【正文】 目 錄第一章 緒論 1 選題背景和意義 1 系統(tǒng)概述 2第二章 硬件電路的設計 3 ATmega16單片機 3 ATmega16的主要特性 3 ATmega16引腳介紹 4 DS18B20芯片 6 DS18B20芯片的特性 6 DS18B20引腳排列 7 DS18B20的內(nèi)部結構 7 DS18B20芯片各部分介紹 8 11 處理順序 11 初始化 12 ROM操作指令 12 DS18B20功能指令 12第三章 系統(tǒng)軟件設計 14 DSl8B20溫度測量 14 單點測量溫度 14 多點測量溫度 15 DS18B20 ROM搜索算法 17 C語言程序實現(xiàn) 21 單總線信號時序 23 23 25第四章 系統(tǒng)仿真調試 28 28 29結 論 32致 謝 33參考文獻 34基于DS18B20單線多點溫度測量系統(tǒng) 專業(yè)班級：電子信息工程2班 學生姓名：杜劉乾指導老師：秦玉龍 職 稱：講師摘要 本次畢業(yè)設計是基于DS18B20單線多點溫度測量系統(tǒng)。以ATmega16單片機為核心,使用溫度傳感器DS18B20實現(xiàn)溫度的采集。論文設計的目的是對DS18B20進行編程，了解其性能特點，通過所學的C語言知識和相關資料提供的指令代碼完成單片機與DS18B20的溫度監(jiān)測。DS18B20是一種智能溫度傳感器,它能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9~12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。使用DS18B20可使系統(tǒng)結構更趨簡單，抗干擾能力強，適合于惡劣環(huán)境下現(xiàn)場溫度的測量，可靠性更高，可應用于倉庫測溫、樓宇空調控制和生產(chǎn)過程監(jiān)控等領域。單片機對傳感器采集來的數(shù)據(jù)進行處理，通過LCD把各個點的溫度給顯示出來，另一方面單片機可以通過串口通訊傳給上位機，由上位機軟件顯示出來；該系統(tǒng)可以設定溫度上下限值，當溫度超出系統(tǒng)設定的范圍時，系統(tǒng)會報警提示。關鍵詞：ATmega16 DS18B20 單線 多點 溫度測量1Wire Multipoint temperature measurement system based on DS18B20Abstract The graduation project is 1Wire Multipoint temperature measurement system based on microprocessor as the core of it, the temperature collection is use of DS18B20. Our experimental purpose is programming to DS18B20 and understand its performance characteristics .The instruction code through the C language knowledge and relevant information to plete the DS18B20 temperature is a smart temperature sensor .The DS18B20 digital thermometer provides 9bit to 12bit Celsius temperature measurements. UseDS18B20 makes the system structure more simple,and higher system can be used in many fileds such as the temperature measurement system of warehouse,the air conditioning control of building and the monitor of productive temperature data is conversed to digital signals in the sensor and then is transmitted to MCU, which processes the data from sensor acquisition and displays thetemperature on various points through the LCD. On the other hand MCU can passthrough the serial port munications PC, from PC software displayed. The system can set temperature limits from top to bottom, when the temperature exceeds te limits set by system, the system will prompt the police.Key words ATmega16 DS18B20 1wire multipoint temperature measurement3 第一章 緒論 選題背景和意義 溫度是日常生活、工業(yè)、醫(yī)學、環(huán)境保護、化工、石油等領域中不可缺少的物理量。溫度的測量和控制在這些領域中就顯得尤其重要。傳統(tǒng)的溫度檢測是使用諸如熱電偶、熱電阻、半導體PN結之類的模擬傳感器，經(jīng)信號取樣電路、放大電路和模數(shù)轉換電路處理，獲取表示溫度值的數(shù)字信號，再交由微處理器或DSP處理。因為監(jiān)測環(huán)境復雜，測量點多，信號傳輸距離遠及各種干擾的影響，使得傳統(tǒng)測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降。隨著社會的進步和工業(yè)技術的發(fā)展，溫度因素在社會生活的各個方面都起到了重要的作用。