室内温度自动控制毕设论文.doc

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1、 摘 要温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。无论是在在酷热难耐的夏天还是在寒冷的冬天，空调成了人们生活中的必需品。而风机盘管是中央空调理想的末端产品,空调中的风机将室内空气或室外混合空气通过表冷器进行冷却或加热后送入室内，使室内温度降低或升高，以满足人们的要求。本次毕设主要设计风机盘管的温度控制：根据设定温度与实际检测温度的比

2、较、运算，自动控制阀门与风机的开闭，从而使室内温度达到人们的要求。本次毕设实现的功能是：当系统工作在夏天模式时，室内温度升高并超过设定值，对室内空气制冷；当室温在冷气的作用下降低并低于设定温度时，停止对室内空气制冷。这样反复循环，使室温保持在一定范围内。当系统工作在冬天模式时，室内温度降低并低于设定值，对室内空气制热；当室温在热气的作用下升高并高于设定温度时，停止对室内空气制热。这样反复循环，使室温保持在一定范围内，从而达到人们的要求。此次设计采用温度传感器DS18B20，来实现对温度的采集和转换，并使用单片机AT89C52结合DS18B20的温度控制系统，能直接与单片机完成数据采集和处理，实

3、现方便、抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，可根据不同需要用于各种场合。关键词：室内温度控制器，温度检测，冬/夏模式转换，AT89C52，DS18B20Subject: Indoor temperature controller Specialty: Measuring & control technology and instrumentName: Fan Xiaochao (Signature) Instructor: Wang Zaiying (Signature) ABSTRACTTemperature in daily life is not in the physical

4、quantity, temperature control in various fields have positive significance. Many businesses have a lot of electric heating equipment, such as that used for the heat treatment furnace, used for melting metal crucible resistance furnace and the various uses of temperature box, using SCM to control the

5、m not only has the convenient control, simple, such as the characteristics of flexibility, but can also greatly increase the temperature was charged with the technical indicators, which can greatly improve the product quality. Both in the sweltering summer or cold winter, air conditioning has become

6、 a necessity in peoples lives. While the fan coil is an ideal central air-conditioning end products, air-conditioning fan in the indoor air or outdoor air mixture through the surface cooler for cooling or heating into room, the indoor temperature decreased or increased, in order to meet the requirem

7、ents of the people.The graduation design of fan-coil temperature control: according to the set temperature and real temperature comparison detection, arithmetic, automatic control valves and fan opening and closing, so that the indoor temperature reached the requirements of the people. The complete

8、set to achieve the function is: when the system operates in summer, mode, the indoor temperature and exceeds the set value, the indoor air cooling; when the temperature in the cooling effect was reduced and the temperature is lower than the preset, stop on indoor air refrigeration. This repeated cyc

9、le, so that the temperature is kept within a certain range. When system is working in winter mode, reducing the indoor temperature is lower than the set value, the indoor air heating; when the temperature in the hot air under the action of higher and higher than the set temperature, stop on the indo

10、or air thermal system. This repeated cycle, so that the temperature is kept within a certain range, so as to achieve the requirements of the people.This design uses temperature sensor DS18B20, to achieve the collection of temperature and conversion, and the use of single-chip AT89C52with DS18B20temp

11、erature control system, can be directly connected with the MCU to complete data acquisition and processing, convenient, strong anti-interference ability, suitable for harsh environment of the scene temperature measurement, according to the different needs for various occasions.KEY WORDS: Indoor temp

12、erature controller，Temperature detection，Winter / summer mode conversion，AT89C52，DS18B20目 录摘 要1第一章 前 言11.1 课题的背景及意义11.2 研究内容1第二章 控制方案设计32.1 控制设计思路32.2 风机盘管介绍32.2.1 风机盘管的控制32.2.2 独立盘管的控制32.2.3可联网的风机盘管控制器42.3 硬件方案设计52.4 控制器模块62.5 温度采集模块62.5 键盘与显示模块7第三章 系统硬件设计83.1 总体电路设计构架83.2 硬件电路设计要求83.3 主控制部分83.3.1主

