基于89C52單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、目 錄摘要 .1關(guān)鍵詞 .1ABSTRACT .1KEY WORDS .11溫度測(cè)量系統(tǒng)器件簡(jiǎn)介 .211 MCS-52 單片機(jī)簡(jiǎn)介.212溫度傳感器（DS18B20）.213 三端集成穩(wěn)壓芯片 H7805.314 74HC138 芯片.315 數(shù)碼管 7SEG-MPX8-CC-BLUE.316 其他 .4系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) .421 溫度測(cè)量系統(tǒng)硬件電路連接圖 .422 各電路模塊分析 .5221 電源電路.5222 單片機(jī)電路.5223 溫度傳感器 DS18B20 電路.6224 數(shù)碼管顯示電路.7225 譯碼電路部分.7系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .731 溫度測(cè)量系統(tǒng)軟件流程圖 .732溫度測(cè)量系統(tǒng)各

2、子模塊.8321 定時(shí)器設(shè)置部分.8322 中斷部分.8323 讀取 DS18B20 溫度部分.8324 溫度譯碼輸出.10結(jié)論與設(shè)計(jì)體會(huì) .1041 結(jié)論 .1042展望.11致謝.12參考文獻(xiàn)：.12附錄 A 溫度測(cè)量系統(tǒng)單片機(jī) C 程序.120基于 89C52 單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)湖北師范學(xué)院 機(jī)電與控制工程學(xué)院 李春波 指導(dǎo)教師 摘要：對(duì)溫度測(cè)量進(jìn)行討論，并對(duì)溫度傳感器 DS18B20 的結(jié)構(gòu)和使用方法進(jìn)行說(shuō)明，溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分，其中硬件部分使用 Proteus 進(jìn)行搭建，在構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能擴(kuò)展，并在其上進(jìn)行電路的連接和仿真，實(shí)現(xiàn)

3、系統(tǒng)的溫度測(cè)量功能，軟件部分則是用 Proteus 和 Keil 聯(lián)調(diào)的方式最終完成軟硬件的設(shè)計(jì)過(guò)程，在仿真的過(guò)程中，可以控制溫度傳感器DS18B20 的溫度值，模擬真實(shí)條件下，溫度的測(cè)取工作。系統(tǒng)所顯示的結(jié)果最終使用數(shù)碼管進(jìn)行顯示，從而完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。關(guān)鍵詞：溫度 傳感器 數(shù)碼管 The Design Of Temperature Measuring System Based On MCU 89C52Student majoring in Electrical & Information Engineering Tutor Li XiujuanAbstract：Discuss

4、 about the measuring system of the temperature,and explain the structure of the temperature sensor DS18B20 together with its using.The temperature measuring system is divided into two parts,one hardware,the other software.Hardware design is built with Proteus,in the form of the basis MCU system plus

5、 extra extensions.The circuit and the temperature simulation are realized on Proteus to accomplish the temperature measurement of the system.Software design can finalize the system with the method of debugging on Proteus and Keil.In the procedure of the virtual system you can control the temperature

6、 of DS18B20 to read the result of the true condition.In the end the result of the temperature appears on the numerical code tubes,and you can see the final result on it.Key words: Temperature ; Sensor ; Numerical code tubes引言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，尤其是工業(yè)控制方面，有許多場(chǎng)合要求無(wú)人值守并且環(huán)境條件惡劣，為此對(duì)于環(huán)境的監(jiān)控就要求其能夠自動(dòng)完成并且有一定的抗干擾能力，傳統(tǒng)的模

7、擬信號(hào)遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量系統(tǒng)中，需要很好的解決引線(xiàn)誤差補(bǔ)償、多點(diǎn)測(cè)量切換誤差和放大電路零點(diǎn)漂移誤差等技術(shù)問(wèn)題，才能達(dá)到較高的測(cè)量精度，而以單片機(jī)為核心的數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)則能克服這些問(wèn)題，以簡(jiǎn)單電路的連接方式，實(shí)現(xiàn)溫度的高精度測(cè)量，并且最終的測(cè)量結(jié)果可以使用 PC 機(jī)進(jìn)行處理，下面將進(jìn)入溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。11溫度測(cè)量系統(tǒng)器件簡(jiǎn)介11 MCS-52 單片機(jī)按照功能劃分，它由微處理器（CPU） 、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM） 、程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM） 、并行 I/O 口（P0 口、P1 口、P2 口、P3 口） 、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器（SFR）組成。它們都是通過(guò)片內(nèi)單一總線(xiàn)連

