畢業(yè)論文-基于單片機(jī)的溫度測量及報警系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

1、大連東軟信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）論文題目：基于單片機(jī)的溫度測量及報警系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)系 所： 電子工程系 專 業(yè)：電子信息工程（集成電路設(shè)計與系統(tǒng)方向） 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 導(dǎo)師職稱： 講師 完成日期： 2014年 4月 28日 大連東軟信息學(xué)院Dalian Neusoft University of Information大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要 IV基于單片機(jī)的溫度測量及報警系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)摘 要隨著時代的進(jìn)步和發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，單片機(jī)控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)，伴隨

2、計算機(jī)與控制技術(shù)的蓬勃發(fā)展與廣泛應(yīng)用，人們從中受益良多，生活中也隨處可見電子產(chǎn)品，自動化，智能化成為發(fā)展趨勢，而以單片機(jī)為核心的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測的日新月益。本設(shè)計論述了一種以AT89S52單片機(jī)為控制單元，以DS18B20為溫度傳感器的溫度控制系統(tǒng)。溫度測量范圍0到99.9攝氏度，精度為0.1攝氏度，可見測量溫度的范圍廣，精度高的特點(diǎn)。要測的環(huán)境溫度是通過一線溫度傳感器 DS18B20 采集，然后通過單片機(jī)處理并在數(shù)碼管上顯示，當(dāng)溫度高于上限溫度時，蜂鳴器報警，當(dāng)溫度低于下限溫度時，蜂鳴器報警，溫度的上下限可自行設(shè)定，并可保存，掉電不丟失，能通過按鍵設(shè)置上下限溫度，

3、更加智能化。單片機(jī)所給人帶來的方便也是不可否定的，其中數(shù)字溫度計就是一個典型的例子，但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人提供更好的更方便的設(shè)施就需要從數(shù)單片機(jī)技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。關(guān)鍵詞：單片機(jī)，溫度控制，蜂鳴器，DS18B20，AT89S52大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） AbstractDesign and Implementation of Test and Alarm System for Temperature Based on Single Chip MicrocomputerAbstractWith the era of progress and d

4、evelopment, continuous improvement of peoples living standard, single-chip control is undoubtedly one of the pursuit of the goal, chip technology has spread into our life, work and research in various fields, has become a relatively mature technology, with the computer and control technology and the

5、 rapid development of a wide range of applications, which benefited the people and life are everywhere electronics, automation, intelligent become a trend, and a microcontroller as the core of the application is constantly deepening, while driving tradition controlling interest in the detection of t

6、he new moon.Discusses the design of a control unit with STC89C52 microcontroller to DS18B20 temperature control system temperature sensor. Temperature measurement range from 0 to 99.9 degrees Celsius, an accuracy of 0.1 degrees Celsius, showing a wide temperature measurement range, high accuracy. Th

7、e ambient temperature is to be measured by a temperature sensor DS18B20 line acquisition, and then processed by the microcontroller and displayed on the digital control, when the temperature is higher than the upper limit of the temperature, the buzzer alarm when the temperature falls below the lowe

8、r temperature, the buzzer alarm. Upper temperature limit can be set, can be saved, non-volatile. Button set by upper and lower temperature, more intelligent.SCM convenience brought by giving also undeniable, wherein the digital thermometer is a typical example, but its people have become increasingl

9、y demanding, To provide better and more convenient modern facilities you need from several SCM technical aspect, everything toward digital control, intelligent control direction.Keywords: Microcontroller, Temperature Control, Buzzer, DS18B20, AT89S52大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄目 錄 TOC o 1-3 u 摘 要 PAGEREF _To

10、c386389010 h IAbstract PAGEREF _Toc386389011 h II第1章緒 論 PAGEREF _Toc386389012 h 11.1 單片機(jī)研究背景 PAGEREF _Toc386389013 h 11.2 單片機(jī)研究內(nèi)容 PAGEREF _Toc386389014 h 11.3 單片機(jī)研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc386389015 h 2第2章 開發(fā)軟件的介紹 PAGEREF _Toc386389016 h 32.1 Keil軟件 PAGEREF _Toc386389017 h 32.1.1 Keil 介紹 PAGEREF _Toc386389018

11、 h 32.1.2 Keil的簡單應(yīng)用 PAGEREF _Toc386389019 h 32.2Proteus軟件 PAGEREF _Toc386389020 h 42.2.1 Proteus介紹 PAGEREF _Toc386389021 h 52.2.2 Proteus功能模塊 PAGEREF _Toc386389022 h 5第3章系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc386389023 h 73.1 DS18B20的編程語言 PAGEREF _Toc386389024 h 73.2 DS18B20傳感器介紹 PAGEREF _Toc386389025 h 73.3 系統(tǒng)設(shè)計流程 PAGER

12、EF _Toc386389026 h 83.3.1 系統(tǒng)設(shè)計框圖 PAGEREF _Toc386389027 h 83.3.2 設(shè)計可行性分析 PAGEREF _Toc386389028 h 93.3.3 設(shè)計的先進(jìn)性 PAGEREF _Toc386389029 h 103.3.4可靠性及安全性 PAGEREF _Toc386389030 h 10第4章 硬件電路的設(shè)計 PAGEREF _Toc386389031 h 124.1 單片機(jī)的介紹 PAGEREF _Toc386389032 h 124.2 單片機(jī)與外圍存儲器連接電路設(shè)計 PAGEREF _Toc386389033 h 154.3

13、七段數(shù)碼管電路設(shè)計 PAGEREF _Toc386389034 h 16第5章 軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc386389035 h 185.1 控制流程設(shè)計 PAGEREF _Toc386389036 h 195.2 功能模塊設(shè)計 PAGEREF _Toc386389037 h 20第6章系統(tǒng)調(diào)試 PAGEREF _Toc386389038 h 216.1硬件電路故障及解決方法 PAGEREF _Toc386389039 h 216.2 硬件調(diào)試方法 PAGEREF _Toc386389040 h 21第7章結(jié)論 PAGEREF _Toc386389041 h 22參考文獻(xiàn) PAGERE

