基于單片機的智能恒溫箱設計畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 蕩電路單片機工作時，由內部振蕩器產生或由外直接輸入的送至內部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期，其大小是時鐘信號頻率的倒數，時鐘信號頻率常用fosc表示。圖中時鐘頻率為12MHz，即fosc=12MHz，則時鐘周期為1/12μs。 復位電路設計單片機的第9腳RST為硬件復位電路，只要在該端加上持續4個機器周期的高電平即可實現復位，復位后單片機的各個狀態都恢復到初始化狀態。、電阻RR9構成上電復位及手動電路。由于單片機是高電平復位，所以上電復位時，接通電源即可，當上電后，由于電容C3開始緩緩充電，則圖中電路由5V電源到電容到電阻R9和地之間形成一個通路，由于在R9上產生電壓降，則單片機的RST腳上為高電平，經過一段時間后電容的電充滿，此時C3處可視為斷路，單片機RST腳處電壓逐漸降為0V，即處于穩定的低電平狀態，此時單片機完成上電復位，程序從0000H開始執行。手動復位時，按一下圖中的按鈕即可，當按鍵按下的時候，單片機的9腳RST管腳處于高電平，此時單片機處于復位狀態。 硬件復位電路 顯示電路的設計 顯示電路概述顯示功能與硬件關系極大，在這里我們使用的是七段數碼管顯示，通常在顯示上我們采用的方法一般包括兩種：一種是靜態顯示，一種是動態掃描。其中靜態顯示的特點是顯示穩定不閃爍，程序編寫簡單，但占用端口資源多；動態掃描的特點是顯示穩定程度沒有靜態顯示好，程序編寫復雜，但是相對靜態顯示而言最大的優點是占用端口資源少。由于本設計需要較多的端口用于其它的功能因此采用占用端口少的動態掃描顯示的辦法。以下將對顯示電路的各個部件及整體設計做詳細的介紹。 七段LED數碼管的原理LED數碼管顯示器由8個發光二極管中的7個長條發光二極管按a、b、c、d、e、f、g順序組成“8”字形，另一個點形的發光二極管放在右下方，用來顯示小數點。數碼管按內部連接方式又分為共陽極數碼管和共陰極數碼管兩種。若內部8個發光二極管的陽極連在一起接電源正極，就稱為共陽極數碼管；若8個發光二極管的陰極連在一起接地，則稱為共陰極數碼管。，外部有10個引腳，其中1和6引腳連通，作為公共端接地。從LED數碼的結構可以看出，不同段的組合就何以構成不同的字符，例如段b、c被點亮時，就可以顯示數字1：當段a、b、c被點亮時，就可以顯示數字7；只要控制7個發光二極管按一定要求亮與滅，就能顯示出十六進制字符0~F。將控制數碼管顯示字符的各字段代碼稱為顯示代碼或字段碼。 一位共陰極數碼管引腳圖數碼管顯示碼是表述二進制數與數碼管所顯示字符的對應關系的。對于共陰極數碼管，由于8個發光二極管的陰極已連在一起接地，所以，只要控制各字段的正極，就可以控制發光二極管的亮與滅。 七段顯示譯碼器的真值表及段碼表字符h g f e d c b a字段碼00 0 1 1 1 1 1 1共陰字段碼3FH10 0 0 0 0 1 1 0共陰字段碼06H20 1 0 1 1 0 1 1共陰字段碼5BH30 1 0 0 1 1 1 1共陰字段碼4FH40 1 1 0 0 1 1 0共陰字段碼66H50 1 1 0 1 1 0 1共陰字段碼6DH60 1 1 1 1 1 0 1共陰字段碼7DH70 0 0 0 0 1 1 1共陰字段碼07H80 1 1 1 1 1 1 1共陰字段碼7FH90 1 1 0 1 1 1 1共陰字段碼6FHA0 1 1 1 0 1 1 1共陰字段碼77HB0 1 1 1 1 1 0 0 共陰字段碼7CHC0 0 1 1 1 0 0 1共陰字段碼39HD0 1 0 1 1 1 1 1共陰字段碼5EHE0 1 1 1 1 0 0 1共陰字段碼79HF0 1 1 1 0 0 0 1共陰字段碼71H 顯示電路整體設計 所示。