目錄一、 引言 2
(一) 課題研究的背景 2
(二)課題研究的目的和意義 2
二、 硬體電路的設計 3
(一) 系統設計的框架 3
(二) 微控制器最小系統電路 3
(三) 微控制器的選型 4
微控制器簡介 4
微控制器時序 5
微控制器引腳介紹 5
(四)溫度感測器電路 7
(五)系統電源電路的設計 9
(六)lcd顯示電路 9
(七)ds1302時鐘電路 10
三、 系統軟體設計 11
(一) 計算溫度子程式 12
(二)按鍵處理子程式 13
(三) 計算溫度子程式 14
(四) 顯示資料重新整理子程式 15
四、 結束語 16
參考文獻 17
致謝 18
附件1：實驗程式 19
附件2：系統總電路圖25
工業控制是計算機的乙個重要應用領域，計算機控制系統正是為了適應這一領域的需要而發展起來的一門專業技術，它主要研究如何將計算機技術、通過資訊科技和自動控制理論應用於工業生產過程，並設計出所需要的計算機控制系統。隨著微機測量和控制技術的迅速發展與廣泛應用，以微控制器為核心的溫度採集與控制系統的研發與應用在很大程度上提高了生產生活中對溫度的控制水平。本設計就是基於微控制器stc89c52溫度控制系統的設計，通過本次課程實踐，我們更加的明確了微控制器的廣泛用途和使用方法，以及其工作的原理。
隨著社會的發展，溫度的測量及控制變得越來越重要。本文採用微控制器stc89c52設計了溫度實時測量及控制系統。微控制器stc89c52 能夠根據溫度感測器ds18b20 所採集的溫度在液晶屏上實時顯示，通過控制從而把溫度控制在設定的範圍之內。
所有溫度資料均通過液晶顯示器lcd顯示出來。系統可以根據時鐘儲存相關的資料。
通過該課程的學習使我們對計算機控制系統有乙個全面的了解、掌握常規控制演算法的使用方法、掌握簡單微型計算機應用系統軟硬的設計方法，進一步鍛鍊同學們在微型計算機應用方面的實際工作能力。
本課題設計的是一種以stc89c52微控制器為主控制單元，以ds18b20為溫度感測器的溫度控制系統。該控制系統可以實時儲存相關的溫度資料並記錄當前的時間。其主要包括：
電源模組、溫度採集模組、按鍵處理模組、實時時鐘模組、資料儲存模組、lcd顯示模組、通訊模組以及微控制器最小系統。
圖1 系統設計框架
在課題設計的溫度控制系統設計中，控制核心是stc89c52微控制器，該微控制器為51系列增強型8位微控制器，它有32個i/o口，片內含4k flash工藝的程式儲存器，便於用電的方式瞬間擦除和改寫，而且**便宜，其外部晶振為12mhz，乙個指令週期為1μs。使用該微控制器完全可以完成設計任務，其最小系統主要包括：復位電路、**電路以及儲存器選擇模式（ea腳的高低電平選擇），電路如下圖2所示：
圖2 微控制器最小系統
本課題設計的溫度控制系統主控制晶元選型為stc89c52微控制器，其特點如下：
目前，51系列微控制器在工業檢測領域中得到了廣泛的應用，因此我們可以在許多微控制器應用領域中，配接各種型別的語音介面，構成具有合成語音輸出能力的綜合應用系統，以增強人機對話的功能。stc89c52微控制器是深圳巨集晶科技****生產的一種微控制器，在一小塊晶元上整合了乙個微型計算機的各個組成部分。每乙個微控制器包括：
乙個8位的微型處理器cpu；乙個512k的片內資料儲存器ram；4k片內程式儲存器；四個8位並行的i/o介面p0-p3，每個介面既可以輸入，也可以輸出；兩個定時器/記數器；五個中斷源的中斷控制系統；乙個全雙工uart的序列i/o口；片內振盪器和時鐘產生電路，但石英晶體和微調電容需要外接。最高允許振盪頻率是12mhz。以上各個部分通過內部匯流排相連線。
stc89c52微控制器的乙個執器週期由6個狀態(s1—s6)組成，每個狀態又持續2個**週期，分為p1和p2兩個節拍。這樣，乙個機器週期由12個振盪週期組成。若採用12mhz的晶體振盪器，則每個機器週期為1us，每個狀態週期為1／6us；在一數情況下，算術和邏輯操作發生在n期間，而內部暫存器到暫存器的傳輸發生在p2期間。
對於單週期指令，當指令操作碼讀人指令暫存器時，使從s1p2開始執行指令。如果是雙位元組指令，則在同一機器週期的s4讀人第二位元組。若為單位元組指令，則在51期間仍進行讀，但所讀入的位元組操作碼被忽略，且程式計資料也不加1。
在加結束時完成指令操作。多數stc89c52指令週期為1—2個機器週期，只有乘法和除法指令需要兩個以上機器週期的指令，它們需4個機器週期。 對於雙位元組單機器指令，通常是在乙個機器週期內從程式儲存器中讀人兩個位元組，但movx指令例外，movx指令是訪問外部資料儲存器的單位元組雙機器週期指令，在執行movx指令期間，外部資料儲存器被訪問且被選通時跳過兩次取指操作。
