基于單片機的溫度傳感器電子設(shè)計論文

1、 PAGE38 / NUMPAGES40 機器人2課程設(shè)計題 目:基于單片機的溫度傳感器學(xué) 號：,，姓 名：_王秀峰、付帥、雷強 班 級： 13自動C1 專 業(yè)：自動化專業(yè) _學(xué) 院：工學(xué)部 _入學(xué)時間： 2013.9 _指導(dǎo)教師： 馬良偉 _日 期： 2015年6 月 1日摘要該系統(tǒng)是設(shè)計一個能在液晶屏幕上顯示當(dāng)前日期和溫度的單片機控制系統(tǒng)。本設(shè)計多功能數(shù)字始終系統(tǒng)是由中央控制器、始終系統(tǒng)、溫度檢測器、顯示器和鍵盤部分主成?？刂破鞑捎脝纹瑱CAT89C52，溫度檢測部分采用DS18B20溫度傳感器，其溫度測量圍為55125，精確到0.5。數(shù)字溫度計所測量的溫度采用數(shù)字顯示時鐘系統(tǒng)采用時鐘芯片D

2、S1302，用LCD液晶1602作為顯示器。關(guān)鍵詞：傳感器；控制器；顯示器；時鐘芯片目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc4209453651緒論 PAGEREF _Toc420945365 h 1HYPERLINK l _Toc4209453661.1設(shè)計目的與意義 PAGEREF _Toc420945366 h 1HYPERLINK l _Toc4209453671.2設(shè)計任務(wù) PAGEREF _Toc420945367 h 1HYPERLINK l _Toc4209453681.3設(shè)計系統(tǒng)的主要功能 PAGEREF _Toc420945368 h 1HYP

3、ERLINK l _Toc4209453692系統(tǒng)總體方案與硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc420945369 h 2HYPERLINK l _Toc4209453702.1系統(tǒng)總體方案 PAGEREF _Toc420945370 h 2HYPERLINK l _Toc4209453712.2系統(tǒng)設(shè)計總框圖 PAGEREF _Toc420945371 h 2HYPERLINK l _Toc4209453722.3硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc420945372 h 2HYPERLINK l _Toc4209453732.3.1單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc420945373

4、 h 2HYPERLINK l _Toc4209453742.3.2 時鐘電路 PAGEREF _Toc420945374 h 4HYPERLINK l _Toc4209453752.3.3報警電路設(shè)計 PAGEREF _Toc420945375 h 5HYPERLINK l _Toc4209453762.3.4 LCD1602液晶屏介紹與電路 PAGEREF _Toc420945376 h 6HYPERLINK l _Toc4209453772.3.5 DS18B20溫度傳感器介紹與電路設(shè)計 PAGEREF _Toc420945377 h 8HYPERLINK l _Toc420945378

5、3.軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc420945378 h 15HYPERLINK l _Toc4209453793.1主程序流程圖 PAGEREF _Toc420945379 h 15HYPERLINK l _Toc4209453803.2定時中斷子程序流程圖 PAGEREF _Toc420945380 h 17HYPERLINK l _Toc4209453813.3 DS18B20程序流程圖 PAGEREF _Toc420945381 h 17HYPERLINK l _Toc4209453823.4程序設(shè)計 PAGEREF _Toc420945382 h 20HYPERLINK l _T

6、oc4209453834設(shè)計總結(jié)和感悟 PAGEREF _Toc420945383 h 21HYPERLINK l _Toc420945384參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc420945384 h 23HYPERLINK l _Toc420945385附錄 PAGEREF _Toc420945385 h 241緒論1.1設(shè)計目的與意義學(xué)習(xí)并使用單片機才能使自己學(xué)過的知識得到鞏固，有更深層次的理解，使用各種傳感器的同時還能加強對傳感器的認(rèn)識，在完成電子設(shè)計的同時還能學(xué)到很多的電子技術(shù)的知識。學(xué)會獨立深入的思考，提高自己的自學(xué)能力和獨立分析問題的能力，把理論知識運用到實際的問題當(dāng)中，做到學(xué)以致用

