基于stc89c52单片机的粮仓温度多点测控系统_new

基于stc89c52单片机的粮仓温度多点测控系统_new内容摘要：

气动、电动单元组合仪表的核心集成电路，加强双绞线通信功能，可以实现更为复杂的系统。 在 80年代，微型计算机的处理技术，如计算机的发展，用计算机来代替各种仪表控制室，集沈阳理工大学学士学位论文 5 中式数字控制系统。 该系统解决了信号传输过程的问 题和抗干扰。 然后，计算机技术的发展，出现了新的控制方法，集散控制系统。 他在功能，性能，可靠性，它已经取得了很大的进步。 年底的第二十个世纪，信息技术的发展，现场总线控制系统的出现，在控制系统的结构和功能的测量有很大的变化，他对生产过程的连续性特点，被控过程的复杂性，多样性控制方案。 锅炉汽包水位控制的主要情况，发酵罐的温度控制，等等。 课题主要研究内容 基于单片机的粮仓多点温度测控系统的设计以 STC89C52 单片机和四个 DS18B20 数字温度传感器为核心器件，主要由四路温度采集、单片机数据处理、键盘输 入、液晶显示、上下限设定以及蜂鸣器和警示灯报警等六部分组成，并利用 C语言实现数据处理、LCD 显示、键盘扫描、阈值设定及报警等各功能子程序的编写。 所设计的单片机粮仓多点温度测控系统能够较好实现粮仓多点温度测控系统的各项功能。 2 系统总体结构 系统设计要求 ； ； ； 、 LCD、阈值模块设计。 系统模块组成 温度计电路设计总体设计方框图如图 ，控制器采用单片机 STC89C52RC，温沈阳理工大学学士学位论文 6 度传感器采用 DS18B20，用 1602 液晶显示屏以串口传送数据实现温度显示。 图 模块原理框图 系统工作原理 单片机芯片 STC89C52RC 复位电路 晶振控制 1602 显示器 温度检测电路 DS18B20 报警温度调整键 蜂鸣器，指示灯，继电器开关 沈阳理工大学学士学位论文 7 本次设计的基于单片机的粮仓温度多点测控系统设计的基本与原理是采用STC89C52RC 作为主控制系统。 1602 液晶显示模块芯片作为温度数据显示装置。 而智能温度传感器 DS18B20器件作为测温电路主要组成部分。 利用四个温度传感器测出环境温度，当超出最高限制温度时，声光报警，并且一号继电器闭合，模拟粮仓窗户打开；当超出最低限制温度时，声光报警，并且二号继电器闭合，模拟粮仓窗户关闭，实现控 温。 具体设计原理如图 设计原理图。 图 设计原理图 沈阳理工大学学士学位论文 8 3 系统的硬件设计 系统的硬件设计 系统由单片机最小系统、显示电路、按键、温度传感器等组成。 该电路采用 STC89C52RC 单片机控制为核心，与 8051 系列单片机完全兼容，该程序的功能如加密， 8 KB 字节可编程 Flash， ~ 6 V 工作电压范围 24 MHz， 0 ~静态工作频率；由液晶显示模块 1602 单片机显示电路，可以进行多行显示；温度报警按钮设置为四，可以显示华氏温度，调整报警温度高；温度传感器电路主要由 DS18B20 的温度测量装置，该装置的主要功能有：单总线技术；每个 DS18B20 的 64位序列号独立；低电压供电，供电范围为 3 ~ 5 V，温度范围为 55℃℃ ~177。 125，177。 的误差℃；复位电路由 10 K 电阻电自动复位。 硬件模块电路设计 主控电路 单片机 STC89C52RC 具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电 路系统的设计需要，如图。 晶振采用 12MHZ，如图。 复位电路采用上电加自动复位，如图。 沈阳理工大学学士学位论文 9 图 主控芯片 89C52 图 晶振电路 图 复位电路 显示电路 本设计显示电路的设计采用 1602 液晶显示模块的芯片，该芯片可以真正 16 X2 字，比过去七段数码管 LED 显示屏上显示的字符数。 此外，由于 1602 芯片编程简单，直观的界面，因此用户更容易操作和观察。 本设计中使用的 1602 液晶显示模块芯片仿真图，如图。 