畢業(yè)設(shè)計(jì)---單片機(jī)恒溫控制

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 概述..........................................1</p><p>　　1.1設(shè)計(jì)任務(wù)............................. .........1</p><p>　　1.2意義及價(jià)值..............

2、............... ........1</p><p>　　第二章 硬件設(shè)計(jì).......................................2 </p><p>　　2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì).............................2</p><p>　　2.2 AD590集成溫度傳感器簡介...............

3、............3</p><p>　　2.3 A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)................................4</p><p>　　2.3 溫度檢測電路...................................4</p><p>　　2.4 系統(tǒng)硬件電路原理圖設(shè)計(jì).........................5</

4、p><p>　　第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)..................................6</p><p>　　3.1 主模塊.........................................7</p><p>　　3.2 中斷服務(wù).......................................7</p>&l

5、t;p>　　3.3 輔助模塊.......................................7</p><p>　　3.4 仿真調(diào)試.......................................7</p><p>　　第四章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié).................................. 8</p><p>　　

6、參考文獻(xiàn)...............................................9</p><p><b>　　概述：</b></p><p><b>　　1．設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　利用單片機(jī)對被控對象進(jìn)行溫度控制，其范圍在 -55℃~150℃，控制精度0.1℃；有四位數(shù)碼顯示器顯示當(dāng)

7、前溫以及設(shè)定溫（在設(shè)定溫度時(shí)）；有鍵盤（四個(gè)按鍵）能對設(shè)定溫度進(jìn)行修改，精度0.5℃。2. 意義以及價(jià)值</p><p>　　電加熱恒溫控制器在醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)、食品加工和農(nóng)業(yè)新科技等關(guān)鍵領(lǐng)域有著重要作用，如在醫(yī)療中的恒溫培養(yǎng)皿、樣本保存器，在工業(yè)生產(chǎn)中的鍋爐溫度控制，食品加工中的發(fā)酵溫控制，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的溫室大棚等等都有它的身影,；單片機(jī)和集成電路低廉的價(jià)格使其擁有市場主導(dǎo)地位。</p><p&

8、gt;　　一、單片機(jī)89C2051簡介</p><p>　　AT89C2051（以下簡稱2051）是一種低功耗、高性能的8位CMOS微控制器芯片，片內(nèi)帶2KB的快閃可編程及可擦除只讀存儲器（FPEROM）。它于MCS-51指令系統(tǒng)兼容，片內(nèi)FPEROM允許對程序存儲器在線重新編程，也可以用常規(guī)的EPROM編程器編程。ATMEL的2051將具有多種功能的8位CPU與FPEROM結(jié)合在同一芯片上，為很多嵌入式控制應(yīng)

9、用提供了高度靈活且價(jià)格適宜的方案。2051還增加了在零頻下工作的靜態(tài)邏輯方式及兩種軟件可選的省電模式。在其中，在閑置模式下，CPU停止工作，但RAM、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串行口和終端系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，只保存RAM的內(nèi)容，振蕩器停振，關(guān)閉芯片的所有其它功能，直到下一次硬件復(fù)位為止。</p><p>　　89C2051主要性能如下：1.與MCS-51產(chǎn)品兼容。2.2KB的在線可重復(fù)編程快閃存儲器，壽命可

10、達(dá)1000次寫/擦除周期。3.寬工作電壓范圍為2.7V~6V 。4.全靜態(tài)工作方式:0Hz~24Hz。5.兩級程序存儲加密。6.128*8位SRAM。7.15條可編程I/O線。8.2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。9.5個(gè)中斷電源。10.可編程串行通道。11.可直接驅(qū)動LED。12.有片內(nèi)精密模擬比較器。13.低功耗的閑置與掉電模式。14.軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能。15.可編程UARL通道。1

11、6.兩個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器。</p><p>　　二、AD590集成溫度傳感器簡介</p><p>　　主要指標(biāo) （1）測溫范圍：-55~+150V。</p><p>　　（2）輸出電流IT與絕對溫度T成正比：I= αT（uA），其中α=1uA/K，+25℃（298.2k）時(shí)IT =298.2MA。 </p><p>　?。?）線

