【正文】 the ponent designs a multipoint temperature monitoring system. The hardware of the graduation design: Temperature detection part of the use of digital temperature sensor DS18B20 detection temperature signal to the microcontroller display。 Single chip processor。在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中，在電力、化工、石油、冶金、機(jī)械制造、大型倉儲(chǔ)室、實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)場(chǎng)塑料大棚甚至人民的居室里經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)實(shí)際的要求對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行控制。 隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)溫度測(cè)量的各種要求越來越高。因此，多點(diǎn)溫度測(cè)量技術(shù)的實(shí)現(xiàn)顯得非常的重要。 國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀及水平 傳感器的發(fā)展處在信息技術(shù)的前沿尖端位置，尤其是溫度傳感器被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首。在國內(nèi)和國際應(yīng)用集成傳感器中它是最常見的典型產(chǎn)品，如 AD590、 LM13 TMP1 AD592等；模擬集成溫度控制器包括一個(gè)可編程溫控開關(guān)、溫度控制器，其中 LM5 AD22105和 MAX6509 為其典型產(chǎn)品。智能溫度傳感器能輸出溫度數(shù)據(jù)和溫度控制的相關(guān)量，適合各種單片機(jī)；它是基于硬件在軟件測(cè)試能力的基礎(chǔ)之上開發(fā)的，其智能 化的高低還取決于軟件開發(fā)水平。在美國達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司推出的數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，具有獨(dú)特的接口，只需要占用一個(gè)輸入 /輸出接口就可以完成與單片機(jī)的通訊；在 10℃ ～ +85℃ 溫度范圍是 177。 綜上所述：畢業(yè)設(shè)計(jì)采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 作為測(cè)溫元件。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括：溫度檢測(cè)、單片機(jī)數(shù)據(jù)采集處理、顯示、鍵盤設(shè)定、報(bào)警電路等部分。溫度傳感器大致可以分為傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器，模擬集成溫度傳感器 /控制器，智能溫度傳感器。 (2) AD590 的電源電壓范圍為 4V～ 30V，可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。 基于單片機(jī)的多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 5 （ 6） 缺點(diǎn)： A/D 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)較煩瑣，而且使用 AD590 進(jìn)行溫度檢測(cè)必須對(duì)端口進(jìn)行補(bǔ)償，以減小誤差 [5] 。當(dāng) DSl8B20 采集到 多個(gè) 溫度信號(hào)后，進(jìn)行電信號(hào)轉(zhuǎn)換送至 AT89C51 中處理，同時(shí)將溫度送到LCD1602 液晶顯示器中顯示，單片機(jī)根據(jù)初始化設(shè)置的溫度上限進(jìn)行判斷處理，即如果溫度大于所設(shè)的最高溫度和小于所設(shè)定的最低溫度就啟動(dòng)報(bào)警裝置 [6]。 （ 2）每個(gè)器件有唯一的 64 位的序列號(hào)存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中。 （ 6）內(nèi)部有溫度上、上限告警設(shè)置。 5℃ 設(shè)計(jì)方案三 這個(gè)方案使用 STC89C52 單片機(jī)作為控制的核心，以數(shù)字溫度傳感器 DS18B20為溫度的測(cè)量元件，在這個(gè)電路中采用 2 個(gè) DS18B20 對(duì)各點(diǎn)溫度進(jìn)行檢測(cè)，通過三個(gè)按鍵對(duì)正常溫度進(jìn)行設(shè)置，顯示電路采用 LCD1602 模塊，如圖 23 所示 。其他的功能基本相同。采用 LCD1602 液晶顯示器，同時(shí)顯示路數(shù)和溫度。 方案二以 DS18B20為傳感器和 AT89C51單片機(jī)為控制核心組成多點(diǎn)溫度測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 電源電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、傳感器電路、 鍵盤與 溫度顯示電路、上限報(bào)警電路 等組成部。