【正文】 計方面，選擇控制器，進行硬件電路的設(shè)計，包括檢測電路、提示電路、顯示電 路、外圍輔助電路等；軟件方面，利用 C 語言或者匯編語言編寫程序，實現(xiàn)各功能測試。 DS18B20 是美國 MAXIM 半導(dǎo)體器件公司的全子公司 Dallas 生產(chǎn)的一種但數(shù)據(jù)總線數(shù)字輸出型全集成式智能溫度傳感器，其優(yōu)點是集測溫敏感元件及其 A/D 轉(zhuǎn)換、運算處理、邏輯控制、 ROM 和 RAM單元、 I/O 端口 等電路模塊全部集成在一塊極小的半導(dǎo)體芯片上，簡化了電路設(shè)計，與傳統(tǒng)的溫度傳感器相比，新型的智能溫度傳感器具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強、易于與微處理器接口等優(yōu)點。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 近年來，在溫度的測控領(lǐng)域，多種新型的測量技術(shù)已經(jīng)取得了重大突破，新一代溫度測量元件正在不斷出現(xiàn)和完善化，從晶體管測溫元件到智能集成電路測溫元件、核磁共振溫度測量器、激光以及微波測溫等等。 集成電路的大規(guī)模發(fā)展對單片機控制電路的實際運用有著巨大的推動作用。 本系統(tǒng)利用 4片溫度傳感器 DS18B20把所測得的溫度發(fā)送到 AT89C52單片機上，通過單片機的處理發(fā)送到顯示單元進行顯示。 基于單片機的多點溫度測試系統(tǒng) 摘 要 集成電路的大規(guī)模發(fā)展對單片機控制電路的實際運用有著巨大的推動作用。系統(tǒng)運用單片機進行溫度上下限設(shè)定，對各點溫度進行測控報警， 運用主從分布式思想，實現(xiàn)溫度的遠程控制，構(gòu)成多點溫度檢測系統(tǒng)。單片機具有體積小、重量輕、價格便宜、低功耗、控制功能強及運算速度快等特點，使其在測控系統(tǒng)、智能儀表、機電一體化產(chǎn)品、智能接口等方面具有較廣泛的 運用。這種現(xiàn)象充分地表明了溫度測量技術(shù)的發(fā)展 已經(jīng)進入到了一種新的時代，人們會隨著身處的不同環(huán)境來選擇不同的溫度測控方式?；趩纹瑱C的智能溫度檢測技術(shù)具有廣闊應(yīng)用前景和巨大經(jīng)濟價值。 具體要求能夠做出實物，實現(xiàn)基本功能。系統(tǒng)由數(shù)字溫度計 DS1820 和微控制器 AT89C52 構(gòu)成的溫度測量裝置，通過液晶顯示器進行溫度顯示，并通過按鍵進行報警上下限設(shè)置，當(dāng)溫度超過設(shè)定范圍時，聲光報警系統(tǒng)會進行報警提示。 單片機的選擇 單片機的全稱是單片微型計算機，又稱 MCU，是將計算機 的基本部分微型化，使之集成在一塊芯片上的微機，片內(nèi)含有 CPU、 ROM、 RAM、并行 I/O 接口、定時 /計數(shù)器、 A/D、 D/A、中斷控制、系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)總線等[3]。目前 89 系列單片機取代了傳統(tǒng)的 MCS51 系列單片機，成為了人們使用的主流單片機之一，慮到本系統(tǒng)是多路溫度檢測，顯示及控制線路較多，所以選擇性價比相對較高的AT89C52 單片機。綜上所述，選用智能溫度傳感器 DS18B20 不僅可以降低電路設(shè)計的難度，同 6 時還可以提高所測溫度的準(zhǔn)確度，故可以選用四個數(shù)字溫度傳感器 DS18B20組成溫度的采集模塊。 圖 23 DS18B20 引腳圖 DS18B20 有兩種供電方式：一是使用外接電源供電，它是最普通的供電方式，二是使用其內(nèi)部的寄生電源供電，寄生電源方式是指 DS18B20 可以通過數(shù)據(jù)線為自身供電，即通過內(nèi)部電容存儲數(shù)據(jù)總線上電信號的能量來產(chǎn)生電能，為傳感器工 作供電。 DALLAS DS18B20 1 2 3 GND DQ VDD 7 一般情況下，每次使用 DS18B20 時，都必須按照上述這三步的操作順序訪問 DS18B20 器件 ,不能缺少其中任何一個步驟，也不能變更這三個步驟的執(zhí)行順序。 搜索 ROM 0F0H 主機可以通過發(fā)送和執(zhí)行“搜索 ROM 命令”，來識別這些單總線器件的序列號，確定在線的 DS18B20 器件的數(shù)量和類型。 讀寄存器 0BEH 讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的內(nèi)容。 