毕业设计(论文)基于单片机的电冰箱液晶显示温控器.doc
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1、课题:基于单片机的电冰箱液晶显示温控器 毕业论文系 部: 电子与通信工程系 学生姓名: 专业班级: 电信09C2 学 号: 指导教师: 2012年 3 月 6 日声 明本人所呈交的 毕业论文 ,是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名: 日期: 2012/3/6 【摘要】近年来随着单片机在社会领域的渗透,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机
2、往往是作为一个核心部件来使用仅单片机方面知识是不够的还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,以作完善。而近些年来,家电领域产品变化、技术发展、更新换代之快简直令人目不暇接,但作为家用电冰箱的变化却不是很大。传统的家用电冰箱的温控器旋钮一般有7个数字,但是这些数字并不能知道电冰箱内部的具体温度,只能得知一个大概的温度而已。随着人们的生活水平的提高,人们对冰箱的控制功能要求越来越高,而这就对电冰箱控制器提出了更高的要求,传统冰箱的温控器也就无法满足人们的需求了。因此,能够实现精确控制温度、方便的设定和修改并且能够实时显示当前温度是非常重要的。本设计采用单片机作为核心,内部采用了一
3、块AT89S51单片机作为核心部件。并且使用了温度传感器DS18B20。温度传感器DS18B20用于采集电冰箱冷藏的温度,通过一块AT89S51单片机进行数字信号处理,从而达到智能控制的目的。通过处理之后,电冰箱内部的温度可以实时地显示在液晶屏幕上,并且可以通过外部按钮根据个人需求设置自己喜好的温度。在这里,通过对传统冰箱的改造,我们就可以实现电冰箱的智能控制了。ABSTRACTIn recent years, with the penetration of SCM in the social field, the application of SCM is constantly deepen
4、ing the same time promote the traditional control to detect the rapid update. In real-time detection and automatic control of microcomputer application system, the microcontroller is often a core component to use only SCM knowledge is not enough should be based on the structure of the specific hardw
5、are and software for application-specific object characteristics combine to make perfect.In recent years, changes in the field of home appliance products, technology development, replacement of the fast is simply confusing, but as changes in household refrigerators is not great. Thermostat knob of t
6、he traditional household refrigerators generally have seven digits, but these figures do not know the internal temperature of the refrigerator, only got a temperature of. As peoples living standards improve, people are increasingly demanding control functions of the refrigerator is high, and this ha
7、s put forward higher requirements for the refrigerator controller, the conventional refrigerator thermostat will not be able to meet peoples needs . Therefore, the ability to achieve precise temperature control, and convenient to set and modify and able to display the current temperature is very imp
8、ortant.This design uses a microcontroller as the core, the internal use of an AT89S51 microcontroller as the core components. And temperature sensor DS18B20. The temperature sensor DS18B20 for the acquisition of the temperature of refrigerators, refrigerated, and an AT89S51 microcontroller digital s
9、ignal processing, so as to achieve the goal of intelligent control. By processing, the refrigerator temperature inside can be real-time display on the LCD screen, and can set their own preferred temperature according to individual needs through an external button. Here, through the transformation of
10、 the traditional refrigerator, we can realize the intelligent control of the refrigerator.目录第一章 绪论6、引言6、电冰箱的发展历史与趋势6第二章 总体设计方案6、系统功能描述7、系统总体结构7第三章 硬件电路重要芯片概述7、AT89S51单片机8、数字温度传感器DS18B208第四章 硬件设计9、微处理器9、数字温度传感器DS18B209、显示电路设计10、按键设计11第五章 软件设计12、主程序流程框图12、键扫子程序流程设计13、数据采集子程序13第六章 仿真调试13、编程仿真软件Keil的简介1