大大提 高了系統(tǒng)的抗干擾能力。 方案三以 DS18B20 為傳感器和 STC89C52 單片機(jī)為控制核心組成多點(diǎn)溫度測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 電源電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、傳感器電路、 鍵盤與 溫度顯示電路、上限報(bào)警電路 等組成部。溫度是日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常需要測(cè)試的重要參數(shù)。其中以美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的 DS18B20 為代表的數(shù)字式智能溫度傳感器憑借其突出優(yōu)點(diǎn)廣泛使用于各種環(huán)境的自動(dòng)化測(cè)量及控制系統(tǒng)中，所以，畢業(yè)設(shè)計(jì)選用了數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 作為測(cè)溫元件。由于單片機(jī)具有強(qiáng)大的運(yùn)算和控制功能，使得整個(gè)系統(tǒng)具有模塊化、硬件電路簡(jiǎn)單以及操作方便等優(yōu)點(diǎn)。目前市場(chǎng)上比較流行的單片機(jī)英特爾公司，菲利普公司的 8051 單片機(jī)，摩托羅拉的 M6800 系列微控制器，英特爾 MCS96 系列單片機(jī) [11]。 綜上所述：畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)用深圳智威（香港）電子有限公司（ WINBOND 代理商）的STC89C52 進(jìn)行系統(tǒng)控制，運(yùn)用到了復(fù)位電路，時(shí)鐘電路，串口， I/O 口。開關(guān)復(fù)位是用按鈕來控制單片機(jī)的復(fù)位電路，如果發(fā)生死機(jī)，單片機(jī)基于單片機(jī)的多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 9 的復(fù)位按鈕按下，使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)復(fù)位操作是單片機(jī)的初始化過程，包括程序計(jì)數(shù)器寄存器PC=0000H， P0P3=FFH， SP=07H，其他寄存器是零。晶體通常用 6MHZ、 12MHz或 24MHZ。 圖 32 單片機(jī)時(shí)鐘電路 基于單片機(jī)的多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 10 溫度傳感器 溫度傳感器的選用 現(xiàn)代傳感器的原理和結(jié)構(gòu)有很大差別，如何根據(jù)測(cè)量的目的，測(cè)量對(duì)象和測(cè)量環(huán)境合理選擇傳感器，是在測(cè)量前首先要解決的問題。必須首先考慮使用哪種原理的傳感器，這就需要去分析各種因素來決定。 它在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較 DS1820 有了很大的改進(jìn) , 給用戶帶來了更方便的使用 [13]。在系統(tǒng)啟動(dòng)之時(shí)，用按鍵設(shè)置各點(diǎn)溫度的上限值，當(dāng)某 點(diǎn)溫度超過設(shè)置值時(shí)，報(bào)警器開始報(bào)警， LCD1602 液晶基于單片機(jī)的多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 11 顯示器顯示該傳感器的路數(shù)、設(shè)置溫度值、實(shí)際溫度值、從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)各點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。輸入 /輸出接單片機(jī)的輸入 /輸出接口。 圖 34 DS18B20 外部電源供電方式 （ 2）報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有光電報(bào)警電路，如圖 35 所示。 （ 1）畢業(yè)設(shè)計(jì)中，按鍵主要是用來設(shè)置溫度的上限，對(duì)其上限加和上限減操作，以達(dá)到所要求的溫度值。 基于單片機(jī)的多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 13 圖 37 LCD1602 的外觀 D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 2L M 0 1 6 L 圖 37 LCD1602 的引腳 LCD1602 引腳功能的說明： 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 31 所示。 （ 3）掛接傳感器的 DS18B20 總線電纜是有長(zhǎng)度大小限制的。因此，在用 DS18B20 進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分 考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。