8、接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是 CPU 加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對(duì)各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR-Special Function Register）的集中控制方式。XTAL1XTAL288微處理器（運(yùn)算器）（控制器）B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAMP0P2P1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器P3程序存儲(chǔ)器串行口中斷系統(tǒng)特殊功能寄存器（SFR）ROM/EPROM88ALEPSENEARST圖 1.1 單片機(jī)的片內(nèi)結(jié)構(gòu)12溫度傳感器（DS18B20）美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司數(shù)字溫度傳感器的 DS1820 是世界上第一片支持“一線(xiàn)總線(xiàn)”的溫度傳感器， “一線(xiàn)總線(xiàn)”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力

9、，適合于惡劣條件下溫度的測(cè)量，其內(nèi)部使用了 on-board 專(zhuān)利技術(shù)。新一代的 DS18B20 體積更小、更經(jīng)濟(jì)、更靈活，充分發(fā)揮了“一線(xiàn)總線(xiàn)”的優(yōu)點(diǎn)。其測(cè)溫范圍為-55+125，在-10+85范圍內(nèi)，精度為0.5，最差為2，支持 3V5.5V 的電壓范圍，分辨率（912 位）可由用戶(hù)設(shè)置。引腳如圖 1.2 所示。GND：接地DQ：總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸端Vcc：電源輸入圖 1.2 DS18B20 引腳圖2圖 1. H7805 引腳圖低溫度系數(shù)晶振高溫度系數(shù)晶振=0比較計(jì)數(shù)器 1預(yù)置計(jì)數(shù)器 2溫度寄存器斜率累加器預(yù)置=0LSB 置位/清除加 1停止圖 1.3 DS18B20 的基本測(cè)溫原理低溫度系數(shù)晶

10、振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送計(jì)數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變換其振蕩頻率明顯改變，產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入，計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在-55所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值，計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)，溫度寄存器的值加 1 計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置被重新裝入，計(jì)數(shù)器 1 重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度值。只要將溫度寄存器的值寫(xiě)入 EEPROM，讀取 EEPROM 的數(shù)值即完成溫度測(cè)量。13

11、三端集成穩(wěn)壓芯片 H7805H7805 為三端正穩(wěn)壓芯片，能提供固定 5V 電壓輸出，內(nèi)含過(guò)流、過(guò)熱和過(guò)載保護(hù)電路。帶散熱片時(shí)，輸出電流可達(dá) 1A，雖然是固定穩(wěn)壓芯片，但使用外接元件，可以獲得不同的電壓和電流。外觀圖和引腳如圖 1.4 所示1 腳：電壓輸入端2 腳：接地端3 腳：穩(wěn)定電壓輸出端14 74HC138 芯片74HC138 為一款高速 CMOS 器件，引腳兼容低功耗肖特基 TTL（LSTTL）系列，由其真值表可以看出其邏輯為反相輸出，可以將 BCD 碼轉(zhuǎn)換成單引腳的低電平輸出。74HC138 引腳如圖 1.5，A、B、C：BCD 碼輸入端E1：使能端，高電平有效E2、E3：使能端，低

12、電平有效Y0Y7：輸出端15 數(shù)碼管 7SEG-MPX8-CC-BLUE從電路上，數(shù)碼管又分為共陰和共陽(yáng)兩種，8 個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極都連接在一起的，稱(chēng)之為共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管，8 個(gè)發(fā)光二極管的陰極都連接在一起的，稱(chēng)之為共陰極 LED圖 1. 74HC138 引腳圖3數(shù)碼管。圖 1.5 數(shù)碼管 7SEG-MPX8-CC-BLUEA、B、C、D、E、F、G、DP 分別接數(shù)碼管的八段，1、2、3、4、5、6、7、8 分別控制八個(gè)數(shù)碼管的點(diǎn)亮。16 其他 電路中的電容，分陶片電容和電解電容，其中陶片電容不分極性，電解電容有正負(fù)極之分。電阻、二極管根據(jù)具體要求選擇相應(yīng)的型號(hào)和大小。變壓線(xiàn)圈可以選定相

