单片机温度控制系统的设计毕业论文设计(编辑修改稿)

单片机温度控制系统的设计毕业论文设计(编辑修改稿)内容摘要：

个部分叙述个引脚的功能。 （ 1）电源引脚 Vcc 和 Vss Vcc（ 40 脚）：接 +5V 电源正端； Vss（ 20 脚）：接 +5V 电源正端。 （ 2）外接晶振引脚 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 19 脚）：接外部石英晶体的一端。 在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成采用外部时钟时，对于 HMOS 单片机，该引脚接地；对于 CHOMS 单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端。 XTAL2（ 18 脚）：接外部晶体的另一端。 在单片机内部，接至片内振荡器的反相放大器的输出端。 当采用外部时钟时，对于 HMOS 单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端。 对于 CHMOS 芯片，该引脚悬空不接。 （ 3）控制信号或与其它电源复用引脚 控制信号或与其它电源复用引脚有 RST/VPD、 ALE/P、 PSEN 和 EA/VPP 等 4 种形式。 （ A）． RST/VPD（ 9 脚）： RST 即为 RESET， VPD 为备用电源，所以该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。 当单片机振荡器工作时，该引脚上出现持续两个机器周期的高电平，就 可实现复位操作，使单片机复位到初始状态。 当 VCC 发生故障，降低到低电平规定值或掉电时，该引脚可接上备用电源 VPD（ +5V）为内部 RAM 供电，以保证 RAM 中的数据不丢失。 （ B）． ALE/ P （ 30 脚）：当访问外部存储器时， ALE（允许地址锁存信号）以每机器周期两次的信号输出，用于锁存出现在 P0 口的低 （ C）． PSEN(29 脚 ):片外程序存储器读选通输出端 ,低电平有效。 当从外部程序存储器读取指令或常数期间，每个机器周期 PESN 两次有效，以通过数据总线口读回指令或常数。 当访问外部数据存储器期间， PESN 信 号将不出现。 （ D）． EA/Vpp（ 31 脚）： EA 为访问外部程序储器控制信号，低电平有效。 当 EA 端保持高电平时，单片机访问片内程序存储器 4KB（ MS— 52 子系列为 8KB）。 若超出该范围时，自动转去执行外部程序存储器的程序。 当 EA 端保持低电平时，无论片内有无程序存储器，均只访问外部程序存储器。 对于片内含有 EPROM 的单片机，在 EPROM 编程期间，该引脚用于接 21V 的编程电源 Vpp。 （ 4）输入 /输出（ I/O）引脚 P0 口、 P1 口、 P2 口及 P3 口 (A).P0 口（ 39脚～ 22脚）： ～ 统称为 P0 口。 当不接外部存储器与不扩展 I/O毕业论文设计 第 8 页 共 27 页 接口时，它可作为准双向 8 位输入 /输出接口。 当接有外部程序存储器或扩展 I/O 口时，P0口为地址 /数据分时复用口。 它分时提供 8位双向数据总线。 对于片内含有 EPROM 的单片机，当 EPROM 编程时，从 P0 口输入指令字节，而当检验程序时，则输出指令字节。 (B).P1 口（ 1脚～ 8脚）： ～ 统称为 P1口，可作为准双向 I/O 接口使用。 对于 MCS— 52 子系列单片机， 和 还有第 2 功能： 口用作定时器 /计数器 2 的计数脉冲输入端 T2； 用作定时器 /计数 器 2的外部控制端 T2EX。 对于 EPROM 编程和进行程序校验时， P0口接收输入的低 8位地址。 (C).P2 口（ 21 脚～ 28 脚）： ～ 统称为 P2 口，一般可作为准双向 I/O 接口。 当接有外部程序存储器或扩展 I/O 接口且寻址范围超过 256 个字节时， P2 口用于高 8 位地址总线送出高 8 位地址。 