【正文】 術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)內(nèi)部包含中央處理器部件（CPU）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、程序存儲(chǔ)器（ROM、EPROM、Flash ROM）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及各種輸入/輸出（I/O）接口。單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要組成部分，它以獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域都得到普遍應(yīng)用。完成上述任務(wù)后，返回程序起始位置，循環(huán)檢測(cè)并顯示。報(bào)警電路用于當(dāng)倉(cāng)庫(kù)溫度超過(guò)額定范圍時(shí)，及時(shí)報(bào)警通知。此電路溫度精度高、電路簡(jiǎn)單、可靠，可以在較高環(huán)境要求下準(zhǔn)確測(cè)溫，故采用此方案。本設(shè)計(jì)采用美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS1820之后推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器DS18B20作為檢測(cè)元件。該設(shè)計(jì)采用模數(shù)轉(zhuǎn)換硬件電路復(fù)雜，軟件調(diào)試復(fù)雜，制作成本高。硬件電路復(fù)雜，軟件調(diào)試復(fù)雜，制作成本高，精度不高，不適合在高精度場(chǎng)合使用。它包含3個(gè)1/2位數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管，內(nèi)部設(shè)有參考電壓、獨(dú)立模擬開(kāi)關(guān)、邏輯控制、顯示驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)凋零功能等。本設(shè)計(jì)是基于溫度傳感器的倉(cāng)庫(kù)溫度檢測(cè)系統(tǒng)中的溫度檢測(cè)、電路控制、報(bào)警系統(tǒng)及顯示部分的實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的溫度測(cè)量多以熱敏電阻作為溫度傳感器。本設(shè)計(jì)目的在于加深對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，掌握一個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的過(guò)程；熟悉使用proteus進(jìn)行硬件仿真，keil進(jìn)行程序編譯。隨著我國(guó)科技和生產(chǎn)各領(lǐng)域都取得了飛速的發(fā)展和進(jìn)步，發(fā)展溫度傳感器為載體的溫度測(cè)量技術(shù)具有重大意義。但傳統(tǒng)的方法是通過(guò)人工進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)不符合溫度要求的庫(kù)房進(jìn)行通風(fēng)、去濕和降溫等工作。目前，國(guó)際上新型溫度傳感器正從模擬向數(shù)字式、由集成向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，同時(shí)具有抑制串模干擾能力強(qiáng)、分辨力高、線性度好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。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。同時(shí)，溫度監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案第1章 緒論 課題研究的背景及意義在信息高速發(fā)展的21世紀(jì)，電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，社會(huì)中的諸多行業(yè)對(duì)各種信息參數(shù)的準(zhǔn)備度和精確度的要求都有了幾何級(jí)的增長(zhǎng)，而如何準(zhǔn)確而又迅速的獲得這些參數(shù)就需要受制于現(xiàn)代信息基礎(chǔ)的發(fā)展水平。,甚至在不易人們親自接近的貨物儲(chǔ)藏的倉(cāng)庫(kù)已普遍使用。在此基礎(chǔ)上本設(shè)計(jì)又采用單片機(jī)芯片AT89C51作為主控制器的核心,形成成熟的溫度控制系統(tǒng)，結(jié)合DS18B20芯片的小型化，通過(guò)單條數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，把數(shù)字溫度傳感器DS18B20做成探頭，探入到倉(cāng)庫(kù)中的各個(gè)地方，不但增加其實(shí)用性，更能串接多個(gè)數(shù)字溫度傳感器DS18B20進(jìn)行多路的溫度監(jiān)測(cè)。防潮、防霉、防腐、防爆是倉(cāng)庫(kù)日常工作的重要內(nèi)容，是衡量倉(cāng)庫(kù)管理質(zhì)量的重要指標(biāo)。這種人工測(cè)試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，且測(cè)試的溫度誤差大，隨機(jī)性大。 課題設(shè)計(jì)任務(wù)與目的本設(shè)計(jì)要求利用溫度傳感器與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)多路溫度采集；溫度測(cè)量范圍為20~33℃,精度為177。培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、獨(dú)立設(shè)計(jì)和制作電子產(chǎn)品的能力。但是，熱敏電阻的可靠性差、測(cè)量溫度精度低，而且還需要經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后才能由單片機(jī)進(jìn)行處理。以智能溫度傳感器應(yīng)用技術(shù)和單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)為核心進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并且以理論分析和該技術(shù)方案為基礎(chǔ)，在不斷地研究過(guò)程中進(jìn)行不斷的調(diào)整，完成了一個(gè)倉(cāng)庫(kù)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。制作時(shí)，數(shù)字顯示用的數(shù)碼管為共陽(yáng)極，2K可調(diào)電阻最好選用多圈電阻，分壓電阻選用誤差較小的金屬膜電阻，其它器件選用正品即可。 設(shè)計(jì)方案二利用集成溫度傳感器AD590設(shè)計(jì)并制作了一款基于AT89C51的4位數(shù)碼管顯示的數(shù)字溫度計(jì)，其電路簡(jiǎn)單，軟硬件結(jié)構(gòu)模塊化易于實(shí)現(xiàn)。故溫度計(jì)精度不高，不適合在高精度場(chǎng)合使用。DS18B20可以直接讀出溫度被測(cè)溫度值，而且采用三線制與單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方框圖。顯示電路則是顯示倉(cāng)庫(kù)溫度。 系統(tǒng)總體框圖 第3章 電子器件介紹本章主要介紹系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需的電子元器件。