01-Z0-025(混凝土试验).docx

01-Z0-025(混凝土试验).docx项目设计报告要求
总体设计
一、功能要求
该课题是以51单片机P89V51RB2FN为主控芯片，利用DALAS一线式温度传感器DS18B20实现对周围温度环境的采集,单片机再根据采集的温度值来控制电磁阀的开关及持续时间等操作，从而实现在不同的温度对周围浇灌对象实施间隔性的灌溉，浇灌持续的时间与不同的温度范围有关，同时相关的状态信息要在点阵汉字液晶屏上实时的显示。结构框图如图1-1所示：
具体要求如下：
（1）汉字液晶屏上实时显示的信息有：
1）第一行显示：低温：**.*℃，或常温：**.*℃，或高温：**.*℃ 。注：假设24℃以下为低温，25~35℃为常温，35℃以上为高温。
2）第二行显示：电磁阀状态：开，或关。
3）第三行显示：浇灌时间：**分**秒，或**时**分。
（2）浇灌时间及浇灌次数间隔要求：在低温时，电磁阀始终关，浇灌时间为0分0秒；在常温时，浇灌时间为30分钟，浇灌次数间隔为8小时；在高温时，浇灌时间为50分钟，浇灌次数间隔为4小时。
（3）附加要求：不同温度段的浇灌时间设置为可变量，可从键盘设置该变量的值。
二、功能模块设计
任务一、项目总体分析
任务二、DS18B20温度采集模块：通过该温度传感器获取当前的温度值。
任务三、汉字液晶屏显示状态信息模块：根据温度，在该屏上逐行显示：温度、水龙头开关状态、浇灌时间等信息。
任务四、定时器模块：实现记录不同温度段的浇灌时间及浇灌间隔时间等信息。
任务五、控制电磁阀开/关模块：根据温度信息控制继电器吸合及断开，从而控制电磁阀的开关，实现浇灌与否。
任务六、主程序模块：对相关模块的初始化及相关模块的控制流程。
任务七、在Proteus环境中仿真实现基本功能。
任务七、在Keil开发环境中综合调试并下载实验板运行调试。
第2章 硬件电路计
一、硬件电路
硬件设计主要包括：DS18B20温度采集模块：用于温度采集；汉字液晶屏显示状态信息模块：用于将相关信息显示出来；如图1-2所示，将数字温度传感器DS18B20并接在一起，，液晶显示器与单片机的连接采用模拟接口方式。
液晶显示格式如图1-3所示：
二、硬件设计主要元器件
传感器DS18B20、单片机80C51、上拉电阻、TG12864B液晶屏。
（1）传感器DS18B20
DS18B20是美国DALLAS公司推出的数字温度传感器，将温度传感器、数字转换电路集成到了一起，外形如同一只三极管。微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强；它采用独特的单线接口方式，与单片机连接时，仅需一根口线；每片DS18B20均有唯一的产品序列号，所以允许在单总线上挂接数十到上百片数字式传感器，这样可以非常方便地构成多路温度测量系统。
DS18B20的测温范围为-55度~125度，12位温度读数，分辨率为1/16度，温度转换时间最多为750ms。其引脚图如图1-4所示。
DQ：数据输入/输出。在数据总线供电方式可给传感器提供电源。
VDD：可选的电源电压DS18B20有两种供电方式：数据总线供电方式和外部供电方式。若采用数据总路线供电方式，VDD应接地，这样可省一根线，但测浊的时间较长。
GND：电源地。
DS18B20与单片机的连接非常简单，如图1-5所示。
每片DS18B20均有一个唯一的产品序列号，固化在内部的64位激光ROM中，其格式如图1-6所示：
低八位是产品的工厂代码，中间是每个器件唯一的48位序列号，高8位是针对前面56位的CRC校验码，这也是多个DS18B20可以采用一条数据线进行通信的原因，只要单片机用匹配命令访问总线上指定的DS18B20。
DS18B20内部有9个字节的暂存器，开始两个暂存器（TMSB、TLSB）存放当前测到的温度值，以16位补码形式表示12位温度读数，分辨率为1/16度（内部配置寄存器可以设置温度数据的位数为9、10、11、12，出厂时设置成都市2位温度读数），高位是温度值的符号扩展，单片机发出温度转换命令后，DS18B20将测得的温度值保存在TMSB和TLSB中，供单片机读取。温度与数字量的对应关系表如表1-7所示。
(2)单片机80C51
单片机内部有P0、P1、P2、P34个8位双向I/O口，其引脚如图1-8所示，外设与这些端口可以直接连接，无需另外的接芯片。P0～P3既可以按字节输入或输出，也可以按位进行输入或输出