14、F _Toc386389042 h 23致 謝 PAGEREF _Toc386389043 h 24大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）- 第1章緒 論1.1 單片機(jī)研究背景溫度收集系統(tǒng)的開發(fā)在很大意義上提高了生產(chǎn)的需求，是工業(yè)出產(chǎn)和自動操控中最常見的技能參數(shù)之一，方便了在生產(chǎn)過程中對溫度的操控，大大的提高了生產(chǎn)質(zhì)量。外圍電路比較簡單，測量精度較高，分辨力高，使用方便。溫度檢測是現(xiàn)代檢測技能的重要組成部分，在確保產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源和安全出產(chǎn)等方面起著重要的效果。當(dāng)前，單片機(jī)正朝著高性能和多種類方向發(fā)展趨勢，它將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低報價和外圍電路內(nèi)裝化等幾個方面

15、開展。單片機(jī)使用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的操控體系規(guī)劃思維和規(guī)劃辦法。早年必須由模仿電路或數(shù)字電路完成的大多數(shù)功能，如今已能用單片機(jī)經(jīng)過軟件辦法來完成了，這種軟件替代硬件的操控技能也稱為微操控技能，是傳統(tǒng)操控技能的一次革新。單片機(jī)模塊中最常見之一的是傳感器，溫度顯示報警體系是一種根據(jù)單片機(jī)的用數(shù)字電路技能完成溫濕度操控的設(shè)備，在實(shí)習(xí)社會生產(chǎn)中具有廣泛的使用。 1.2 單片機(jī)研究內(nèi)容隨著社會的發(fā)展，人們對時間和環(huán)境中的溫度及濕度的要求越來越高，尤其在日常的生活中和人們的生活和健康有著緊密的聯(lián)系，特別是當(dāng)人們乘坐公共交通工具時，溫濕度以及實(shí)時時間和人們的出行都有著密切的聯(lián)系。溫度控制

16、在平常日子中運(yùn)用比較普遍,如各種儀器控制箱，溫室或生產(chǎn)車間的溫度濕度控制，空調(diào)列車車廂，空氣環(huán)境的控制等。單片機(jī)模塊中最常見之一的是傳感器，溫度報警系統(tǒng)是一種基于單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫度控制的裝置，在日常生活中比較常見。常見的低端產(chǎn)品多采用機(jī)械指針式或水銀柱式溫度計體積小、質(zhì)量輕、價格低、安裝簡便，但此類產(chǎn)品測量精度低，沒有LED顯示屏，不能向智能化方向發(fā)展，不利于進(jìn)行功能擴(kuò)展，如不能自動報警。目前，雖然在工業(yè)生產(chǎn)中和科研實(shí)驗(yàn)中通過對溫濕度測量來進(jìn)行自動控制的設(shè)備越來越普及，應(yīng)用場合也越來越多。可是，隨之而來的問題是怎么可以測得準(zhǔn)確的溫度，來以保證主動操控設(shè)備可以正確地宣布操控指令操控出產(chǎn)過程，另一

17、方面，假如溫度過高過低能夠會對一些設(shè)備中的一些半導(dǎo)體元器件形成損壞。因而，根據(jù)單片機(jī)溫度顯示報警體系規(guī)劃，關(guān)于主動溫度報警的需要也在逐漸添加，溫度操控在平常日子中運(yùn)用比較普遍，本文基于以上方面的考慮，研究并設(shè)計了一種基于單片機(jī)的自動溫度顯示與報警系統(tǒng)。通常溫度控制系統(tǒng)中的溫度測量均選用熱敏電阻與濕敏電容，這種傳統(tǒng)的模擬式溫度傳感器通常都需要規(guī)劃信號，調(diào)度電路并通過雜亂的校準(zhǔn)和標(biāo)定進(jìn)程，測量精度難以確保，且在線性、重復(fù)性、互換性等方面也存在必定疑問，這種傳感器只合適那些測量點(diǎn)數(shù)較少，對精度要求不高的場合。因此，設(shè)計出一款基于單片機(jī)的精度高、穩(wěn)定性好、成本低的溫度顯示報警系統(tǒng)具有重要實(shí)際意義。1.

18、3 單片機(jī)研究現(xiàn)狀單片機(jī)（Single Chip Microcomputer）國際上又稱為 HYPERLINK /search?word=%E5%BE%AE%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 微控制器，它是一種集成電路芯片。它選用超大規(guī)模技術(shù)將具有數(shù)據(jù)處理才能的微處理器（CPU）、存儲器（程序存儲器ROM和數(shù)據(jù)存儲器RAM）、輸入、輸出接口電路（I/O接口）集成在同一塊芯片上，構(gòu)成一個既細(xì)巧又很完善的計算機(jī)硬件體系，在單片機(jī)程序的操控下能精確、敏捷、高效的完成程序設(shè)計者事先規(guī)定的任務(wù)，所以說，一個單片機(jī)芯片

19、就具有了組成計算機(jī)的全部功能，隨著SCM在技術(shù)上、體系上的不斷進(jìn)步，使其控制功能不斷擴(kuò)展，它的主要作用已經(jīng)不是計算功能，而是控制功能了。（1）國外溫度測控系統(tǒng)研究國外對溫度控制技術(shù)研究較早，始于20世紀(jì)70年代。先是選用模擬式的組合外表，收集現(xiàn)場信息并進(jìn)行指示、記錄和操控。80時代末呈現(xiàn)了分布式操控系統(tǒng)，當(dāng)前正開發(fā)和研發(fā)計算機(jī)數(shù)據(jù)收集操控系統(tǒng)的多因子歸納操控系統(tǒng)，如今世界各國的溫度測控技術(shù)發(fā)展很快，一些國家在完成自動化的基礎(chǔ)上正向徹底自動化、無人操作化的方向發(fā)展。（2）國內(nèi)溫度測控系統(tǒng)研究 中國關(guān)于溫度測控技能的研討較晚，始于20世紀(jì)80時代。中國工程技能人員在吸收發(fā)達(dá)國家溫度測控技能的基礎(chǔ)上