11、3、源程序工程的录入14、源程序的输入14第七章 总结14附录15致谢29第一章 绪论、引言随着国民经济的发展,人民的生活水平有了很大的提高,冰箱早已经在家庭、医院、旅馆、餐厅和科研单位得到了广泛应用。可以说,冰箱已经深深地渗透到了人们生活中。电冰箱作为应用较为普及的家用电器之一,近年来,随着微电子技术、传感器技术、以及控制理论的发展,电冰箱呈现迅猛发展的趋势。传统的机械式冰箱已经难以满足人们的日常生活的需要,因此应用单片机控制的电冰箱已经逐渐被越来越多的人们所接受。基于单片机设计的电冰箱,在功能上来说,不仅可以满足古老的机械式电冰箱所具有的所有功能,而且还可以在机械式冰箱的基础上实现机械式电
12、冰箱所不能实现的功能。例如电子控温。因此,基于单片机所设计的电冰箱已经成为现在的主流。平常生活中,在以前仅仅只能幻想的景象现在只需要我们轻轻点击一下按钮即可。、电冰箱的发展历史与趋势 在冰箱出现以前,我们一直在为食品存放时间一久就会变得不再新鲜甚至腐败而烦恼。真正的电冰箱发明于20年代,1920年,纽约布鲁克林一家平板印刷厂的一位名叫威利斯H.卡里尔的工程师,设计出一种能控制温度和湿度的系统。存放皮毛的窖主和牛奶公司经理根据需要进一步改进了机械冰箱技术。大约在第一次世界大战期间,出现了一些体积更小的家用冰箱,这是一种噪音大,易泄漏的新发明,实际上它只是在旧式“冰盒”壳内安装上电机和转动皮带,这
13、使它的外貌看起来就像一种试验品。 1923年,当弗雷基代尔还是美国通用汽车公司的分厂的时候,它引进了一种新的机械冰箱组件,并组装成电冰箱。弗雷基代尔电冰箱的设计是把储存易腐烂食品的“冰盒”和制冷机械部分装进一个特制的柜子。这种装置安静、方便,且结构紧凑。至此,一种新的冰箱式样随着到处可见的商标名诞生了。 此后,随着生产数量剧增,冰箱价格暴跌。到1944年,约85的美国家庭都有了机械冰箱。“冰盒”仅作为一个词汇流传下来。 如果没有冰箱,不但家庭主妇要劳累得多,而且许多生活享受,包括喝威士忌加冰都要大打折扣。20世纪以前,用冰箱保存食物是不可想象的,20世纪没有冰箱的生活是不可想象的。 而在21世
14、纪,普通的电冰箱已经不能满足人们的需求,人们迫切需求更高性能、更人性化的电冰箱。基于单片机设计的智能电冰箱目前已经占据越来越多的市场,而随着这种电冰箱的不断深入,只能冰箱已经为越来越多的人所接受。现在人们买电冰箱,已经不在仅仅关注一个方面,而是更多的偏向智能方面,所以基于单片机等设计的智能电冰箱已经深入人心,而这种电冰箱相信也会逐步取代原始的机械是电冰箱的地位,成为家用电冰箱的一大霸主。第二章 总体设计方案2.1、系统功能描述随着技术的发展,目前有些冰箱采用了电脑只能温控及LCD(或LED)箱门外温度显示。所谓智能温控就是通过感温头精确感应,把冰箱内温度的变化传递给中央控制芯片,由芯片控制制冷
15、系统使冰箱内温度达到显示屏上设定值,使用者只需要根据食物的种类不同设定不同的温度即可,以此达到最大的保鲜程度。该系统通过感温头精确感应,把冰箱内部温度的变化传递给中央控制芯片,由芯片控制制冷系统使冰箱内的温度达到显示屏上设定的值,使用者只需要根据食物的种类不同设定不同的温度即可,以此达到最大的保鲜程度。此外,液晶显示屏上还将显示时间,设定温度,以及当前冰箱内部温度。用户可以利用键盘对冰箱温度进行设定,同时还可以对时间进行调整。、系统总体结构 图为液晶显示电冰箱温控器系统构成框图。AT89S51单片机为控制核心,它既负责读取DS18B20测得的冷藏室温度并输出至液晶模组显示,同时又产生实时时钟供
16、液晶显示,并且还负责键盘输入扫描及输出控制压缩机的运行等。第三章 硬件电路重要芯片概述、AT89S51单片机 AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程(ISP)也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中。AT89S51提供以下标准功能:4k字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM, 32个I/O口线,看门狗(WDT),两个数据指针,两个16位定时/计数器,一个5
17、向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。、数字温度传感器DS18B20 与传统的温度传感器相比,DS18B20温度数字温度传感器具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点,在实际应用中取得了良好的测温效果。 美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温
18、度传感器,在其内部使用了在板(ON-B0ARD)专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。“一线总线”独特而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。现在,新一代的 DS18B20体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。 同DS1820一样,DS18B20也支持“一线总线”接口,测量温度范围为-55C+125C,在-10+85C范围内,精度为0.5C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同,
19、新的产品支持3V5.5V的电压范围,使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜,体积更小。1. DS18B20的特性(1)适应电压范围更宽,电压范围:3.05.5V,寄生电源方式下可由数据线供。(2)独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。(3)DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温。(4)DS18B20在使用中不需要任何外围元件,全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。(5)温范围55125,在-10+85时精度为。(6)可编程的分辨率为912位,对应的
20、可分辨温度分别为、和,可实现高精度测温。(7)在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字,12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字,速度更快。(8)测量结果直接输出数字温度信号,以“一线总线”串行传送给CPU,同时可传送CRC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力。(9)负压特性:电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁,但不能正常工作。64位光刻ROM是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20的地址序列号。不同的器件地址序列号不同。DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH和TL,高速暂存器。 DS18B20的引脚定义:(
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