7、，同時培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。1.2設(shè)計任務(wù)本文設(shè)計的基于STC89C52單片機溫度時間顯示器 采用STCT89C52單片機，月、日、時、分、秒、星期、溫度等信息使用LCD1602液晶屏顯示。本系統(tǒng)共有7種模式，在電路過四個按鍵key1、key2、key3和key4來進(jìn)行模式選擇1.3設(shè)計系統(tǒng)的主要功能(1)能顯示時分秒星期溫度模式。(2)利用key1-4修改時間，進(jìn)行模式選擇。2系統(tǒng)總體方案與硬件設(shè)計2.1系統(tǒng)總體方案(1)由于LED1602液晶顯示屏體積較小、功耗低、顯示操作簡單，得到廣泛的使用，本設(shè)計的顯示容在LCD1602上進(jìn)行輸出。(2)時間的定時用單片機的定時器中斷。修改時間和鬧鐘手動

8、按鍵控制，報警聲通過蜂鳴器發(fā)出。這樣可以使得硬件電路設(shè)計較為簡單，且軟件設(shè)計也易于實現(xiàn)，并能夠降低成本。(3)核心控制器采用STC89C52單片機，該芯片穩(wěn)定性高，操作簡單，功能強、通用性好、價格便宜，且易于控制。加上外圍器件（數(shù)碼管、排阻、按鍵和蜂鳴器）和應(yīng)用程序，便構(gòu)成了相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)。2.2系統(tǒng)設(shè)計總框圖（如圖1所示）圖1系統(tǒng)設(shè)計總框圖2.3硬件設(shè)計2.3.1單片機最小系統(tǒng)設(shè)計（1）芯片：STC89C52STC89C52是 HYPERLINK :/baike.baidu /view/238367.htm t _blank STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K

9、 在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案，所以本設(shè)計采用該芯片。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線， HYPERLINK :/baike.baidu /view/1313309.htm t _blank 看門狗定時器，置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個16 位 HYPERLINK :/baike.baidu /v

10、iew/281961.htm t _blank 定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1060187.htm t _blank 串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。最高運作頻率35MHz，6T/12T可選。圖2 STC89C52單片機引腳圖STC89C5

11、2管腳說明如下：供電電壓端。：接地端。P0口：P0口為三態(tài)雙向口，能帶8個TTL電路。P1口：P1口是一個部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口（使用前有一個準(zhǔn)備動作），負(fù)載能力為4個TTL電路。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，P2口緩沖器可接收、輸出4個TTL門電流。P3口：P3口是一個部帶上拉電阻的準(zhǔn)雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。：為復(fù)位信號輸入端。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期(24個時鐘周期)以上的高電平時間。：為地址鎖存允許信號，當(dāng)訪問外部存儲器時，用來鎖存口送出的低8位地址信號。：外部程

12、序存儲器的讀選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，產(chǎn)生負(fù)脈沖做為外部的選通信號，每個機器周期兩次有效。：訪問外部程序存儲器控制信號。：晶體振蕩電路的反向器輸入端。：晶體振蕩電路的反向器輸出端。2.3.2 時鐘電路（1）單片機的時鐘產(chǎn)生方法有兩種: 部時鐘方式和外部時鐘方式。 本系統(tǒng)中AT89C51單片機采用部時鐘方式。最常用的部時鐘方式是采用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。振蕩晶體可在1.2MHz12MHz之間。電容值無嚴(yán)格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小和振蕩電路起振速度有少許影響，一般可在20pF100pF之間取值。STC89C52單片機的時鐘電路如圖3所示。 EMBED V

13、isio.Drawing.15 圖3STC89C52單片機的時鐘電路(2) 復(fù)位電路復(fù)位是單片機的初始化操作。單片機系統(tǒng)在上電啟動運行時，都需要先復(fù)位。其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。單片機的外部復(fù)位電路有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種。本系統(tǒng)中STC89C52單片機采用上電加按鍵手動復(fù)位電路，如圖4所示。 EMBED Visio.Drawing.15 圖4STC89C52單片機的復(fù)位電路2.3.3報警電路設(shè)計為實現(xiàn)設(shè)計的定時鬧鐘系統(tǒng)在定時時間到時發(fā)出報警聲，采用蜂鳴器作為報警發(fā)聲裝置。在本設(shè)計中有多種報警聲可供選擇，可選擇報警時播放音樂。報警電