13、要性能参数93.3.2中央处理器93.3.3数据存储器(RAM)103.3.4程序存储器(ROM)103.3.5定时/计数器103.3.6并行输入输出(I/O)口103.3.7全双工串行口103.3.8中断系统103.3.9时钟电路113.3.10管脚说明113.3.11 单片机最小系统133.3.12 RS232串口模块153.4 DS18B20的工作原理与单片机的连接173.4.1 DS18B20的性能特点173.4.2 DS18B20的工作原理173.4.4 DS18B20基本应用电路183.5 1602液晶显示器引脚介绍203.6 报警电路223.7 继电器模块233.8 键盘模块23

14、第四章 系统软件设计254.1 系统软件结构分析254.2 主程序结构图254.3 测温子程序流程图264.4 按键的程序流程图27第五章 系统软硬件调试295.1 调试步骤295.2 调试出现的问题及解决方法：295.3 系统调试305.4 系统调试结论30结 论32致 谢33参考文献34附录35附录1 PROTEUS仿真电路图35附录 2 源程序：36附录 3 实物图41II第一章 前 言1.1 课题的背景及意义在国民经济各部门，如电力、化工、机械、冶金、农业、医学以及人们的日常生活中，室内温度检测是十分重要的。在许多模拟量控制和监视应用中，温度测控是不可或缺的，如环境监测、蔬菜大棚、粮库

15、、热电偶冷端温度补偿、设备运行的可靠性等应用。实时采集温度信息，及时发现潜在故障，并采取相应的处理措施，对确保设备良好运行具有重要意义。温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量和控制

16、是非常重要的。现如今空调已经成为千家万户的必需品，人们对温度控制已不再陌生，温度控制已经应用在各个方面，其作用也体现到了各个方面。随着生活品质的提高，商场、厂房、银行以及家庭生活等许多场所中都会见到温度控制的影子，温度控制已经被人们应用于各种场所，用它更加完善的功能更好的为人类服务。如今，空调等家用电器随着生产技术的发展和生活水平的提高越来越普及，一个简单、稳定的温度控制系统将会更好的适应市场并被人们所喜爱。本次设计就是以单片机AT89C52为控制核心，实现对空调风机盘管温度控制器的设计，从而使室内温度达到人们的要求。1.2 研究内容本设计的内容是温度测试控制系统，控制对象是室内温度。本文着重

17、对空调风机盘管温度控制系统的硬件及软件进行应有的分析设计。在硬件上对各部分电路以及元器件进行理论分析与方案论证，然后进行设计，介绍了单线数据传输的智能温度传感器DS18B20在单片机AT89C52下的硬件连接及软件编程，并列出了DS18B20软件流程图，最终设计完成了本设计的硬件电路。在软件设计中，根据硬件电路图和温度采集系统所需要实现的功能，经过反复的模拟运行、调试和修改，最终完成了本系统的软件设计。通过硬件与软件的密切配合，最终设计完成了系统所要求的功能与目的。本设计核心采用的是AT89C52单片机，用单线数据传输的只能温度传感器DS18B20进行温度采集， DS18B20自身将模拟量转换

18、为数字量，然后在液晶显示器上显示测得的实际温度。通过键盘实现冬夏模式转换以及所需温度值的设定。当在夏天模式中，实际温度高于所需温度设定值时，蜂鸣器开始报警，同时继电器控制风机启动、阀门开启，同时点亮绿色发光二极管；当在冬天模式中，实际温度低于所需温度设定值时，蜂鸣器开始报警，同时继电器控制风机机启动、阀门开启，同时点亮红色发光二极管。在软件上进行主程序和子程序的编写与设计，使该温度控制系统实现智能化发展，使得控制精度较高。第二章 控制方案设计2.1 控制设计思路本次设计为室内温度控制器，当系统工作在夏天模式时，我们需要对室内温度进行降温，从而使室内温度达到人们理想的状态；同理在冬天模式时，我们

19、需要对室内温度进行加热。因此对于室内温度的控制在人们的日常生产生活中是不可或缺的。然而室内温度的控制主要是通过对风机盘管的温度控制来实现的，本次毕设主要设计风机盘管的温度控制，根据设定温度与实际检测温度的比较、运算，自动控制阀门与风机的开闭，从而使室内温度达到人们的要求。2.2 风机盘管介绍2.2.1 风机盘管的控制早期风机盘管的控制通常不纳入楼宇控制系统内，而作为独立的控制器控制现场风机盘管运行。现在已开发出可纳入楼宇控制系统内的风机盘管控制控制器，这类风机盘管控制器带有通信接口，只要把这种控制器接在楼宇自动化系统的控制总线上，就能实现远程连网控制。这类控制器可控制风机盘管的回水电动阀，并带