12、性誤差±0.3℃。 </p><p>　?。?）電源電壓：4-30V。</p><p>　　三、A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。</p><p>　　利用比較器、定時(shí)器測量電容的充電時(shí)間。</p><p>　　Up=R2 E/(R1+R2)、Cduc/dt=IT、Uc =Tt/C,當(dāng)Up=Uc時(shí)Up=IT /C* tT,<

13、/p><p>　　tT=Cup/αT。</p><p><b>　　二、硬件設(shè)計(jì)。</b></p><p>　　1、顯示：8位字形口，4位位置口。</p><p>　　2、鍵盤：+、-、set（設(shè)置鍵）、esc（取消鍵）。</p><p>　　3、測溫電路：3條I/O腳（P1.0、P1.1、P3.6）

14、。</p><p>　　4、熱絲驅(qū)動：1 I/O腳。</p><p>　　5、串行I/O擴(kuò)展：2 I/O腳</p><p>　　2.1溫度檢測電路：</p><p>　　2.2軟件流程圖設(shè)計(jì)</p><p><b>　　主程序：</b></p><p><b>　

15、　中斷服務(wù)：</b></p><p><b>　　鍵盤處理：</b></p><p><b>　　鍵盤掃描：</b></p><p>　　2.4 系統(tǒng)硬件電路原理圖設(shè)計(jì)</p><p>　　2.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　/* 單片機(jī)恒溫

16、控制程序</p><p>　?。?）單片機(jī)型號89C2051，時(shí)鐘頻率12 MHz</p><p>　　（2）P3口作為字型口</p><p>　　P3.0~P3.7(除P3.6)對應(yīng)七段LED字段a~g，低電平亮;</p><p>　　2051內(nèi)部模擬比較器輸出經(jīng)P3.6腳輸入。</p><p>　?。?）P1口的使

17、用：</p><p>　　P1.0~P1.1為內(nèi)部模擬比較器輸入腳;</p><p>　　P1.2為鍵盤輸入腳；</p><p>　　P1.3為加熱控制輸出腳；</p><p>　　P1.4~P1.7為顯示/鍵盤掃描輸出線,對應(yīng)#0~#3位置，低電平有效；</p><p>　　（4）利用T0作為A/D轉(zhuǎn)換定時(shí)器(單位1

18、us )。</p><p>　?。?）利用T1作為5ms鍵盤/顯示掃描定時(shí)器 。</p><p><b>　　*/</b></p><p>　　#include <Reg51.h></p><p>　　#include <intrins.h></p><p>　　#defi

19、ne uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define TC1 (-5000) /*T1 5ms時(shí)間常數(shù)*/</p><p>　　#define STFH 100 /*閃爍周期500ms，單位5ms*/</p&g

20、t;<p>　　#define STC 200 /*采樣1s定時(shí)常數(shù)，單位5ms*/</p><p>　　#define KTC1 13 /*重發(fā)鍵延時(shí)，單位20ms*/</p><p>　　#define KTC2 8 /*重發(fā)鍵周期，單位20ms*/</p><

21、;p>　　#define KSET 1 /*SET鍵值*/</p><p>　　#define KINC 2 /*+鍵值*/</p><p>　　#define KDEC 3 /*-鍵值*/</p><p>　　#define KESC 4

22、 /*ESC鍵值*/</p><p>　　#define FSPC 0xff /*空字型*/</p><p>　　#define FNGS 0xbf /*負(fù)號字型*/</p><p>　　#define TUP 1300 /*設(shè)定溫上限,單位0.1℃*/</p>&l

23、t;p>　　#define TLOW -300 /*設(shè)定溫下限,單位0.1℃*/</p><p>　　#define TDA 3 /*溫度控制死區(qū),單位0.1℃*/</p><p>　　const float CVp=2e+6; /*計(jì)算常數(shù)*/</p><p>　　sbit AI0

