鸡雏恒温孵化器

第一章课程设计目的与要求1.1 课程设计目的“单片机与接口技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。

因此，要求学生能综合应用所学知识，设计与制造出具有较复杂功能的小型单片机系统，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。

能够较全面地巩固和应用“单片机”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型单片机系统设计的基本方法。

培养独立思考、独立收集资料、独立设计规定功能的单片机系统的能力；培养分析、总结及撰写技术报告的能力。

1.2 课程设计的实验环境利用windows操作系统及应用软件进行绘图和编程。

1.3 课程设计的预备知识熟悉单片机与接口技术课程的相关知识及电子线路CAD工具软件。

1.4 课程设计要求按课程设计指导书提供的课题，根据第二章给出的基本要求及参数独立完成设计，课程设计说明书应包括以下内容：1、对设计课题进行简要阐述，并说明设计任务及具体要求。

2、论述系统设计方案，并画出总体电路结构图及功能分割图。

3、能够较熟练地应用电子线路CAD工具完成单片机系统的硬件设计任务。

4、各功能模块设计说明、设计实现过程及源程序。

5、能够较熟练地应用一种编辑软件编写程序，掌握单片机系统软件设计的基本方法6、课程设计报告应内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实。

7、课程设计总结8、字数4000左右，有系统电气原理图。

第二章课程设计内容第3章课程设计的考核3.1 课程设计的考核要求课程设计采用五级(优、良、中、及格、不及格)评分制。

最后成绩依据课程设计论文及平时成绩决定，其中平时考核成绩占20%。

3.2 课程性质与学分单片机与接口技术课程设计的课程性质：考查学分：2分第四章设计4.1设计思路本设计采用89C-51单片机系统来实现孵化场温度的自动控制。

单片机软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种控制算法和逻辑控制。

单片机系统可用数码管显示现场温度，孵化场温度的上下限能用键盘设定，并可实现报警、控制等多种功能。

本方案选用89C-51芯片（内部含有4KB的EEPOM），不需要向外扩展程序存储器，可使系统整体结构更为简单，控制系统结构如图4.1所示。

图4.1 控制系统结构4.2系统硬件设计4.2.1 89C-51单片机简介本设计决定用单片机作为中心控制器。

现流行的单片机有很多种，其中MCS-51系列以较高的性价比博得很多用户的青睐。

所以，本系统采用美国Intel 公司生产的89C-51型单片机，由于其具有集成度高、处理功能强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉等优点并具有4K字节的程序存储器，使得它应用起来更加方便。

4.2.2数据存储器扩展89C-51型单片机片内有128B的RAM，在实际应用中仅靠这256B的数据存储器是远远不够的。

这种情况下可利用MCS-51单片机所具有的扩展功能扩展外部数据存储器。

MCS-51系列单片机最大可扩展64KB。

6264是8K×8位静态随机存储器，采用CMOS工艺制造，单一+5V电源供电，额定功率200mW，典型存取时间200ns，为28线双列直插式封装，其引脚如图4.2所示,工作方式选择如表4.1所示：图4.3 传感器电路图输入温度0℃～50℃，输出电压0V到10V。

为避免热敏电阻加热效应取=。

热敏电阻参数如表4.2。

EV1D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1C LK11U274LS 374EA/VP 31X119X218R ESET 9R D 17WR 16I NT012I NT113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P SEN29ALE /P 30TXD 11R XD 10U189C 51a b fc g de DP Y1234567a b c d e f g 8d pd pc o m9DS 0a b fc g de DP Y1234567a b c d e f g 8d pd pc o m9DS 1a b fc g de DP Y1234567a b c d e f g 8d pd pc o m9DS 2AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7123A74LS 02123A74LS 02A8A9A10A11A12A13A14A15D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE 1C LK 11U374LS 374AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7C LK Y4C LKY3WRP 10D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D71237545112375451123754510.01MOC3041180VCCP1412642733010KT1Ra加热器220VD034D133D232D331D430D529D628D727PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB 018PB 119PB 220PB 321PB 422PB 523PB 624PB 725PC 014PC 115PC 216PC 317PC 413PC 512PC 611PC 710R D 5WR 36A09A18R ESET 35C S68255图4.6 双向可控硅的内部结构 图4.7 MOC3041和双向可控硅构成的输出通道电路该部分的工作过程是：当单片机的P14口输出为低电平是，MOC3041内部导通，G 端通道出现同步触发脉冲，控制可控硅导通，打开加热器；当P14为高电平时，MOC3041内部截止，可控硅断开，关闭加热器。