stc89c52微控制器的40個引腳中有2個專用於主電源引腳，2個外接晶振的引腳，4個控制或與其它電源復用的引腳，以及32條輸入輸出i/o引腳。
下面按引腳功能分為4個部分敘述個引腳的功能。
（1）電源引腳vcc和vss
vcc（40腳）：接+5v電源正端；
vss（20腳）：接+5v電源正端。
（2）外接晶振引腳xtal1和xtal2
xtal1（19腳）：接外部石英晶體的一端。在微控制器內部，它是乙個反相放大器的輸入端，這個放大器構成採用外部時鐘時，對於hmos微控制器，該引腳接地；對於choms微控制器，該引腳作為外部振盪訊號的輸入端。
xtal2（18腳）：接外部晶體的另一端。在微控制器內部，接至片內振盪器的反相放大器的輸出端。
當採用外部時鐘時，對於hmos微控制器，該引腳作為外部振盪訊號的輸入端。對於chmos晶元，該引腳懸空不接。
（3）控制訊號或與其它電源復用引腳
控制訊號或與其它電源復用引腳有rst/vpd、ale/p、psen和ea/vpp等4種形式。
（a）．rst/vpd（9腳）：rst即為reset，vpd為備用電源，所以該引腳為微控制器的上電復位或掉電保護端。當微控制器振盪器工作時，該引腳上出現持續兩個機器週期的高電平，就可實現復位操作，使微控制器復位到初始狀態。
當vcc發生故障，降低到低電平規定值或掉電時，該引腳可接上備用電源vpd（+5v）為內部ram供電，以保證ram中的資料不丟失。
（b）．ale/ p （30腳）：當訪問外部儲存器時，ale（允許位址鎖存訊號）以每機器週期兩次的訊號輸出，用於鎖存出現在p0口的低
（c）．psen(29腳):片外程式儲存器讀選通輸出端,低電平有效。當從外部程式儲存器讀取指令或常數期間，每個機器週期pesn兩次有效，以通過資料匯流排口讀回指令或常數。
當訪問外部資料儲存器期間，pesn訊號將不出現。
（d）．ea/vpp（31腳）：ea為訪問外部程式儲器控制訊號，低電平有效。當ea端保持高電平時，微控制器訪問片內程式儲存器4kb（ms—52子系列為8kb）。
若超出該範圍時，自動轉去執行外部程式儲存器的程式。當ea端保持低電平時，無論片內有無程式儲存器，均只訪問外部程式儲存器。對於片內含有eprom的微控制器，在eprom程式設計期間，該引腳用於接21v的程式設計電源vpp。
（4）輸入/輸出（i/o）引腳p0口、p1口、p2口及p3口
(a).p0口（39腳～22腳）：p0.
0～p0.7統稱為p0口。當不接外部儲存器與不擴充套件i/o介面時，它可作為準雙向8位輸入/輸出介面。
當接有外部程式儲存器或擴充套件i/o口時，p0口為位址/資料分時復用口。它分時提供8位雙向資料匯流排。
對於片內含有eprom的微控制器，當eprom程式設計時，從p0口輸入指令位元組，而當檢驗程式時，則輸出指令位元組。
(b).p1口（1腳～8腳）：p1.
0～p1.7統稱為p1口，可作為準雙向i/o介面使用。對於mcs—52子系列微控制器，p1.
0和p1.1還有第2功能：p1.
0口用作定時器/計數器2的計數脈衝輸入端t2；p1.1用作定時器/計數器2的外部控制端t2ex。對於eprom程式設計和進行程式校驗時，p0口接收輸入的低8位位址。
(c).p2口（21腳～28腳）：p2.
0～p2.7統稱為p2口，一般可作為準雙向i/o介面。當接有外部程式儲存器或擴充套件i/o介面且定址範圍超過256個位元組時，p2口用於高8位位址匯流排送出高8位位址。
對於eprom程式設計和進行程式校驗時，p2口接收輸入的8位位址。
(d).p3口（10腳～17腳）：p3.
0～p3.7統稱為p3口。它為雙功能口，可以作為一般的準雙向i/o介面，也可以將每1位用於第2功能，而且p3口的每一條引腳均可獨立定義為第1功能的輸入輸出或第2功能。
p3口的第2功能見下表
表1 微控制器p3.0管腳含義
溫度PID控制系統設計
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目錄第一章系統簡介1 1 1 概述1 1 2 系統效能及指標1 1 3 系統使用條件1 第二章系統組成及原理2 2 1 系統組成及原理2 2 2 系統主機效能3 2 3 通道控制儀電源和感測放大器4 2 4 系統控制櫃外形結構5 第三章系統的操作使用6 3 1 系統開 關機順序6 3 2 系統命令詳...
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