20、，才把握了溫度室內(nèi)微機(jī)操控技能，該技能僅限于對溫度的單項環(huán)境因子的操控。中國溫度測控設(shè)備計算機(jī)使用，在總體上正從消化吸收，簡單使用期間向?qū)嵱没?，歸納性使用期間過渡和發(fā)展。在技能上，以單片機(jī)操控的單參數(shù)單回路體系居多，尚無真實(shí)意義上的多參數(shù)歸納操控體系，與發(fā)達(dá)國家比較，存在較大距離。中國溫度測量操控現(xiàn)狀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有到達(dá)工廠化的程度，出產(chǎn)實(shí)際中依然有許多問題，存在著裝備配套能力差，產(chǎn)業(yè)化程度低，環(huán)境操控水平落后，軟硬件資本不能同享和可靠性差等缺陷。第2章 開發(fā)軟件的介紹2.1 Keil軟件2.1.1 Keil 介紹KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51系列單片機(jī)兼容C語言軟件開發(fā)

21、系統(tǒng)，與匯編軟件相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用，用過匯編語言后再使用C軟件來開發(fā)，體會更加深刻。其封面圖如下圖2.1所示。圖2.1 KeilKeilC51軟件是集成開發(fā)調(diào)試東西，可以供應(yīng)豐盛的庫函數(shù)和功用，具有健壯的Windows界面，還有其重要的一點(diǎn)，只需看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil生成的政策代碼功率非常之高，大多語句生成的匯編代碼很緊湊，簡單知道，在開發(fā)大型軟件時更能表現(xiàn)高級言語的優(yōu)勢。KeilC51軟件是一個根據(jù)32位Windows環(huán)境的應(yīng)用程序，撐持C語言和匯編語言編程，其6.0以上的版別將編譯和仿真軟件一致為Vision(

22、一般稱為V2)。Keil提供包含C編譯器、宏匯編、銜接器、庫辦理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器，在內(nèi)部的完整開發(fā)計劃中，由以下幾部分構(gòu)成：VisionIDE集成開發(fā)環(huán)境C51編譯器、A51匯編器、LIB51庫辦理器、BL51銜接/定位器、OH51目標(biāo)文件生成器以及Monitor-51、RTX51實(shí)時操作系統(tǒng)。2.1.2 Keil的簡單應(yīng)用 在Keil開發(fā)軟件模擬使用第一步：編寫源程序并保留建設(shè)和提高項目的編譯源文件集的集合、鏈路、仿真文件和程序調(diào)試。應(yīng)用“Keil軟件”的概念，而不是一個單一的源代碼，編譯仿真文件，裝配，調(diào)試等操作，從建立到設(shè)置編譯器/匯編器和凝聚力工程，發(fā)生的仿真文件的方法很容易

23、掌握。首先選擇菜單文件，然后單擊“File-New”，匯編語言或C語言源代碼，輸入到編輯或選擇文件并單擊“打開”，將已用其它編輯器編輯好的源程序文檔直接翻開并保留，注意保留時必須在文件名后加上擴(kuò)展名.asm(.a51)或.c；然后選擇菜單并單擊“Project-New”，創(chuàng)建一個新的項目并保留（保留時無需擴(kuò)展）；工程保留馬上會彈出一個對話框來選擇設(shè)備的選型，選擇CPU后，回到主界面。工程管理窗口的文件頁（Files）將顯示“Target1”，前面的+打開，然后選擇“SourceGroup1”，右鍵彈出快捷菜單，選擇“AddFiletoGroupSourceGroup1”，呈現(xiàn)一個對話框，需求參

24、與其中的源文件（在源文件中，對話框?qū)⒖床坏?，而是等候持續(xù)參加其它文件)。在關(guān)閉文件返回主界面，打開“SourceGroup1”中前面的+號，你會看到文件，雙擊該文件名，打開源文件，然后設(shè)置項目的選擇，項目管理窗口“Target1”，然后選擇項目并單擊“Project-OptionforTarget1”，或者點(diǎn)右鍵彈出方便菜單再挑選“OptionforTarget Target1”選項，翻開工程特點(diǎn)后設(shè)置對話框，可以看到有八個選項可供選擇，第一組是包含在調(diào)試實(shí)驗(yàn)仿真板中，在目標(biāo)標(biāo)簽設(shè)定振蕩器頻率，如要寫片，在“CreatHexFi”選項的輸出標(biāo)簽要求，這時我們需要選擇，通常標(biāo)簽內(nèi)容是取默認(rèn)值的，

25、項目設(shè)置后按下F7鍵，單擊工具欄上的圖標(biāo)對應(yīng)的編譯器編譯/匯編，銜接及產(chǎn)生的仿真文件。編譯鏈接組件成功后，進(jìn)入程序調(diào)試狀況，選擇菜單調(diào)試啟動/停止會話，或按Ctrl + F5鍵進(jìn)入，Keil提供了對程序模仿調(diào)試的功能，內(nèi)建一個功用強(qiáng)勁的仿真處理器來模仿履行程序。Keil能以單步履行(按F11或挑選Debug-Step)、進(jìn)程單步履行(按F10或挑選Debug-StepOver)、全速履行等多種運(yùn)轉(zhuǎn)方式進(jìn)行程序調(diào)試。假如發(fā)現(xiàn)程序有錯，可以使用在線匯編函數(shù)進(jìn)行在線修正的程序（調(diào)試內(nèi)聯(lián)安裝），不執(zhí)行先退出調(diào)試環(huán)境，源代碼，編譯和修正銜接，然后再進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)。必須滿足在一定的條件下，才可以執(zhí)行下一步驟

26、，不過很難用單步履行方式調(diào)試程序，可采用斷點(diǎn)的解決方案（插入/移除斷點(diǎn)或調(diào)試，調(diào)試斷點(diǎn)）。在調(diào)試器的仿真后，需要經(jīng)過編程器將.hex仿真文件寫入單片機(jī)，才可觀察仿真的運(yùn)行狀態(tài)。2.2Proteus軟件 由廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司（中國區(qū)Labcenterelectronics總代理）代理的英國Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件Proteus除了具有其它EDA工具的仿真功能之外，還可以對單片機(jī)及外圍器件進(jìn)行仿真，是目前最好的外圍器件和仿真單片機(jī)。目前國內(nèi)推廣剛起步，但受到不少單片機(jī)愛好者、高校研究所從事單片機(jī)教學(xué)、科研的老師以及致力于單片機(jī)開發(fā)使用工程師的喜愛。其封

