优秀毕业设计毕业论文应用电子技术基于单片机的暖风机设计精品

1、湖供职业驶术学院huzhou vocational & technical college毕业论文题 目：基于单片机的暖风机设计学 生专 业应用电子技术指导教师赵高峰讲师完成日期2010年1月湖职院应用电子技术专业毕业论文基于单片机暖风机的设计学 生： 黄方亮指导教师：赵高峰讲师2010年1月摘要木文设计了一种以at89s52单片机为核心的低成木、高精度、微型化led显 示温湿度监测系统，并使用一些常用芯片如：ds18b20、ghs-20e等。系统由单 片机、温度检测电路、电机驱动电路、报警电路以及显示电路构成。由芯片at89s52 控制温湿度传感器检测到的温湿度值进行存储转换，从而在

2、显示电路中数码管中 显示出来。本系统具有易安装检测、软件功能完善，工作可靠、准确度高等优点。木文论述了单片机技术研制成功的暖风机的监测系统的基本原理，温湿度传 感器信号采集通过单片机来实现方案。采用软件校正，提高了测量精度和整机的 可靠性。实际使用表明，极大的提高了安全性、可靠性和准确度。关键词：暖风机，温湿度传感器，单片机at89s52摘要i冃录ii第1章概述2011选题背景201.2设计过程及工艺要求2013设计的重点与难点20第2章方案论证与比较2121温度传感器的选择212. 2湿度传感器的选择21第3章 系统总体设计233. 1系统设计233. 2 芯片 at89s52 介绍233.

3、 3传感器的介绍263. 3. 1传感器的定义及作用263. 3. 2传感器的特性263.3.3温度传感器ds18b20263. 3. 4湿度传感器ghs-20e313.3.5 a/d转换tlc549错误！未定义书签。34温湿度采集电路设计错误！未定义书签。3. 5显示电路的设计333. 6报警电路的设计343. 7按键电路的设计35第4章系统调试364. 1软硬件的调试364. 2系统软件设计36总结39致谢40参考文献41附录42第1章概述1.1选题背景带液晶显示屏的暖风机，越来越受到用户的欢迎，配合液晶屏显示，可显示 环境温度及设定状态，大大方便了产品的使用。h前，各大厂商为了在市场上占

4、 有一席之地，纷纷在遥控型暖风机的性能参数标准，重量，体积，厚度，色彩， 价格大大下功夫。如：海宝驰的 奔驰暖风取暖器nsb-200遥控型暖风机，sanyo的 三洋暖风机r-p201mr等，样式新颖，都占有很高的性价比。消费者可以量身挑选 适合口己的。12设计过程及工艺要求一、基本功能吹出恒定的暖风检测温度显示温度过限报警二、主更技术参数温度检测范围：0°c+50°c测量精度： ±0.5 °c检测精度:±1%rh 显示 方式： 温度：二位显示 湿度：四位显示报警方式：三极管驱动的蜂鸣音报警1.3设计的重点与难点本设计的任务是设计一个暖风机系统，

5、可以应用于温湿度有一定要求的区域。 测量时能够清晰稳定地显示出监测结果。系统组成的设计：各部分硬件的选取很有讲究，要十分合理。设计的难点是：1、温度湿度模块设计2、电机驱动模块3、显示电路设计4、流程图及程序的设计第2章方案论证与比较当将单片机用作测控系统时，系统总要有被测信号懂得输入通道，由计算机 拾取必要的输入信息。对于测量系统而言，如何准确获得被测信号是其核心任务; 而对测控系统来讲，对被控对彖状态的测试和对控制条件的监察也是不可缺少的 环节。传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传 感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换，一切准确的测量和控制都将无 法实现

6、。工业生产过程的自动化测量和控制，几乎主要依靠齐种传感器来检测和 控制生产过程中的各种参量，使设备和系统正常运行在最佳状态，从而保证生产 的高效率和高质量。2.1温度传感器的选择方案一：采用热电阻温度传感器。热电阻是利用导体的电阻随温度变化的特 性制成的测温元件。现应用较多的有钳、铜、银等热电阻。其主要的特点为精度 高、测量范围大、便于远距离测量。钠的物理、化学性能极稳定，耐氧化能力强，易提纯，复制性好，工业性好, 电阻率较高，因此，钳电阻用丁业检测中高精密测温和温度标准。缺点是价格 贵，温度系数小，受到磁场影响大，在还原介质中易被玷污变脆。按iec标准测 温范ffl-200650°