用機(jī)器語言編寫的程序是不容易記住，難以解決，不易于修改。匯編語言不是高級(jí)語言，它的通用性不強(qiáng)，但屬于一些計(jì)算機(jī)所特有的和計(jì)算機(jī)的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)是密切相關(guān)的。這使得匯編語言程序是不可移植，使用不便；其次，如果必須使用匯編語言編程就必須了解它的硬件結(jié)構(gòu)和性能，對(duì)使用者提出了較高的要求。 單片機(jī)應(yīng)用軟件系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)包括： (1) 功能模塊的劃分、程序流程的建立，模塊接口的設(shè)計(jì)與編程。 (4) 畢業(yè)系統(tǒng)采用 C 語言編程。 STC89C52單片機(jī)D S 1 8 B 2 0 溫 度 傳 感 器高 溫 度 報(bào) 警 指 示L C D 1 6 0 2 顯 示 器 圖 42 軟件實(shí)現(xiàn)流程圖 基于單片機(jī)的多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 17 系統(tǒng)主程序流程圖 首先要對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊初始化，先執(zhí)行測(cè)溫子程序，獲取外界的溫度值送STC89C52 單片機(jī)進(jìn)行處理，調(diào)用相應(yīng)的顯示子程序，對(duì)獲取的溫度顯示。對(duì)一個(gè)單一的 DS18B20 芯片總線訪問來說， 每個(gè)設(shè)備必須遵守以下命令序列： 第一是初始化；第二是執(zhí)行 ROM 命令；第三就是執(zhí)行功能命令 (R0M 命令和功能命令 )。應(yīng)答脈沖讓主機(jī)知道從機(jī)在總線上，并一切準(zhǔn)備就緒。這些命令允許主機(jī)寫入或讀取它的暫存器，啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換和判斷從機(jī)器的電源供電模式。這些命令允許主機(jī)能夠檢測(cè)有多少個(gè)從機(jī)設(shè)備在總線上，以及設(shè)備的類型 或沒有設(shè)備處于報(bào)警狀態(tài)。所有的時(shí)序都是以主機(jī)為 Master，單總線元器件是以 Slave，每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸都是從主機(jī)開始，開始寫的時(shí)序，若需要單總線元器件發(fā)送數(shù)據(jù)寫入命令，主機(jī)需要啟動(dòng)讀的時(shí)序來完成數(shù)據(jù)的接收。 LCD1602液晶顯示屏擁有的特點(diǎn)是功耗低、超薄輕巧、體積小、顯示內(nèi)容格式非常豐富、超薄輕巧、使用方便等，在家用電器、工業(yè)控制儀器儀表、電子設(shè)備等低功耗非常低的應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)中得到了很廣泛的使用 ，如圖 44所示。} while(!key)。} if(key2==0) //S3 報(bào)警溫度減一 {delay(10)。 讀 入 溫 度大 于 所 設(shè) 定 的 溫 度 上 限 值報(bào) 警 器 響 起 圖 45 報(bào)警程序流程圖 本章小結(jié) 軟件設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于 DS18B20 的時(shí)序，如果時(shí)序不正確，將無法讀出正確的溫度值，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響。用鼠標(biāo)指向某傳感器的 ↑和↓或點(diǎn)擊左鍵，屏幕上對(duì)應(yīng)位置的溫度值將隨之增減。 圖 53 仿真出錯(cuò)圖 （ 3）如圖 54 是按下按鍵 S2 后， LCD1602 顯示的是溫度的上限初始值加 。通過這次仿真使我學(xué)到了很多，首先在以后的做事中，最起碼的細(xì)心要有，做事不求最好，但求更好 。 DS18B20測(cè)量溫度的時(shí)，靈敏度不夠高，快速變化的溫度不能迅速顯示其變化。我對(duì)此只是做了一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。使用其構(gòu)建的系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)：硬件連線簡(jiǎn)單，省去了使用模擬傳感器要進(jìn)行放大、數(shù)模轉(zhuǎn)換等工作，由于它的級(jí)聯(lián)功能，一條總線可掛接多個(gè)傳感器測(cè)量不同位置的溫度，根據(jù)DS18B20唯一的序號(hào)識(shí)別不同傳感器在各自位置的溫度。并對(duì)我們?nèi)绾胃鶕?jù)要做的課題對(duì)現(xiàn)有的資料進(jìn)行理解和運(yùn)用的能力的考核。也為我即將面臨的工作奠定了很好的基礎(chǔ)。 26 參考文獻(xiàn) [1] 張開生 ,郭國法 .MCS51 單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J].微計(jì)算機(jī)信息 ,20xx,21(7): 6869. 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