24、=P1^0; /*比較器+輸入腳*/</p><p>　　sbit AI1=P1^1; /*比較器-輸入腳*/</p><p>　　sbit KI=P1^2; /*鍵盤輸入腳*/</p><p>　　sbit HT=P1^3; /*加熱輸

25、出腳*/</p><p>　　sbit CMP=P3^6; /*比較器輸出腳*/</p><p>　　uchar dbuf[4]; /*顯示緩沖區(qū)*/</p><p>　　uchar key; /*鍵值*/</p><p>　　bit DT

26、C,STF; /*當(dāng)前溫度顯示、采樣時(shí)間到標(biāo)志*/</p><p>　　void fresh(int,uchar,uchar*); /*顯示刷新函數(shù)*/</p><p>　　void thermost(int,int); /*恒溫控制函數(shù)*/</p><p>　　int kbfun(uchar,int *);

27、 /*鍵盤處理函數(shù)*/</p><p><b>　　/*主函數(shù)*/</b></p><p><b>　　main()</b></p><p>　　{uint tp; /*電容C2充電時(shí)間*/</p><p>　　int tem,stem; /*當(dāng)

28、前溫度、設(shè)定溫度*/</p><p>　　TMOD=0x11; /*定時(shí)器1工作在定時(shí)方式、16位計(jì)數(shù) 、內(nèi)啟動 */</p><p>　　TH1=TC1>>8; /*裝入定時(shí)器1時(shí)常*/</p><p><b>　　TL1=TC1;</b></p><p>　　

29、AI1=0; /*關(guān)閉C2充電*/</p><p>　　key=0; /*清鍵值*/</p><p>　　DTC=1; /*置當(dāng)前溫度顯示態(tài)*/</p><p>　　STF=1; /*置采樣時(shí)間到標(biāo)志*/</p><p&

30、gt;　　stem=250; /*設(shè)定溫初值25℃（單位0.1℃）*/</p><p>　　fresh(0,4,dbuf); /*顯示0.0*/</p><p>　　IE=0x88; /*開中斷，允許定時(shí)器1請求中斷*/</p><p>　　TR1=1; /*啟動定時(shí)器

31、1*/</p><p>　　while(1) /*工作循環(huán)*/</p><p>　　{if(_testbit_(STF)) /*若采樣時(shí)間到*/</p><p>　　{TH0=0; /*清T0計(jì)數(shù)器*/</p><p><b>　　TL0=0;</b><

32、/p><p>　　AI1=1; /*開始C2充電*/</p><p>　　TR0=1; /*開始T0計(jì)時(shí)*/</p><p>　　while(CMP); /*等待AI1≥AI0*/</p><p>　　TR0=0; /*停止T0計(jì)時(shí)*/</

33、p><p>　　AI1=0; /*關(guān)閉C2充電*/</p><p>　　tp=TH0*256+TL0; /*讀取T0計(jì)數(shù)值*/</p><p>　　/*計(jì)算當(dāng)前溫度值*/</p><p>　　tem=(CVp/tp-273.2)*10;</p><p>　　if(DTC)

34、 /*顯示當(dāng)前溫度*/</p><p>　　fresh(tem,4,dbuf);</p><p>　　thermost(stem,tem); /* 恒溫控制*/</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key) /*若按鍵有效*/</p>

35、<p>　　{if(kbfun(key,&stem)) /*鍵盤處理*/</p><p>　　fresh(tem,4,dbuf);</p><p><b>　　key=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　} //while</p>

36、<p>　　} //main</p><p>　　/*恒溫控制函數(shù)*/</p><p>　　void thermost(int x,int y)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(x-y>TDA) HT=0 ; /*開加熱*/</p><p

37、>　　if(x-y<-TDA) HT=1; /*關(guān)加熱*/</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*顯示刷新函數(shù)*/</p><p>　　void fresh(int x,uchar num,uchar *y)</p><p>　　{/*0~9字型表*/</p>&l

38、t;p>　　static uchar font[10]={0xc0,0xf9,0x64,0x70,0x59,</p><p>　　0x52,0x42,0xf8,0x40,0x50};</p><p><b>　　uint ux;</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p>&l