14、路設(shè)計如圖5所示。 EMBED Visio.Drawing.15 圖5報警電路2.3.4LCD1602液晶屏介紹與電路本系統(tǒng)采用LCD1602液晶屏顯示時間、溫度、留言等信息，本次使用的LCD1602液晶為5V電壓驅(qū)動，帶背光，可顯示兩行，每行16個字符，不能顯示漢字，置含128個字符的ASII字符集字庫，只有并行接口，無串行接口。（1）液晶顯示器液晶是一種高分子材料，因為其特殊的物理、化學(xué)、光學(xué)特性，20世紀(jì)中葉開始廣泛應(yīng)用在輕薄顯示器上。液晶顯示器的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點、線、面并配合背景燈管構(gòu)成的畫面。為敘述簡便，通常把各種液晶顯示器都直接叫做液晶。1602LCD分為帶背光和

15、不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如圖6所示圖6 帶背光與不帶背光尺寸差別1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:162個字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mm引腳功能說明1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表二所示:表1 LCD1602引腳說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)

16、5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。

17、第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。（2） 硬件原理圖1602液晶顯示模塊可以和單片機STC89C52直接接口，電路如圖7所示。圖7 LCD1602硬件原理圖2.3.5 DS18B20溫度傳感器介紹與電路設(shè)計單總線數(shù)字溫度傳感器芯片DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司（現(xiàn)已并入MAXIM公司）于20世紀(jì)90年代新推出的一種串行總線技術(shù)。該技術(shù)只需要一根信號線（將計算機的地址線、數(shù)據(jù)線、控制線合為一根信號線）便可完成串行通信。單根信號線，既傳輸時鐘，又傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是

18、雙向的，在信號線上可掛上許多測控對象，電源也由這根信號線供給，所以在單片機的低速（約100kbps以下的速率）測控系統(tǒng)中，使用單根總線技術(shù)可以簡化線路結(jié)構(gòu)，減少硬件開銷（1）DS18B20溫度傳感器特性= 1 * GB3適應(yīng)電壓圍寬，電壓圍在3.05.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。= 2 * GB3獨特的單線接口方式，它與微處理器連接在一起的時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通信。= 3 * GB3支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三條線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。= 4 * GB3在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感器元件與轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管

19、的集成電路。= 5 * GB3測溫圍-55C+125C，在-10C +85C時精度為0.5C。= 6 * GB3可編程分辨率為912位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5C，0.25C，0.125C和0.0625C，可實現(xiàn)高精度測溫。= 7 * GB3在9位分辨率時，最多在93.75ms把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字；12位分辨率時，最多在750ms把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，顯然速度更快。= 8 * GB3測量溫度結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以“一線總線”串行傳送給CPU，同時可傳送CRC檢驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。= 9 * GB3負(fù)壓性。電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱二燒毀，但不能正常工作。（2）工作原理DS18

20、B20的測溫原理如圖8所示，圖中低溫度系數(shù)晶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送給減法計數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當(dāng)計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進(jìn)行計數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將-55 所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在 -55 所對應(yīng)的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)減法計數(shù)器1的預(yù)置值減到0時溫度寄存器的值將加1

21、，減法計數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，減法計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖2中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測溫度值，這就是DS18B20的測溫原理。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，他有嚴(yán)格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）發(fā)ROM功能命令發(fā)存儲器操作命令處理數(shù)據(jù)。圖

22、8DS18B20的測溫原理（3）DS18B20工作過程與時序DS18B20部的低溫度系數(shù)振蕩器是一個振蕩頻率隨溫度變化很小的振蕩器，為計數(shù)器1提供一頻率穩(wěn)定的計數(shù)脈沖。高溫度系數(shù)振蕩器是一個振蕩頻率對溫度很敏感的振蕩器，為計數(shù)器2提供一個頻率隨溫度變化的計數(shù)脈沖。初始時，溫度寄存器被預(yù)置成-55，每當(dāng)計數(shù)器1從預(yù)置數(shù)開始減計數(shù)到0時，溫度寄存器中寄存的溫度值就增加1，這個過程重復(fù)進(jìn)行，直到計數(shù)器2計數(shù)到0時便停止。初始時，計數(shù)器1預(yù)置的是與-55相對應(yīng)的一個預(yù)置值。以后計數(shù)器1每一個循環(huán)的預(yù)置數(shù)都由斜率累加器提供。為了補償振蕩器溫度特性的非線性性，斜率累加器提供的預(yù)置數(shù)也隨溫度相應(yīng)變化。計數(shù)器