20、有温度传感器，将检测现场温度与设定值比较后，按照比较偏差去控制风机盘管的回水电动阀，实现室内温度的控制。 2.2.2 独立盘管的控制独立运行的风机盘管及其控制原理如图2.1所示（控制器没有网络通信接口）。它的控制是由带三速开关的独立室内恒温器（也称温控器）来完成，温控器安装在空调房间内。温控器的设定温度一般在范围内可调。拨动温控器上的“高、中、低”三档开关在不同的位置，可以控制风机盘管内的风机按“高、中、低”三种风速运行。 +-HMD室内恒温器回风送风空调冷/热水 图2.1 独立运行风机盘管控制原理图空调系统工作在夏季模式时，空调水管供应冷冻水，温控器选择开关应拨在“COOL（冷）”档。当室温

21、升高并超过设定点温度时，恒温器的触点接通，电动阀被打开、风机运行，风机盘管对室内空气制冷；当室温在冷气的作用下降低并低于设定温度时，恒温器的触点断开，电动阀被关闭、风机停止运行，风机盘管停止对室内空气制冷。这样往复循环，使室温保持在一定范围之内。冬季运作时，空调水管供应热水，温控器选择开关应拨在“winter”模式。当室温下降并超过设定点温度时，恒温器触点接通，电动阀被打开、风机运行，风机盘管对室内空气加热；当室温在热风气的作用下升高并超过设定点温度时，恒温器的触点断开，电动阀被关闭、风机停止运行，风机盘管停止对室内空气加热。这样往复循环，使室温保持在一定范围之内。当温控器选择开关拨在“FAN

22、（xunhuan）”档时，风机盘管只开启风机（电动阀门不打开），使室内空气循环。2.2.3可联网的风机盘管控制器 + -回风送风空调冷/热水T监控点类型DIDI3DI3DODIAOAIAI串行口图2.2联网控制风机盘管原理图设备启停控制冷/热门是设定风机转速设定风机转速控制风机状态监视冷热水阀门调节室内温度设定室内温度检测与BAS通讯BASHonewell、Siemens等公司的楼宇自控产品中，现在都有可联网的风机盘管控制器（Honeywell的W7752系列控制器；Siemens的Unit Conditioner Controller，产品编号540-110等），可以将原先独立于楼宇自动化系

23、统之外的风机盘管控制纳入BAS系统进行控制与管理。这类风机盘管控制器的工作原理见图2.2。在图，风机盘管的启停、冷（COOL）/热（HEAT）或冬夏模式设定、风机转速的高（H）、中（M）、低（L）设定、房间温度设定可通过与控制器配套的壁挂模块（Honeywell的T7450系列）或配套装置（如Siemens的QAA系列等）或其它外置的专用开关进行，也可以由监控中心远程设定；壁挂模块内置温度传感器，对房间实时检测，控制器根据设定温度与检测温度的偏差控制风机盘管的运行或停止。其控制原理与和运行方式与独立运行的风机盘管系统相似，主要区别是这种系统的控制器具有联网通讯功能。通过通讯接口将风机盘管的控制

24、纳入楼宇自动化系统，实现楼宇自动化系统对风机盘管系统的统一管理。除了通过室内壁挂模块对风机盘管进行控制和参数设定之外，通过楼宇自动化系统也可以实现对分布在各个房间的风机盘管进行预设时间表的定时启停控制和远程控制等。2.3 硬件方案设计本设计方案使用了AT89C52单片机作为处理核心,以单线数据传输的智能温度传感器DS18B20为温度测量器件对测温,并显示到显示器上,然后设置所需温度值,当实际温度超过要求时蜂鸣器就报警，同时通过继电器开启阀门并启动风机,显示电路采用1602液晶显示模块,使用三极管、电阻、蜂鸣器组成的报警电路。整个系统框图如图2.3所示： AT89C52CPU键盘电路DS18B2

25、0温度采集电源模块1602显示模块温度报警MAX232芯片PC继电器继电器风机阀门图2.3系统框图2.4 控制器模块本设计核心采用的是ATMEL公司的AT89C52作为系统控制器。AT89C52为8位通用微处理器，采用工业标准的C52内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。该单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制。使得AT89C52为众多嵌入式控制应用系统提