讀供電方式 0B4H 此命令用來使主機知曉 DS18B20 當(dāng)前使用的電源供電方式 ，寄生供電時 DS18B20 發(fā)送“ 0”，外接電源供電 DS18B20 發(fā)送“ 1”。但 DS18B20 初次上電時默認(rèn)的溫度轉(zhuǎn)換精度為 12 位碼。 6) 電源電壓適用范圍： ～ 。 LCD1602 模塊為 2 16 字 ，芯片工作電壓為（ ～ ） V，工作電流為 ()，模塊最佳工作電壓為 ，字符尺為 (WH)mm。共有 11 條命令，如表 22所示。光標(biāo)回到主屏幕左上角。 命令 4：顯示與不顯示設(shè)置。 命令 5：光標(biāo)或屏幕內(nèi)容移位選擇。 DL：為 0 時設(shè)為 4 位數(shù)據(jù)接口，為 1 時設(shè)為 8 位數(shù)據(jù)接口。 命令 8： DDRAM 地址設(shè)置，地址范圍 00H～ 7FH。要配合地址設(shè)置命令。本系統(tǒng)主要包括微處理器、四路溫度的采集器、顯示電路、復(fù)位電路、時鐘電路、鍵盤電路、聲光報警電路等。 圖 31 時鐘電路 復(fù)位電路的設(shè)計 復(fù)位是使單片機獲系統(tǒng)中的其他部件處于某種確定的初始狀態(tài)。 復(fù)位信號變低電平時，單片機開始執(zhí)行程序。 DS18B20 有三個引腳，其中兩根是電源線 VDD 和 GND，另外一根用作 13 總線 DQ(Data In/Out)，其輸 入 和輸 出 均是數(shù)字信號 ， 與 TTL電平兼容，因此其可以與微處理器直接進行接口，從而省去了一般傳感器所必需的中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。四路溫度同時顯示在 1602 上，便于讀數(shù)，接口電路如圖 34所示。 圖 35 鍵盤電路 15 聲光報警電路 由于本系統(tǒng)設(shè)有報警系統(tǒng)，單片機需對 溫度傳感器所測得的溫度進行檢測，并與設(shè)定的溫度上限縣進行比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)所測溫度超出所設(shè)定溫度值的范圍時單片機發(fā)出報警信號。整個系統(tǒng)進行循環(huán)工作。根據(jù)對以上流程圖的分析系統(tǒng)軟件設(shè)計可分為溫度的讀取轉(zhuǎn)換模塊、 LCD 溫度顯示模塊、按鍵處理模塊和報警模塊幾個部分。 18 溫 度 讀 取 額 程 序 入 口D S 1 8 B 2 0 復(fù) 位D Q 拉 低延 時 大 于 4 8 0 μ s ？跳 過 讀 D S 1 8 B 2 0 序 列 號啟 動 溫 度 轉(zhuǎn) 換跳 過 讀 D S 1 8 B 2 0 序 列 號D S 1 8 B 2 0 讀 取 溫 度D S 1 8 B 2 0 復(fù) 位8 位 數(shù) 據(jù) 讀 完 ？判 斷 溫 度 值 符 號返 回 NYNY 圖 42 溫度讀取轉(zhuǎn)換流程圖 1） 復(fù)位和應(yīng)答脈沖時隙 首先，主機發(fā)送“復(fù)位脈沖”（低電平），將 DS18B20 的 DQ 總線下拉為低電平，并保持 480μs 以上，之后主機釋放數(shù)據(jù)線并轉(zhuǎn)入接收狀態(tài)；由上 19 拉電阻將 DQ 總線拉 至高電平，與此同時， DS18B20 開始檢測脈沖電平的上升沿，這個過程大約延遲 15～ 60μs，完成此操作后 DS18B20 發(fā)送存在脈沖，將 DQ 總線下拉為低電平 [5]。所有讀時隙至少需要 60μs。通過編程使第一路溫度顯示在液晶顯示器的 00H～ 005H 位置，第二路溫度顯示在液晶顯示器的0AH～ 0FH 位置，第三路溫度顯示在液晶顯示器的 40H～ 45H 位置，第四路溫度顯示在液晶顯示器的 4AH～ 4FH 位置。 22 報 警 子 程 序 入 口讀 取 四 路 D S 1 8 B 2 0 溫 度 值某 路 溫 度 值 超 出 設(shè) 定 范 圍 ？P 1 . 7 口 輸 出 矩 形 波 驅(qū)動 蜂 鳴 器 報 警相 應(yīng) 溫 度 提 示 口 輸 出 低 電 平 ， 發(fā)光 二 極 管 熄 滅 ， 進 行 報 警 提 示返 回NY 圖 45 報警模塊流程圖 PROTEUS 軟件是英國 Labcenter Electronics 公司出品的電子設(shè)計自動化軟件，包括 ISIS 和 ARES 兩部分， ISIS 提供了 30 多個元件庫數(shù)千種元器件和多種現(xiàn)實存在的虛擬儀器儀表，可以直觀地仿真微控制器系統(tǒng)、數(shù)字電路和模擬電路的功能和結(jié)果。 