沈阳理工大学学士学位论文 10 图 LCD1602 仿真图 由于我们采用的是 带背光的 LCD，因此，我们的元器件有 16 个管脚， 下面我们就对管脚及其功能进行介绍，如表 ： 表 引脚说明 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 数据 2 VDD 电源正极 10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据 4 RS 数据 /命令选择 12 D5 数据 5 R/W 读 /写选择 13 D6 数据 6 E 使能信号 14 D7 数据 7 D0 数据 15 BLA 背光源正极 8 D1 数据 16 BLK 背光源负极 报警温度调节电路 本系统一共设置了四个按键，按 p13按键进入设置模式，按第一次 p13 进行下限设置，按两下 p13 按键进入上限设置，按三下 p13 按键退出设置模式，在设置模式下，按p14 和 p15 按键进行参数的增加和减小设置， p16 按键是调试时测试用的，并且作为备用键。 在本设计中的按键仿真图，如图。 沈阳理工大学学士学位论文 11 图 按键仿真图 STC89C52 芯片介绍 STC89C52 是一种生产性价比高，性能好的单片机， STC89C52 使用古典的 MCS 51内核，但做了很多与传统的改善，新增了 51 单片机芯 片没有的功能。 在一个芯片上，具有灵活的 8位 CPU 和在系统可编程 Flash，让许多嵌入式控制应用的高灵活和有效的解决方案为。 其主要的特征如下： 1. 8K 字节程序存储空间； 2. 512 字节数据存储空间； 3. 内带 4K 字节 EEPROM 存储空间。 4. 可直接使用串口 下载； 如图 是 STC89C52 单片机管脚图，如图 是此单片机的 实物图，结合这两个图来看能更好的理解上述特 征。 P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R S T9P 3. 0( R X D )10P 3. 1( T X D )11P 3. 2( IN T 0 )12P 3. 3( IN T 1 )13P 3. 4( T 0)14P 3. 5( T 1)15P 3. 6( W R )16P 3. 7( R D )17X T A L 218X T A L 119GND20( A 8 )P 2. 021( A 9 )P 2. 122( A 1 0) P 2 .223( A 1 1) P 2 .324( A 1 2) P 2 .425( A 1 3) P 2 .526( A 1 4) P 2 .627( A 1 5) P 2 .728P S E N29A L E / P R O G30E A /V P P31( A D 7 )P 0. 732( A D 6 )P 0. 633( A D 5 )P 0. 534( A D 4 )P 0. 435( A D 3 )P 0. 336( A D 2 )P 0. 237( A D 1 )P 0. 138( A D 0 )P 0. 039V C C40U189 C 5 2/ S 52沈阳理工大学学士学位论文 12 图 STC89C52单片机管脚图 图 STC89C52单片机实物图 复位电路介绍 复位电路采用：重新启动单片机复位电路部分就像计算机，当计算机在使用中死机，按下复位按钮，电脑里面的程序从头开始执行。 单片机也一样，当单片机系统在运行中出现异常，受应用环境干扰，按下复位按钮，里面的程序自动执行从一开始。 复位电路的工作原理教科书中有介绍， 52单片机要复位只需要在第 9引脚接个高电平持续 2US 就可以实现，这个过程是如何实现的。 在一个单片机系统，启动一次复位，沈阳理工大学学士学位论文 13 当系统上电时，按钮再次按下系统复位，如果再按系统的版本将被重置。 所以可以通过打开 和关闭来控制运行系统的复位按钮。 为什么开机时复位：在电路图中，电容是 10uF 的大小，电阻的大小是 10 K，因此，根据公式计算出电容充电到电源电压的 倍（单片机的电源为 5 V，所以充电 倍至 V），需要的时间是 10 10 = s 也就是说在单片机启动的 内，电容两端的电压时在 0~ 增加。 