13、應(yīng)的匝數(shù)比。晶振根據(jù)工程上的應(yīng)用，較多選用 12M 和 11.0592M，不妨選 12M。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)21 溫度測(cè)量系統(tǒng)硬件電路連接圖圖 2.1 為電源電路的設(shè)計(jì)和各個(gè)器件的連接圖，圖 2.2 為系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)連接圖，由電源電路和系統(tǒng)電路搭建起溫度測(cè)量系統(tǒng)的硬件部分。圖 2.1 電源電路的硬件設(shè)計(jì)4圖 2.2 溫度測(cè)量系統(tǒng)硬件連接圖22 各電路模塊分析221 電源電路單片機(jī)、溫度傳感器、數(shù)碼管都支持 5V 電源工作，因此電源只需要單一 5V 供電即可，然后用芯片 7805 將直流電壓降到穩(wěn)定到 5V，特別的芯片 7805 的輸入電壓應(yīng)比輸出電壓高 4-7V，所以最好選用輸出電壓 912V 的變

14、壓器。 如圖 1，220V 的交流電通過(guò)變壓器變壓，在通過(guò)整流橋和濾波電容，可以變?yōu)樘囟〝?shù)值的直流電（大于 5V） ，通過(guò) 7805 芯片、C2（低頻濾波電容）和 C2（高頻濾波電容） ，得到穩(wěn)定的 5V 直流電，滿(mǎn)足單片機(jī)、溫度傳感器和數(shù)碼管的使用。222 單片機(jī)電路要使單片機(jī)工作起來(lái)，需要給單片機(jī)接入復(fù)位電路和外接晶振。圖 2.3 上電復(fù)位電路當(dāng) AT89C52 上電時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行一次復(fù)位操作。復(fù)位操作可以將 AT89C52 置成初始一個(gè)瞬時(shí)高電平來(lái)完成的，電路如圖 2.3 所示。上電瞬間，電流產(chǎn)生一個(gè)突發(fā)的向上尖峰脈沖，電流通過(guò) C1 電容到達(dá) AT89C52 的5復(fù)位端口 RST 對(duì)

15、其進(jìn)行復(fù)位。尖峰過(guò)后，電流平穩(wěn)，電容 C1 阻止電流通過(guò)，避免反復(fù)復(fù)位。電阻 R1 用于給 C1 放電，將 9 腳的電位拉低，防止 RST 端口上持續(xù)高電平。圖 2.4 晶振電路給 AT89C52 提供一定的時(shí)鐘頻率，它才能正常工作，如圖 2.4。223 溫度傳感器 DS18B20 電路DS18B20 數(shù)字傳感器是一個(gè) 3 腳的芯片，1 腳接地，2 腳為數(shù)據(jù)輸入輸出，3 腳為可選的 VCC 電源。通過(guò)一個(gè)單線(xiàn)接口發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，因此單片機(jī)與 DS18B20 僅需一條數(shù)據(jù)連接線(xiàn)（除了地線(xiàn)） 。DS18B20 應(yīng)用電路有下面幾種：（1）寄生電源工作方式。優(yōu)點(diǎn)：1）進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)溫時(shí)，無(wú)需本地電源2）

16、可以在沒(méi)有常規(guī)電源的條件下讀取 ROM3）電路簡(jiǎn)潔，僅用一個(gè) I/O 口缺點(diǎn)：多個(gè)溫度傳感器掛在一個(gè) I/O 口上進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫時(shí)，4.7K 上拉電阻無(wú)法提供足夠的能量，造成無(wú)法轉(zhuǎn)換溫度或誤差較大。因此這種電路只適合于單一溫度傳感器測(cè)溫下使用，不適用采用電池供電的系統(tǒng)中，且電源 VCC 必須保證在 5V，電源電壓下降時(shí)，寄生電源汲取的能量降低，使誤差變大。（2）寄生電源強(qiáng)上拉供電方式。改進(jìn)的寄生電源工作方式，為使 DS18B20 在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應(yīng)，進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝到 E2 存儲(chǔ)器時(shí)，用 MOSFET 把 I/O 線(xiàn)直接拉到 VCC 就可滿(mǎn)足電流的供應(yīng)，在發(fā)出任何涉及到拷貝到