26、供高灵活、超有效的解决方案。并且其具有体积小、技术成熟和成本低等优点。2.5 温度采集模块温度采集模块采用的是单线数据传输的智能温度传感器DS18B20。DS18B20为数字式温度传感器，它在使用过程中无需任何外围电路，它的全部传感元器件以及数据转换、存储电路集成在形如一只晶体管的集成电路内，在与单片机连接时只需要一条I/O口线即可实现单片机与DS18B20的双向通信。2.5 键盘与显示模块本设计采用液晶显示屏LCD1602和独立式键盘。在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、

27、专用符号和图形。在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LED数码管、液晶显示器。发光管和LED数码管比较常用，软硬件都比较简单，LCD1602具有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧、无辐射危险，平面直角显示以及影象稳定不闪烁，可视面积大，画面效果好，抗干扰能力强等特点。用户可以根据自己的需求，自己动手设计图案。当需要显示的数据比较复杂的时候，它的优点就突现出来了，并且当硬件设计完成时，可以通过软件的修改来不断扩展系统显示功能。外围驱动电路设计比较简单，显示能力的扩展将不会涉及到硬件电路的修改，可扩展性很强。不足之处在于其价格比较昂贵，驱动程序编写比较复杂。独立键盘：编

28、程简单，但是浪费I/O口，毕竟单片机系统的I/O资源很有限,但是本次设计按键较少，因此独立键盘已经足够。第三章 系统硬件设计3.1 总体电路设计构架系统整体的硬件包括单片机AT89C52最小系统模块、LCD1602液晶显示模块、键盘接口模块、电源模块、数字温度传感器DS18B20、继电器控制模块，通过将这些模块整合调试，实现对温度的采集运算、显示，然后对温度参数进行设置，通过继电器实现对电机和阀门的控制，从而实现对室内温度的自动控制。3.2 硬件电路设计要求(1)单线数据传输的数字温度传感器DS18B20对温度的采集；(2)LCD1602液晶显示器显示测得的实际温度以及设定温度；(3)键盘设定

29、上限温度、下限温度及冬天或者夏天模式；(4)继电器控制风机、阀门；(5)蜂鸣器器在温度超过设定温度值的上限或低于设定温度值的下限报警。3.3 主控制部分AT89C52 是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8k bytes 的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和 256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准 MCS-52 指令系统及 8052 产品引脚兼容， 片内置通用 8 位中央处理器 （CPU） 和 Flash 存储单元，功能强大 AT89C52单片机适合于许多较为复杂控

30、制应用场合。8052系列单片机的内部结构框架示意图，如图3.1所示。图3.1 8051系类单片机的内部结构框图3.3.1主要性能参数1、兼容MCS52指令系统 2、8k可反复擦写(大于1000次）Flash ROM； 3、32个双向I/O口； 4、256x8bit内部RAM； 5、3个16位可编程定时/计数器中断； 6、时钟频率0-24MHz； 7、2个串行中断，可编程UART串行通道； 8、2个外部中断源，共8个中断源； 9、2个读写中断口线，3级加密位； 10、低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能； 11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式，以适应不同产品的需求

31、。3.3.2中央处理器中央处理器(CPU)是单片机的核心部件，52系列单片机是一个8位数据宽度的处理器，它能处理8位二进制数据或代码。CPU主要由算术逻辑部件，控制器和专用寄存器三部分电路组成。它负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算功能和控制输入/输出功能等操作。3.3.3数据存储器(RAM)数据存取器（RAM）用于存放运算的中间结果，进行数据暂存及数据缓冲等。8052内部有256 个字节的内部RAM,其中128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有

32、128个。3.3.4程序存储器(ROM)程序存取器（ROM）用于存放用户程序、原始数据和表格等。8052共有8k可反复擦写(1000次）Flash ROM. 3.3.5定时/计数器定时/计数器用于硬件的定时或计数。8052 AT89C52 除了与 AT89C52 所有的定时计数器 0 和定时计数器 l 外，还增加了一个定时计数器 2，以实现定时或计数功能，也可产生中断用于控制程序转向。3.3.6并行输入输出(I/O)口单片机的并行输入输出（I/O）口主要用于控制外部电路以及和外部设备进行通信，以便于处理外部的输入和将运算结果反馈到外部设备。8052共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2和P3