由于許多產(chǎn)品對溫度范圍的要求嚴格，而目前市場上普遍存在的溫度檢測儀器大多都是單點測量，同時有溫度信息傳遞不及時、精度度不夠高的缺點，不利于工業(yè)生產(chǎn)根據(jù)溫度的變化及時做出決定。在這樣的前提下，開發(fā)一種能夠同時測量多點，并且實時性高、精度度高，能夠綜合處理多點溫度信息的測量系統(tǒng)就很有必要。國外對溫度檢測技術研究較早，始于20世紀70年代。先是采用模擬式的組合儀表采集現(xiàn)場信息并進行指示、記錄和控制，80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)，目前正開發(fā)和研制計算機數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。現(xiàn)在世界各國的溫度檢測技術發(fā)展很快，一些國家在實現(xiàn)自動化的基礎上正向著完全自動化、無人化的方向發(fā)展。我國對于溫度檢測技術的研究較晚，始于20世紀80年代。近年來，我國引進了多達16個國家和地區(qū)的工廠環(huán)境控制系統(tǒng)，在總體上，正從消化吸收、簡單應用階段向實用化、綜合性應用階段過渡和發(fā)展，對推動工廠溫度自動檢測產(chǎn)生了積極的作用。與此同時，我國的溫度測控設施計算機應用以單片機控制的單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無真正意義上的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)。在生產(chǎn)實際中仍然有許多問題困擾著我們，比如環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享和可靠性差等缺點。與發(fā)達國家相比，還存在較大的差距。近年來隨著單片機的發(fā)展和傳感器技術的革新，溫度檢測領域也完成了從模擬信號到數(shù)字信號的轉變。DS18B20溫度傳感器的廣泛應用更是推動了這一領域的發(fā)展。我們可以基于ATmega16單片機，利用液晶顯示器件以及DS18B20 溫度傳感器等器件，通過溫度傳感器在單片機下的硬件連接，軟件編程即可設計DS18B20溫度傳感器系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以方便的實現(xiàn)單線多點溫度的測量，并可以根據(jù)需要任意設定上下限報警溫度，它使用起來相當方便，具有精度高、量程寬、靈敏度高、體積小、功耗低等優(yōu)點，適合于我們?nèi)粘Ｉ詈凸?、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫度測量，也可以當作溫度處理模塊嵌入其它系統(tǒng)中，作為其他主系統(tǒng)的輔助擴展。DS18B20與ATmega16的結合實現(xiàn)了最簡溫度監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)結構簡單，抗干擾能力強，適合于惡劣環(huán)境下進行現(xiàn)場溫度測量，有廣泛的應用前景。 系統(tǒng)概述 本文詳細介紹了基于DS18B20單線多點溫度測量系統(tǒng)的構成。大致可分為硬件電路設計、軟件程序設計和仿真設計。第二章介紹了硬件電路的設計，包括ATmega16單片機、DS18B20傳感器的介紹以及電路的連接；第三章介紹了軟件的設計，包括DS18b20溫度傳感器的使用過程以及如何在一條線上實現(xiàn)單點和多點溫度的測量；第四章介紹了如何通過軟件平臺得出仿真圖。關于各個模塊的流程圖和相關原程序代碼將在下面的章節(jié)中一一介紹。 第二章 硬件電路的設計該電路是通過ATmega16單片機和DS18B20傳感器連接而成的溫度測量系統(tǒng)。單片機除了可以測量電信號外，還可以用于溫度、濕度等非電信號的測量，能獨立工作的單片機溫度監(jiān)測、溫度控制系統(tǒng)已廣泛應用。單片機的接口信號時數(shù)字信號，要用單片機作為控制其測量溫度，用溫度傳感器將溫度信息轉換為電流或電壓信號輸出，如果轉化的信號是模擬信號，還需要進行A/D轉化，以滿足單片機接口的需要?？梢圆捎脺囟葌鞲衅鱀S18B20，此傳感器可以直接獲取測溫值，進行轉換，成功采集溫度后，利用單片機進行數(shù)據(jù)處理，通過LCD顯示溫度。以下是系統(tǒng)組成框圖。 ATmega16單片機報警顯示液晶顯示按鍵控制DS18B20DS18B20圖11 系統(tǒng)組成框圖 ATmega16單片機ATmega16是基于增強的AVR RISC結構的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進的指令集以及單時鐘周期指令執(zhí)行時間，ATmega16的數(shù)據(jù)吞吐率高達1 MIPS/MHz,從而可以減緩系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。ATmega16 內(nèi)核具有豐富的指令集和32個通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與運算邏單元(ALU)相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周期內(nèi)同時訪問兩個獨立的寄存器。這種結構大大提高了代碼效率，并且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的數(shù)據(jù)吞吐率。 ATmega16的主要特性 (1)先進的RISC結構 16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash，擦寫壽命：10，000次 512字節(jié)的EEPROM，擦寫壽命：100，000次 1K字節(jié)的片內(nèi)SRAM (2)JTAG接口（） 符合 JTAG 標準的邊界掃描功能 支持擴展的片內(nèi)調試功能 通過JTAG接口實現(xiàn)對Flash、 EEPROM