17、E2 存儲(chǔ)器或啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換的指令后，必須在最多 10us內(nèi)把 I/O 線(xiàn)轉(zhuǎn)換到強(qiáng)上拉狀態(tài)，強(qiáng)上拉方式可以解決電流供應(yīng)不足的問(wèn)題，因此適用于多點(diǎn)測(cè)溫，缺點(diǎn)是多占用一個(gè) I/O 口進(jìn)行強(qiáng)上拉切換。（3）外部電源供電方式。這種方式是 DS18B20 的最佳工作方式，工作溫度可靠，抗干擾能力強(qiáng)，電路也簡(jiǎn)單，并且可以開(kāi)發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。6圖 2.5 外部電源供電方式綜合比較，采用圖 2.5 所示的外部電源供電方式應(yīng)用電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。224 數(shù)碼管顯示電路單片機(jī)驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管的方法很多，按照顯示方法分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。靜態(tài)顯示是指顯示驅(qū)動(dòng)電路具有輸出鎖存功能，要顯示的數(shù)據(jù)送出后不再控

18、制 LED，直到下次直到下次顯示時(shí)再傳送一次新的顯示數(shù)據(jù)。靜態(tài)顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用的 CPU時(shí)間少。動(dòng)態(tài)顯示要 CPU 時(shí)刻對(duì)顯示器件進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用 CPU時(shí)間多。兩種方式各有利弊：靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的 CPU 時(shí)間，但是每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的鎖存驅(qū)動(dòng)電路，使用的電路硬件較多，動(dòng)態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用CPU 時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線(xiàn)路板空間。動(dòng)態(tài)掃描顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最廣泛的一種顯示方式，其接口電路是把所有的LED 數(shù)碼管的 8 個(gè)筆畫(huà)段 ag、dp 的同名端連在一起，而每一個(gè)數(shù)碼管接收到相同的字型碼，但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管亮，則取決于 COM 端

19、，而這一端是由 IO 控制的，可以自行決定顯示哪一位。所謂動(dòng)態(tài)掃描，就是指我們采用分時(shí)的方法，輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的 COM 端，使各個(gè)數(shù)碼管輪流點(diǎn)亮，在輪流點(diǎn)亮的掃描過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的，約 1ms 左右，但由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余暉效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感。從上述論述中可以看出動(dòng)態(tài)顯示方案具備較強(qiáng)的實(shí)用性，也是目前單片機(jī)應(yīng)用中數(shù)碼管顯示較為常用的一種方式，所以在本設(shè)計(jì)中采用動(dòng)態(tài)顯示方案。225 譯碼電路部分通過(guò)控制單片機(jī)的 I/O 口實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管部分的數(shù)碼顯示，根據(jù)A、B、C、

20、D、E、F、G、DP 在數(shù)碼管上的位置，不妨選用共陰極的數(shù)碼管來(lái)顯示，分別將八段數(shù)碼管編碼為 hgfedcba，由此可得 09 的編碼分別為0 x3f、0 x06、0 x5b、0 x4f、0 x66、0 x6d、0 x7d、0 x07、0 x7f、0 x6f，通過(guò) 74HC138 進(jìn)行譯碼，從而控制每一個(gè)數(shù)碼管的輸出。7系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)31 溫度測(cè)量系統(tǒng)軟件流程圖溫度測(cè)量系統(tǒng)的軟件主流程圖可以劃分成各子模塊，分別為定時(shí)器設(shè)置、中斷部分、讀取 DS18B20 溫度和溫度譯碼輸出，如圖 3.1 所示，圖 3.1 軟件主流程圖32溫度測(cè)量系統(tǒng)各子模塊 321 定時(shí)器設(shè)置部分?jǐn)?shù)碼管的掃描采用定時(shí)器中斷的