27、面圖如下圖2.2所示。圖2.2Proteus圖標(biāo)及界面2.2.1 Proteus介紹Proteus是世界上聞名的EDA軟件(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB規(guī)劃，真實(shí)完成了從概念到商品的完好規(guī)劃，它是世界上唯一的電路仿真軟件，PCB編程軟件和虛擬仿真軟件三合一的軟件規(guī)劃渠道，其處理器模型有8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DSPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。變

28、形特點(diǎn)：在具有模擬電路、數(shù)字電路仿真及51系列、AVR、PIG等各種單片機(jī)及其外圍電路(如LCD、RAM、ROM、鍵盤、LED、A/D、D/A)構(gòu)成的體系仿真的基礎(chǔ)上并完成了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。很容易得到了示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等多種虛擬儀器便利地調(diào)試解決方案。具有強(qiáng)壯的原理圖制作功用。支持第三方的軟件編譯及調(diào)試環(huán)境的功能（軟件調(diào)試環(huán)境便利），如Keil等軟件。Proteus與其它單片機(jī)仿真軟件不一樣的是，它不僅能仿真單片機(jī)CPU的作業(yè)情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其它電路的作業(yè)情況。因此在仿真和程序調(diào)試時，關(guān)心的不再是某些句子執(zhí)行時單片機(jī)寄存器和存儲

29、器內(nèi)容的改動，而是從工程的視點(diǎn)直接看程序運(yùn)轉(zhuǎn)和電路作業(yè)的進(jìn)程和成果，關(guān)于這樣的仿真試驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了試驗(yàn)和工程使用的對立。然而，當(dāng)硬件調(diào)試成功后，使用ProteusARES軟件，很簡單獲得其PCB圖，為往后的制作供給了便利。2.2.2 Proteus功能模塊 ISIS原理圖具有豐富的器件庫，里面有超過二萬七多種元器件，其特點(diǎn)可以便捷的建立新的元件。智能器件的搜索是可以定位的、它是通過模糊搜索器件來完成的，ISIS具有自動連接的功能，它的連接非常簡單并且可以縮短所用的時間來完成繪圖。電路的設(shè)計支持總線結(jié)構(gòu)、總線器件和總線布線能電路簡潔明晰并且可以提供高質(zhì)量的圖紙，設(shè)置為個性化還能生成

30、圖紙，印刷質(zhì)量的BMP可以提供Word、Powerpoint等多種文檔的使用。模擬電路是一個完美的系統(tǒng)，PROSPICE是在SPICE3F5標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)一種混合的模擬和數(shù)字電路仿真，仿真裝置有27000多種，它們是制造商使用SPICE文件或通過內(nèi)部機(jī)制來進(jìn)行仿真，Labcenter公司也是在不斷的發(fā)展可以導(dǎo)入第三方的仿真器件。激勵信號源包括DC，脈沖，正弦，分段線性脈沖，音頻（WAV文件），指數(shù)信號，單頻，雙頻率和數(shù)字時鐘，信號輸入文件格式也與支持。具有13種虛擬儀器并且面板操作逼真，例如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器、直流電流、交流電壓、數(shù)字圖案發(fā)生器、計數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終

31、端、調(diào)試器等。仿真結(jié)果表明為數(shù)字電平引腳，不同顏色的線表示電壓的大小，具有動態(tài)器件，例如電機(jī)，顯示裝置，使用按鈕，他們可以使模擬更加生動和清晰。圖形仿真功能是建立在圖標(biāo)基礎(chǔ)上，它們可以是多個指標(biāo)的電路，包括準(zhǔn)確分析，瞬時頻率，傳輸特性，噪聲和失真分析。其類型有ARM7、8052、AVR、PIC16、PIC18、dsPIC33、HC11、BasicStamp、MSP430等，隨著版本的不斷提高，CPU的類型也在不斷的增加，我相信不久的將來會支持CORTEX、DSP處理器的。通用的模型也可支持，例如字符模塊、圖形模塊、LED點(diǎn)陣、LED七段顯示模塊、鍵盤/按鍵、RS232虛擬終端、電子溫度計等，其

32、COMPIM（COM口物理接口模型）還能使仿真電路實(shí)現(xiàn)雙向異步串行通信，它們是通過PC機(jī)串口和外部電路來實(shí)現(xiàn)的，它們還支持實(shí)時UART仿真、中斷仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真。最后的編譯及調(diào)試有單片機(jī)匯編語言的編輯源碼級，內(nèi)部帶有8051、AVR、PIC的匯編編譯器，還可以與第三方的集成編譯環(huán)境相結(jié)合，如源級仿真和調(diào)試IAR高科技先進(jìn)的語言。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第3章系統(tǒng)設(shè)計3.1 DS18B20的編程語言因?yàn)镈S1820與微處理器間選用串行數(shù)據(jù)傳送，因而，在對DS1820進(jìn)行讀寫編程時，有必要嚴(yán)厲的保證讀寫時序，否

33、則將無法讀取測溫成果。在運(yùn)用PL/M、C等高檔語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計時，對DS1820操作有些最佳選用匯編語言完成。DS18B20的讀寫時序和測溫原理與單線數(shù)字溫度傳感器相同，只是DS18B20由于分辨率和DS1820相比不同而不同，且DS1820溫度轉(zhuǎn)換時的延時時間需要2s而DS18B20則為750ms。DS18B20測量溫度的原理為：如果需要讓競爭的振蕩頻率受溫度影響小則需要比較低的溫度，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。高溫度晶振的變化率隨溫度的變化其改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入，計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在50所對應(yīng)的一個基數(shù)值，計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)

