課程設(shè)計說明書---計算機溫度巡回檢測程序控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　一、設(shè)計目的</b></p><p>　　設(shè)計一個計算機溫度巡回檢測程序控制系統(tǒng)，可以對糧倉的溫度進(jìn)行多點巡回檢測。通過設(shè)計，掌握數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理、掌握計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計原理、設(shè)計步驟，進(jìn)一步提高綜合運用知識的能力。</p><p><b>　　二、設(shè)計內(nèi)容和要求</b></p><p&g

2、t;　　(1)選擇傳感器，設(shè)計接口電路，對八點的溫度進(jìn)行巡回檢測，要求溫度測量范圍是0~50℃，精度±1℃。</p><p>　　(2)編寫控制程序，在屏幕上顯示八點溫度的實測值。</p><p>　　(3)寫出設(shè)計說明書。</p><p><b>　　三、系統(tǒng)設(shè)計方案</b></p><p>　　該系統(tǒng)由硬

3、件和軟件兩大塊組成，硬件部分分為：1、控制芯片，是該系統(tǒng)的核心；2、檢測環(huán)節(jié)，即溫度傳感器，用于采集環(huán)境溫度；3、顯示部分，用于顯示當(dāng)前環(huán)境溫度；4、分時采集部分，用于對八點溫度進(jìn)行分時采集。軟件部分分為三塊：1、數(shù)據(jù)處理；2、液晶顯示；3、分時尋采集控制。</p><p><b>　　下面是具體方案：</b></p><p><b>　　1、硬件部分<

4、;/b></p><p>　　1.1控制芯片:選用常用的89c52可滿足需要。</p><p>　　1.2溫度檢測環(huán)節(jié)：</p><p>　　方案一、使用熱敏電阻通過matlab對溫度和電阻之間的非線性關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合得到相應(yīng)關(guān)系式。但熱敏電阻器是敏感元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）。熱敏電阻器的典

5、型特點是對溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。其最大的缺點就在于：阻值與溫度的關(guān)系非線性嚴(yán)重。不易通過程序進(jìn)行精確控制，誤差較大；</p><p>　　方案二、使用DS18B20溫度傳感器。該芯片具有獨特的單線借口方式，它與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B

6、20的雙向通信，測溫范圍-55℃～+125℃,精度為0.5±℃而且在使用中不需要任何外圍元件，接線簡單。</p><p>　　綜合以上分析上，選用DS18B20溫度傳感器，將其I/O口與單片機的I/O口相接，在單片機中寫入處理程序即可。</p><p><b>　　顯示部分</b></p><p>　　方案一、用數(shù)碼管顯示溫度，程序簡

7、單，缺點是只能顯示數(shù)字，不能顯示字母，功能局限性太大；</p><p>　　方案二、用1602LCD，既可顯示字母也可顯示數(shù)字，操縱靈活多變，可滿足本課題需要；</p><p><b>　　綜上、選用方案二。</b></p><p><b>　　分時采集部分</b></p><p>　　方案一、CD

8、4051單8通道數(shù)字控制模擬電子開關(guān)，有三個二進(jìn)控制輸入端A、B、C</p><p>　　和INH輸入，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流。當(dāng)INH輸入端＝“1”時，所有的通道截止。三位二進(jìn)制信號選通8通道中的一通道，可連接該輸入端至輸出。</p><p>　　方案二、繼電器+3/8譯碼器，通過譯碼器的三個地址段選通8個繼電器中的任意一個，但接線復(fù)雜，成本高；</p><

9、p>　　綜合以上分析，選擇方案一。</p><p><b>　　2、軟件部分</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#include<stdio.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p>

10、<p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit ds=P2^3;//溫度傳感器18B20I/O口</p><p>　　sbit inh=P2^4;//譯碼器使能端</p><p>　　sbit A=P1^0;//3/8譯碼器地址選擇端</p><p>　　sbit B=P1^1;&l

11、t;/p><p>　　sbit C=P1^2;</p><p>　　sbit lcd_en=P2^6;//液晶LCD使能端</p><p>　　sbit lcd_rs=P2^4;//液晶LCD數(shù)據(jù)/命令選擇端</p><p>　　sbit lcd_wr=P2^5;//讀寫選擇端</p><p>　　uchar data t

