【正文】 .................... 7 2 ROM操作命令 ......................................... 9 DS18B20 的測溫原理 ...................................... 10 DS18B20 的測溫原理 .................................. 10 DS18B20 的測溫流程 .................................. 11 第四章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 ...................................... 12 設(shè)計原則 ............................................... 12 主板電路設(shè)計 ........................................... 12 各部分電路 ............................................. 13 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ......................................... 18 系統(tǒng)軟件設(shè)計整體思路 ................................... 18 系統(tǒng)程序流圖 ........................................... 18 調(diào)試 .................................................. 23 第六章 結(jié) 論 ................................................ 24 參考文獻 .................................................... 25 致謝 ....................................................... 26 附錄 ....................................................... 271 第一章 緒論 課題的背景及其意義 在當今社會 ，建設(shè)工程及日常生活中溫度控制都起著重要作用， 最早 的溫度控制 應(yīng) 用于工廠生產(chǎn)中， 可以 起到實時采集溫度數(shù)據(jù)，提高生產(chǎn)效率 、 產(chǎn)品質(zhì)量 的作用 。溫度的測量及控制對保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、生產(chǎn)安全、促進國民經(jīng)濟的發(fā)展起到非常重要的作用。利用單片機對溫度進行控制的技術(shù)也隨之而生，并日益發(fā)展和完善，且越來越顯示出它的優(yōu)越性。 DS18B20 芯片 具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強、易配微處理器等優(yōu)點，特別適合于溫度測控系統(tǒng) ， 而且 DS18S20 能提供九位溫度讀數(shù)，它無需任何2 外圍硬件即可方便地構(gòu)成溫度檢測系統(tǒng) 。 2. 能夠設(shè)定水的溫度值，設(shè)定范圍是 20℃ ～ 70℃ 。 3 第二章 溫度控制系統(tǒng)方案選擇 方案一 系統(tǒng)的硬件電路包括微控制器部分（主機），溫度檢測，人機對話（鍵盤 /顯示）三個主要部分。方案 2 主要利用 DS18B20 這塊芯片進行溫度檢測，并將采集到的模擬量轉(zhuǎn)換為單片機 識別的二進制數(shù)。 在本系統(tǒng)的電路設(shè)計方框圖如圖 所示，它由三部分組成 :①溫度采集部分采用DS18B20 溫度傳感器。此部分只用到 DS18B20 和單片機，硬件很簡單 。 單 片 機 DS18B20 LED 顯示 指示燈 加熱繼電器 5 第三章 DS18B20 溫度傳感器簡介 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及特點 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成 1) 64 位光刻 ROM。 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的 E2PRAM。第 9 字節(jié)讀出前面所有 8 字節(jié)的 CRC碼，可用來檢驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作按協(xié)議進行。 (1) 初始化時序 響應(yīng)脈沖60 ~2 40等待1 5 60主機 最小4 80主機復位脈沖最小4 80 US 圖 3－ 2 初始化時序 總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，主機響應(yīng)應(yīng)答脈沖。 8 (2) 寫時序 采樣15~45采樣15~4511主機寫1 時序主機寫0 時序 圖 3－ 3 寫時序 寫時序包括寫 0時序和寫 1時序。 (3) 讀時序 主機采樣主機采樣454511主機寫1時 序主機寫0時 序 圖 3－ 4 讀時序 總線器件僅在主機發(fā)出讀時序是，才向主機傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便從機能夠傳輸數(shù)據(jù)。主機輸出低電平延時 2us，然后主機轉(zhuǎn)入輸入模式延時 12us，然后讀取總線當前電平，然后延時 50us[7] 9 ROM 操作命令 當主機收到 DSl8B20 的響應(yīng)信號，便可以發(fā)出 ROM 操作命令之一，這些命令如下表 [8]。 程序也可以先跳過 ROM，啟動所有 DSl8B20 進行 溫度變換，再通過匹配 ROM，再逐一地讀回每個 DSl8B20 的溫度數(shù)據(jù)。減法計數(shù)器 1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器 1 的預置值減到 0 時溫度寄存器的值將加 1，減法計數(shù)器 1 的預置將重新被裝入，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。此次設(shè)計 采用電源供電方式， 來 保證在有效的 DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流， 用 MOSFET管和 89S51的 。 主機控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過 3 個步驟： （ 1） 初始化 （ 2） ROM操作指令 （ 3） 存儲器操作指令 [10] 主板電路設(shè)計 單片機的 接 DS18B20 的 2 號引腳， P0 口送數(shù) P2 口掃描， 、 控制加熱器和電風扇的繼電器。 和 引腳接繼電器電路的 電阻上， P1 口其他引腳懸 空。 單 片 機 18B20 14 圖 4－ 2 DS18B20 與單片機的接口電路 2. 顯示電路 顯示電路采用了 7 段共陰數(shù)碼管掃描電路，節(jié)約了單片機的輸出端口，便于程序的編寫。本系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。 圖 47 晶振控制電路圖 7. 復位電路 復位是單片機的初始化操作，其作用是使 CPU 中的各個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。圖中，上電瞬間 RST 端的電位與 Vcc相同，隨著電容充電電流的減小， +5V 立即加到了 RST端，該高電平使 8051 復位。用軟件支配復雜的硬件電路，流暢的編程，會使系統(tǒng)運行變得簡單。 系統(tǒng)程序流圖 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，復位應(yīng)答子程序，寫入子程序等。 圖 52 讀 出溫度子程序 跳過 ROM 匹配命令 寫入子程序 溫度轉(zhuǎn)換命令 顯示子程序 (延時 ) 寫入子程序 寫入子程序 DS18B20 復位、應(yīng)答子程序 DS18B20 復位、應(yīng)答子程序 跳過 ROM 匹配命令 讀溫度命令子程序 終 止 20 3）復位、應(yīng)答子程序 圖 53 復位、應(yīng)答子程序 開始 口清 0 延時 537US 口置 1 標志位置 1 50US 是否有低電平 有 234US低電平 口置 1 終止 標志位置 1 是 否 21 4）寫入子程序 圖 54 寫入子程序 進位 C 清 0 清 0 延時 12US 帶進位右移 延時 46US 置 0 R2 是否為 0 終止 開始 22 5)系統(tǒng)總的流程圖 圖 55 系統(tǒng)總的流程圖 開 始 初始化 DS18B20 顯示當前溫度 判斷當前溫度值 超過設(shè)定 溫度上限 啟動風扇 降低溫度 紅燈亮 設(shè)定溫度上、下限 啟動電熱爐升高溫度 是 否 低于設(shè)定 溫度下限 是 綠燈亮 否 23 調(diào)試