21、方式，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T0 由特殊功能寄存器TH0、TL0 構(gòu)成，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T1 由特殊功能寄存器 TH1、TL1 構(gòu)成。特殊功能寄存器TMOD 用于選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T0、T1 的工作模式和工作方式。特殊功能寄存器 TCON用于控制 T0、T1 的啟動(dòng)和停止計(jì)數(shù)，同時(shí)包含了 T0、T1 的狀態(tài)。TMOD、TCON 這兩個(gè)寄存器的內(nèi)容由軟件設(shè)置。單片機(jī)復(fù)位時(shí)，兩個(gè)寄存器的所有位都被清 0。D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0表 3.1 工作方式寄存器 TMOD 格式定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有 4 種工作方式，本次設(shè)計(jì)采用工作方式 1，選擇 T

22、0 定時(shí)，所以TMOD 中 T1 方式半段沒(méi)有用到，高 4 位全為 0，選擇工作方式 1，所以 M1M0 為 01,選擇定時(shí)模式，所以 C/T 為 0。GATE 為 0，僅由運(yùn)行控制位 TR0 來(lái)啟動(dòng)定時(shí)器運(yùn)行，代碼部分見(jiàn)附錄 A 中定時(shí)器設(shè)置部分。322 中斷部分當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T0 溢出時(shí)產(chǎn)生中斷，為此可以設(shè)置中斷允許寄存器 IE，使 ET0 置1 同時(shí)開(kāi)放 CPU 的中斷源，使 EA 置 1。中斷允許寄存器 IE 對(duì)中斷的開(kāi)放和關(guān)閉實(shí)現(xiàn)兩級(jí)控制。即有一個(gè)總的開(kāi)關(guān)中斷控制位 EA（IE.7 位） ，當(dāng) EA=0 時(shí)，所有中斷源請(qǐng)求被屏蔽，CPU 對(duì)任何中斷請(qǐng)求拒絕，當(dāng) EA=1 時(shí)，CP

23、U 開(kāi)中斷，但 5 個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求是否允許，還要 IE 中的低 5 位所對(duì)應(yīng)的 5 個(gè)中斷請(qǐng)求允許控制位的狀態(tài)決定。D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0IEEAESET1EX1ET0EX0位地址AFHACHABHAAHA9HA8H表 3.2 中斷允許寄存器 IE 的結(jié)構(gòu)所以，IE 值設(shè)置為 82H。T1 方式字段T0 方式字段A8H定時(shí)器設(shè)置中斷部分讀取 DS18B20 溫度溫度譯碼輸出8323 讀取 DS18B20 溫度部分由于溫度測(cè)量系統(tǒng)所選用的溫度傳感器為 DS18B20，且查閱 DS18B20 溫度傳感器的使用手冊(cè)，可以將溫度傳感器的使用分為溫度傳感器的初始化、溫度傳感器

24、寫(xiě)一個(gè)字節(jié)、讀一個(gè)字節(jié)。圖 3.2 DS18B20 配置寄存器的結(jié)構(gòu)圖 3.3 DS18B20 的分辨率設(shè)置表DS18B20 加電啟動(dòng)時(shí)，默認(rèn)值 R1=1，R2=1，所以默認(rèn)分辨率為 12 位，為實(shí)驗(yàn)的方便，可以不改動(dòng) R1、R0 的值。圖 3.3 DS18B20 的溫度值格式表由上表可見(jiàn)，在 DS18B20 的 12 位溫度轉(zhuǎn)換過(guò)程中，轉(zhuǎn)換后的 12 位數(shù)據(jù)，存在兩個(gè)8 位的 RAM 中，其中前 5 位為符號(hào)位，即如果溫度大于 0，S 全為 0，否則 S 全為 1，且負(fù)數(shù)值以二進(jìn)制補(bǔ)碼的形式存儲(chǔ)在 RAM 中，溫度轉(zhuǎn)換時(shí)只要取反后加 1，即得到所測(cè)溫度的原碼。圖 3.4 DS18B20 初始

25、化示意圖初始化時(shí)，需要將 DQ 數(shù)據(jù)總線(xiàn)拉低至少 480us，數(shù)據(jù)總線(xiàn)就進(jìn)入接收模式，DS18B20 收到信號(hào)后等待 1560us，然后 DQ 發(fā)出 60240us 的存在低脈沖，CPU 收到此信號(hào)表明復(fù)位成功。指令代碼說(shuō)明9讀 ROM33H讀 ROM 的 64 位地址符合 ROM55H指令發(fā)出后，發(fā)出 64 位地址，訪(fǎng)問(wèn)該地址對(duì)應(yīng)的 DS18B20，為下一步的讀寫(xiě)準(zhǔn)備搜索 ROM0F0H確定連在一條總線(xiàn)上的 DS18B20 個(gè)數(shù)和識(shí)別 64 位 ROM 地址跳過(guò) ROM0CCH忽略 64 位 ROM 地址，直接溫度變換告警搜索命令0ECH只有超過(guò)溫度上下限才做出反應(yīng)表 3.3 DS18B20

