【正文】 ltichannel temperature detection, measurement accuracy can reach ℃ . The system uses LCD1602A liquid crystal display modules,LCD1602A as a display, the display of visual images to measure the temperature. This article first described in the introduction of this system, as well as background features. The second chapter to determine the design. In the third chapter discusses the overall design process to determine the technical specifications and the choice of devices and a description of the hardware circuit design, hardware design and diagram used in a variety of features and functions of the chip. Chapter IV analyzes the key software design process. The final chapter discusses the specific system debugging and debug software problems. AT89C51 single chip based on singlebus multipoint temperature measurement and control system with simple hardware ponents, multipoint temperature, easy reading, highaccuracy, wide temperature range, and other characteristics of the actual projects are widely used Key words： digital temperature sensor, AT89C51 single chip, singlebus 3 目錄 摘 要 ................................................... 1 ABSTRACT .................................................. 2 第 1 章 緒 論 ........................................... 4 第 2 章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ........................................ 6 方案設(shè)計(jì) .................................................. 6 方案論證 .................................................. 7 第 3 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................... 8 工作原理 .................................................. 8 單元電路設(shè)計(jì) .............................................. 9 DS18B20 與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) ........................... 9 鍵盤電路設(shè)計(jì) .......................................... 17 顯示電路設(shè)計(jì) .......................................... 19 報(bào)警電路設(shè)計(jì) ......................................... 23 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ....................................... 24 軟件設(shè)計(jì)總體思路及主程序流程圖 ........................... 24 測(cè)溫模塊流程圖 ........................................... 25 溫度的采集 ........................................... 26 多點(diǎn)溫度的測(cè)量 ....................................... 26 顯示模塊流程圖 ........................................... 27 鍵盤掃描流程圖 ........................................... 28 第 5 章 元器件安裝及調(diào)試 .................................... 30 元器件安裝 ............................................... 30 產(chǎn)品 調(diào)試 ................................................. 32 測(cè)試環(huán)境及工具 ........................................ 32 溫度檢測(cè)部分測(cè)試 ...................................... 32 電路主板測(cè)試 .......................................... 33 統(tǒng)一調(diào)試 .............................................. 33 總 結(jié) ......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 溫度的變化會(huì)給我們的生活、工作、生產(chǎn)等帶來(lái)重大影響，因此對(duì)溫度的測(cè)量至關(guān)重要。近年來(lái)，已經(jīng)有不少分布式溫度傳感器的報(bào)道，包括基于光纖非線性效應(yīng)的拉曼溫度傳感器等，但由于其昂貴的成本而無(wú)法得到廣泛的應(yīng)用。所以，相對(duì)于傳統(tǒng)溫度傳感器而言 ,DS18B20 數(shù)字溫度傳感器具有更高的經(jīng)濟(jì)性、靈活性、抗干擾性和精確度 ,在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度的變化，通過(guò) LCD1602 字符型 液晶顯示 5 各節(jié)點(diǎn)溫度的數(shù)值，當(dāng)溫度值超出所設(shè)定的值時(shí)，報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警，從而遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)溫度系統(tǒng)的管理和控制。如圖 11 所示 : 圖 11 方案一溫度測(cè)量系統(tǒng)方案框圖 方案二：該方案使用了 AT89C51 單片機(jī)作為控制核心 ,以智能溫度傳感器DS18B20 為溫度測(cè)量元件，采用多個(gè)溫度傳感器對(duì)各點(diǎn)溫度進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò) 4 4 鍵盤模塊對(duì)溫度進(jìn)行上、下限設(shè)置，超過(guò)其溫度值就報(bào)警。由于采用了多個(gè)分立元件和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，容易出現(xiàn)誤差，測(cè)量結(jié)果不是很準(zhǔn)確，因此本方案并不可取。 