23、1的預(yù)置數(shù)也就是在給定溫度處使溫度寄存器寄存值增加1計數(shù)器所需要的計數(shù)個數(shù)。DS18B20部的比較器以四舍五入的量化方式確定溫度寄存器的最低有效位。在計數(shù)器2停止計數(shù)后，比較器將計數(shù)器1中的計數(shù)剩余值轉(zhuǎn)換為溫度值后與0.25進(jìn)行比較，若低于0.25，溫度寄存器的最低位就置0；若高于0.25，最低位就置1；若高于0.75時，溫度寄存器的最低位就進(jìn)位然后置0。這樣，經(jīng)過比較后所得的溫度寄存器的值就是最終讀取的溫度值了，其最后位代表0.5，四舍五入最大量化誤差為1/2LSB，即0.25。溫度寄存器中的溫度值以9位數(shù)據(jù)格式表示，最高位為符號位，其余8位以二進(jìn)制補碼形式表示溫度值。測溫結(jié)束時，這9位數(shù)據(jù)

24、轉(zhuǎn)存到暫存存儲器的前兩個字節(jié)中，符號位占用第一字節(jié)，8位溫度數(shù)據(jù)占據(jù)第二字節(jié)。DS18B20測量溫度時使用特有的溫度測量技術(shù)。DS18B20部的低溫度系數(shù)振蕩器能產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號；同樣的，高溫度系數(shù)振蕩器則將被測溫度轉(zhuǎn)換成頻率信號。當(dāng)計數(shù)門打開時，DS18B20進(jìn)行計數(shù)，計數(shù)門開通時間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。芯片部還有斜率累加器，可對頻率的非線性度加以補償。測量結(jié)果存入溫度寄存器中。一般情況下的溫度值應(yīng)該為9位，但因符號位擴展成高8位，所以最后以16位補碼形式讀出。DS18B20工作過程一般遵循以下協(xié)議：初始化ROM操作命令存儲器操作命令處理數(shù)據(jù) 初始化單總線上的所有處理均從初始化序列開始。

25、初始化序列包括總線主機發(fā)出一復(fù)位脈沖，接著由從屬器件送出存在脈沖。存在脈沖讓總線控制器知道DS1820 在總線上且已準(zhǔn)備好操作。 ROM操作命令一旦總線主機檢測到從屬器件的存在，它便可以發(fā)出器件ROM操作命令之一。所有ROM操作命令均為8位長。這些命令列表如下：Read ROM(讀ROM)33h此命令允許總線主機讀DS18B20的8位產(chǎn)品系列編碼，唯一的48位序列號，以與8位的CRC。此命令只能在總線上僅有一個DS18B20的情況下可以使用。如果總線上存在多于一個的從屬器件，那么當(dāng)所有從片企圖同時發(fā)送時將發(fā)生數(shù)據(jù)沖突的現(xiàn)象（漏極開路會產(chǎn)生線與的結(jié)果）。Match ROM( 符合ROM)55h此

26、命令后繼以64位的ROM數(shù)據(jù)序列，允許總線主機對多點總線上特定的DS18B20尋址。只有與64位ROM序列嚴(yán)格相符的DS18B20才能對后繼的存貯器操作命令作出響應(yīng)。所有與64位ROM序列不符的從片將等待復(fù)位脈沖。此命令在總線上有單個或多個器件的情況下均可使用。Skip ROM( 跳過ROM )CCh在單點總線系統(tǒng)中，此命令通過允許總線主機不提供64位ROM編碼而訪問存儲器操作來節(jié)省時間。如果在總線上存在多于一個的從屬器件而且在Skip ROM命令之后發(fā)出讀命令，那么由于多個從片同時發(fā)送數(shù)據(jù)，會在總線上發(fā)生數(shù)據(jù)沖突（漏極開路下拉會產(chǎn)生線與的效果）。Search ROM( 搜索ROM)F0h當(dāng)系

27、統(tǒng)開始工作時，總線主機可能不知道單線總線上的器件個數(shù)或者不知道其64位ROM編碼。搜索ROM命令允許總線控制器用排除法識別總線上的所有從機的64位編碼。Alarm Search(告警搜索)ECh此命令的流程與搜索ROM命令一樣。但是，僅在最近一次溫度測量出現(xiàn)告警的情況下，DS18B20才對此命令作出響應(yīng)。告警的條件定義為溫度高于TH 或低于TL。只要DS18B20一上電，告警條件就保持在設(shè)置狀態(tài)，直到另一次溫度測量顯示出非告警值或者改變TH或TL的設(shè)置，使得測量值再一次位于允許的圍之。貯存在EEPROM的觸發(fā)器值用于告警。 存儲器操作命令Write Scratchpad（寫暫存存儲器）4Eh這