本设计采用1000W 加热器 4.2.7简易式键盘接口电路设计8255可编程并行I/O 接口设计MCS-51系列单片机共有4个8位并行I/O 口，这些I/O 口一般是不能完全提供给用户使用的，在外部扩展存储器时，提给用户使用的I/O 口只有P1和P3口的部分口线。

因此在大部分的MCS-51单片机应用系统中都免不了要进行I/O 口的扩展。

8255芯片引脚图如图4.8所示。

电极2 MT2门极G 电极1 MT14.7K 4.7K 4.7K4.7K S 1S 2S 3S 4S 54.7K D034D133D232D331D430D529D628D727P A04P A13P A22P A31P A440P A539P A638P A737P B 018P B 119P B 220P B 321P B 422P B 523P B 624P B 725P C 014P C 115P C 216P C 317P C 413P C 512P C 611P C 710R D 5WR 36A09A18R ESET 35C S6U98255VC C234589C-51C 5100UF/50VR 13R 122KVC CS6P 115.6KVC C图4.13 主程序流程图4.3.2控制部分程序这部分程序的功能是将采集到的温度值T X 与T L 比较，如果T X ≤T L 则报警，并置P3.1口为低电平，通过光耦合器打开可控硅，使加热器加热，并调显示，显示88.8。

否则将T X 与T H 比较，如果T X ≥T H 则报警，并置P13口为高电平，通过光耦合器关闭可控硅，停止加热器加热，并调显示，显示88.8。

否则，也就是L T ≤X T ≤H T 当温度在正常范围内，调显示，显示采集到的温度值T。

加热程序流程图如图4.14所示。

X图4.14 加热报警子程序流程图4.3.3键盘模块本部分主要是实现输入设定温度和查询设定温度的功能。

该部分的子程序流程图如图4.15所示。

在键盘的控制方面，由于采用了5个单键，因此使得键值识别的问题也比较简单。

在执行程序的时候只需要逐位判断PA0,PA1,PA2,PA3,PA4口是高电平还是低电平，若为高电平，则表示没有按键按下，若为低电平，则表示已经有键按下，于是执行键的处理子程序。

在程序的设计当中，考虑了键的去抖动问题。

在发现有键闭和时，不是立即读入该键值，而是延时一段时间以后，再进行键闭和与否的判断，确认此时真的有键按下，有则进行该按键的处理，没有则不进行处理。

图4.15键盘处理子程序流程图4.3.4显示子程序此模块采用的是动态扫描的方法，依次改变P0口输出高电平的位和P2口输出对应的数据段，就可以轮流点亮显示器的各位数码管。