7、c,百度电阻比w (100) =1.3850时,r0为100q和10q,其 允许的测量误差a级为土 (015°c+0002ltl), b级为土 (0.3°c+0.005冊)。铜电阻 的温度系数比钳电阻大，价格低，也易于提纯和加工；但其电阻率小，在腐蚀性 介质中使用稳定性差。在工业中用于-50-180°c测温。方案二：采用ds18s20,独特的单线接口，多点能力使分布式温度检测应用 简单，不需要外部元件和备份屯源，可用数据线供屯，测量范围从55+125°c, 增量值为0.5°c,并且以9位数值方式读出温度且可在1秒内把温度变成数字。综 合比较方案

8、一与方案二，方案二更为适合于本设计系统对于温度传感器的选择。 2.2电机选择与论证方案一：采用步进电机，步进电机的一个显著特点就是具有快速启停能力， 如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转炬值，就能够立即使步进电机启动或 反转。另一个显著特点是转换精度高，止转反转控制灵活。但是步进电机价格昂 贵。方案二：采用直流伺服电机，直流伺服电机具有优良的速度控制性能，它输 出较人的转矩，直接拖动负载运行，同时它又受控制信号的直接控制进行转速调 节，在很多方面具有优越性，但是直流伺服电机价格昂贵，且不易购买。方案三：采用普通的直流电机，直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、 方便，调整范围广；过载能力强

9、，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快 速启动、制动和反转；能满足各种不同的特殊运行要求，且价格实惠，容易购买。由于普通的直流电机价廉物美，且能完成所需的功能，故我们采用方案三作 为小车的动力源。2.2测速模块：方案1:采用采用霍尔开关元器件a44e检测轮子上的小磁铁从而给单片机屮断脉冲， 达到测量速度的作用。霍尔元件具有体积小，频率响应宽度大，动态特性好，对 外围电路要求简单，使用寿命长，价格低廉等特点，屯源要求不高，安装也较为 方便。霍尔开关只对一定强度的磁场起作用，抗干扰能力强，因此可以在车轮上 安装小磁铁，而将霍尔器件安装在固定轴上，通过对脉冲的计数进行车速测量。2. 3.2 方案

10、 2：采用红外传感器进行测速。但无论是反射式红外传感器还是对射式红外传感 器，他们对都对外i韦i环境耍求较高，易受外部环境的影响，稳定性不高，且价格 较为昂贵。通过对方案1、方案2的比较其优缺点，综合多方面因索决定选用方案1,其 原理图接线如（图5）所示：（图5）第3章系统总体设计3.1系统设计本设计是基于单片机对数字信号的高皱感和可控性、温湿度传感器可以产生 模拟信号，和a/d模拟数字转换芯片的性能，我设计了以at89s52基本系统为核 心的一套检测系统，其屮包括a/d转换、单片机、复位屯路、温度检测、按键及 显示、报警电路、系统软件等部分的设计。见图3.1所示：图3.1系统总体框图本设计由

11、信号采集、信号分析和信号处理三个部分组成的。()信号采集 由红外传感器、ds18b20及tlc549组成；(-)信号分析 由a/d转换器tlc549.单片机89s52基本系统组成；(三)信号处理 由串行口 led显示器和报警系统等组成。3.2芯片at89s52介绍at89s52是一种低功耗、高性能cmos 8位微控制器，具有8k在系统可编程 flash存储器。使用atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与t业80c51 产品指令和引脚完全兼容。片上flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规 编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位cpu和在系统可编程flash,使得at89s52 为众多恢

12、入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。由于此单片机应用在仓库温湿度检测上，所以本设计选用了低功耗、高性能、 低价格、小管脚(40脚)的at89s52单片机。如图3.2所示：pdip(t2>p1.0c (t2 ex>pi.i c f>2匚 p1-3c p1.4 匚 |mos4)p1.5c (miso)pi.ec <sck)p1.7c rstc *rxd)p3.0c (txd)r3,t c rlntcp3-2 lz rrm)p3.3c<tc) p3.4 c (t1>p3.5c 育匸xtau2 匚xtal5 匚gtjdcz) vcc pc 0 (ado)