34、行減法計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器1的預(yù)置值減到0時，溫度寄存器的值將加1，計數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，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。DS18B20功能特點(diǎn)：采用單總線技術(shù)，與單片機(jī)通信只需要一根I/O線，在一根線上可以掛接多個DS18B20。每個DS18B20的有一個64位的獨(dú)一無二的序列號，獨(dú)特的序列號來訪問相應(yīng)的器件。低電壓供電，供電范圍從3 5V，向本地供電，也可以使用寄生電源（即直接從數(shù)據(jù)線竊電）。編輯數(shù)據(jù)為811位，轉(zhuǎn)換10位溫度時間為700ms（最大）。測溫范圍為-50+120

35、,在-1575范圍內(nèi)誤差為在0.5內(nèi)。報警溫度范圍由用戶可自決設(shè)定。若器件的溫度超出預(yù)定值，則報警搜索命令可進(jìn)行尋址和識別。DS18B20的分辯率由用戶通過EEPROM設(shè)置為912位。DS18B20可將檢測到溫度值直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并通過串行通信的方式與主控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。3.2 DS18B20傳感器介紹DS18B20是一個高精度數(shù)字溫度傳感器，其內(nèi)部是兩個溫度系數(shù)不一樣的溫敏振動器，低溫度系數(shù)振蕩器是相當(dāng)于標(biāo)尺，高的振動溫度系數(shù)相當(dāng)于溫度測量元件，經(jīng)過不斷對比兩個溫敏振動器的振動周期得到兩個溫敏振動器在丈量溫度下的振動頻率比值，依據(jù)頻率比值和溫度的對應(yīng)曲線得到相應(yīng)的溫度值。這種方法避免了測

36、溫過程中的A/D轉(zhuǎn)換，提高了溫度測量的精度。 在DS1820測溫程序設(shè)計中，向DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號，一旦某個DS1820接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS1820時，將沒有返回信號，程序進(jìn)入死循環(huán)，這一點(diǎn)在進(jìn)行DS1820硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予一定的重視。選用數(shù)字溫度芯片DS18B20測量溫度，輸出信號全數(shù)字化，易于處理和控制單片機(jī)的傳統(tǒng)測量方法，消除許多外圍電路，且該芯片的物理化學(xué)性很安穩(wěn)，它能用做工業(yè)測溫元件，此元件線形較好，在0 - 100攝氏度，最大線性誤差不超過1攝氏度。DS18B20 的單總線的數(shù)據(jù)傳輸最為突出，它們的溫度測量設(shè)備是由

37、DS18B20和AT89C52構(gòu)成的，它們是既可以輸出溫度數(shù)字信號又可以與計算機(jī)銜接。因此，比較簡單，體積結(jié)構(gòu)體系不大。采用51單片機(jī)控制，軟件編程的范圍比較廣，可實(shí)現(xiàn)算術(shù)算法和邏輯控制，它們是利用到編程系統(tǒng)，而且它們的實(shí)現(xiàn)比較簡單，體積小和安裝便捷。既可以單獨(dú)對多DS18B20 控制工作，還可以與PC機(jī)通信上傳數(shù)據(jù)，另外AT89S51在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟。該體系使用AT89S52芯片控制溫度傳感器DS18B20進(jìn)行實(shí)時溫度檢測并顯現(xiàn)，能夠完成疾速測量環(huán)境溫度，并能夠根據(jù)需要設(shè)定上下限報警溫度。該體系擴(kuò)展性十分強(qiáng)，它能夠在設(shè)計中加入時鐘芯片DS

38、1302以獲取時刻數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理同時顯現(xiàn)時刻，并能夠使用AT24C16芯片作為存儲器材，以此來對某時刻點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，使用鍵盤來進(jìn)行調(diào)時和溫度查詢，取得的數(shù)據(jù)能夠經(jīng)過MAX232芯片與計算機(jī)的RS232接口進(jìn)行串口通訊，便利的收集時刻溫度數(shù)據(jù)。3.3 系統(tǒng)設(shè)計流程3.3.1 系統(tǒng)設(shè)計框圖本系統(tǒng)的軟件設(shè)計是依據(jù)實(shí)踐的技術(shù)需求進(jìn)行編寫的，能夠?qū)S18B20溫度傳感器所收集到的溫度值實(shí)時送到單片機(jī)中去，再由單片機(jī)將溫度值由數(shù)碼管驅(qū)動芯片HD7279A送到數(shù)碼管顯現(xiàn)器上，實(shí)時顯現(xiàn)當(dāng)時的溫度值，并依據(jù)預(yù)置的溫度上限，當(dāng)實(shí)時溫度高于上限值時宣布報警信號。這套溫度采集、控制系統(tǒng)可以方便地實(shí)現(xiàn)溫度測

39、量、溫度顯示等功能，并通過與單片機(jī)連接的鍵盤可以隨時設(shè)定測控溫度的下限。采用美國DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS1820之后推出的一種該進(jìn)型智能溫度傳感器DS18B20作為檢測元件，檢測范圍為099.9，最大分辨率可達(dá)0.1。DS18B20可以直接讀出被測溫度值，而且采用三線制與單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)，根據(jù)需求調(diào)研結(jié)果確定本系統(tǒng)主要包括以下功能模塊。如圖3.1所示。DS18B20DS18B20AT89C2051主控制器顯示電路掃描驅(qū)動圖3.1 系統(tǒng)功能模塊本電路由3個模塊組成：主控制器，測溫電路及顯示電路。其中主控制電路包括單片機(jī)AT89S52，它具有低電壓供電

40、和小體積等特點(diǎn)；測溫電路包括DS18B20傳感器，可以采集周圍的溫度來進(jìn)行變換；顯示電路包括7位數(shù)碼管，從P1口輸出段碼，到掃描用P3.0-P3.1口來實(shí)現(xiàn)，列驅(qū)動用9012三極管。3.3.2 設(shè)計可行性分析隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們需要對各種電鍋爐、熱溫度爐和鍋爐中溫度進(jìn)行測量。采用單片機(jī)來對它們控制，有不少的優(yōu)點(diǎn)，例如操作簡單方便、比較靈活等優(yōu)點(diǎn)，還能很好的提高被測溫度的性能指標(biāo)，產(chǎn)品的質(zhì)量及數(shù)量都有了突飛猛進(jìn)的增長。在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常要用到溫度的監(jiān)測及控制，溫度是生產(chǎn)過程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中普遍而且重要的物理參數(shù)之一。社會進(jìn)步，并給人們帶來的壓力越來越大，長時間的疲勞會使人從運(yùn)動狀態(tài)