圖中RP1為電阻盒，相當于8個獨立的電阻的一端接在一起并接電源，另外一端分別接出引線，在顯示電路中作為上拉電阻。圖中有2個七段LED數碼管，它們的公共端單片機的這2個I/O口輸出位選信號用于動態掃描。而所謂動態掃描就是指我們采用分時的方法，輪流控制各個LED數碼管的公共端，使各個顯示器輪流點亮。在輪流點亮掃描過程中，每位數碼管的點亮時間是極為短暫的（約1ms），但由于人的視覺暫留現象及發光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩定的顯示數據，不會有閃爍感。~。 顯示電路 開關鍵盤設計 指撥開關指撥開關面板上通常會標有“ON”或其他記號，若將開關撥到“ON”的一邊，則接點接通（on），撥到另一邊則為斷開（off）。若要以開關作為輸入電路，通常會接一個電阻到Vcc或GND，做上拉電阻或下拉電阻。 （a） （b） 開關電路(a)所示的設計，低電平為進入溫度設定，高電平為退出溫度設定。 按鍵開關按鍵開關為機械彈性開關，當按下鍵帽時，按鍵內的復位彈簧片被壓縮，動片觸電與靜片觸電相連，鍵盤的兩個引腳被接通；松手后，復位彈簧將動片彈開，使動片與靜片脫離接觸，鍵盤的兩個引腳被斷開。由于機械接觸點的彈性作用，一個按鍵從開始接上至接觸穩定要經過5~10ms的抖動時間，在此期間，有抖動發生。 按鍵抖動電壓波形按鍵開關輸入需要解決的兩個主要問題是判斷是否有按鍵按下和消除按鍵抖動的影響。按鍵的確認反映在電壓上，就是和按鍵相連的引腳呈現出高電平還是低電平。消除按鍵的抖動通常有硬件、軟件兩種消除方法。一般在按鍵較多時，采用軟件的方法消除抖動，即在第一次檢測到有按鍵按下時，執行一段延時12~15ms的子程序后，再確認該鍵電平是否任保持為閉合狀態電平，如果保持為閉合狀態電平就可以確認真有按鍵按下，從而消除抖動的影響。 指示燈電路在實時溫度和設定溫度切換時，為了明白LED數碼管顯示的是哪種溫度，可以用兩個發光二極管來指示，如果標有“實時溫度”標記的發光二極管點亮，則表示數碼管顯示的是實時溫度，如果標有“設定溫度”標記的發光二極管點亮，則表示數碼管顯示的是設定溫度。這樣就不至于混淆了。，單片機把顯示何種溫度的信號送給這兩個口，對應的發光二極管就會點亮，信號為低電平有效。 溫度指示燈電路 溫度采集電路：圖中U2為溫度采集電路的核心部件，溫度傳感器DS18B20，下面將詳細介紹它的參數和用法。DS18B20內部的低溫度系數振蕩器是一個振蕩頻率隨溫度變化很小的振蕩器，為計數器1提供一個頻率穩定的計數脈沖。高溫度系數振蕩器是一個振蕩頻率對溫度很敏感的振蕩器，為計數器2提供一個頻率隨溫度變化的計數脈沖。溫度寄存器被預置成27℃，每當計數器1從預置數開始減計數到0時，溫度寄存器中寄存的溫度值就增加1℃，這個過程重復進行，直到計數器2計數到0時便停止。 溫度采集電路 總體硬件原理圖總體硬件原理圖如附件1所示，圖中主要部分U1芯片為80C51單片機，U2為溫度傳感器DS18B20。兩個發光二極管“HEAT”和“COOL”分別表示傳送給加熱器和制冷器的啟動信號。如果“HEAT”燈點亮表示加熱器在工作；如果“COOL”燈點亮表示制冷器在工作。按鍵“溫度顯示切換”是用于切換顯示預設的溫度的按鍵。還有兩個發光二極管分別是“實時溫度”和“設定溫度”，表示當前數