【正文】 注意的一點(diǎn)是單片機(jī)的 31腳 VPEA/ 必須接高電平，否則系統(tǒng)將不能運(yùn)行。 。 4 3 硬件系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 硬 件電路分析和設(shè)計(jì)報(bào)告 本次設(shè)計(jì)主要思路是通過對(duì)單片機(jī)編程將由溫度傳感器 DS18B20采集的溫度外加驅(qū)動(dòng)電路顯示出來，包括 對(duì)繼電器的控制，進(jìn)行升溫 ，當(dāng)溫度達(dá)到上下限蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警 。 (2) 明確各模塊之間的數(shù)據(jù)流傳遞關(guān)系，力求數(shù)據(jù)傳遞少，以增強(qiáng)各模塊的獨(dú)立性，便于軟件編制和調(diào)試。 自動(dòng)控制儀器儀表總的發(fā)展趨勢(shì)是高性能、數(shù)字化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。 溫度控制系統(tǒng)可以說是無所不在 ， 熱水器系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、冰箱、電飯煲、電風(fēng)扇等家電產(chǎn)品以至手持式高速高效的計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備，均需要提供溫度控制功能。它以單片機(jī) AT89S52 為核心，通過 3 個(gè) 數(shù)碼管顯示溫度 和 4 個(gè)按鍵 實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，使用 單總線 溫度轉(zhuǎn)換芯片 DS18B20 實(shí)時(shí)采集溫度并通過數(shù)碼管顯示，并提供各種運(yùn)行指示燈用來指示系統(tǒng)現(xiàn)在所處狀態(tài)，如： 溫度設(shè)置、加熱、停止加熱等 ，整個(gè)系統(tǒng)通過 四個(gè) 按鍵來設(shè)置加熱溫度和控制運(yùn)行模式 。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī)； 數(shù)碼管顯示； 單總線 ； DS18B20 II 目 錄 1 緒論 ................................................................................................................................... 1 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 2 硬件總體設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 2 硬件系統(tǒng)子模塊 ............................................................................................ 2 軟件總體設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 2 3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 4 硬件電路 分析和設(shè)計(jì)報(bào)告 ...................................................................................... 4 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 .................................................................................... 4 鍵盤電路 ....................................................................................................... 5 數(shù)碼管及指示 燈顯示電路 ........................................................................... 5 溫度采集電路 ............................................................................................... 7 電源電路 ..................................................................................................... 11 報(bào)警電路設(shè)計(jì) .............................................................................................. 12 加熱管控制電路設(shè)計(jì) .................................................................................. 12 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 14 主程序流程圖 ........................................................................................................ 14 各個(gè)模塊的流程圖 ................................................................................................ 16 讀取溫度 DS18B20 模塊的流程 ................................................................ 16 鍵盤掃描處理流程 ...................................................................................... 18 報(bào)警處理流程 ............................................................................................. 18 5 系統(tǒng)調(diào)試 ......................................................................................................................... 