41、沉迷于睡眠狀態(tài)，使人不能集中精力工作，甚至可以使人的免疫力下降，自從汗蒸房的出現(xiàn)，可以調(diào)解使人的細(xì)胞從安眠狀態(tài)活躍到運(yùn)動狀態(tài)，它能使加快人體的血液循環(huán)及新陳代謝，排出體內(nèi)毒素，平衡人體酸堿度，補(bǔ)充新的營養(yǎng)物質(zhì)，從而起到保健和治療作用。蒸汽的高濃度和時間的長短會影響排汗效果，如何讓效果更加，為此芯片的設(shè)計極為重要，能自動化顯示控制溫度和濕度的控制，所以本設(shè)計是提高蒸汽房的不足，此設(shè)計是非常必要的，以達(dá)到蒸汽效果更加。溫度是一個工業(yè)中首要控制的參數(shù)，特別是在冶金，化工，建材，食品，機(jī)械，石油工業(yè)的發(fā)展中，具有十分重要的作用。跟著電子技能和微型計算機(jī)的敏捷發(fā)展，微機(jī)丈量和操控技能得到了敏捷的發(fā)展和廣

42、泛的使用。采用單片機(jī)來對溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。AT89S52系列單片機(jī)具有處理能強(qiáng)、運(yùn)行速度快、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在溫度測量與控制方面，控制簡單方便，測量范圍廣，精度較高。溫度傳感器可以將溫度信息轉(zhuǎn)變成電壓信息，將電壓信號傳導(dǎo)到單片機(jī)能夠處理的范圍內(nèi)，經(jīng)過低通濾波，濾掉干擾信號送入單片機(jī)。在單片機(jī)中對信號進(jìn)行采樣，隨后進(jìn)行測量來完成采樣，最后對信號進(jìn)行數(shù)字濾波的處理。檢測到的溫度信息，并通過單片機(jī)程序設(shè)定值對比，如果數(shù)據(jù)是不一樣的，查看數(shù)字調(diào)理程序根據(jù)給定值與測得值的差值，然后按PID控

43、制算法控制計劃量，觸發(fā)程序根據(jù)操控量操控履行單元。如果檢測值高于設(shè)定值，發(fā)動冷卻系統(tǒng)，下降環(huán)境溫度，假如檢測值低于設(shè)定值，則發(fā)動加熱體系，進(jìn)步環(huán)境溫度，到達(dá)操控溫度的意圖。3.3.3 設(shè)計的先進(jìn)性四個獨(dú)立式按鍵可以分別調(diào)整溫度計的上下限報警設(shè)置，圖中蜂鳴器可以在被測溫度不在上下限范圍內(nèi)時，發(fā)出報警鳴叫聲音，同時7段數(shù)碼管將沒有被測溫度值顯示，然后可以調(diào)整報警上限和下限，從而測量出被測溫度值。四個按鍵，使用方法和功能如下：第一個是復(fù)位鍵。第二個是功能鍵，根據(jù)出現(xiàn)的H33.0，可以設(shè)置上限溫度；按兩次出現(xiàn)L16.0，可以降低溫度；按三次可恢復(fù)溫度的顯示。第三按鍵是增加鍵，可以調(diào)節(jié)上限溫度或下限溫度

44、進(jìn)行增大調(diào)節(jié)。第四個按鍵是減少鍵，可以對下限溫度或下限溫度進(jìn)行減小調(diào)整。3.3.4可靠性及安全性按健復(fù)位電路是上電復(fù)位加手動復(fù)位，使用比較方便，在程序跑飛時，可以手動復(fù)位，這樣就不用在重起單片機(jī)電源，就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位。溫度計電路設(shè)計總體設(shè)計方框圖如圖3.2所示，主控制器采用的是AT89S52型號單片機(jī)，DS18B20為溫度傳感器，用7段數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。主控制器主控制器數(shù)碼管顯示溫度傳感器單片機(jī)復(fù)位時鐘震蕩報警點(diǎn)按鍵圖3.2系統(tǒng)設(shè)計框圖設(shè)計要求這套溫度采集、控制系統(tǒng)可以方便地實(shí)現(xiàn)溫度測量、溫度顯示等功能，并通過與單片機(jī)連接的鍵盤可以隨時設(shè)定測控溫度的下限，還可以連接相應(yīng)的外圍電路

45、，在收到單片機(jī)發(fā)出的指示后對環(huán)境監(jiān)測，當(dāng)溫度上升到下限溫度時，加熱器停止監(jiān)測，采集溫度并顯示溫度值。對溫度控制器而言，最基本的功能是測溫功能即能時時采集被測環(huán)境的溫度并通過顯示部分顯示出來。設(shè)定測控溫度下限。溫度采集一般都具有設(shè)定限定溫度功能，即預(yù)設(shè)一個溫度值，一旦溫度低于這個溫度值，控制器就會發(fā)出提示，連接相應(yīng)的外圍電路就可以對環(huán)境進(jìn)行檢測。采用專用直流供電電源，與其它的溫度控制器相比，本系統(tǒng)的溫度采集器輸出模擬電流，易受干擾。因而必須以專用直流電源供電，分別為模擬部分和數(shù)字部分提供專用電壓。 第4章 硬件電路的設(shè)計4.1 單片機(jī)的介紹在第二十世紀(jì)，出世在70年代后期的產(chǎn)生了單片機(jī)，其過程閱