对于 EPROM 编程和进行程序校验时， P2口接收输入的 8 位地址。 (D).P3 口（ 10 脚～ 17 脚）： ～ 统称为 P3 口。 它为双功能口，可以作为一般的准双向 I/O 接口，也可以将每 1 位用于第 2 功能，而且 P3 口的每一 条引脚均可独立定义为第 1 功能的输入输出或第 2 功能。 P3口的第 2 功能见下表 表 1 单片机 管脚含义 综上所述，MCS— 51系列单片机的引脚作用可归纳为以下两点： 1).单片机功能多，引脚数少，因而许多引脚具有第 2 功能； 2).单片机对外呈 3 总线形式，由 P P0 口组成 16 位地址总线；由 P0口分时复用作为数据总线。 引脚 第 2功能 RXD（串行口输入端 0） TXD（串行口输出端） INT0（部中断 0请求输入端，低电平有效） INT1（中断 1请求输入端，低电平有效） T0（时器 /计数器 0 计数脉冲端） T1（时器 /计数器 1数脉冲端） WR（部数据存储器写选通信号输出端，低电平有效） RD（部数 据存储器读选通信号输出端，低电平有效） 毕业论文设计 第 9 页 共 27 页 (四 )温度传感器电路 采用一线制数字温度传感器 DS18B20 来作为本课题的温度传感器。 传感器输出信号进 的上拉电阻直接接到单片机的 引脚上。 DS18B20 温度传感器是美国达拉斯 (DALLAS)半导体公司推出的应用单总线技术的数字温度传感器。 该器件将半导体温敏器件、 A/D 转换器、存储器等做在一个很小的集成电路芯片上。 本设计中温度传感器之所以选择单线数字器件 DS18B20，是在经过多方面比较和考虑后决定的，主要有以下几方面的原因： （ 1）系统的特性：测温范围为 55℃～ +125℃ ，测温精度为士 ℃；温度转换精度9～ 12 位可变，能够直接将温度转换值以 16 位二进制数码的方式串行输出； 12 位精度转换的最大时间为 750ms；可以通过数据线供电，具有超低功耗工作方式。 （ 2）系统成本：由于计算机技术和微电子技术的发展，新型大规模集成电路功能越来越强大，体积越来越小，而价格也越来越低。 一支 DS18B20 的体积与普通三极管相差无几，价格只有十元人民币左右。 （ 3）系统复杂度：由于 DS18B20 是单总线器件，微处理器与其接口时仅需占用 1 个I/O 端口且一条总线上可以挂接几十个 DS18B20，测温时无需任何外部元件，因此，与模拟传感器相比，可以大大减少接线的数量，降低系统的复杂度，减少工程的施工量。 （ 4）系统的调试和维护：由于引线的减少，使得系统接口大为简化，给系统的调试带来方便。 同时因为 DS18B20 是全数字元器件，故障率很低，抗干扰性强，因此，减少了系统的日常维护工作。 DS18B20 温度传感器只有三根外引线：单线数据传输总线端口 DQ ，外供电源线 VDD，共用地线 GND。 DS18B20 有两种供电方式：一种为数据线供电方式，此时 VDD 接地，它是通过内部电容在空闲时从数据线获取能量，来完成温度转换，相应的完成温度转换的时间较长。 这种情况下，用单片机的一个 I/O 口来完成对 DS18B20 总线的上拉。 另一种是外部供电方式 (VDD 接 +5V)，相应的完成温度测量的时间较短。 在本设计中采用外 部供电方式实现 DS18B20 传感器与单片机的连接，其接口电路如图4所示。 毕业论文设计 第 10 页 共 27 页 图 3 温度传感器接口 (五 )LCD 显示电路 本课题设计的温度控制系统是采用液晶屏 128*64 作为显示模块，其接口原理图如下图 6 所示： 图 4液晶显示接口电路 (六 )按键接口电路 本课题设计 采用的 键盘模块，其接口原理图如下图 8 所示： 图 6 键盘模块电路 毕业论文设计 第 11 页 共 27 页 (七 )升温降温 电路 本设计采用了光电耦合器控制三极管 ，再 进一步控 制继电器线圈，这样做的好处：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。 如 下图 所示。 图 7 升降温 模块电路 (八 )报警 电路 本设计采用蜂鸣音报。