13、po 1 (ad，,i p02 <ad2i pc? 3 <xkd3 » pc"q4( po 5 <a£>5> pc e <ado> pc 7 qad7) eavppz! xejp p2 7 (a15j p2c <a1<<) p25 <a13> p2 <a12> pc 3 (a11zl p2 2 <a1o)zi p2 1 (aq) p2c 心)图3.2at89s52芯片引脚图at89s52具有以下标准功能：8k字节flash, 256字节ram, 32位i/o 口线, 看门狗定

14、时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级屮断 结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，at89s52可降至0hz静态逻 辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，cpu停止t作，允许ram、 定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，ram内容被保存，振荡 器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。引脚功能介绍1. vcc：电源电压。2. gnd：地。3. p0 口： p0 口是一个8位漏极开路的双向i/o 口。作为输出口，每位能驱动 8个ttl逻辑电平。对p0端口写时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序 和数据存储器时，p0 口也被

15、作为低8位地址/数据复用。在这种模式h；po具有内 部上拉电阻。在flash编程时，p0 口也用來接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。 程序校验时，需要外部上拉电阻。4. p1 口： p1 口是一个具有内部上拉电阻的8位双向i/o 口，pl输出缓冲 器能驱动4个ttl逻辑电平。对p1端口写“工时，内部上拉电阻把端口拉高， 此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的 原因,将输出电流(iil)o此外，p1.0和p1.2分别作定时器/计数器2的外部计数 输入(p1.0/t2)和时器/计数器2的触发输入(p1.1/t2ex),具体如表3所示:在flash编程和校验时

16、，p1 口接收低8位地址字节。表3.1 pl 口的第二功能引脚号第二功能p1.0t2 （定时器/计数器t2的外部计数输入），时钟输出p1.1t2exc定时器/计数器t2的捕捉便载触发信号和方向控制）p1.5mosi （在系统编程用）p1.6miso （在系统编程川）p1.7sck （在系统编程用）5. p2 口： p2 口是一个具有内部上拉电阻的8位双向i/o 口，p2输出缓冲器 能驱动4个ttl逻辑电平。对p2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此 时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原 因，将输出电流（iil）o在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部

17、数据存储 器（例如执行movx dptr）时，p2 口送出高八位地址。在这种应用中,p2 口 使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如movx ri）访问外部数据存 储器时，p2 口输出p2锁存器的内容。在flash编程和校验时，p2 口也接收髙8位 地址字节和一些控制信号。6. p3 口： p3 口是一个具有内部上拉电阻的8位双向i/o 口，p3输出缓冲 器能驱动4个ttl逻辑电平。对p3端口写时，内部上拉电阻把端口拉高， 此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的 原因，将输出电流（iil）o p3 口亦作为at89s52特殊功能（第二功能）使用，如表3.2

18、所示。在flash编程和校验时，p3 口也接收一些控制信号。表3.2 p3 口的第二功能端ii引脚第一功能p3.0rxd（串行输入口）p3.1txd（串行输出口）p3.2into（外屮断0）p3.3int1（外中断1）p3.4to（定时/计数器0）p3.5t1 （沱时/计数器1）p3.6wr（外部数据存储器写选通）p3.7rd（外部数据存储器读选通）此外,p3 口还接收一些用于flash闪存编程和程序校验的控制信号。rst 复位输入。当振荡器工作时，rst引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机 复位。ale/prog当访问外部程存储器或数据存储器时，ale （地址锁存允许） 输出脉冲用于锁存

19、地址的低8位字节。一般情况下，ale仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时h的。要注意的是：每 当访问外部数据存储器时将跳过一个ale脉冲。对flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（prog）o如有必耍, 可通过对特殊功能寄存器（sfr）区中的8eh单元的do位置位，可禁止ale操 作。该位置位后，只有一条movx和movc指令才能将ale激活。此外，该引 脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ale禁止位无效。psen程序储存允许（psen）输岀是外部程序存储器的读选通信号，当 at89c52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器

20、周期两次psen有效, 即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次psen信号。ea/vpp外部访问允许，欲使cpu仅访问外部程序存储器（地址为 0000h-ffffh）, ea端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1 被编程，复位时内部会锁存ea端状态。如ea端为高电平（接vcc端,cpu则 执行内部程序存储器的指令。flash存储器编程时，该引脚加上+12v的编程允许电源vpp,当然这必须是 该器件是使用12v编程电压vpp。3.3传感器的介绍3.3.1传感器的定义及作用一、广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信 号的器件。国际电工委员