动态显示是把十六进制数（或BCD码）转换为相应字形码，故它通常需要在RAM区建立一个显示缓冲区。

显示部分流程图如图4.16所示。

4.3.5数据采集模块数据采集的主要任务是巡回检测三点的温度参数并把它们存在外部RAM指定单元,采样程序如图4.17所示。

图 4.16 显示子程序流程图 图 4.17 采样程序流程图4.3.6程序清单ORG 0000HSJMP MAIN ORG 0003H LJMP INTORG 0025H MAIN： MOV SP,#60HMOV 20H,#00HMOV 21H,#08HMOV 29H,#0FEH LCALL ZIJIANLCALL READTHTLLCALL TESTRANGE LCALL DISPSETB INT0SETB EX0SETB EALOOP: LCALL DELAYLCALL GET_TEMPLCALL TURNLCALL DISPLAYCLR CMOV A,24HCJNE A,2EH,LOOP1 SJMP HOTTING LOOP1: JC HOTTINGMOV A,24HCLR CCJNE A,2DH,LOOP2 SJMP STOPHOT LOOP2: JNC STOPHOTSJMP KEEP HOTTING: CLR P3.1CLR P1.5SETB P1.6 KEEP: SJMP LOOP STOPHOT: SETB P3.1SETB P1.5CLR P1.6SJMP LOOP ZIJIAN: MOV 30H,#08HMOV 31H,#08HMOV 32H,#13HMOV 33H,#08HMOV 34H,#13HCLR P1.4CLR P1.5CLR P1.6CLR P1.7MOV R3,#0FFH WAIT0: ACALL DISPLAYDJNZ R3,WAIT0SETB P1.5SETB P1.6SETB P1.7RETTURNTH: MOV 2DH,27HMOV 2EH,28HMOV 24H,27HACALL TURNMOV 2AH,30HMOV 2BH,31HMOV 2CH,32HMOV A,2CHCLR CSUBB A,#0BHMOV 2CH,AMOV 33H,#00HMOV 34H,#15HRETTESTRANGE: MOV A,2AHCJNE A,#01H,NOMAX MOV 22H,#08HSJMP EXITTESTNOMAX: MOV A,2BHCJNE A,#00H,MIDD MOV 22H,#02HSJMP EXITTEST MIDD: MOV 22H,#04H EXITTEST: RETDISPLAY: MOV R0,#03H DIS: MOV DPTR,#TABMOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRMOV DPTR,#7FFFH MOVX @DPTR,AINV R0MOV DPTR,#0BFFFH MOV A,29HMOVX @DPTR,A HERE: DJNZ R4,HERESETB CRLC AMOV 29H,AJB ACC.5,DISMOV 29H,#OFEHRETTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00H,OBFH DB 86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFH,79H GET_TEMP: CLR EAACALL INIMOV A,#0CCHACALL WRITEMOV A,#44HACALL WRITEACALL INIMOV A,@0CCHACALL WRITEACALL READMOV 24H,ASETB EARETSETTHTL: CLR EAACALL INIMOV A,#0CCHACALL WRITEMOV A,#4EHACALL WRITEMOV A,2DHACALL WRITEMOV A,2EHACALL WRITEACALL INIMOV A,#0CCHACALL WRITEMOV A,#48HACALL WRITEACALL READTHTLMOV A,27HCJNE A,2KH,SETTHTLMOV A,28HCJNE A,2EH,SETTHTLSETB EARETREADTHTL: CLR EAACALL INIACALL WRITE MOV A,#0B8H ACALL WRITE ACALL INIMOV A,#0CCH ACALL WRITE MOC A,#0BEH ACALL WRITE ACALL READACALL READACALL READMOV 27H,A ACALL READMOV 28H,A SETB EARETINI: CLR P3.0MOV R2,#100 11: CLR P3.0DJNZ R2,I1 SETB P3.0MOV R2,#15 I2: DJNZ R2,I2 CLR CORL C,P3.0 JC INIMOV R6,#40H I3: ORL C,P3.O JC I4DJNZ R6,I3 SJMP INII4: MOV R2,#120 I5: DJNZ R2,I5 RETTEAD: MOV R6,#8 WR1: SETB P3.0MOV R4,#4 RRC ACLR P3.0 WR2: DJNZ R4,WR2 MOV P3.0,C MOV R4,$40 WR3: DJNZ R4,WR3SETB P3.0RETREAD: MOV R6,#8RE1: CLR P3.0MOV R4,#2SETB P3.ORE2: DJNZ R4,RE2 MOV C,P3.0 RRC AMOV R5,#15 RE3: DJNZ R5,RE3 DJNZ R6,RE1 RE5: SETB P3.0RETTURN: CLR CMOV A,24HRRC AMOV 25H,AJNC TURN0MOV 33H,#05H AJMP TURN1 TURN0: MOV 33H,#00H TURN1: MOV A,25HACALL BTODRETBTOD: MOV B,#100DIV ABMOV T0,#30H MOV @R0,HINC R0MOV A,#10XCH A,BDIV ABMOV @R0,AINC R0MOV A,BADD A,#0BH MOV @R0,ARETDIS: LCALL DIRJNB P3.0,LCJNB P3.4,LC0JNB P3.2,LC1AJMP DISLC:LCALL DELJB P3.0,DISMOV A,30HCJNE A,#0FFH,XIAMOV A,#5ADD A,30HMOV 30H,AINC 31HLCALL IBTD2AJMP DISLC0:LCALL DELJB P3.4,DISMOV A,30HCJNE A,#00H,DECLINE MOV A,30HSUBB A,#5MOV 30H,ADEC 31HLCALL IBTD2AJMP DISDECLINE:MOV A,30HSUBB A,#05HMOV 30H,ALCALL IBTD2AJMP DISXIA:MOV A,#5ADD A,30HMOV 30H,ALCALL IBTD2AJMP DISLC1:LCALL DELJB P3.2,DISMOV 40H,32H;保存输入值 MOV 41H,33HMOV 42H,34HMOV 43H,35HLCALL DIRAJMP DISLC2: LCALL DELJB P3.5,DISMOV 50H,32HMOV 51H,33HMOV 53H,35HRETIDELAY: MOV R2,#0BH HERE0: MOV R3,#00H HERE1: DJNZ R3,HERE1DJNZ R2,HERE0RETEND4.4系统原理图4.5设计心得：通过这次设计才知道自己对所学知识没有很深刻的理解，不能很好的运用。