26、 的 ROM 指令表指令代碼說(shuō)明溫度變換44H啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換，結(jié)果存入內(nèi)部 9 字節(jié) RAM 中讀暫存器0BEH讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)內(nèi)容寫(xiě)暫存器4EH發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的 3、4 字節(jié)寫(xiě)上下限溫度命令復(fù)制暫存器48H將 RAM 中第 3、4 字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到 EEPROM重調(diào) EEPROM0B8H將 EEPROM 中的內(nèi)容恢復(fù)到 RAM 的第 3、4 字節(jié)讀供電方式0B4H讀 DS18B20 的供電模式表 3.4 DS18B20 的 RAM 指令表因此，可以控制單片機(jī)，向 DS18B20 的 ROM 寫(xiě)入 0CCH，向 RAM 寫(xiě)入44H，0BEH，讓 DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換。圖

27、 3.5 DS18B20 暫存寄存器分布讀取溫度時(shí)，只需讀取 byte0 和 byte1 中的內(nèi)容，用數(shù)碼管顯示出來(lái)，就得到要測(cè)量的溫度值。324 溫度譯碼輸出因?yàn)轱@示部分最多要用 6 個(gè)數(shù)碼管，即負(fù)號(hào)的顯示、百位顯示、十位顯示、個(gè)位和小數(shù)點(diǎn)顯示、一位小數(shù)顯示?？紤]到成本、器件使用的方便和盡量減少連線(xiàn)等因素，溫度顯示部分可以選用連在一起的 8 個(gè)數(shù)碼管 7SEG-MPX8-CC 型號(hào)。溫度顯示部分采用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T0 中斷控制數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，由 P2 口送出動(dòng)態(tài)掃描信號(hào)，且 P2 口的送出值為 BCD 碼，因此需要 74HC138 進(jìn)行譯碼，送入數(shù)碼管的18 口，控制數(shù)碼管的選通，掃描

28、由左向右依次進(jìn)行，將所要顯示的各位數(shù)碼管值存入數(shù)組 str中，str0存放符號(hào)位，str1存放百位數(shù)據(jù)，str2存放十位數(shù)據(jù)，str3存放個(gè)位數(shù)據(jù)和小數(shù)點(diǎn)，str4存放一位小數(shù)，str5存放溫度單位 C。掃描到相應(yīng)數(shù)碼管時(shí)，對(duì)應(yīng)位的值經(jīng)過(guò)查表，所對(duì)應(yīng)的斷碼值就被送到 P0 口，從而完成溫度的譯碼顯示。結(jié)論與設(shè)計(jì)展望41 結(jié)論溫度測(cè)量系統(tǒng)采用 Proteus 進(jìn)行仿真，分別將 DS18B20 放不同的溫度條件下，看數(shù)碼管是否顯示正確的溫度值，以下為 DS18B20 正常工作溫度下，系統(tǒng)的仿真圖。10（1）設(shè)置溫度為 21.2時(shí)的仿真圖圖 4.1 仿真圖 1（2）設(shè)置溫度為-21.2時(shí)的仿真圖圖

29、4.242展望隨著現(xiàn)代數(shù)字電路和可編程器件的發(fā)展，使用數(shù)字器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬器件進(jìn)行測(cè)量是很好的發(fā)展方向，但這對(duì)設(shè)計(jì)人員提高了軟件方面的要求，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須仔細(xì)閱讀器件的使用手冊(cè)，才能在此基礎(chǔ)上，完成符合設(shè)計(jì)要求的一個(gè)系統(tǒng)。通過(guò)控制溫度傳感器的讀和寫(xiě)，將得到的溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字，并最終用數(shù)碼管成功顯示，驗(yàn)證了所學(xué)的理論，成功完成了溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)只是在仿真的水平上，成功完成了設(shè)計(jì)，但到了具體的硬件平臺(tái)，或許還有微小的差別，在硬件電路焊接和調(diào)試方面的能力，也是一個(gè)設(shè)計(jì)人員所必備的能力，在未來(lái)的工作崗位，或科研等有條件的情況下，親身參與軟硬件的調(diào)試和設(shè)計(jì)，尤其是硬件方面就非常有必要