46、歷了單片微型計算器、微控制器、SOC三大期間，其間SCM即為單片微型計算機(jī)（Single Chip Microcomputer）期間，它的布局是單片形態(tài)嵌入式體系的體系?！傲愋问健钡某晒Φ於薙CM與通用計算機(jī)徹底不一樣的開展路途，在創(chuàng)始嵌入式體系開展路途上，Intel公司所做出的貢獻(xiàn)功不可沒。在微控制器MCU（Micro Controller Unit）期間，它的技術(shù)開展方向是不斷拓展嵌入式使用，對體系需求的各種外圍電路與接口電路，顯示出智能化控制的才能，在一些地區(qū)，它涉及的都與對象系統(tǒng)相關(guān)，為此單片機(jī)的負(fù)擔(dān)落在電氣的發(fā)展，電子產(chǎn)品制造商。但英特爾公司單片機(jī)的發(fā)展也有其客觀因素，在單片機(jī)開

47、發(fā)過程中，Philips公司應(yīng)該是最優(yōu)秀的，Philips公司在嵌入式使用方面有著巨大優(yōu)勢，將MCS-52從單片微型計算機(jī)迅速開展到微控制器。因而，當(dāng)咱們回憶嵌入式體系開展路途時，不要忘掉Intel和Philips的歷史功勞。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在線系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容，片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程的Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。AT8

48、9C52單片機(jī)如下圖4.1所示。圖4.1 AT89C52單片機(jī)AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外AT89S52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?？臻e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內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。XTAL2（18腳）部分引腳說明：時鐘電路引腳XTAL1和XTAL2。接外部晶體和微調(diào)電容

49、的一端，在8052片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率即是晶體固有頻率，如需要選用外部時鐘電路時，引腳輸入外部時鐘脈沖。要檢查8051/8031的振蕩電路是不是正常工作，可用示波器檢查XTAL2端是不是有脈沖信號輸出。 XTAL1（19腳）：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)它作為振蕩電路反相放大器的輸入端。在用作外部時鐘時，該引腳必須接地。RST/VPD（9腳）：控制信號引腳RST，ALE，PSEN和EA。RST作為復(fù)位信號輸入端并且高電平時有效，保持備用電源的輸入端，當(dāng)主電源Vcc反生故障時，降低到低電平規(guī)定值，將+5V電源自動分配兩個機(jī)器周期（時鐘振蕩周期）的高電平，就可

50、以完成復(fù)位操作。RST引腳的另一種功能是VPD，即接入RST引腳后可以為RAM提供備用電源，保證存儲在RAM中的數(shù)據(jù)不丟失，從而復(fù)位后能夠正常運(yùn)行。ALE/PROG（30腳）：地址鎖存信號端。當(dāng)8051上電后正常工作，ALE的引腳端向外輸出正脈沖信號，此時頻率是振蕩器頻率F0SC的1/6倍。CPU訪問外存儲器時，ALE輸出信號將作為鎖存低8位地址的控制信號。平時不需訪問片外存儲器時，ALE端也以振蕩頻率的1/6倍輸出正脈沖，因而ALE信號可以用作對外輸出時鐘或定時信號。如果想確定8051/8031芯片的好壞，可以用示波器有無脈沖信號來確定好壞，如有脈沖信號輸出，則8051/8031基本上是好的

51、。ALE端的負(fù)載驅(qū)動能力為8個LS型TTL（低功耗甚高速TTL）負(fù)載。此引腳的另一種功能PROG在對片內(nèi)帶有4KB的EPROM8751編程寫入時，作為變成脈沖輸入端。輸出（引腳29）：程序存儲器輸出信號。在訪問外程序存儲器時，該部分定時輸出脈沖信號作為外存存儲器的選通信號，此引腳接EPROM的OE端。PSEN端有效時，它允許在存儲器/ ROM代碼讀取指令，PSEN端也可以驅(qū)動8個TTL負(fù)載LS型。在檢查一個8051/8031小系統(tǒng)上電后CPU能否正常到EPROM/ROM中讀取指令碼，也可用示波器看PSEN端有無脈沖輸出。如有則說明基本上工作正常。EA/Vpp（31腳）：外部程序存儲器地址編程電

52、壓輸入端。當(dāng)EA引腳接高電平時，CPU只拜訪片內(nèi)EPROM/ROM并履行內(nèi)部程序存儲器中的指令，但當(dāng)PC（程序計數(shù)器）的值超越0FFFH時，將主動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器內(nèi)的程序。當(dāng)輸入信號連接到一個低水平的EA引腳，只需訪問外部存儲器/ ROM和執(zhí)行外部程序存儲器中的指令，無論是否有片內(nèi)程序存儲器。關(guān)于無片內(nèi)ROM的8031或8032，需外擴(kuò)EPROM，此刻必須將EA引腳接地，此引腳的第二作用是對8751片內(nèi)的EPROM固化編程時，作為給予編程電壓的輸入端。 P0（P0.0-P0.7,39-32）：輸入/輸出端口P0/P1/P2/P3。P0是一個漏極開路的8位雙向I/0端口。作為漏極開路的輸出

53、端口，每位能驅(qū)動8個LS型TTL負(fù)載。當(dāng)P0作為輸入端使用時，應(yīng)當(dāng)向端口存儲器寫1，P0所有引腳的浮動，可作為高阻抗輸入，作為輸入應(yīng)該被用來寫1，這是準(zhǔn)雙向口的意義。在CPU訪問片外存儲器時，P0時提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線，在此期間，P0內(nèi)部上拉電阻有效。P1（P1.0-P1.7，1-8腳）：P1是一個內(nèi)部上拉電阻8位準(zhǔn)雙向I/0端口。每個P1端口能驅(qū)動4個LS型TTL負(fù)載，在P1端口作為輸入口使用時，應(yīng)先向P1端口鎖存地址（90H）寫入全1，此時P1口引腳由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平。P2（P2.0-P2.7,21-28）：P2端為8位電平雙向I / 0端口內(nèi)部上拉電阻。每個P2端口可

54、以驅(qū)動4個TTL負(fù)載LS型，在訪問外部存儲器RAM時，它輸出高8位地址。P3（P3.0-P3.7，10-17）：P3端為8位電平雙向I / 0端口內(nèi)部上拉電阻。P3端口能驅(qū)動4個LS型TTL負(fù)載。P3口與其它I/0端口有很大的區(qū)別，它的每個引腳都有兩種功能，如下表4.1所示。表4.1 P3功能表P3.0：（RXD）串行數(shù)據(jù)接收P3.1：（RXD）串行數(shù)據(jù)發(fā)送P3.2：（INT0#）外部中斷0輸入P3.3：（INT1#）外部中斷1輸入P3.4：（T0）定時/計數(shù)器0的外部計數(shù)輸入P3.5：（T1）定時/計數(shù)器1的外部計數(shù)輸入P3.6：（WR#）外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通P3.7：（RD#）外部數(shù)據(jù)存儲

