 口将输出电流（ ILL）这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 8051 的一些特殊功能口，如下所示： 口管脚 备选功能 RXD（串行输入口） TXD（串行输出口） /INT0（外部中断 0） /INT1（外部中断 1） T0（记时器 0 外部输入） T1（记时器 1 外部输入） 更多论文 7 /WR（外部数据存储器写选通） /RD（外部数据存储器读选通） P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。 当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。 在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 在平时， ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。 如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。 此时， ALE 只有在执行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。 另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序 存储器的选通信号。 在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 /PSEN 有效。 但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN 信号将不出现。 /EA/VPP：当 /EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（ 0000HFFFFH），不管是否有内部程序存储器。 注意加密方式 1 时， /EA 将内部锁定为 RESET；当 /EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。 在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（ VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来 自反向振荡器的输出。 温度传感器 DS18B20 温度传感器是本系统不可或缺的元件，其性能的好坏直接影响系统的性能，因此温度传感器采用 DALLAS 公司生产的高性能数字温度传感器 DS18B20。 DS18B20 是 DALLAS 公司生产的一线式数字温度传感器 ， 具有 3 引脚 TO－ 92 小体积封装形式 ； 温度测量范围为－ 55℃～＋ 125℃ ， 可编程为 9 位～ 12 位 A/D 转换精度 ，测温分辨率可达 ℃ ， 被测温度用符号扩展的 16 位数字量方式串行输出 ； 其工作电源既可在远端引入 ， 也可采用寄生电源方式产生。 多个 DS18B20 可以并联到 3 根或 2更多论文 8 根线上 ,CPU 只需一根端口线就能与诸多 DS18B20 通信 ,占用微处理器的端口较少 ,可节省大量的引线和逻辑电路。 以上特点使 DS18B20 非常适用于远距离多点温度检测系统。 DS18B20 内部结构如图 33 所示 ， 主要由 4 部分组成： 64 位 ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL、配置寄存器。 DS18B20 的管脚排列如图 32 所示： 图 3 2 DS18B20 的管脚排 列图 DQ： 为数字信号输入／输出端。 GND：为电源地。 VDD：为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地 ,见图 32）。 ROM 中的 64 位序列号是出厂前被光刻好的 ， 它可以看作是该 DS18B20 的地址序列码 ，每个 DS18B20 的 64 位序列号均不相同。 64 位 ROM 的排的循环冗余校验码（ CRC=X8＋ X5＋ X4＋ 1）。 ROM 的作用是使每一个 DS18B20 都各不相同 ,这样就可以实现一根总线上挂接多个 DS18B20 的目的。 图 3 3 DS18B20 的内部结构 更多论文 9 DS18B20 用 12 位存贮温度值 ， 最高位为符号位。 以下图表 为 DS18B20 的温度存储方式 ， 负温度 S = 1， 正温度 S = 01 如 :0550H 为 + 85℃ ， 0191H 为 ℃ ， FC90H为 55℃。 23 22 21 20 21 22 23 24 温度值低字节 LSB S S S S S 26 25 24 温度值高字节 MSB 高低温报警触发器 TH 和 TL、配置寄存器均由一个字节的 EEPROM 组成 ， 使用一个存 储器功能命令可对 TH、 TL 或配置寄存器写入。 其中配置寄存器的格式如下： 0 R1 R0 1 1 1 1 1 R R0 决定温度转换的精度位数： R1R0=00， 9 位精度 ,最大转换时间为 ，R1R0=01， 10 位精度 ,最大转换时间为 ， R1R0=10， 11 位精度 ,最大转换时间为375ms， R1R0=11， 12 位精。