这个时候 10K 电阻两端的电压为从 5~ 减少（串联电路各处电压之和为总电压）。 所以在 内，收到 RST 引脚电压为 5 V ~ V]2[。 在 5V正常工作的 51 单片机中小于 的电压信号为低电平信号，而大于 的电压信号为高电平信号。 所以在开机 ，单片机系统自动复位（ RST 引脚接高电平信号时间约 秒）。 按键按下的时候为什么会复位 ： 在单片机启动 后，电容 C两端的电压持续充电为 5V，这是时候 10K电阻两端的电压接近于 0V， RST 处于低电平所以系统正常工作 ]1[。 当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。 随着时间的推移，电容的电压在 内，从 5V释放到变为了 ，甚至更小。 根据串联电路电压为各处之和，这个时候 10K 电阻两端的电压为 ，甚至更大，所以 RST引脚又接收到高电平。 单片机系统自动复位。 本设计中的复位电路仿真图，如图。 图 复位电路 晶振电路介绍 晶振电路：晶振是晶体振荡器的简称：在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络电工学上这个网络有两个谐振点以频率的高低分其中沈阳理工大学学士学位论文 14 较低的频率是串联谐振 ]5[。 较高的频率是并联谐振，由于晶体近距离的两个频率之间的性质 ]7[。 在这个很窄的频率范围内，相当于一个晶体振动感应器 ]6[。 所以只要对晶体并联电容器它将组成并联谐振电路的两端，并联谐振电路中加入负反馈电路可以构成一个正弦振荡由于等效电路，晶体的频率范围内电感很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化 ]3[。 晶振有一个重要的参数 ， 那就是负载电容值 ， 选择与负载电容值相等的并联电容 ， 就可以得到晶振标称的谐振频率 ]4[。 一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器 (注意是放大器不是反相器 )的两端接入晶振 ， 再有两个电容分别接到晶振的两端 ， 每个电容的另一端再接到地 这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容 ， 请注意一般 IC 的引脚都有等效输入电容 ， 这个不能忽略。 一般的晶振的负载电容为 15pF 或 如果再考虑元件引脚的等效输入电容 ， 则两个 22pF 的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。 如上图 :晶振是给单片机提供工作 信号脉冲的这个脉冲就是单片机的工作速度比如12M晶振单片机工作速度就是每秒 12M 当然单片机的工作频率是有范围的不能太大 ， 一般 24M 就不上去了 ， 不然不稳定。 晶振与单片机的脚 XTAL0 和脚 XTAL1 构成的振荡电路中会产生偕波 (也就是不希望存在的其他频率的波 ) 这个波对电路的影响不大 ， 但会降低电路的时钟振荡器的稳定性 ， 为了电路的稳定性起见 ATMEL 公司只是建议在晶振的两引脚处接入两个 10pf50pf的瓷片电容接地来削减偕波对电路的稳定性的影响 ， 所以晶振所配的电容在 10pf50pf之间都可以的。 本设计中的晶 振电路仿真图，如图。 沈阳理工大学学士学位论文 15 图 晶振电路 LCD 介绍 在日常生活 中，液晶显示器并不陌生。 液晶显示模块的很多产品通过设备，如万用表，计算器，电子表，正如你可以看到，主要由数字显示许多家用电器，特殊符号和图标。 在单片机的人机交流界面，一般的输出方式有以下几种：发光管， LED 数码管，液晶显示器。 发光管，常用的LED数码管，硬件和软件比较简单的，在前面章节已经介绍过，在此不作介绍，本章重点介绍了字符型液晶显示器中的应用。 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： 1. 显示质量高 ：。