39、t;p>　　ux=(x>=0?x:-x);</p><p><b>　　i=0;</b></p><p>　　do /*將ux轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)字字型送到y(tǒng)[]中*/</p><p>　　{y[i]=font[ux%10];</p><p><b>　　ux=ux/10;</b>&

40、lt;/p><p><b>　　i++;}</b></p><p>　　while(i<num&&ux);</p><p>　　if(i<num&&x<0) y[i++]=FNGS; /*負(fù)數(shù)寫入"-"字型*/</p><p>　　while(i<n

41、um) y[i++]=FSPC; /*多余位寫入空字型*/</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*鍵盤處理函數(shù)*/</p><p>　　int kbfun(uchar k,int *pt)</p><p>　　{static int tmp;</p><p>　　if

42、(DTC) /*在當(dāng)前溫度顯示態(tài)下*/</p><p>　　if(k==KSET) /*SET鍵處理*/</p><p>　　{tmp=*pt; /*讀取設(shè)定溫度到tmp*/</p><p>　　DTC=0;} /*切換到設(shè)定溫度顯示態(tài)*/</p><p>　

43、　else return(0); /*其他鍵處理*/</p><p>　　else /*設(shè)定溫度顯示態(tài)下*/</p><p><b>　　switch(k)</b></p><p>　　{case KSET: /*按SET鍵處理*/</p><p>　　*pt=tm

44、p; /*修改設(shè)定溫度*/</p><p>　　case KESC: /*按ESC鍵處理*/</p><p>　　DTC=1; /*切換到當(dāng)前溫度顯示態(tài)*/</p><p>　　return(1);</p><p>　　case KINC: /*按+鍵處理*/</p

45、><p>　　if(tmp==TUP) tmp=TLOW;</p><p>　　else tmp+=5; /*+0.5℃*/</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case KDEC: /*按-鍵處理*/</p><p>　　if(tmp==T

46、LOW) tmp=TUP;</p><p>　　else tmp-=5; /*-0.5℃*/</p><p><b>　　}</b></p><p>　　fresh(tmp,4,dbuf); /*刷新設(shè)定溫顯示*/</p><p>　　return(0);</p><p><b

47、>　　}</b></p><p>　　/*鍵盤、顯示掃描和定時(shí)中斷服務(wù)，一次/5ms*/</p><p>　　time1() interrupt 3</p><p>　　{/*掃描位置表*/</p><p>　　static uchar pot[4]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f};</p><

48、;p>　　static uchar si=0; /*掃描位置*/</p><p>　　static uchar kst=1; /*鍵盤掃描狀態(tài)*/</p><p>　　static uchar kstr; /*鍵盤掃描定時(shí)器*/</p><p>　　static uchar sit; /*掃描位置暫存*/</p&g

49、t;<p>　　static uchar fltr=0; /*閃爍計(jì)時(shí)器*/</p><p>　　static uchar samtr=STC; /*采樣定時(shí)器*/</p><p>　　bit kc; /*鍵入值暫存*/</p><p>　　TH1=TC1>>8; /*重裝定時(shí)器

50、1時(shí)常*/</p><p><b>　　TL1=TC1;</b></p><p><b>　　/*顯示掃描*/</b></p><p>　　P1=(P1|0xf5)&pot[si]; /*當(dāng)前位置送P1口*/</p><p>　　if(!DTC&&fltr>STFH

51、/2) /*若顯示設(shè)定溫且在消隱期*/</p><p>　　P3=FSPC; /*空字型送P3口*/</p><p><b>　　else</b></p><p>　　P3=dbuf[si]; /*當(dāng)前字型送P3口*/</p><p><b>　　/*計(jì)時(shí)*/

52、</b></p><p>　　if(++fltr==STFH) fltr=0;/*閃爍計(jì)時(shí)*/</p><p>　　if(!(--samtr)) /*采樣定時(shí)*/</p><p>　　{samtr=STC;</p><p><b>　　STF=1;}</b></p><p