55、器讀選通 AT89S52系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)有5個中斷源，2個優(yōu)先級，可以實(shí)現(xiàn)兩個中斷嵌套。由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器IE控制，CPU是否響應(yīng)中斷請求，由中斷優(yōu)先級寄存器IP安排各中斷源的優(yōu)先級，同一優(yōu)先級內(nèi)各中斷同時提出中斷請求時，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常常會有定時控制需求，如定時輸出、定時檢查、定時掃描等，也經(jīng)常要對外部事件進(jìn)行計數(shù)。89S52單片機(jī)內(nèi)集成有兩個可編程的定時計數(shù)器，它們分別是T0和T1，既可以工作于定時模式，也可以工作于外部事件計數(shù)模式，此外T1還可以作為串行口的波特率發(fā)生器。4.2 單片機(jī)與外圍存儲器連接電路設(shè)計DS18B20可

56、以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，另一種是寄生電源供電方式，電源供電方式時DS18B20的1腳接地，2腳作為信號線，3腳接電源。寄生電源供電方式，如圖4.2所示單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個MOSFET管完成對總線的上拉。圖4.2 DS18B20與單片機(jī)的接口電路單片機(jī)晶振及復(fù)位電路如下圖4.3所示。圖4.3 單片機(jī)晶振及復(fù)位電路蜂鳴器是一種電子報警裝置，直流電壓供電，其用途很廣，如計算機(jī)，打印機(jī)，電子玩具，電子設(shè)備，傳真機(jī)，計時器和其他電子產(chǎn)品可以用來作為一個探測裝置。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器由字

57、母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)“FM”，“LB”，“JD”）表示。蜂鳴器如圖4.4所示。圖4.4 蜂鳴器4.3 七段數(shù)碼管電路設(shè)計數(shù)碼管由七個條狀和一個點(diǎn)狀發(fā)光二極管管芯制成，叫七段數(shù)碼管，如圖4.5所示，根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同，可分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管兩種。 圖4.5 七段數(shù)碼管LED數(shù)碼管中各段發(fā)光二極管的伏安特性和普通二極管相似，正向壓降和正向電阻比較大。在一定的范圍內(nèi)，正向電流與發(fā)光亮度成正比關(guān)系。通常的數(shù)碼管電流只需12mA，最大極限電流也只需1030mA，所以它的輸入端在5V電源或高于TTL高電平(3.5V)的電路信號相接時，一定要有限流電阻，避免損壞器件。顯示原理以共陰極數(shù)碼管為例

58、，當(dāng)二極管陽極端加高電平，對應(yīng)的二極管就會點(diǎn)亮，數(shù)個點(diǎn)亮的二級管就構(gòu)成了所要表達(dá)的字符。據(jù)此可得下圖4.6所示。圖4.6 字符數(shù)據(jù)表 第5章 軟件設(shè)計本規(guī)劃智能溫度報警系統(tǒng)由溫度收集、信號處置、溫度監(jiān)測、輸出操作四大部分構(gòu)成。它經(jīng)過預(yù)先設(shè)在單片機(jī)中的凹凸溫度值來對設(shè)定溫度值進(jìn)行報警，從DSI8B20 收集到的溫度經(jīng)信號調(diào)度電路處置后直接送入單片機(jī)進(jìn)行改寫。微操控器根據(jù)信號數(shù)據(jù)及設(shè)定的各種操控參數(shù)，依照嵌入的軟件操控規(guī)則執(zhí)行核算與處置，自動顯現(xiàn)溫度值，輸出相應(yīng)的操控信號，并依據(jù)當(dāng)時狀態(tài)輸出正常報警等信號，一起將各種數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)碼管進(jìn)行顯現(xiàn)監(jiān)控。系統(tǒng)的軟件設(shè)計流程如圖5.1所示。開始開始溫度設(shè)定溫度

59、設(shè)定溫度采集溫度采集溫度刷新溫度刷新溫度顯示溫度顯示溫度判斷溫度判斷設(shè)定值N Y設(shè)定值溫度報警溫度報警圖5.1 系統(tǒng)的軟件設(shè)計流程DS18B20溫度測量子程序CPU對DS18B20的拜訪流程，先對DS18B20初始化，再進(jìn)行ROM操作指令，最終對能存儲器操作，數(shù)據(jù)操作。DS18B20每一步操作都要遵從嚴(yán)厲的作業(yè)時序和通信協(xié)議，如主機(jī)操控DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換這一過程，依據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，須經(jīng)三個過程，每一次讀寫之前都要對DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最終發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進(jìn)行預(yù)訂的操作。DS18B20溫度傳感器接口模塊，分為多種程序、

60、有初始化子程序、寫入子程序讀取子程序，變換子程序等部分構(gòu)成。設(shè)計時因?yàn)槊恳粋€單片機(jī)上一個端口只掛了一個DS18B20，所以不用再讀DS18B20的序列號，可直接將收集溫度值顯示。報警子程序主要功用是當(dāng)溫度高于設(shè)定溫度或低于設(shè)定溫度狀態(tài)下時，系統(tǒng)將會報警，并顯現(xiàn)報警信號，報警信號通過數(shù)碼管最高位給出，并以全屏閃耀的方式表明報警功用。在程序中設(shè)定溫度上限，將實(shí)時溫度與設(shè)定上限進(jìn)行對比，若高于溫度上限，則最高方位1且全屏閃耀，若低于溫度上限，則最高方位0且全屏正常顯現(xiàn)。5.1 控制流程設(shè)計Y發(fā)DS18B20復(fù)位命令發(fā)跳過ROM命令發(fā)讀取溫度命令讀取操作，CRC校驗(yàn)9字節(jié)完？CRC校驗(yàn)證？移入溫度暫存