33、)，用于对外部数据的传输。3.3.7全双工串行口8052内部有一个全双工串行通信口，主要用于与外部电路进行串行数据传送。并且该串行口可编程，既可以用作异步通信收发器同其他外部设备完成信息交换，也可以当同步移位器使用。3.3.8中断系统8052具备较完善的中断功能，共有六个中断源：有两个外中断、两个定时/计数器中断和两个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。3.3.9时钟电路8052内置最高频率达24MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8052单片机需外置振荡电容。3.3.10管脚说明8052系列单片机采用40引脚双列直插式封装的DIP结构，它们的引脚配置如

34、图3.2所示，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线可复用。图3.2 8052系列单片机管脚图VCC：供电电压GND：接地P0口：P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口，即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每、脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8 位）和数

35、据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash 编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口：P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。与AT89C52 不同之处是，P1.0 和P1.1 还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX），在FLASH编程和校验时，P1口作

36、为第八位地址接收。P1口第二功能如表3-1所示。P2口：P2口是一个内部带有上拉电阻的8位双向I/O口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写表3-1 P1口第二功能引脚号第二功能P1.0T2(定时器/计数器T2的外部计数输入)，时钟输出P1.1T2EX(定时器/计数器

37、T2的捕捉/重载触发信号和方向控制)P1.5MOSI(在系统编程使用)P1.6MISO(在系统编程使用)P1.7SCK(在系统编程使用)时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C52的一些特殊功能口，如下表3-2所示：表3-2 P3口特殊功能口引脚号第二功能P3.0RXD(串行输入)P3.1TXD(串

38、行输出)P3.2INT0(外部中断 0)P3.3INT0(外部中断 1)P3.4T0(定时器0外部输入)P3.5T1(定时器1外部输入)P3.6WR(外部数据存储器写选通)P3.7RD(外部数据存储器读选通)3.3.11 单片机最小系统单片机系统的扩展是以基本最小应用系统为基础的，因此应首先熟悉最小应用系统的结构。单片机最小系统包括时钟电路、复位电路，其电路图如图3.3所示。图3.3 单片机最小系统 (1)复位电路单片机复位的原理是在时钟电路开始工作后，在单片机的RST引脚施加即两个机器周期以上的高电平，单片机便可以实现复位，使单片机恢复到初始状态。在复位期间，单片机的ALE引脚和PSEN引脚

39、均输出高电平。当RST引脚从高电平跳变为低电平后，单片机便从0000H单元开始执行程序。在实际应用中，一般采用既可以手动复位，又可以采用上电复位的电路，这样能够人工复位单片机系统，电路如图3.3复位部分所示。上电复位电路部分的原理即是RC电路的充放电效应。除了系统上电的时候可以给RST引脚一个短暂的高电平信号外，当按下按键开关的时候，VCC通过一个高电阻连接到RST引脚，给RST一个高电平，按键松开的时候，RST引脚恢复为低电平，复位完成。(2)时钟电路时钟电路是用于产生单片机正常工作时所需要的时钟信号。AT89C52单片机内部包含有一个振荡器，可以用于CPU的时钟源。另外也可以采用外部振荡器

40、，由外部振荡器产生的时钟信号来供内部CPU运行使用。内部时钟模式内部时钟模式是采用单片机内部振荡器来工作的模式。52系列单片机内部包含有一个高增益的单级反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为片内放大器的输入端口和输出端口。 当单片机工作于内部时钟模式的时候，只需在XTAL1引脚和XTAL2引脚连接一个晶体振荡器或陶瓷振荡器，并联两个电容后接地即可，如图3.3所示。使用时对于电容的选择有一定得要求，具体如下：A 当外接晶体振荡器的时候，电容值一般选择C1=C2=3010pF；B 当外接陶瓷振荡器的时候，电容值一般选择C1=C2=4010pF。在实际电路设计时，尽量保证外接的振荡器和电容尽可

41、能接近单片机的XTAL1和XTAL2引脚，这样可以减少寄生电容的影响，使振荡器能够稳定可靠地为单片机CPU提供时钟信号。外部时钟模式外部时钟模式是采用外部振荡器产生时钟信号，直接提供给单片机使用。对于不同的结构的单片机，外部时钟信号接入的方式有所不同。对于普通的8052单片机，外部时钟信号由XTAL2引脚接入后直接送到单片机内部的时钟信号发生器，而引脚XTAL1则应直接接地。这里需要注意，由于XTAL2引脚的逻辑电平不是TTL信号，因此外接一个上拉电阻。对于CMOS型的80C51,80C52,AT89C51等单片机，和普通的8052不同的是其内部的时钟信号取自于反相放大器的输入端。因此外部的时