綜上所述，本課題應(yīng)當(dāng)采用方案二對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。主機(jī)按照通信協(xié)議用一個(gè) IO 口模擬 DS18B20 的時(shí)序，發(fā)送命令（初始化命令、 ROM 命令、功能命令）給 DS18B20，并讀取溫度值，在內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值處理，用字符型液晶模塊顯示各點(diǎn)的溫度。 DS18B20 雖然有測(cè)溫簡(jiǎn)單的特點(diǎn) ,但在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意一下幾點(diǎn) : (1)較小的硬件開(kāi)銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償 , 由于 DS1820 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對(duì) DS1820 進(jìn)行讀寫編程 時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫 . (2)在DS1820 的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛 DS1820 數(shù)量問(wèn)題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè) DS1820，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。 DS18B20 只有三個(gè)引腳，一個(gè)接地，一個(gè)接電源，一個(gè)數(shù)字輸入輸出引腳接單片機(jī)的 I/O 口，電源與數(shù)字輸入輸出腳間需要接一個(gè) 的電阻。 AT89C51 可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)的成本。 AT89C51 芯片提供三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密，提供了方便靈活而可靠的硬加密手段，能完全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。它與 MCA51 系列單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容，不僅可完全代替 MCS51 系列單片機(jī)，而且能使系統(tǒng)具有許多 MCS51 系列產(chǎn)品沒(méi)有的功能。工作電壓范圍寬（ ~6V），全靜態(tài)工作，工作頻率寬在 0Hz～ 24MHz 之間，比 8751/87C51 等 51 系列的6MHz～ 12MHz 更具有靈活性 ,系統(tǒng)能快能慢。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。 ? 測(cè)量溫度范圍在 － 到 ＋ 之間。 64 位 ROM 存儲(chǔ)器件獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。第八字節(jié)含有循環(huán)冗余碼（ CRC ）。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。 表 34DS18B20溫度數(shù)據(jù)表 TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT DIGITAL OUTPUT +125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0H +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550H +℃ 0000 0001 1001 0001 0191H +℃ 0000 0000 1010 0010 00A2H +℃ 0000 0000 0000 1000 0008H 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H ℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8H ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5EH ℃ 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90H ③ DS18B20 溫度傳感器的存儲(chǔ)器 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。 訪問(wèn) DS18B20 必須嚴(yán)格遵守這一命 令序列，如果丟失任何一步或序列混亂，DS18B20 都不會(huì)響應(yīng)主機(jī)（除了 Search ROM 和 Alarm Search 這兩個(gè)命令，在這兩個(gè)命令后，主機(jī)都必須返回到第一步）。 b. ROM 命令： ROM 命令通過(guò)每個(gè)器件 64bit 的 ROM 碼，使主機(jī)指定某一特定器件（如果有多個(gè)器件掛在總線上）與之 進(jìn)行通信。 指令 協(xié)議 功能 讀 ROM 33H 讀 DS18B20中的編碼 (即 64位地址 ) 符合 ROM 55H 發(fā)出此命令后，接著發(fā)出 64 位 ROM編碼，訪問(wèn)單總線上與該編碼相對(duì)應(yīng)的 DS18B20,使之作出響應(yīng)，為下一步對(duì)該 DS18B20 的讀寫作準(zhǔn)備 搜索 ROM 0F0H 用于確定掛 接在同一總線上 DS18B20的個(gè)數(shù)和識(shí)別 64位 ROM地址，為操作各器件作好準(zhǔn)備 跳過(guò) ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20V 溫度轉(zhuǎn)換命令，適用于單個(gè) DS18B20工作 報(bào)警搜索命令 0ECH 執(zhí)行后，只有溫度超過(guò)廟宇值上限或下限的片子才做出響應(yīng) 溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動(dòng) DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間最長(zhǎng)為 500ms(典型為200ms),結(jié)果豐入內(nèi)部 9字節(jié) RAM中 讀暫存器 BEH 讀內(nèi)部 RAM中 9字節(jié)的內(nèi)容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的第 4字節(jié)寫上、下溫度 數(shù)據(jù)命令，緊該溫度命令之后，傳達(dá)兩字節(jié)的數(shù)據(jù) 15 復(fù)制暫存器 48H 將 RAM中第 4字內(nèi)容復(fù)制到 E2PROM中 重調(diào) E2PROM 0B8H 將 E2PROM中內(nèi)容恢復(fù)到 RAM中的第 4字節(jié) 讀供電方式 0B4H 讀 DS18B20的供電模式，寄生供電時(shí) DS18B20發(fā)送“ 0”，外部供電時(shí) DS18B20發(fā)送“ 1” 表 37 (6)DS18B20 的信號(hào)方式 DS18B20 采用嚴(yán)格的單總線通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。 ：復(fù)位脈沖和應(yīng)答脈沖 在初始化過(guò)程中，主機(jī)通過(guò)拉低單總線至少 480181。 DS18B20 檢測(cè)到這個(gè)上升沿后，延時(shí) 15181。s 產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。讀 /寫時(shí)序如圖 39所示。s，且在兩次寫時(shí)序之間至少需要 1181。s 內(nèi)釋放總線，然后由上拉電阻將總線拉至高電平。s~60181。所以主機(jī)在發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)序，以便 DS18B20 能夠傳送數(shù)據(jù)。 每次讀時(shí)序由主機(jī)發(fā)起，拉低總線至少 1181。當(dāng)傳送 0 時(shí)， D