28、個命令向DS18B20的暫存器中寫入數(shù)據(jù)，開始位置在地址2。接下來寫入的兩個字節(jié)將被存到暫存器中的地址位置2和3。可以在任何時刻發(fā)出復(fù)位命令來中止寫入。Read Scratchpad（讀暫存存儲器）BEh這個命令讀取暫存器的容。讀取將從字節(jié)0開始，一直進(jìn)行下去，直到第9（字節(jié)8，CRC）字節(jié)讀完。如果不想讀完所有字節(jié)，控制器可以在任何時間發(fā)出復(fù)位命令來中止讀取。Copy Scratchpad（復(fù)制暫存存儲器）48h這條命令把暫存器的容拷貝到DS18B20的E2存儲器里，即把溫度報警觸發(fā)字節(jié)存入非易失性存儲器里。如果總線控制器在這條命令之后跟著發(fā)出讀時間隙，而DS18B20又正在忙于把暫存器拷貝

29、到E2存儲器，DS18B20就會輸出一個“0”，如果拷貝結(jié)束的話，DS18B20 則輸出“1”。如果使用寄生電源，總線控制器必須在這條命令發(fā)出后立即起動強上拉并最少保持10ms。Convert T（溫度變換）44h這條命令啟動一次溫度轉(zhuǎn)換而無需其他數(shù)據(jù)。溫度轉(zhuǎn)換命令被執(zhí)行，而后DS18B20保持等待狀態(tài)。如果總線控制器在這條命令之后跟著發(fā)出讀時間隙，而DS18B20又忙于做時間轉(zhuǎn)換的話，DS18B20將在總線上輸出“0”，若溫度轉(zhuǎn)換完成，則輸出“1”。如果使用寄生電源，總線控制器必須在發(fā)出這條命令后立即起動強上拉，并保持500ms。Recall E2（重新調(diào)整E2）B8h這條命令把貯存在E2中

30、溫度觸發(fā)器的值重新調(diào)至?xí)捍娲鎯ζ?。這種重新調(diào)出的操作在對DS18B20上電時也自動發(fā)生，因此只要器件一上電，暫存存儲器就有了有效的數(shù)據(jù)。在這條命令發(fā)出之后，對于所發(fā)出的第一個讀數(shù)據(jù)時間片，器件會輸出溫度轉(zhuǎn)換忙的標(biāo)識：“0”=忙，“1”=準(zhǔn)備就緒。Read Power Supply（讀電源）B4h對于在此命令發(fā)送至DS18B20之后所發(fā)出的第一讀數(shù)據(jù)的時間片，器件都會給出其電源方式的信號：“0”=寄生電源供電，“1”=外部電源供電。 處理數(shù)據(jù)DS18B20的高速暫存存儲器由9個字節(jié)組成，其分配如圖3所示。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補碼形式存放在高速暫存存儲器的第0和第1個字

31、節(jié)。單片機可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后。 圖9高速暫存存儲器分配圖上表是DS18B20溫度采集轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲在DS18B20的兩個8比特的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于或等于0，這5位為0，只要將測到的數(shù)值乘于0.0625即可得到實際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，測到的數(shù)值需要取反加1再乘于0.0625即可得到實際溫度。（4）引腳介紹圖10 DS18B20 To-92表2 DS18B20引腳定義引腳定義GND電源負(fù)極DQ信號輸入輸出Vcc電源正極3.軟件設(shè)計3.1主程序流程圖圖11 主函數(shù)流程圖3.2定時中斷子程序流程圖圖12

32、定時中斷子程序流程圖3.3 DS18B20程序流程圖（1）讀溫度主程序 讀溫度主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當(dāng)前溫度值，溫度測量每500ms進(jìn)行一次。圖13 溫度主函數(shù)流程圖(2)讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時需要CRC校驗，校驗有錯時不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。如圖13所示(3)溫度轉(zhuǎn)換命令子程序溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令。如圖14所示(4)計算溫度子程序計算溫度子程序?qū)AM中讀取值進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換運算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定。如圖15所示(5)顯示數(shù)據(jù)刷新子程序顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對分離后的溫

