1、基于STC89C52的温度控制系统的硬件设计计算机控制技术课程设计论文 题 目：基于STC89C52的温度控制系统的硬件设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、
2、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：
3、年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文
4、、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题
5、应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘 要 本次课程设计内容是检测温度，进行显示，并利用当前的温度值实现相应的控制功能。为了实现温度控制功能，该设计以STC89C52为主要控制器，通过DALLAS公司的DS18S20温度传感器测温的新型数字温度计。本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司推出的一种智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为-55125，最大分辨率可达0.0625。主控制器采用单片机STC89C52，其集成度高，片内资源丰富，接口模块包括SPI、SCI、A/D、PWM
6、等。显示电路采用3位共阳极LED数码管，从P0口输出段码，列扫描用P1口来实现。由于采用了改进型智能温度传感器DS18B20 作为检测元件，与传统的温度计相比，本数字温度计减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。DS18B20 温度计还可以在高温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用开发，具有很好的发展前景。随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。因此本次设计内容的思想符合了市场的主潮流，有很好的应用前景，同时对设计人员也是很好的一次锻炼。关键词： STC89C52，DS18B20，温度控制
7、，数码管显示目录一 引言1（一）课题研究的背景1（二）课题研究的目的和意义1二 硬件电路的设计1（一）系统设计的框架1（二）单片机最小系统电路11.STC89C52单片机的特性及引脚介绍12.STC89C52单片机的时序介绍1（三）温度检测系统电路11.温度检测电路12.DS18B20的介绍13.DS18B20的引脚及其功能14.DS18B20的使用方法1（四）系统电源电路设计1（五）系统按键电路设计1（六）直流电机控制电路设计1（七）温度显示电路设计1三 系统的调试与软件设计1（一）串口通讯工具1（二）系统软件设计11.系统程序总流程图12.温度采集子程序流程图13.标度变换子程序流程图14
8、.数码管显示子程序流程图15.电机控制子程序流程图1四 总结与体会1参考文献1致谢1附录1附录11上海工程技术大学 基于STC89C52的温度控制系统的硬件设计基于STC89C52的温度控制系统的硬件设计一 引言（一）课题研究的背景 随着大规模集成电路的发展，微型计算机的应用愈加广泛、日益深入。其中，由单片机微型计算机构成的控制系统应经愈来愈受到人们的关注。可以这样说，没有微型计算机的仪器不能称为先进的仪器，没有微型计算机的控制系统不能称其为现代控制系统。在科技日益发展的今天微型计算机控制系统已经深入到我们的日常生活之中。如温度、烟雾报警系统，温湿度检测系统，温度控制系统，红绿灯控制系统，等等
9、。无一不用了微型计算机的控制思想。随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。本次设计以STC89C52单片机为主要控制器，DS18B20温度传感器为温度检测元件，LED数码管为温度显示元件，直流电机为被控对象实现温度的显示控制功能。通过本次课程实践，我们更加的明确了单片机的广泛用途和使用方法，以及其工作的原理。（二）课题研究的目的和意义随着社会的发展，温度的测量及控制变得越来越重要，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，温度控制的开发与人们工作生活息息相关。本文采用单片机STC89C52设计了温度实
10、时测量及控制系统。单片机STC89C52 能够根据温度传感器DS18B20 所采集的温度在数码管上实时显示，并根据温度是否达到上限阈值，来决定是否启动风扇进行扇热，以达到将温度控制在允许的范围内。通过本次的课程设计，使我们对单片机的结构和工作原理有了更深的了解，掌握了微机控制系统中软硬件的设计方法，提高了自己的动手能力，及分析问题解决问题的能力，理论联系实际，使自己所学的知识更好的应用到实际生活中，防止了课上说起理论滔滔不绝，一进实验室不知所措的尴尬局面的发生。同时也提升了个人的综合竞争力，为自己今后进入社会打下了坚硬的理论和实践基础。二 硬件电路的设计（一）系统设计的框架本课题设计的是一种以
11、STC89C52单片机为主控制器，以DS18B20为温度传感器，LED为显示器，直流电机为执行元件的温度控制系统。该控制系统可以实时显示当前的温度，并根据温度是否达到上限阈值，来决定是否启动风扇进行扇热，以达到将温度控制在允许的范围内。其主要包括：电源模块、温度采集模块、按键处理模块、实时时钟模块、LED显示模块、通讯模块以及单片机最小系统。下面主要介绍温度控制系统的硬件设计方法以及各显示模块的功能。 图1 系统框架设计图1为温度控制器的主要思路，在进行控制系统的设计时，总体的思路和框架是很重要的，它决定了在后来能否正确实现期望功能以及系统的可靠性的高低。正确合理的系统设计框架会提高电路设计实
12、施阶段的效率，同时也保证了在电路设计阶段时能对全局进行把握，对各个模块详实了解，以致在系统出现问题时，能准确对电路进行测试检验，来找出问题的所在处。所以在系统的实际设计阶段之前，系统框架设计是必要的，这也是评价系统合理、稳定性的一部分。（二）单片机最小系统电路在课题设计的温度控制系统设计中，控制核心是STC89C52单片机，该单片机为51系列增强型8位单片机，它有32个I/O口，片内含4K FLASH工艺的程序存储器，便于用电的方式瞬间擦除和改写，而且价格便宜，其外部晶振为12MHz，一个指令周期为1S。使用该单片机完全可以完成设计任务，其最小系统主要包括：复位电路、震荡电路以及存储器选择模式
13、（EA脚的高低电平选择），电路如下图2所示：图2 单片机最小系统电路1.STC89C52单片机的特性及引脚介绍STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。主要特性如下：（1） 增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051.（2） 工作电压：5.5V3.3V（5V单片机）/3.8V2.0V（3V单片机）（3） 工作频率范围：040MHz，相当于普通8051的080MHz，实际工作频率可达48MHz（4） 用户应用程序空
14、间为8K字节，片上集成512字节RAM（5） 通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻（6） ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片（7） 具有EEPROM功能，具有看门狗功能，共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2（8） 外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，PowerDown模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒（9） 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART图3 STC89C52引脚图STC89C52RC引脚功能说明VCC（40引脚）：电源电压VSS（20引脚）：接地P0端口（P0.0P0.7，3932引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时，P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。此时，P0口内部
