【正文】 1 前言 隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，溫度測(cè)量控制系統(tǒng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)及人們的日常生活中扮演著一個(gè)越來(lái)越重要的角色，它對(duì)人們的生活具有很大的影響，所以溫度采集控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究有十分重要的意義。本系統(tǒng)可以 實(shí)現(xiàn)多路溫度信號(hào)采集與顯示，可以使用按鍵來(lái)設(shè)置溫度限定值，通過(guò)進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理，發(fā)出控制信號(hào)達(dá)到控制蜂鳴器和繼電器的目的。 該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案是通過(guò)溫度傳感器 DS18B20將周圍的環(huán)境溫度進(jìn)行采集，等待單片機(jī)將其采集，當(dāng)采集的信號(hào)一到就釋放信號(hào)。 單片機(jī) AT89C51具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。 DS18B20 特性介紹 DS18B20 是 DALLAS 公司的最新單線數(shù)字溫度傳感器，它的體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)， DS18B20 是世界上第一片支持 “ 一線總線 ” 接口的溫度傳感器，一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念，它的測(cè)量溫度范圍為－ 55～＋125℃ ，在－ 10～＋ 85℃ 范圍內(nèi)，精度為 177。 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 5 5 DS18B20 采用 3腳 PR－ 35封裝或８腳 SOIC 封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 2 所示 ， 主要由 4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，配制寄存器。 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部 存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存ＲＡＭ和一個(gè)非易失性的可電擦除的 EERAM。 DS18B20 工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16 位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速 四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 7 7 暫存存儲(chǔ)器的第 2 字節(jié)。 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與 RAM 中的 TH、 TＬ字節(jié)內(nèi)容作比較。主機(jī) ROM 的前 56位來(lái)計(jì)算 CRC 值，并和存入 DS18B20 的 CRC 值作比較，以判斷主機(jī)收到的 ROM 數(shù)據(jù)是否正確。 DS18B20 每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時(shí)序和通信協(xié)議。計(jì)數(shù)門的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將－ 55℃ 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器１、溫度寄存器中，計(jì)數(shù)器１和溫度 四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 9 9 寄存器被預(yù)置在－ 55℃ 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。另一種是寄生電源供電方式，如圖 4 所示單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè) MOSFET 管來(lái)完成對(duì)總線的上拉。 本軟件系統(tǒng)有 1個(gè)主程序， 6個(gè)子程序組成。每當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，調(diào)用溫度采集機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序 ADCON，得到一個(gè)溫度樣本，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，傳送給 89C51 單片機(jī)，然后在調(diào)用溫度計(jì)算子程序CALCU，驅(qū)動(dòng)控制子程序 DRVCON，十進(jìn)制轉(zhuǎn)換子程序 MERTRICCON，溫度數(shù)碼顯示子程序 DISP。一個(gè)溫度有兩個(gè)字節(jié)組成，前一字節(jié)為溫度值，后一字節(jié)為該溫度所對(duì)應(yīng)的熱敏電阻上的電壓的數(shù)字量。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 11 11 METRICCON 將存放于內(nèi)部 RAM21H 單元的當(dāng)前溫度值得二進(jìn)制數(shù)形式轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)（ BCD 碼）形式，以便輸出顯示，轉(zhuǎn)換結(jié)果存放在片內(nèi) RAM 的 32H 單元（百位）、 31H（十位）、 30H 單元（個(gè)位）。這樣可以在一秒之內(nèi)測(cè)量一次被測(cè)溫度，其程序流程見(jiàn) 下 圖所示 . 四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 12 12 圖 4 主函數(shù)流程圖 DS18B20 復(fù)位子程序 開(kāi)始 RESET(DS18B20 復(fù)位 ) RECONFIG(寫 DS18B20 暫存器設(shè)定 ) GETTEMPER(讀溫度命令） TEMPERCOV(轉(zhuǎn)化為一字節(jié)溫度值 ) REDKEY(讀鍵盤 ) BD（實(shí)際溫度與上下限比較，亮燈，打鈴） FB(BCD 碼轉(zhuǎn)換 ) DIR(顯示 ) 四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 13 13 此部分程序在執(zhí)行前先將 DAT 復(fù)位，然后通過(guò)對(duì) DAT 的判斷來(lái)檢測(cè)DS18B20 的回應(yīng)，并進(jìn)行相應(yīng)的置位， 通過(guò) R2 計(jì)數(shù)的控制來(lái)將 C中的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)線，一共寫入一字節(jié)，本程序當(dāng) R2=8 時(shí)共計(jì)數(shù) 8 次，送入的數(shù)據(jù)正好一字節(jié)， 其程序流程見(jiàn) 下 圖所示。 K1 K4 K2 K3 圖 7 按鍵設(shè)計(jì)流程圖 此程序是通過(guò) TEMPNUM 與 TH 的比較來(lái)進(jìn)行是否響鈴與亮燈，其流程圖如下圖。 從這次的課程設(shè)計(jì)中，我 們 真真正正的意識(shí)到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實(shí)際，把我們所學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)際當(dāng)中，學(xué)習(xí)單機(jī)片機(jī)更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫與讀的過(guò)程中才能提高，這就是我在這次課程設(shè)計(jì)中的最大收獲。 //鎖存 P0 = 0XFF。 //鎖存 while(1) { read_ds18b20_temp()。 alarm()。 while(i) for(k = 0 。 //初始化 Write_DS18B20(0xcc)。 Write_DS18B20(0xbe)。 temp_L = temp_L4。 table[1] = read_dat(0x02)。 write_dat(0x02,a[1])。 a[0]++。 while(k2 == 0)。 while(k3 == 0)。 } if(k4 == 0) //下限溫度減 { delay(20)。 } } void alarm() { if(wen_H table[1]||wen_Htable[0]) { HC138(5)。 //消隱 } else { HC138(5)。 //消隱 } }