21、会（iec:international electrotechnical committee）的定义为： “传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号s按 照gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件二而“传感器 系统则是组合有某种信息处理（模拟或数字）能力的传感器传感器是传感器系统 的一个组成部分，它是被测信号输入的第一道关口。二、传感器的作用1信息的收集；2.信息数据的交换；3 .控制信息的采集。3.3.2传感器的特性1、灵敏度高、可靠性强、稳定性好；2、防尘耐湿、耐高低温、耐冲击、耐振动等严酷环境条件；3、收发兼用，使用方便。3.3.3温度传感

22、器ds18b20数字温度传感器ds-18b20是美国dallas公司生产的ds18b20可组网数字 温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。一、主要特性ds18b20温度传感器是美国dallas半导体公司最新推出的一种改进型智能 温度传感器，与传统的热嫩电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温。这一部 分主要完成对温度信号的采集和转换工作，由ds18b20数字温度传感器及其与单 片机的接口部分组成。数字温度传感器ds18b20把采集到的温度通过数据引脚传 到单片机。（1）ds18b20的性能特点如下9：1）独特的单线接口仅需

23、要一个端口引脚进行通信；2）多个ds18b20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；3）无须外部器件；4）可通过数据线供电，电压范闌为3.05.5v；5）零待机功耗；6）温度以3位数字显示；7）用户可定义报警设置；8）报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；9）负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工 作。（2）ds18b20的内部结构1 2ds18b20采用3脚pr 35封装，ds18b20的内部结构，如图3.3所示引脚说明：gnd-地dq-i/q数据线vdd-wvddqd>and图 3.3ds18b20 封装dq 一丄h> jd

24、dv64 位 rom 和单线端口温度传感器下限触发tl上限触发th存储器和控制逻辑at暂存器<*<-!8位crc产生器图3.4 ds18b20内部结构二ds18b20的工作原理1ds18b20的工作时序根据ds 18b20的通讯协议，主机控制ds 18b20完成温度转换须经过三个步骤:1) 每一次读写之前都必须要对ds18b20进行复位；2) .复位成功后发送一条rom指令；3) 最后发送ram指令，这样才能对ds18b20进行预定的操作。复位耍求主cpu将数据线下拉500微秒，然肩释放，ds18b20收到信号后等 待1560微秒左右后发出60240微秒的存在低脉冲，主cpu收到此

25、信号表示 复位成功。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，具体工作方法见图3.5, 3.6, 3.7 所示。(1) 初始化时序总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，主机响应应答脉冲。应答脉冲 使主机知道，总线上有从机设备，且准备就绪。主机输出低电平，保持低电平时 间至少480us,以产生复位脉冲。接着主机释放总线，4.7kq上拉电阻将总线拉高, 延时1560us,并进入接受模式，以产生低电平应答脉冲，若为低电平，再延时 480usll2o(2) 写时序主机写 0时序主机写 1时序图3.6耳时序写时序包括写0时序和写1时序。所有写时序至少需要60us,且在2次独立 的写时序之间至少需要lu

26、s的恢复时间，都是以总线拉低开始。写1时序，主机输 岀低电平，延时2us,然后释放总线，延时60uso写0时序，主机输出低电平，延 时60us,然后释放总线，延时2us8o(3) 读时序 主机写“0时序 jl主机写i时序ti主机采样45u>1us：>1us主45us图3.7读吋序q总线器件仅在主机发出读时序是，才向主机传输数据，所以，在主机发出读 数据命令后，必须马上产生读时序，以便从机能够传输数据。所有读时序至少需 要60us,且在2次独立的读时序z间至少需要lus的恢复时间。每个读时序都由 主机发起，至少拉低总线luso主机在读时序期间必须释放总线，并且在时序起始 后的15us

27、 z内采样总线状态。主机输出低电平延时2us,然后主机转入输入模式 延时12us,然后读取总线当前电平，然后延时50us4o2 rom操作命令当主机收到dsi8b20的响应信号后，便可以发出rom操作命令么一，这些 命令如表3.1.3： rom操作命令。三 ds18b20的测温原理每一片ds18b20在其rom中都存有其唯一的48位序列号，在岀厂前已写入 片内rom屮。主机在进入操作程序前必须用读rom(33h)命令将该ds18b20的 序列号读出。程序可以先跳过rom,启动所有ds18b20进行温度变换，z后通过 匹配rom,再逐一地读回每个ds18b20的温度数据。ds18b20的测温原理

