【正文】 目 錄引 言 11 系統(tǒng)的相關(guān)介紹 2 系統(tǒng)的目的及意義 2 設(shè)計(jì)要求 2 系統(tǒng)傳感器DS18B20的介紹 2 DS18B20的主要特性 2 DS18B20的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 3 2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì) 4 溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及總述 4 系統(tǒng)顯示界面方案 4 系統(tǒng)輸入方案 5 53 相關(guān)軟件編譯知識(shí)介紹 5 C語(yǔ)言簡(jiǎn)介 5 C語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn) 5 C語(yǔ)言缺點(diǎn) 6 Keil簡(jiǎn)介 6 系統(tǒng)概述 6 Keil C51單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 74系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì) 7 7 DS18B20控制程序流程圖 8 DS18B20 復(fù)位程序流程圖 9 DS18B20寫(xiě)數(shù)據(jù)程序流程圖 9 DS18B20讀數(shù)據(jù)程序流程圖 10 溫度讀取及轉(zhuǎn)換程序流程圖 12 MAX7219驅(qū)動(dòng)程序流程圖 13 MAX7219寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)程序流程圖 13 MAX7219寫(xiě)入一個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)程序流程圖 15 數(shù)碼管溫度顯示程序流程圖 16 按鍵中斷服務(wù)程序流程圖 17 5 電路仿真 19 PROTEUS軟件介紹 19 溫度控制系統(tǒng)PROTEUS仿真 196總結(jié) 207參考文獻(xiàn) 21附錄1 源程序代碼 22 引 言信息采集(即傳感器技術(shù))、信息傳輸(通信技術(shù))、信息處理(計(jì)算機(jī)技術(shù))。傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首。近百年來(lái)，溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個(gè)階段。(1)傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器(含敏感元件)。(2)模擬集成溫度傳感器/控制器。(3)智能溫度傳感器。目前，國(guó)際上新型溫度傳感器正從由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。 下面介紹的就是兩種最常見(jiàn)的溫度傳感器： （1）集成溫度傳感器模擬集成溫度傳感器。集成傳感器是將溫度傳感器集成在一個(gè)芯片上、可完成溫度測(cè)量及模擬信號(hào)輸出功能的專(zhuān)用IC。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一(僅測(cè)量溫度)、測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單。它是目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器，典型產(chǎn)品有AD590、AD59TMP1LM135等。某些增強(qiáng)型集成溫度控制器(例如TC652/653)中還包含了A/D轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序，這與智能溫度傳感器有某些相似之處。但它自成系統(tǒng)，工作時(shí)并不受微處理器的控制，這是二者的主要區(qū)別。 （2）智能溫度傳感器智能溫度傳感器(亦稱(chēng)數(shù)字溫度傳感器)是20世紀(jì)90年代中期微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的結(jié)晶。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器(或寄存器)和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)。并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開(kāi)發(fā)水平。智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開(kāi)發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。 1 系統(tǒng)的相關(guān)介紹 系統(tǒng)的目的及意義溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域,如家電、汽車(chē)、材料、電力電子等,常用的控制電路根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和所要求的性能指標(biāo)有所不并且當(dāng)擾動(dòng)因素不明確時(shí),參數(shù)調(diào)整不便仍是普遍存在的問(wèn)題。采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，因其內(nèi)部集成了A/D轉(zhuǎn)換器，使得電路結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，而且減少了溫度測(cè)量轉(zhuǎn)換時(shí)的精度損失，使得測(cè)量溫度更加精確。數(shù)字溫度傳感器DS18B20只用一個(gè)引腳即可與單片機(jī)進(jìn)行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機(jī)更加具有擴(kuò)展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通過(guò)單跳數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器DS18B20做成探頭，探入到狹小的地方，增加了實(shí)用性。更能串接多個(gè)數(shù)字溫度傳感器DS18B20進(jìn)行范圍的溫度檢測(cè)。因此溫度監(jiān)測(cè)是生產(chǎn)自動(dòng)化的重要任務(wù)。因而本設(shè)計(jì)具有非常實(shí)際的生產(chǎn)意義。 設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)STC89C52的溫度控制。它實(shí)現(xiàn)的是溫度的監(jiān)測(cè)和控制功能。 可設(shè)置報(bào)警溫度。本設(shè)計(jì)用DS18B20傳感器來(lái)檢測(cè)溫度，LED用于顯示。MAX7219用來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼顯示。設(shè)計(jì)先通過(guò)keil和proteus來(lái)聯(lián)合仿真，然后焊接實(shí)物。具體設(shè)計(jì)要求如下：（1） 使用STC89C52控制器和DS18B20溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)溫度的檢測(cè)和顯示；（2） 設(shè)置默認(rèn)報(bào)警溫度為500C，并且能夠通過(guò)按鍵設(shè)置調(diào)高調(diào)低報(bào)警溫度；（3） 當(dāng)溫度高于報(bào)警溫度時(shí)報(bào)警燈亮，低于報(bào)警溫度時(shí)控制電阻絲加熱；（4） 四位數(shù)碼管能通過(guò)按鍵交換顯示實(shí)測(cè)溫度和報(bào)警溫度。 