42、钟信号应该接到单片机的XTAL1引脚，而XTAL2引脚悬空即可。根据实际应用，我们选择内部时钟电路，外接频率12.000MHz的晶体振荡器，选择两个电容值为30pF的陶瓷电容。3.3.12 RS232串口模块串行接口是单片机与外部设备之间进行数据通信的主要途径。52系类单片机提供了功能强大的全双工串行通信接口，可以方便的实现多机通信或单片机与主机之间的通信。串行通信是指数据的各个二进制位按照顺序一位一位地进行传输。这种通信方式的优点是所需的数据线少，节省硬件成本及单片机的引脚资源，并且抗干扰能力强，适合于远距离数据传输，缺点是每次发送一个比特，导致传输速度慢，效率低。(1)串行通信简介单片机的

43、串行通信是将数据的二进制位，按照一定的顺序进行逐位发送，接收方则按照对应的顺序逐位接收，并将数据恢复出来。单片机的串行通信有异步通信和同步通信两种基本方式。下面分别介绍。异步通信方式异步通信是一种利用数字或字符的再同步技术的通信方式。在异步通信过程中，数据通常是以帧为单位进行传送的，每个帧为一个字符或一个字节。发送方将字符帧一位一位地发送出去，接收方则一位一位地接收该字符帧。发送方和接收方各自有一个控制发送和接收的时钟，这两个时钟不同，相互独立。一个字符帧按顺序一般可以分为4部分，即起始位，数据位，奇偶校验位和停止位。在异步通信的过程中，数据帧在传输线上的传送一般是不连续的，即传输时，字符间隔

44、不固定，各个字符帧可以是连续发送，也可以是间断发送，在间断发送时，停止位之后，传输线路上自动保持高电平。异步串行通信的优点是不需要进行时钟同步，字符帧的长度不受限制，使用起来比较方便，应用范围广；其缺点是传送每个字符都要有起始位，奇偶校验位和停止位，这样便降低了有效地数据传输速率。同步通信方式同步通信方式是一种连续的串行传输数据的通信方式。同步串行通信的一次通信过程只传送一帧的信息。同步通信由同步字符、数据字符和校验字符三部分组成。同步通信把要发送的数据按顺序连接成一个数据块，在数据块的开头附加同步字符，在数据块的末尾附加差错校验字符。在数据块的内部，数据与数据之间没有间隔。在进行同步串行通信

45、时，发送方首先发送同步字符，数据则紧跟其后发送。接收方检测到同步字符后，开始逐个接收数据，直到所有数据接收完毕，然后按照双方规定的长度恢复成一个一个的数据字节，最后进行校验，如果无传输错误，则可以结束一帧的传输。同步串行通信的优点是不用单独发送每个字符，其传输速率高，一般用于高速率的数据通信场合；缺点是需要进行发送方和接收方之间的时钟同步，整个系统设计比较复杂。(2)串口通信电路串口通信电路如图3.4所示：图3.4 RS232串口电路图中，52单片机的串行数据输出端口P3.1连接到MAX232第一组收发器的输入端口T1 IN，用于向PC发送数据。串行数据输入端口P3.0连接到MAX232第一组

46、收发器的输出端口R1 OUT，用于接收PC串行输入的数据。PC的串行数据输入端口RXIN连接到MAX232第一组收发器的输出端口T1 OUT,用于接收单片机发送的串行数据，PC的串行数据输出端口R1IN连接到MAX232第一组收发器的输入端口R1 IN,用于向单片机发送串行数据。3.4 DS18B20的工作原理与单片机的连接3.4.1 DS18B20的性能特点DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最近推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现9-12位的数字值读数方式。DS1820是世界上第一片支持

47、“一线总线”接口的温度传感器。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。DS18B20 “一线总线”数字化温度传感器，测量温度范围为 -55C至+125C，在-10至+85C范围内,精度为0.5C。DS18B20的性能特点如下：独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能；无须外接部件；可通过数据供电，电压范围为3.0至5.5V；零待机功耗；温度以9或12位数字量读出；用户可定义的非易失性温度报警设置；报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧坏，但不能正常工作.3.4.2 DS18B20的工作原理DS18B20的测温原理如图3.