53、><b>　　/*鍵盤掃描*/</b></p><p>　　kc=!KI; /*輸入鍵值*/</p><p>　　if(kst==1) /*檢測態(tài)*/</p><p><b>　　{if(kc)</b></p><p>　　{sit=si;

54、 /* 有按鍵暫存掃描位置*/</p><p><b>　　kst=2;}}</b></p><p><b>　　else </b></p><p>　　if(si==sit) /*若完成一周掃描（延遲20ms）*/</p><p>　　switch(kst)&

55、lt;/p><p>　　{case 2: /*按鍵確認(rèn)態(tài)*/</p><p><b>　　if(kc)</b></p><p>　　{key=sit+1; /*按鍵有效，生成鍵值*/</p><p>　　kstr=KTC1; /*開始持續(xù)鍵延時(shí)*/</p>

56、<p><b>　　kst=3;}</b></p><p>　　else kst=1; /*按鍵無效，回到檢測態(tài)*/</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 3: /*持續(xù)鍵延時(shí)態(tài)*/</p><p>&

57、lt;b>　　if(kc)</b></p><p>　　{if(!(--kstr))</p><p>　　{key=sit+1; /*開始發(fā)第一個(gè)持續(xù)鍵值*/</p><p>　　kstr=KTC2; /*開始持續(xù)鍵重發(fā)定時(shí)*/</p><p><b>　　kst=4;}</b&g

58、t;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else kst=5; /*按鍵無效，回到鍵釋放態(tài)*/</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 4: /*持續(xù)鍵重發(fā)態(tài)*/</p><

59、;p><b>　　if(kc)</b></p><p>　　{if(!(--kstr))</p><p>　　{key=sit+1; /*重發(fā)持續(xù)鍵值*/</p><p>　　kstr=KTC2;}</p><p><b>　　}</b></p><p>

60、　　else kst=5; /*按鍵無效，回到鍵釋放態(tài)*/</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 5: /*鍵釋放態(tài)*/</p><p>　　if(kc) kst=2;</p><p>　　else kst=1; /*鍵釋

61、放，回到檢測態(tài)*/</p><p>　　} //swicth</p><p>　　if(++si==4) si=0; /*調(diào)整掃描位置*/</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　2.6 仿真調(diào)試</b></p><p>　　1. 將P

62、roteus安裝盤中的應(yīng)用程序擴(kuò)展模塊VDM51.dll復(fù)制到μVision2文件夾Keil\C51\BIN 中；</p><p>　　2. 修改μVision2文件夾Keil中的Tools.ini文件，在該文件的[C51]字段下添加： TDRV1=BIN\VDM51.DLL("PROTEUS VSM MONITOR 51 DRIVER")</p><p>　　3.

63、啟動Proteus，在它的Debug菜單中選擇“User Remote Debug Monitor” 菜單項(xiàng)（見圖1） ；</p><p>　　4. 運(yùn)行μVision2，在指定的文件夾中建立新項(xiàng)目；</p><p>　　5. 在μVision2 的 Project菜單中選擇 “Option for Target '目標(biāo)名'” 菜單項(xiàng)，打開“目標(biāo)選項(xiàng)”對話框； 菜單

64、項(xiàng)，打開“目標(biāo)選項(xiàng)”對話框； 6. 在對話框Debug卡右上角的下拉列表框中選擇“PROTEUS VSM MONITOR</p><p>　　7. 選擇Debug菜單中的“Start/Stop Debug Session”菜單項(xiàng)或單擊按鈕啟動調(diào)試，開始μVision2與Proteus的聯(lián)調(diào)。</p><p><b>　　總結(jié)體會：</b></p>

65、<p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)會腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．通過這次恒溫控制設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行一次實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，獨(dú)立思

66、考的能力也有了提高。</p><p>　　在這次設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計(jì)的能力以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。</p><p>　　在此感謝我們的***老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。</p><

67、;p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 張毅剛等主編 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 </p><p>　　[2] 王兆安 黃俊主編 電力電子技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[3] 孫傳友等主編 測控電路及裝置 北京航空航天大學(xué)出版社</p><p>　　[4