20 硬件電路調(diào)試 ....................................................................................................... 20 軟件調(diào)試 ............................................................................................................... 20 系統(tǒng)操作說明 ....................................................................................................... 21 數(shù)據(jù)測(cè)試 ................................................................................................................ 21 總 結(jié) ................................................................................................................................. 23 致 謝 ......................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。以計(jì)算機(jī)為例，當(dāng)中的中央處理器的運(yùn)行速度愈快，所耗散的熱量便愈多，為免計(jì)算機(jī)系統(tǒng)過熱而受損，有關(guān)系統(tǒng)必須加強(qiáng)溫度過高保護(hù)功能。智能溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了滿足市場(chǎng)對(duì)成本低、性能穩(wěn)定、可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制現(xiàn)場(chǎng)溫度的需求而做的課題，具有較為廣闊的市場(chǎng)前景。 系統(tǒng)構(gòu)建簡(jiǎn)潔、易行，能方便的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。 有優(yōu)異的性能價(jià)格比。 電源 單片機(jī)AT89S52 數(shù)碼管顯示 繼電器 溫度傳感器 DS18B20 報(bào)警 鍵盤 指示燈 3 (3) 確定軟件開發(fā)環(huán)境，選擇設(shè)計(jì)語言，完成模塊功能設(shè)計(jì)，并分別調(diào)試通過。 ，初始按下表示開始進(jìn)入溫度設(shè)定狀態(tài)，然后通過 ，再次按下 ，表示確認(rèn)所設(shè)定的溫度，然后轉(zhuǎn)入升溫或降溫。整個(gè)電路都是通過軟件控制實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。因?yàn)樵撃_不接時(shí)為低電平，單片機(jī)將直接讀取外部程序存儲(chǔ)器，而系統(tǒng)沒有外部程序存儲(chǔ)器，所以 VPEA/ 必須接VCC。因此使用方便，但硬件較復(fù)雜。由視覺暫留 ， 只要我們的延時(shí)時(shí)間足夠短，就能夠使得數(shù)碼的顯示看起來非常的穩(wěn)定清楚 ， 過程如 表 31。 右 上角的紅色 LED是電源指示燈； 數(shù)碼管右邊的紅色 LED是加熱指示燈，當(dāng)剛開機(jī)或溫度降到設(shè)定溫度 5℃ 以下時(shí)，該燈會(huì)亮，表示目前處于加熱狀態(tài)；當(dāng)溫度上升到設(shè)定溫度時(shí)，該 LED滅，同時(shí)數(shù)碼管右邊的綠色 LED亮，表示目前處于保溫狀態(tài)，用戶可以使用熱水器；當(dāng)溫度再次下降到設(shè)定溫度 5℃ 以下時(shí)，綠色 LED滅，紅色加熱的 LED燈亮 ， 不斷循環(huán)。 DS18B DS1822“ 一線總線 ” 數(shù)字化溫度傳感器同 DS18B20一樣， DS18B20也支持 “ 一線總線 ” 接口，測(cè)量溫度范圍為 55℃~+125℃ ，在 10℃ ~+85℃ 范圍內(nèi) ,精度為 177?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以 “ 一線總線 ” 的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。從兩個(gè)角度來理解單線總線：第一，單線總線只定義了一個(gè)信號(hào)線，而且 DS18B20智能程度較低（這點(diǎn)可以與微控制器和 SPI器件間的通信做一個(gè)比較），所以 DS18B20和處理器之 間的通信必然要通過嚴(yán)格的時(shí)序控制來完成。這就決定：（ 1）微控制器不能單方面控制總線狀態(tài)。置 1操作是為了是 I/O口截止（ cut off），以確保微控制器正確讀取數(shù)據(jù)。 由于 DS18B20采用的是 1－ Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì) AT89S52單片機(jī)來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件 9 的方法來模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來完成對(duì) DS18B20芯片的訪問。 DS18B20的讀時(shí)序圖如圖 36所示 。 圖 37 DS18B20 的寫時(shí)序圖 （ 3） DS18B20的供電方式 10 在圖 38中示出了 DS18B20的寄生電源電路。 有兩種方法確保 DS18B20 在其有效變換期內(nèi)得到足夠的電源電流。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是在 DQ 線上不要求強(qiáng)的上拉，總線上主機(jī)不需要連接其它的外圍器件便在溫度變換期間使總線保持高電平，這樣也允許在變換期間其它數(shù)據(jù)在單總線上傳送。在 DS18B20 有關(guān)資料中均未提及 1Wire上所掛 DS18B20數(shù)量問題 ， 容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè) DS18B20， 11 在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。 本文以廣泛應(yīng)用的數(shù)字溫度傳感器 DS18B20為例 ， 說明了 1Wire總線的操作過程和基本原理。DS18B20與單片機(jī)連接圖如圖所示 310所示。 L7805輸出端要并聯(lián)上一個(gè)電解電容，濾除交流電干擾 ，