33、度顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)標(biāo)志位為1時將符號顯示位移入第一位。如圖16所示圖14 讀溫度流程圖 圖15 溫度轉(zhuǎn)換流程圖圖16 計算溫度流程圖 圖17 顯示數(shù)據(jù)刷新流程圖3.4程序設(shè)計根據(jù)程序流程圖采用C語言進(jìn)行程序設(shè)計，除主程序外還有2個模塊化程序如下。（程序源代碼見附錄1）(1)主函數(shù)程序設(shè)計(2)DS18B20溫度讀取程序設(shè)計(3)LCD1602液晶顯示程序設(shè)計4設(shè)計總結(jié)和感悟通過這次的課程設(shè)計，使我們更加扎實的掌握了有關(guān)電子設(shè)計方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露了前期我們在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，

34、通過親手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢驗修改環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多問題，最后在我們的不懈的努力下，終于迎刃而解。在今后社會的發(fā)展和學(xué)習(xí)實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會與他人對你的認(rèn)可！ 課程設(shè)計不僅是一門專業(yè)課，給我很多

35、專業(yè)知識以與專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我們許多道，給了我很多思路，給了我們莫大的空間。同時，設(shè)計讓我我們感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認(rèn)識。我們認(rèn)為，在這課程設(shè)計中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在課程設(shè)計過程中，我們學(xué)會了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實踐，再學(xué)習(xí)、再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在課程設(shè)計結(jié)束之后變的更加成熟，會面對需

36、要面對的事情。 回顧起此課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。此次設(shè)計也讓我們明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要與時請教或上網(wǎng)查詢，只要認(rèn)真鉆研，動腦思考，動手實踐，就沒有弄不

37、懂的知識，收獲頗豐?？傊J(rèn)真對待每一個學(xué)習(xí)的機會，珍惜過程中的每一分一秒，學(xué)到最多的知識和方法，鍛煉自己的能力，這個是我們在在本次課程設(shè)計中學(xué)到的最重要的東西，以后也將受益匪淺的！參考文獻(xiàn)1欒桂冬等.傳感器與其應(yīng)用 :電子科技大學(xué) 2002年2何希才，薛永毅.傳感器與其應(yīng)用實例M：機械工業(yè) 2001年3何立民.單片機應(yīng)用技術(shù)大全.：航空航天大學(xué)，19944智，鄒智榮.基于單片機的日光室溫控制系統(tǒng)設(shè)計 微計算機信息 2006年5譚浩強.單片機課程設(shè)計.：清華大學(xué)，1989年6俊華，黃明輝基于80C196單片機的溫度檢測與顯示系統(tǒng)，機械與電子2003年7 blog.163./fbn2580126

38、/blog/static/6324/附錄附錄1:源程序代碼C語言程序#include#includeDS18B20.h#includeLCD1602.hsbit key1=P20;sbit key2=P21;sbit key3=P22;sbit key4=P23;sbit Buzz=P37;uchar Key_Value=0;uchar times,SecondFlag;uchar Month=01,Day=01;Hour=00,Minute=00,Second=00,Week;uchar code S_Week=4; /2015年1月1號星期四uchar code Day_Month12=3

39、1,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31;void LcdDisplayTemp(uchar x,uchar y,int temp);void LcdDisplayTime();void Key_Scan();void RefreshTime();void RefreshWeek();void Time_Init() /50毫秒11.0592MHzTMOD=0 x01; /定時器工作方式1TH0=0 x4c; /定時50msTL0=0 x00;EA=1; /打開總中斷ET0=1; /打開定時器0中斷TR0=1; /打開定時器0void Timer0Interrupt

40、(void) interrupt 1TH0=0 x4c;TL0=0 x00;TR0=1;times+;if(times=20)times=0;Second+;SecondFlag=1;void main()Buzz=0;LcdInit(); /初始化LCD1602Time_Init(); /初始化定時器/*顯示時間相關(guān)符號*/Show Char(2,0,-);Show Char(5,0, );ShowChar(8,0,:);ShowChar(11,0,:);RefreshTime();/*顯示溫度相關(guān)符號*/ShowString(2,1,T:);ShowChar(11,1,223); ShowChar(12,1,C);key1=1;key2=1;key3=1;key4=1;while(1)if(times=10) LcdDisplayTemp(4,1,ReadTemperature();Lc