28、如图3.9所示，图屮低温度系数晶振的振荡频率受温度 的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1,高温度系数晶振随 温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图 中还隐含着计数门，当计数门打开时，ds18b20就对低温度系数振荡器产生的时 钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器 来决定，每次测量前，首先将-55 °c所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄 存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在55°c所对应的一个基数值。减法计 数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置 值减

29、到0时温度寄存器的值将加1,减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数 器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计 数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所 测温度。图3.5中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于 修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存 器值达到被测温度值，这就是ds18b20的测温原理。另外，由于ds18b20单线通信功能是分时完成的，他有严格的时隙概念，因 此读写时序很重要。系统对ds18b20的各种操作必须按协议进行。操作协议为： 初始化ds18b20 (发复位脉冲

30、)一发rom功能命令发存储器操作命令处理 数据。见图3.8所示：图3.8ds18b20测温流程图3.9测温原理内部装置3.3.4 tlc549 特性一. a/d转换器的特点tlc549是美国徳州仪器公司生产的8位串行a/d转换器芯片.可与通用微处 理器控制器通过i/o clock cs data out三条口线进行串行接口具有4mhz 片内系统时钟和软硬件控制电路转换时间最长45500次/s,tlc549允许的最高转 换速率为.40000次/s.tlc549为40000次/s.总失调误井最大为？ +-0.5lsb.典型功 耗值为6mw采用差分参考电压高阻输入.抗干扰.可按比例量程校准转换范曲i

31、。为 了把湿度检测电路测出的模拟信号转换成数字量送cpu处理，本系设计选用了 a/d转换器tlc549,它片型小採样速度快.功耗低价格便宜.控制简单。二. tlc549转换器件简介tlc549的内部框图和引脚名称如图3.10所示：ref+ref- 3analogin采样保持8位模数转换器输出数据寄存器88-1数据选择器和驱动器cs控制逻辑和输出数据内部系统时钟dataouti/oclock图3.10 tlc549转换器的内部逻辑框图tlc549均有片内系统时钟.该时钟与i/o clock是独立工作的.无须特殊的速 度或相位匹配”其工作时序如图3.11所示，当cs为高时.数据输出.(data o

32、ut).端处 于高阻状态.此时i/o clock不起作用”这种cs控制作用允许在同时使用多片 tlc549时共用以减少多路.片a/d并用时的i/o控制端口.一组通常的控制时序为:(1) 将cs置低”内部电路在测得£3下降沿后再等待两个内部时钟上升沿和一 个下降沿后.然后确认这一变化.最后自动将前一次转换结果的最高位(d7)位输出 至lj data out 端上.(2) 前四个i/o clock周期的下降沿依次移出第2.3.4和第5个位 (dd6.d5d4.d3)片上采样保持电路在第4个i/o clock下降沿开始采样模拟输入.(3) 接下来的3个i/o clock周期的f降沿将移出第

33、6、7、8 (d2、di、d0)个转换位jtsu(tj)tsu(cs)c5hi-z stateh -z staleconversion data bmsb图31工作吋序图i/oclockdata outprevious conversion dai* a msblsb msi(see note b)sample cycle rtcon(see note a)p accesscycle csaaplecycle c(4) 商.片上采样保持电路在第8个i/o clock周期的下降沿将移出第6、7、8 (d2、di、d0)个转换位”保持功能将持续4个内部时钟周期，然后开始进行32个内部时钟周期的a/

34、d转换”第8个i/o clock后cs必须为高或i/o clock保持低电平.这种状态需耍维持36个内部系统时钟周期以等待保持和转换 工作的完成”如果cs为低时i/o clock上出现一个有效干扰脉冲.则微处理器/ 控制器将与器件的i/o时序失去同步.若cs为高时出现一次有效低电平.则将使引 脚重新初始化.从而脱离原转换过程。在36个内部系统时钟周期结束之前.实施步骤(1)(4),可重新启动一次新的 a/d转换与此同时.正在进行的转换终止.此时的输岀是前一次的结果而不是正在 进行的转换结果。若要在特定的时刻采样模拟信号应使第8个i/o clock时钟的下降沿与该时 刻对应因为芯片虽在第4个i/