系統(tǒng)傳感器DS18B20的介紹 DS18B20的主要特性 　?。?） 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。 　?。?） 獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。 　?。?） DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫?！　? （4）DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi). 　　（5）溫范圍－55℃～+125℃，在10～+85℃時(shí)精度為177?！? 　　（6）可編程 的分辨率為9～12位，℃、℃、℃℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫。 　?。?）在9位分辨率時(shí)最多在 ，12位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。 　?。?）測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以一 線總線串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。 　?。?）負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。 DS18B20的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM 、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。: DS18B20的外形及管腳排列 2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì) 溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及總述本設(shè)計(jì)實(shí)際上是模仿飲水機(jī)的工作原理。它是采用DS18B20溫度傳感器測(cè)試環(huán)境溫度，經(jīng)過(guò)CPU數(shù)據(jù)處理，用LED數(shù)碼管來(lái)顯示溫度。該設(shè)計(jì)可設(shè)置預(yù)期溫度。當(dāng)溫控開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，若測(cè)得環(huán)境溫度低于設(shè)定溫度，則繼電器吸合，啟動(dòng)電熱絲工作；若測(cè)得環(huán)境溫度高于設(shè)定溫度，則繼電器釋放，電熱絲停止工作。 時(shí)鐘電路按鍵設(shè)定電路溫度傳感器電路LED顯示電路報(bào)警信號(hào)燈控制電路繼電器控制電路單片機(jī)（89C52）主控制器 系統(tǒng)顯示界面方案該系統(tǒng)要求完成溫度的顯示以及按鍵操作時(shí)的實(shí)時(shí)顯示功能?；谏鲜鲈颍敬卧O(shè)計(jì)考慮了兩種方案：方案一：完全采用LCD液晶顯示。這種方案顯示精確，可方便的顯示各種英文字符，溫度符號(hào)，正負(fù)號(hào)等，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作。方案二：完全采用數(shù)碼管顯示。這種方案優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是功能較少，只能顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字符。根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，方案二已經(jīng)滿足了要求，所以本次設(shè)計(jì)采用方案二以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的顯示功能。 系統(tǒng)輸入方案這里同樣討論了兩種方案：方案一：采用8155擴(kuò)展I/O口、鍵盤(pán)及顯示等。該方案的優(yōu)點(diǎn)是使用靈活可編程，并且有RAM及計(jì)數(shù)器。若用該方案，可提供較多I/O口,但操作起來(lái)稍顯復(fù)雜。方案二：直接在I/O口線上接上按鍵開(kāi)關(guān)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)精簡(jiǎn)和優(yōu)化了電路，所以剩余的端口資源還比較多。 由于該系統(tǒng)是對(duì)設(shè)定報(bào)警溫度的控制，只需用單片機(jī)本身的I/O口就可實(shí)現(xiàn)，且本身的計(jì)數(shù)器及RAM已經(jīng)夠用，故選擇方案二。 能完成對(duì)系統(tǒng)溫度的監(jiān)測(cè)及控制，并且能夠?qū)Ρ豢噩F(xiàn)場(chǎng)的溫度進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，以保持被控現(xiàn)場(chǎng)溫度基本不變。該系統(tǒng)如果應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活具有很強(qiáng)的實(shí)用意義。 3 相關(guān)軟件編譯知識(shí)介紹 C語(yǔ)言簡(jiǎn)介 C語(yǔ)言是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它既具有高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，又具有匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)。它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫(xiě)系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫(xiě)不依賴(lài)計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序。它的應(yīng)用范圍廣泛，具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，不僅僅是在軟件開(kāi)發(fā)上，而且各類(lèi)科研都需要用到C語(yǔ)言 。具體應(yīng)用比如單片機(jī)以及嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。 C語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn) C語(yǔ)言現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于單片機(jī)以及嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，它具有如下一些優(yōu)點(diǎn)： （1） 簡(jiǎn)潔緊湊、靈活方便；　　 　?。?） 運(yùn)算符豐富；　　 　?。?） 數(shù)據(jù)類(lèi)型豐富 ；　　 （4） C是結(jié)構(gòu)式語(yǔ)言； 　　 　　（5） 語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大； 　　 ?。?） 允許直接訪問(wèn)物理地址，對(duì)硬件進(jìn)行操作； 　　 （7） 生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高； 　　 　?。?） 適用范圍大，可移植性好 ?！　? C語(yǔ)言缺點(diǎn)C語(yǔ)言是一種較匯編語(yǔ)言高級(jí)的語(yǔ)言，但相對(duì)于匯編這種直接面向機(jī)器的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，它的處理效率較會(huì)變低。 Keil簡(jiǎn)介Keil C51是美國(guó)Keil Softw