在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，使用了數(shù)字化的溫度傳感器 DS18B20，簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的以模擬量為基礎(chǔ)的溫度傳感器想比， 數(shù)字化的溫度傳感器不需要進行 A/D 轉(zhuǎn)換，溫差的補償，使用起來更加方便可靠。單片機強大的綜合性功能使軟件程序的設(shè)計變得簡單，各變量的使用非常靈活，在設(shè)計時要考慮按鍵的去抖動，同時也要注意高低電平的輸出，采用軟硬件相結(jié)合的方式，可 以避免走許多彎路，有利于系統(tǒng)的維護和調(diào)試。 [4] 喻宗泉，李建民，喻晗 《單片機原理與應(yīng)用技術(shù)》，西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 20xx 年，第 18～ 38 頁。 25 答 謝 經(jīng)過兩個多月的努力，我的論文已經(jīng)接近尾聲，在這兩個多月里遇到了許多困難，但在指導(dǎo)老師及同學(xué)的幫助下，所有的困難都一 一解決了，在這里要特別感謝王老師，在論文的選題，開題報告的提交，以及論文的寫作過程中都給了我極大的幫助。 //一號 ds18b20 與單片機連接口 sbit DQ1=P1^1。 //一號 ds18b20 報警 顯示接口 sbit D2=P2^2。 //LCD 控制腳 sbit RW=P2^6。 sbit key2=P3^5。 //報警信號 uchar code str3[]={set high }。 uchar data disdata2[5]。 unsigned char temphigh=40,templow=5。 //溫度值 uchar tflag,tflag1,tflag2,tflag3。i++) for(j=0。 RW=0。 delay1ms(5)。 P0=dat。 EN=0。 //寫一個字符后地址指針加 1 wr_(0x01)。 p++。 } /******************二號初始化 ***********************/ init_play1() //2 號初始化顯示 { lcd_init()。 } /******************四號初始化 ***********************/ init_play3() //4 號初始化顯示 { lcd_init()。 DQ = 1。 //精確延時大于 480us DQ = 1。 for (i=8。 DQ = 1。 } void ds1820wr(uchar wdata) //寫數(shù)據(jù) { uchar i=0。 DQ = wdataamp。 wdata=1。 //跳過讀序列號 ds1820wr(0x44)。 //讀取溫度 30 a=ds1820rd()。 tvalue=tvalue|a。 } tvalue=tvalue*()。 //百位數(shù) disdata[1]=tvalue%1000/100+0x30。 //正溫 度不顯示符號 else flagdat=0x2d。 wr_dat(flagdat)。 wr_dat(disdata[1])。 wr_dat(0x2e)。 } void ds1820rst1() //ds1820 復(fù)位 { uchar x=0。 //DQ 拉低 delay_18B201(100)。 uchar dat1 = 0。 //給脈沖信號 dat1=1。 } return(dat1)。 i) { DQ1 = 0。 DQ1 = 1。 ds1820wr1(0xcc)。 //跳過讀序列號 ds1820wr1(0xbe)。 tvalue1=8。 tflag1=1。 disdata1[0]=tvalue1/1000+0x30。 //小數(shù)位 if(tflag1==0) flagdat1=0x20。 //如果百位為 0，十位為 0 也不顯示 33 } wr_(0x80+0x0A)。 //顯示百位 wr_(0x80+0x0C)。 //顯示個位 wr_(0x80+0x0E)。 //顯示小數(shù)位 } /*******************三號 DS18B20 程序 **************************/ void delay_18B202(unsigned int i) //延時 1 微秒 { while(i)。 //延時 DQ2 = 0。 } uchar ds1820rd2() //讀數(shù)據(jù) { uchar i=0。i) { DQ2 = 0。 delay_18B202(10)。 i0。