35、o clock时钟下降沿开始采样.却在第8个i/o clock的下降沿开始保存。3.5显示电路的设计led数码显示管有两种，一种是共阳极数码管，其内部是曲八个阳极相连接 的发光二极管组成；另一种是共阴极数码管，其内部是由四个阳极和连接的发光 二极管组成。二者原理不同但功能相同。其外形和内部结构如卜图3.13所示：ad dp图3.13 led的管脚和电路原理共阳极led数码显示管是将二极管的阳极连接在一起，形成共阳极led数码 显示块的公共端，该公共端接+5v,在共阳极led数码显示块中如某个发光二极 管的阴极为低电平时，该发光二极管被点亮；而共阴极led数码显示块的发光二 极管阴极连接在一起，

36、形成该模块的公共端(通常'称为位选端)，因此称为共阴极 led数码显示器，8个数码管的另一端通常称为段选端，当显示器的公共端接低 电平，某个发光二极管的阳极接高电平时，该发光二极管被点亮。用单片机驱动led数码管分为静态显示和动态显示。静态显示就是显示驱动电路具有锁存功能，单片机将所要显示的数据送出后 就不再控制led,直到下次显示时再传送一次新的显示数据。静态显示的数据稳 定，占用的cpu时间少。静态显示中，每一个显示器都要占用单独的具有锁存功 能的i/o接口，该接口用于笔划段字型代码。这样单片机只要把显示的字形代码发 送到接口电路，该字段就可以显示发送的字形。更显示新的数据时，单片

37、机再发 送新的数据。另一种方法是动态扫描显示。由于单片机本生具有较强的逻辑控制能力，所 以采用动态扫描软件译码并不复杂。而瓦软件译码其译码逻辑可随意编程设定， 不受硬件译码逻辑限制。采用动态扫描软件译码地方式能大大简化硬件电路结构, 降低系统成木。它用分时地方法轮流控制各个显示器地com端，使各个显示器轮 流点亮。在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间极为短暂，但由于人的 视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，给人的印彖就是一组稳定的显示数据。静态显示数据稳定，占用很少的cpu时间，但每个显示单元都需要单独的显 示驱动电路，使用的电路硬件较少；动态显示需要cpu时刻对显示器件进行 数据刷新，

38、显示数据有闪烁感，占用的cpu时间多，但使用的便件少，能节省线 路板空间。本设计的显示电路采用共阳led四位数码管和二位数码管，侦马用pnp三极3.6报警电路的设计报警器的种类很多，比如：扬声黠、蜂鸣器等。本设计屮选用压电式蜂鸣器 作为报警器。压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣 箱、外壳等组成。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.515v 直流工作电压），多谐振荡器起振，输出1.52.5khz的音频信号，阻抗匹配器推动压 电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由错钛酸铅或锐镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片 的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在

39、一起。设计耍求定时时间到时要有声音提醒信号产生，可选择一只蜂鸣器来实现这 一功能。压电式蜂鸣器工作时约需10ma的驱动电流，并设计一个相应的驱动及 控制电路。电路设计如图3.15所示，蜂鸣器作为三极管q1的集电极负载，当q1导通时，蜂鸣器发出鸣叫声音，vt1截止时，蜂鸣器不发声。蜂鸣器电路与单片机的接口： q1的基极接到单片机p1 口的p1.5引脚，13.5 引脚作为输出口使用。当p1.6=l时，q1导通时，使蜂鸣器的两个引脚间获得将近 5v的直流电压，蜂鸣器中有电流通过，而产生蜂鸣音。当p 1.6=0时，q5截止，图3.15蜂鸣器报警电路3.7按键电路的设计本设计在按键上运用了按键1、拔键2

40、、扌邂3分别用于设置、设置+、设置三个按键与单片机p3 口的p3.7、p3.6、p3.5连接，如图3.16所示：图3.16按键设置电路第4章系统调试4.1软硬件的调试暖风机系统的制作和调试，利用温度度传感器来采集周围环境的温度。根据设 定温度的不同，可适当调整温度止常范i韦i的区间值。当达不到或者超过范i韦i的通 过报警电路进行报警。当再正常范围内时则显示岀温度的具体温度值。硬件电路制作完成并调试好后，便可将程序编译好下载到单片机试运行。根据 实际情况可以修改温度的初始范i韦i,以适应不同地方，不同条件下的检测需耍。 根据所设计的电路参数和程序，温度检测的范圉为0°c+50°