30、了。電子信息領(lǐng)域的變化日新月異，新的技術(shù)層出不窮，但扎實(shí)的知識(shí)理論基礎(chǔ)和基本電路分析方法給我們指明了所要努力的方向和實(shí)現(xiàn)方式，畢業(yè)設(shè)11計(jì)是四年本科學(xué)習(xí)的知識(shí)、理論、方法等綜合知識(shí)運(yùn)用的一次檢驗(yàn)，是對(duì)知識(shí)體系的一個(gè)回顧，是邁向未來(lái)走向工作崗位的第一步，要學(xué)習(xí)的還有很多。致謝在這四年的時(shí)間里，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺。這除了自身努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是分不開(kāi)的。論文的寫(xiě)作是枯燥艱辛而又富有挑戰(zhàn)的。溫度測(cè)量在生產(chǎn)、生活中很重要，老師的諄諄誘導(dǎo)、同學(xué)的出謀劃策及家長(zhǎng)的支持鼓勵(lì)，是我堅(jiān)持完成論文的動(dòng)力源泉。在此，要感謝我的指導(dǎo)老師李秀娟。從論文的選題、文獻(xiàn)的采集、框架的設(shè)

31、計(jì)、結(jié)構(gòu)的布局到最終的論文定稿，從內(nèi)容到格式，從標(biāo)題到標(biāo)點(diǎn)，給予了精心的指導(dǎo)，才最終順利完成論文。感謝電子信息工程專(zhuān)業(yè)的各位同學(xué)，與他們的交流使我受益頗多。最后要感謝我的家人以及我的朋友們對(duì)我的理解、支持、鼓勵(lì)和幫助，正是因?yàn)橛辛怂麄?，我所做的一切才更有意義；也正是因?yàn)橛辛怂麄?，我才有了追求進(jìn)步的勇氣和信心。時(shí)間的倉(cāng)促及自身專(zhuān)業(yè)水平的不足，整篇論文肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤。懇請(qǐng)閱讀此篇論文的老師、同學(xué)，多予指正，不勝感激！參考文獻(xiàn)：1 李學(xué)禮.基于 Proteus 的 8051 單片機(jī)實(shí)例教程M.1 版.北京：電子工業(yè)出版社.2008 年 6 月2 那彥.電子及通信專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)寶典M.1

32、版.西安：西安電子科技大學(xué)出版社.2008 年 3 月3 張毅剛.彭喜元.姜守達(dá).喬立巖.新編 MCS-51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)M.3 版.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008 年 4 月 4 羅強(qiáng).基于單片機(jī)的嵌入式工程開(kāi)發(fā)詳解M.1 版.北京：電子工業(yè)出版社.2009 年 1 月5 趙佩華. DS1820 在單片機(jī)溫度測(cè)控中的應(yīng)用N.上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008 年 12 月附錄 A 溫度測(cè)量系統(tǒng)單片機(jī) C 程序#include #include#includesbit seg1=P20;sbit seg2=P21;sbit seg3=P22;sbit DQ=P13;sfr dataled=0

33、 x80;/P0 口數(shù)據(jù)送數(shù)碼管unsigned int temp;unsigned char flag,count,num;unsigned char code tab=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;/數(shù)碼管段碼表unsigned char str6;unsigned int ReadTemperature(void);void Init_DS18B20(void);unsigned char ReadOneChar(void);void WriteOneChar(unsigned char dat);void delay(unsigned int i);main()12unsigned char TempH,TempL;num=0;TMOD=0 x01;/定時(shí)器設(shè)置TH0=0 xef;TL0=0 x00;IE=0 x82;TR0=1;P2=0 x00; while(1)if(flag=1) temp=ReadTemperature();if(temp&0 xf800)str0=0 x40;/負(fù)號(hào)標(biāo)志temp=temp; temp+=1; / 取反加 1else str0=0;Temp