主頁 > 新聞動態(tài) > 單片機(jī)實驗箱的設(shè)計與實驗?zāi)康募八疁乜刂葡到y(tǒng)的實現(xiàn)2021-12-13

單片機(jī)實驗箱的設(shè)計與實驗?zāi)康募八疁乜刂葡到y(tǒng)的實現(xiàn)

一、實現(xiàn)目的：
實時溫度測量及顯示，超出溫度范圍相應(yīng)的繼電器工作，繼電器可以驅(qū)動相應(yīng)的加熱或制冷負(fù)載，上下限溫度可通過按鍵設(shè)定等功能。
本保溫箱的溫控系統(tǒng)研究是基于51單片機(jī)及溫度傳感器DS18B20來設(shè)計的，溫度測量范圍0到99.9攝氏度，精度為0.1攝氏度，可見測量溫度的范圍廣，精度高的特點�？稍O(shè)置上下限溫度，默認(rèn)上限溫度為38℃、默認(rèn)下限溫度為5℃（通過程序可以更改上下限初始值）。報警值可設(shè)置范圍：最低上限報警值等于當(dāng)前下限報警值，最高下限報警值等于當(dāng)前上限報警值。將下限報警值調(diào)為0時為關(guān)閉下限報警功能。開啟相應(yīng)的繼電器工作時，有指示燈可以指示相應(yīng)的加熱和制冷。

二、總體設(shè)計：
控制器采用單片機(jī)STC89C51，溫度傳感器采用DS18B20，顯示采用4位LED數(shù)碼管，報警控制器采用有緣蜂鳴器、LED燈實現(xiàn)，按鍵用來設(shè)定報警上下限溫度并將設(shè)置好的值保存在STC89C51的EEPROM中（具有掉電保護(hù)功能）。當(dāng)實測溫度值小于設(shè)定的溫度下限值時系統(tǒng)開啟繼電器間接控制接在繼電器常開端上的加熱棒，繼電器一開啟熱得棒就開始工作，繼電器關(guān)閉熱得棒也隨著停止工作。本設(shè)計的具體的系統(tǒng)方案如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)方案如圖

圖2 程序流程圖
三、軟件部分：
3.1 程序設(shè)計
void main()是程序的主函數(shù)，用于構(gòu)建框架。程序的開頭一般用于初始化和賦值變量，正常的程序運行一次后便結(jié)束了，但我們需要不斷地運行來檢驗結(jié)果，所以在初始化后加入了死循環(huán)，使程序持續(xù)運行。主函數(shù)在整個主程序的設(shè)計中最好放適量的代碼，避免過多。具體的代碼是用函數(shù)進(jìn)行封裝然后在主函數(shù)進(jìn)行調(diào)用。程序流程圖如圖2所示。
3.2 軟件使用
系統(tǒng)軟件測試KEIL軟件是單片機(jī)編程的一款常用軟件，創(chuàng)建空白文件編程編譯調(diào)試生成HEX文件.隨后下載到單片機(jī)中，下載器選用PL2303。觀察系統(tǒng)運行的狀態(tài)，進(jìn)而進(jìn)行反復(fù)的修改調(diào)試程序，得到一個較為完善的程序。在系統(tǒng)軟件調(diào)試過程中遇到以下幾個問題：
(1)數(shù)碼管沒有正常顯示出現(xiàn)了閃爍現(xiàn)象。
解決方法：閃爍的原因為每一位顯示延時間期過短使得顯示頻率過快，導(dǎo)致人眼生物極限無法看清超速的顯示，只需要調(diào)整延時函數(shù)就可以顯示正常。
(2)EEPROM存儲錯誤。
解決方法：一開始的時候在讀寫數(shù)據(jù)前都沒有做任何的操作，本以為這樣就可以完成數(shù)據(jù)的存儲，但是并沒有想的那樣，在讀與的時候出現(xiàn)與進(jìn)去的和讀出來的并沒有相同，后通過查閱資料得知，STC單片機(jī)內(nèi)部的EEPROM在寫入數(shù)據(jù)之前心須擦除扇區(qū)，否則寫入的數(shù)據(jù)就是和本身的數(shù)據(jù)進(jìn)行相與的結(jié)果，而在程序上添加了在寫入數(shù)據(jù)之前加上擦除扇區(qū)后，數(shù)據(jù)存儲正常。
四、可完成的軟硬件實驗項目

一)軟件實驗
1.清零程序；
2.拆字程序；
3.拼字程序；
4.數(shù)據(jù)區(qū)傳送子程序；
5.數(shù)據(jù)排序?qū)嶒灒?br /> 6.查找相同數(shù)據(jù)個數(shù)；
7.無符號雙字節(jié)快速乘法子程序；
8.多分支程序；
9.脈沖計數(shù)實驗；
10.電腦時鐘實驗。
二)硬件實驗
1.P1口亮燈實驗；
2.P1口轉(zhuǎn)彎燈實驗；
3.P3.3口輸入，P1口輸出實驗；
4.工業(yè)順序控制實驗；
5.8255 A、B、C口輸出方波實驗；
6.8255 PA口控制PB口；
7.8255控制交通燈；
8.簡單I/O擴(kuò)展實驗；
9.A/D0809轉(zhuǎn)換實驗；
10.D/A0832轉(zhuǎn)換實驗；
11.8279鍵盤顯示實驗；
12.通用打印機(jī)實驗；（選配）
13.微型打印機(jī)打印字符、曲線、漢字實驗；（選配）
14.I2C儲存卡讀寫實驗；
15.繼電器控制實驗；
16.步進(jìn)電機(jī)控制；
17.8253方波實驗；
18.小直流電機(jī)調(diào)速實驗；
19.16×16 LED點陣顯示實驗；
20.LCD液晶顯示實驗；
21.8250可編程異步通訊接口實驗（自發(fā)自收）；
22.8251可編程通訊接口實驗（與PC機(jī)）；
23.單片機(jī)RS232/485串行發(fā)送實驗（雙機(jī)通訊）；
24.單片機(jī)RS232/485串行接收實驗（雙機(jī)通訊）；
25.溫度壓力實驗。
五、結(jié)論
基于51單片機(jī)水溫控制系統(tǒng)，以STC89C51單片機(jī)為主控芯片，采用數(shù)字型防水溫度傳感器DS18B20制作溫度檢測報警器，實現(xiàn)水溫的檢測以及控制的基本功能，設(shè)計簡單，方便實現(xiàn)，具有實際效應(yīng)，對未來產(chǎn)品的推廣以及人們生活的發(fā)展具有很大幫助及意義。

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