41、;c、温度误差再±0.5°c, 系统调试完后应对测虽误差和重复一致性进行多次实验分析，不断优化系统使其 达到实际使用的测量要求。4.2系统软件设计本设计就是以at89s52单片机为核心。它采用模块化设计，由主程序、549 读取子程序、ds18b20读取子程序、键处理子程序、显示子程序等模块组成。该 系统的主程序处于键控循环工作方式，当按下测量键时，主程序开始调用549读 取子程序、ds18b20读取子程序、键处理子程序，并把测量结果用显示子程序在 数码管上显示出来，从而完成整个程序过程。为了增强系统的可靠性，应在软硬件上采用一些特殊措施。主程序框图如下 图4所示：549读取

42、子程序、ds18b20读取子程序作用是通过p1.0p1.4端口将采集到的 信号发送给单片机进行处理，在单片机内部处理后，通过显示电路显示出温湿度 值。549读取子程序、ds18b20读取子程序各自完成各白的信号的采集，另外549 读取子程序还需要通过转换后才能让单片机读取来完成信号的采集。ds18b20读 取子程序、549读取子程序如图4.2和图4.3所示。图4.1主程序框图图4.2ds18b20读取子程序图4.3 549读取子程序木设计系统采用了美国atmel公司生产的单片机at89s52芯片。以及其它 常用芯片如：温度传感器ds18b20.直流屯机等來设计暖风机屯路，实现了温湿 度的读取和

43、显示。本系统具有易安装检测、软件功能完善，丁作可靠、准确度高 等优点。这次毕业设计给我的感受很深刻，使我第一 次系统全面的回顾了大学三年所 有的课程：模拟电路、数字电路、编程等等。从屮我还体会到了所学理论知识的 重要性：知识掌握得越多，设计得就更全面、更顺利、更好。再有学会了怎样杳 阅资料和利用工具书。由于一个人不可能什么都学过，什么都懂，更加不可能一 学就通，因此，当你在设计过程中需要用一些不曾学过的东西时，就要去有针对 性地查找资料。在设计过程屮，通过大量的查阅资料，认真研究教材，对单片机 有了更为深刻的理解，在设计软件时，须仔细的分析硬件电路，画出程序流程图, 按着齐部分模块编写程序。毕

44、业设计培养了严肃认真和实事求是的科学态度和吃 苦耐劳的精神以及严谨的作风，提高了交流沟通和团体协作能力。这些对我以后 的工作都非常有帮助的。此次毕业设计，我遇到很多问题，通过向老师求教、和同学讨论让我知道真 正完成一项设计是不容易的，在巩固专业知识的同时也让我学到了坚持和努力， 在这里我要谢谢赵高峰老师的悉心指导，帮助解决毕业设计屮遇到的许多问题， 还不断向我们传授分析问题和解决问题的办法，并指出了正确的努力方向，使我 在毕业设计过程小少走很多弯路。从他身上学到了很多东西，他认真负责的工作 态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我受益非浅。在此表示深深的敬意 与感谢。并对多年来教导关心过我的

45、老师表示深深的谢意和敬意。参考文献l1j李光飞(2005)单片机课程设计实例指导(第2版).北京航空航天出版社。 张志良单片机原理及控制技术(第2版).机械t业出版社。 刘笃仁、韩保君(2003).传感器原理及应用技术机械工业出版社。4刘华东单片机原理与应用(第2仮丿.电子工业出版社。 沙占友智能化集成温度传感器原理与应用m.机械工业出版社。 贾伯年(2000).传隸器授加.东南人学出版社。l7j周志文a(yi)c语言程序设计.机械t业出版社。8夏路易qqg.电路原理图与电路板设计教程.北京希望电子岀版社。19j赵亮、侯国锐(2003)单片机c语言编程与实例.人民邮电出版社。10吉雷(2004

46、). pm)tel99从入门到精通西安电子科技人学出版社。、电路原理图沖i池沁湘前腭翳虽泄 翳塚 -1ps曰:a目5j.i« 畧kxd s3 出旨 ai 暑m3 a頁 prq 口e 口ae §jciscjei 裂 ratk； 亠歩艺 “2a二、实物图三、源程序#define ucharunsigned char#dcfinc uint unsigned int#define ulongunsigned long#include <reg52.h>导入头文件#include <intrins.h>/导入头文件 #includc <stdio.h&

47、gt; 导入头文件#include <math.h>导入头文件sbit setdown =p3a5；设置减sbit setup =p3a6;/设置加sbit set =p3a7; 设置sbit jdq =p1a3; 继电器sbit speak =pia5; 报警位位位位t十十个位位 sbit gwei =p2a4; sbit swei =p2a3; sbit bwei=p2a2; sbit qwei=p2a5; sbit wei6=p2a6; sbit wei5=p2a7;sbit fanled=p3a 1;/sbit hotlcd =p3a6;/sbit humiled =p3a