單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microputer）簡(jiǎn)稱單片機(jī)。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) AT89C51簡(jiǎn)介AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。由于將多功能8位CPU和閃速存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。引腳雙列直插式封裝，（3）P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。（4）P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，： P3口第二功能引腳功能RXD（串行接口輸入）TXD（串行接口輸出）/INT0（外部中斷0輸入）/INT1（外部中斷1輸入）T0（定時(shí)器0輸入信號(hào)）T1（定時(shí)器1輸入信號(hào)）/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。（9）/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在閑置模式下，CPU停止工作。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。（2） 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。（6） 可編程 的分辨率為9～12位，℃、℃、℃℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫。 DS18B20封裝圖 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。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。 DS18B20溫度數(shù)據(jù)表 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。R1和R0用來(lái)設(shè)置分辨率，：（DS18B20出廠時(shí)被設(shè)置為12位） 溫度分辨率設(shè)置表R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間009位0110位1011位375ms1112位750ms高速暫存存儲(chǔ)器由9個(gè)字節(jié)組成。第九個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié)。搜索 ROM0FOH用于確定掛接在同一總線上 DS1820 的個(gè)數(shù)和識(shí)別 64 位 ROM 地址。告警搜索命令0ECH執(zhí)行后只有溫度超過(guò)設(shè)定值上限或下限的片子才做出響應(yīng)。復(fù)制暫存器48H將RAM中第3 、4字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到EEPROM中。 DS18B20工作原理DS18B20的讀寫時(shí)序和測(cè)溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由2s 減為750ms。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重 新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡(jiǎn)單，可以開(kāi)發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度 監(jiān)控系統(tǒng)。每個(gè)點(diǎn)陣都可以顯示一個(gè)字符。 LCD160內(nèi)含的CGROM字符代碼表中的00H~07H地址中的內(nèi)容沒(méi)有定義，它是用戶自定義區(qū)域。首先寫入行地址。 時(shí)鐘電路，振蕩頻率取決于適應(yīng)晶體的振蕩頻率，~12MHz，CC2主要起頻率微調(diào)和穩(wěn)定作用，電容可取5~30pF。 LCD1602液晶顯示屏的接口連線 溫度檢測(cè)電路，、DS18B20采用外部供電方式，I/O口線要接5K?左右的上拉電阻，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)。的內(nèi)容是否與預(yù)設(shè)一樣，如不一樣，則發(fā)光報(bào)警。 DS18B20初始化 。首先設(shè)置循環(huán)次數(shù)為8次，通過(guò)總線延遲將8位數(shù)據(jù)讀入單片機(jī)內(nèi)。當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)從高電平拉到低電平時(shí)，寫時(shí)間隙開(kāi)始，數(shù)據(jù)線必須保持至少1μs；從DS18B20輸出的數(shù)據(jù)在讀時(shí)間隙的下降沿出現(xiàn)后15μs內(nèi)有效。在讀時(shí)間隙的結(jié)尾，I/O同樣，先設(shè)置循環(huán)次數(shù)為8次，通過(guò)總線延遲將8位數(shù)據(jù)寫入單片機(jī)內(nèi)。時(shí)間隙。在一個(gè)15μs如果線上事高電平，就是寫1，如果是低電平，就是寫0。時(shí)間隙，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平并保存60μs。 寫DS18B20流程圖 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令，當(dāng)采用12位分辨率時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為750ms。 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序流程圖第6章 仿真、制作及系統(tǒng)調(diào)試 仿真結(jié)果通過(guò)Proteus軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。其中圖a為第1路DS18B20所檢測(cè)的溫度，℃，液晶顯示與DS18B20的一致，說(shuō)明仿真正確。圖d為循環(huán)回來(lái)顯示的1路溫度值。 a b c d 三路溫度仿真圖 系統(tǒng)調(diào)試本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)的調(diào)試以程序的調(diào)試為主。軟件調(diào)試到液晶能顯示溫度值，而且在有溫度變化時(shí)（例如改變傳感器的溫度值）顯示溫度能改變。 a b c d 各路溫度顯示圖圖中a、b、c圖分別為第1路、第2路、第3路檢測(cè)的溫度，圖d為循環(huán)一周期后重新顯示的第1路溫度。芯片控制溫度傳感器DS18B20，再輔之以部分外圍電路實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫度的監(jiān)測(cè)，性能穩(wěn)定，精度教高，而且擴(kuò)展性能很強(qiáng)大。根或2由于DS18B20的測(cè)量精度只有177。是基于帶隙結(jié)構(gòu)的數(shù)字式溫度傳感器，PN并且能夠熟悉使用proteus進(jìn)行硬件仿真，keil進(jìn)行程序編譯，培養(yǎng)了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、獨(dú)立設(shè)計(jì)