12、able_temp[12];//存放顯示的字符和溫度</p><p>　　uchar num;</p><p>　　uint temp;</p><p>　　uchar i,j,k,l;</p><p>　　float f_temp;</p><p>　　sbit led0=P1^0;</p><p

13、>　　void delay1()//延時函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,j;</p><p>　　for(j=5;j>0;j--)</p><p>　　for(i=125;i>0;i--);</p><p><b>　　

14、}</b></p><p>　　void delay(uint z)//帶參數(shù)的延時</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint x,y;</b></p><p>　　for(x=z;x>0;x--)</p><p>　　f

15、or(y=110;y>0;y--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void dsreset(void)//對18B20進(jìn)行初始化</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i;</b></p>

16、<p><b>　　ds=0;</b></p><p><b>　　i=103;</b></p><p>　　while(i>0)</p><p><b>　　i--;</b></p><p><b>　　ds=1;</b></p

17、><p><b>　　i=4;</b></p><p>　　while(i>0)</p><p><b>　　i--;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　bit tempreadbit(void)//讀一位溫度

18、</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i;</b></p><p><b>　　bit dat;</b></p><p><b>　　ds=0;i++;</b></p><p>　　ds=1

19、;i++;i++;</p><p><b>　　dat=ds;</b></p><p>　　i=8;while(i>0)i--;</p><p>　　return(dat);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　uchar tempread(vo

20、id)//讀8位溫度即一個字節(jié)的溫度</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,j,dat;</p><p><b>　　dat=0;</b></p><p>　　for(i=1;i<=8;i++)</p><p><b>　

21、　{</b></p><p>　　j=tempreadbit();</p><p>　　dat=(j<<7)|(dat>>1);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　return(dat);</p><p><b>　　}<

22、;/b></p><p>　　void tempwritebyte(uchar dat)//寫指令函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i;</b></p><p><b>　　uchar j;</b></p>

23、<p>　　bit testb;</p><p>　　for(j=1;j<=8;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　testb=dat&0x01;</p><p>　　dat=dat>>1;</p><p><b>　

24、　if(testb)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　ds=0;</b></p><p><b>　　i++;i++;</b></p><p><b>　　ds=1;</b></p>&

25、lt;p>　　i=8;while(i>0)i--;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　ds=0;</b></p>

26、<p>　　i=8;while(i>0)i--;</p><p><b>　　ds=1;</b></p><p><b>　　i++;i++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b><

27、;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void tempchange(void)//數(shù)值轉(zhuǎn)換</p><p><b>　　{</b></p><p>　　dsreset();</p><p><b>　　delay(1);</b><

28、;/p><p>　　tempwritebyte(0xcc); //跳過rom地址選擇</p><p>　　tempwritebyte(0x44); //啟動溫度轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)存入ram</p><p><b>　　}</b></p><p>　　uint get_temp()//將寄存器中的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換初來</p>

29、<p><b>　　{</b></p><p>　　uchar a,b;</p><p>　　dsreset();</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p>　　tempwritebyte(0xcc);</p><p>　　temp

30、writebyte(0xbe);//讀ram的溫度數(shù)據(jù)</p><p>　　a=tempread();//讀第八位</p><p>　　b=tempread();//讀高八位</p><p><b>　　temp=b;</b></p><p><b>　　temp<<=8;</b><

31、;/p><p>　　temp=temp|a;//得到16位溫度數(shù)據(jù)</p><p>　　f_temp=temp*0.0625;//得到溫度</p><p>　　temp=f_temp*10+0.5;//四舍五入</p><p>　　return temp;</p><p><b>　　}</b><

32、;/p><p>　　void init_com(void)//初始化</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0x20;//模式二</p><p>　　PCON=0x00;//正常工作狀態(tài)&正常波特率</p><p>　　SCON=0x50;//異步收發(fā)(8位)&

33、lt;/p><p>　　TH1=0xFd;//波特率9600</p><p><b>　　TL1=0xFd;</b></p><p>　　TR1=1;//定時器一運行控制打開</p><p>　　lcd_wr=0;//寫數(shù)據(jù)</p><p><b>　　inh=0;</b><