48、7;sbit fanjdq =pi a4; / sbit holjdq =p1a5; /sfr xsout = 0x80;/p0=0x80,p 1 =0x90,p2=0x a0,p3=0xb0.数据端口sbit tmdat = p1ao; 温度uchartmpbuf6;/临时保存 白位，十位，个位，点位，十点位，正负位，为1为负，为0为止/sbit tmdat = p1ao; 温度/uchar codetable= 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x0 0;/显示表

49、/uchar codetable=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,oxf 8,ox80,0x90,0x88,0x83,0xc6,ox a1,0x86,0x8e;共阳表uchar codetable=0xa0,oxbb,0x62,0x2a,0x39,0x2c,0x24,oxb a,0x20,0x28,0x30,0x25,0xe4,0x23,0x64,0x74;/共阳表bit xsbz,setbz,setupbz,setdownbz;uchar ms,adjs,sctmaxt,setmint,sctmaxh,sctminh,setmode;uint tmp;温

50、度/uint admezhi;/uchar tmpbuff 5 ；/临时保存549控制引脚宏定义1 1 1 1 1 1 1 / p 9n p 沪 9n 9tp *t* » p 沪 9n 9tp p p 9n 0n 沪沪p <sbittlc549_sdo=pla3;/ 数据 sbittlc549_cs =p1a4;/ 片选 sbittlc549_sck =pla2;/*549时钟 */uint adzhi; uint adyzhi; uint iidzzhi;uint admczhi; uint xianzhi;uint sdzhi; bit clbz; uchar js;ad相

51、关/ uint tmp;温度uchar setzhi; 设定值bit setbz,setkbz,setupbz,setdownbz;设置标总void delay(int useconds) 延时int s;for (s=(); s<useconds;s+);延时uchar reset_bus(void)/ds 18b20 总线复位uchar presence;tmdat = 0; 输出为0delay(29);延时tmdat = 1; 输 ill 为 1dclay(3);延时presence = tmdat;dclay(25); return(presence);void write_bi

52、t(char bitval)/ds 18b20 写入一位 命令tmdat = 0;if(bitval=l) tmdat =1;delay(5);tmdat = 1;void write_byte(char val)/ds18b20 写入一个字节数uchar i; uchar temp; for (i=0; i<& i+) temp = val»i; temp &二 0x01; writc_bit(tcmp);delay(5);uchar read_bit(void)/ds 18b20读-位uchar i;tmdat = 0;tmdat = 1;for (i=0;

53、 i<3; i+); return(tmdat);uchar read_byte(void) 读一个字节 uchar i;uchar value = 0;for (i=0;i<8:i 卄)if(read_bit() valuel=0x01«i; delay(6);return( value);void ds 18b20_tmp_rcad(void)/ds 18b20读操作uint temp;uchar temp_lsb,temp_msb;reset_bus(); /ds 18b20 总线复位write_byte(oxcc);/ds 18b20 命令writc_bytc(0

54、x44);/ds 18b20 命令delay(20);rcsct_bus();write_byte(oxcc);/ds 18b20 命令write_b yte(oxbe);/ds18b 20 命令temp_lsb = read_byte(); /ds 18b20 读低字节 temp_msb = rcad_bytc(); /ds18b20 读高字节 temp=temp_msb;temp=temp«8;temp=tem pitem p_ls b;if(temp<oxfffc) tmp=temp;voiddsl8b20_cl()/ 取温度值uchar tmph,tmpl,sign;d

55、s18b20_tmp_read();sign=(uchar)(tmp»8)&oxfo); if(sign=oxfo) tmp=(tmp)+l; 为负 tmpbuf5=l;/else sign_port=l; elsetmpbuf 5=();tmpl=(uchar)(tnip&oxof); lmph=(uchar)(tmp»4)&oxff); tmpl=tmpl*6.25;lmpbuf4=tmpl% 10; tmpbuf3=tmpl/10;tmpbuf 2 =tmph% 10; tmpbufl=(tmph%100)/10;tmpbuf 0 =tmph/100; /if(tmpbuf0=0)/ /tmpbuf 10=10;/if(tmpbuf 1 =0)/tmpbufl=10;/ /处