基于单片机的水温自动控制系统设计.doc

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1、基于单片机的水温自动控制系统设计一、 题目要求及分析 要求设计一个水温控制系统，能正常控制和测量温度范围，用AT89C51控制DS18B20，读取数据对DS18B20转换后的数据进行处理，转换成实际温度，使用6位数码管显示DS18B20测出的温度。二、 系统总体方案1、 温度传感器选择采用DS18B20单线数字温度传感器做温度检测器。DS18B20能够直接将所采集的信号进行模|数转换2、 LED显示方案系统需要采用6位LED数码管显示，LED显示有动态显示和静态显示。本次采用动态显示，增加74LS245芯片最为LED数码管的驱动，采用共阴极的LED，其中单片机的P1口为LED的段码输出口，P3

2、.0P3.5分别是LED的位码输出口三、 硬件电路组成部分（1） DS18B20温度采集电路 DS18B20有3个引脚，GND接地信号、DQ数据输入输出引脚、VDD外接供电电源输入端。如图示：DS18B20温度值格式表，如下图所示。这是12位转换后得到的12位数据，存储在DS18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得温度大于0，这5位为0，只要将测得得数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1测得的数值需要取反加1再乘0.0625即可得到实际温度。 高8为中的高五位是符号位，表示温度是零上还是零下。高8位中的低三位和低8为中的高4位构成温度的整

3、数部分。低8位中的低4位为温度的小数部分。（2） 数码管LED（3） 单片机外部时钟电路（4） 单片机复位电路 四、 软件设计1、主程序 2、DS18B20复位子程序Y3、DS18B20读温度子程序4、DS18B20数据处理子程序五、程序（一）编写、汇编源程序;变量定义DQ BIT P2.4 ;DS18B20数据位FLAG1 BIT 00H SIGN BIT 01H MSB EQU 30HLSB EQU 31HINTEG EQU 32HDECIM EQU 33HSEG-S EQU 34HSEG-I3 EQU 35HSEGI2 EQU 36HSEG-I1 EQU 37HSEG-D1 EQU 38

4、HSEG-C EQU 39H；主程序 ORG 0000HMAIN LCALL INIT-1820 LCALL GET-TEMPER LCALL DATA-PPOC LCALL SEG-GEN LCALL DISPLAY SJMP MAIN;DS18B20复位初始化子程序INIT-1820: SETB DQ NOP CLR DQ MOV R1，#3TSR1: MOV R0,#107 DJNZ R0，$ DJNZ R1,TSR1 SETB DQ NOP NOP NOP MOV R0,#25HTSR2: JNB DQ,TSR3 DJNZ R0,TSR2 LJMP TSR4TSR3: SETB FLA

5、G1 LJMP TSR5TSR4 : CLR FLAG1 LJMP TSR6TSR5: MOV R0,#117 DJNZ R0,$TSR6: SETB DQ RET;读出转换后的温度值GET-TEMPER: SETB DQ LCALL INIT-1820 JB FLAG1,TSS2 RETTSS2： MOV A,#0CCH LCALL WRITE-1820 MOV A, #44H LCALL WRITE-1820 LCALL DELAY LCALL INIT-1820 MOV A,#0CCH LCALL WRITE-1820 MOV A,#0BEH LCALL WRITE-1820 LCALL

6、 READ-1820 RET;写DS18B20的子程序WRITE-1820： MOV R2，#8 CLR CWR1： CLR DQ MOV R3，#6 DJNZ R3，$ RRC A MOV DQ,C MOV R3，#23 DJNZ R3，$ SETB DQ NOP DJNZ R2，WR1 SETB DQ RET;读DS18B20的程序READ-18200： MOV R4,#2 MOV R1，#31HRE00： MOV R,#8RE01： CLR C SETB DQ NOP NOP CLR DQ NOP NOP NOP SETB DQ MOV R3，#9RE10： DJNZ R3，RE10 M

7、OV C,DQ MOV R3，#23 DJNZ R3,$ RRC A DJNZ R2，RE01 MOV R1，A DEC R1 DJNZ R4，RE00 RET;数据处理子程序DATA-PROC: CLR C CLR SIGN MOV A,MSB RLC A JC NEG LJMP PROCNEG: CLR C SETB SIGN MOV A,LSB CPL A ADD A,#1 MOV LSB,A MOV A,MSB CPL A ADDC A,#0 MOV MSB,APROC: MOV A,LSB ANL A,#0FH MOV DECIM,A MOV A,MSB SWAP A ANL A,#

8、0F0H MOV INTEG,A MOV A,LSB SWAP A ANL A,#0FH MOV R0，INTEG ORL A,R0 MOV INTEG,A RET;生成显示码子程序SEG-GEN： MOV DPTR,#TABLE JB SIGN,S-NEG MOV SEG-S,#00H SJMP S-INTS-NEG: MOV SEG-S,#40HS-INT MOV A,INTEG MOV B,#100 DIV AB MOVC A,A+DPTR MOV SEG-I3，A MOV A,B MOV B,#10 DIV AB MOVC A,A+DPTR MOV SEG-I2，A MOV A,B M

9、OVC A,A+DPTR ORL A,#80H MOV SEG-I1，A MOV DPTR,#FLOAT-TAB MOV A,DECIM MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR MOV SEG-D1，A MOV SEG-C,#39H RET;显示子程序DISPLAY: MOV P3，#0FFH CLR P3.0 MOV P1，SEG-S LCALL DELAY SETB P3.0 CLR P3.1 MOV P1，SEG-I3 CALL DELAY SETB P3.1 CLR P3.2 MOV P1，SEG-I2 LCALL DELAY SETB

10、P3.2 CLR P3.3 MOV P1，SEG-I1 LCALL DELAY SETB P3.3 CLE P3.4 MOV P1，SEG-D1 LCALL DELAY SETB P3.4 CLR P3.5 MOV P1，SEG-C LCALL DELAY SETB P3.5 RET;延时子程序，延时5秒DELAY: MOV R5，#5D1： MOV R6，#248 DJNZ R6，$ DJNZ R5，D1 RET;TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FHFLOAT-TAB DB00,01,01,02,03,03,04,04,05

11、,06,06,07,08,08， DB09,09 END（二）程序仿真1、 先在protues仿真软件中搭建硬件电路；2、 根据设计思想和硬件电路在keil2中编写程序代码调试通过并生成.axm文件；3、 双击protues仿真电路中的单片机，将.axm文件添加到单片机中，然后运行观察结果。（三）结果分析能够从温度传感器中获得温度数据，程序能正常执行，测得结果有一定的误差，总之，效果还行。六、 心的体会本设计以单片机为核心部件的控制系统，利用软件编程，最终实现设计要求。 这次课程设计历时两个星期，从一开始的确定课题，理论学习，到后来的资料查找，再到调试仿真，这一切都使我的理论知识和动手能力进一步提高。 在本次课程设计中，遇到了很多困难，如查找元器件，写程序，调试仿真，但通过仔细分析以及查找资料后解决了问题，提高了自己解决问题的能力。在这个过程中我感受颇多，它不仅是一个对我这学期知识学习情况和我的应用动手能力的检验，而且还是我面对困难的心态，做事的毅力和耐心的考验，同时让我深刻感受到了做课程设计意义的所在，在整个过程中受到了同学的帮助，在此表示感谢！