34、;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void write_com(uchar com)//液晶寫指令函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　lcd_rs=0;</b></p><p><b>

35、;　　P0=com;</b></p><p><b>　　delay1();</b></p><p><b>　　lcd_en=1;</b></p><p><b>　　delay1();</b></p><p><b>　　lcd_en=0;</b

36、></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void write_data(uchar date)//液晶寫數(shù)據(jù)函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　lcd_rs=1;</b></p><p>

37、;<b>　　P0=date;</b></p><p><b>　　delay1();</b></p><p><b>　　lcd_en=1;</b></p><p><b>　　delay1();</b></p><p><b>　　lcd_e

38、n=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void dis_temp(uint t)//液晶顯示函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　i=t/1000;</b></p><p

39、>　　j=t%1000/100;</p><p>　　k=t%100/10;</p><p><b>　　l=t%10;</b></p><p>　　table_temp[0]='W';</p><p>　　table_temp[1]='E';</p><p&

40、gt;　　table_temp[2]='N';</p><p>　　table_temp[3]='D';</p><p>　　table_temp[4]='U';</p><p>　　table_temp[5]=':';</p><p>　　table_temp[6]=i

41、;</p><p>　　table_temp[7]=j;</p><p>　　table_temp[8]=k;</p><p>　　table_temp[9]='.';</p><p>　　table_temp[10]=l;</p><p>　　table_temp[11]='C';

42、</p><p><b>　　lcd_en=0;</b></p><p>　　write_com(0x38);</p><p>　　write_com(0x0c);</p><p>　　write_com(0x06);</p><p>　　write_com(0x01);</p>&

43、lt;p>　　write_com(0x80);</p><p>　　for(num=0;num<12;num++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(num==8||num==6||num==7||num==10)</p><p>　　write_data(table_temp

44、[num]+0x30);</p><p><b>　　else</b></p><p>　　write_data(table_temp[num]);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　v

45、oid main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint t;</b></p><p>　　uint dr=0x07;</p><p>　　uchar i,j;</p><p>　　init_com();</p><

46、;p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　j=0;</b></p><p>　　while(j<dr)//八路巡回檢測</p><p><b>　　{</b></p&g

47、t;<p><b>　　P1=j++;</b></p><p>　　tempchange();</p><p>　　for(i=10;i>0;i--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　t=get_temp();//數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換</p><

48、;p>　　dis_temp(t);//顯示</p><p>　　delay(10);//</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　

49、}</b></p><p><b>　　四、原理圖</b></p><p><b>　　五、PCB圖</b></p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　通過軟硬件設(shè)計，用STC89C52為核心來控制整個系統(tǒng)，實現(xiàn)了溫度正負(fù)號，三位整數(shù)和一位小數(shù)的

50、顯示，了解了液晶，溫度傳感器的使用規(guī)律。本次選用的DS18B20芯片測溫范圍 －55℃～+125℃，精度為±0.5度達(dá)到了系統(tǒng)的基本要求，但由于硬件條件的限制，僅用一路溫度傳感器進(jìn)行信號采集，八路巡回檢測僅從原理上進(jìn)行了闡述，另外顯示等基本功能還不夠強大，如89c51的頻率還不夠快，肉眼可清楚看見刷屏，系統(tǒng)還有待改進(jìn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

51、;<p>　　1 李朝青.單片機原理及接口技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版社.2006.12</p><p>　　2 郭天祥.新概念51單片機c語言教程.北京：電子工業(yè)出版社.2009.1</p><p>　　4 趙山林.c程序設(shè)計.北京：人民郵電出版社，2004.8</p><p>　　5 張艷兵，王忠慶，鮮浩.計算機控制技術(shù).北京：國防工業(yè)出版社.200

52、6.8</p><p>　　6 畢滿清.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：電子工業(yè)出版社，2008.6</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計，我深切的認(rèn)識到自己不足的一面，我一定要在以后好好彌補。這次課程設(shè)計加深了我對計算機控制技術(shù)的了解，感謝老師給了我們這次機會，同時也感謝同學(xué)的幫助和任課老師在課堂上精辟的講解