【正文】 P 2 口高四位置 1N本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 24 頁 共 61 頁 程序設(shè)計 主程序設(shè)計 系統(tǒng)主程序 ： 見附錄二 。 （ 6）寫顯示數(shù)據(jù) D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 0 顯 示 數(shù) 據(jù) 該操作將 8 位數(shù)據(jù)寫入先前已確定的顯示存儲器的單元內(nèi)。 （ 3）顯示起始行設(shè)置 D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 1 顯示起始行（ 0~63） 指令表中 DB5～ DBO 為顯示起始行的地址，取值在 0～ 3FH（ 1～ 64 行 ） 范圍內(nèi)，它規(guī)定了顯示屏上最頂一行所對應(yīng)的顯示存儲器的行地址。 （ 1） 讀取狀態(tài)字 當(dāng) R/W=1， D/I=0 時，在 E信號為高的作用下，狀態(tài)分別輸出到數(shù)據(jù)總線上。當(dāng)讀取的溫度大于設(shè)置的溫度值時 ,報警器開始報警 ,LCD 顯示溫度的實際值、設(shè)置值、路數(shù)、狀態(tài)。 系統(tǒng)流程設(shè)計 主程序流程設(shè)計 主程序先對系統(tǒng)資源進(jìn)行初始化 ,調(diào)用 LCD 顯示子程序，顯示啟動畫面。 圖 電源電路 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 18 頁 共 61 頁 4 程序設(shè)計 系統(tǒng)資源分配 系統(tǒng)硬件資源分配 本系統(tǒng)電路連接及硬件資源分配如圖 。 LM386 的輸入端接單片機(jī)的引腳 ，輸出端接揚聲器。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 14 頁 共 61 頁 圖 鍵盤面板 顯示電路設(shè)計 LCD 引腳分布及功能 （ 1） 12864 液晶顯示 屏共有 20 個引腳，其引腳名稱及引腳編號的對應(yīng)關(guān)系如圖 ： 圖 12864液晶顯示模塊引腳分布圖 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20VSS VDD VO RS R / W E DB 0 DB 7DB 6DB 5DB 4DB 3DB 2DB 1 CS 1 CS 2 / RST VEE A K0 21 3設(shè)置 確認(rèn)右移左移重新設(shè)置98764 5本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 15 頁 共 61 頁 （ 2）引腳功能如表 所示： 表 12864液晶顯示模塊引腳功能 引腳 符 號 引 腳 功 能 引腳 符 號 引 腳 功 能 1 VSS 電源地 15 CS1 CS1=1 芯片選擇左邊 64*64點 2 VDD 電源正 +5V 16 CS2 CS2=1 芯片選擇右邊 64*64點 3 VO 液晶顯示驅(qū)動電源 17 /RST 復(fù)位（低電平有效） 4 RS H： 數(shù) 據(jù)輸入； L： 指令碼輸入 18 VEE LCD 驅(qū)動負(fù)電源 5 R/W H： 數(shù)據(jù)讀?。? L： 數(shù)據(jù)寫入 19 A 背光電源（ +） 6 E 使能信號。 圖 4 4鍵盤結(jié)構(gòu) 鍵盤面板 鍵盤面板如圖 所示 ,本系統(tǒng)使用的鍵盤有 10 數(shù)字鍵， 5 個功能按鍵。 行列式鍵盤與單片機(jī)的接口電 路如圖 ， H0H3 為行線，接單片機(jī) P2口的高 4 位， L0L3 為列線，接單片機(jī) P2 口的低 4 位。 ③ DS18B20 的命令序列 根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對 DS18B20 進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令，最后發(fā)送 RAM 指 令，這樣才能對 DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。當(dāng)傳送 0 時， DS18B20 在該時序結(jié)束時釋放總線，再由上拉電阻將總線拉回空閑高電平狀態(tài)。 每次讀時序由主機(jī)發(fā)起，拉低總線至少 1181。所以主機(jī)在發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便 DS18B20 能夠傳送數(shù)據(jù)。s~60181。s 內(nèi)釋放總線，然后由上拉電阻將總線拉至高電平。s，且在兩次寫時序之間至少需要 1181。讀 /寫時序如圖 所示。s產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。 DS18B20 檢測到這個上升沿后，延時 15181。且低位在前，高位在后。23 22 21 20 21 22 23 24 S S S S S 26 25 24 DS 18 B 20 單 片 機(jī)P 1 . 7VDDGNDDQ4 . 7 K本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 10 頁 共 61 頁 單片機(jī)對 DS18B20 的控制方法 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。其寄存器有 16 位 ,高 5 位為符號位 ,低13位為數(shù)據(jù)位。 DS18B20 與單片機(jī)接口技術(shù) DS18B20 的引腳功能 DS18B20 的引腳功能描述見表 。主機(jī)按照通信協(xié)議用一個 IO 口模擬 DS18B20 的時序，發(fā)送命令（初始化命令、 ROM 命令、 RAM 命令）給 DS18B20，轉(zhuǎn)換完成之后讀取溫度值，在內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值處理，用圖形液晶模塊顯示各點的溫度。 綜上所述，本課題采用方案二對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。 DS18B20 體積小、經(jīng)濟(jì)、使用方便靈活，測試精度高，較高的性能價格比，有 CRC 校驗，系統(tǒng)簡明直觀。 方案一采用模擬溫度傳感器 AD590，轉(zhuǎn)換結(jié)果需要經(jīng)過運算放大器和 AD 轉(zhuǎn)換器傳送給處理器。 （ 6）內(nèi)部有溫度上、下 限告警設(shè)置。 （ 2）在 DS18B20 中的每個器件上都有獨一無二的序列號。電壓輸出型的靈敏度一般為 10mV/K，溫度 0℃ 時輸出為 0，溫本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 共 61 頁 度 25℃ 時輸出 。 （ 4） 精度高 ， AD590 共有 I、 J、 K、 L、 M 五檔，其中 M 檔精度最高，在 ﹣55℃ ～ +150℃ 范圍內(nèi)，非線性誤差為 177。 單片機(jī)模 擬 溫 度 傳 感 器模 擬 溫 度 傳 感 器L C D 顯 示 電 路集成功放報警器4 4 鍵 盤模 擬 傳 感 器A D 5 9 0模 擬 溫 度 傳 感 器模 擬 溫 度 傳 感 器運算放大器多路選擇器A / D轉(zhuǎn)換 圖 基于模擬溫度傳感器的測量系統(tǒng)方案 本方案使用的測溫元件的性能指標(biāo)如下： （ 1） AD590 的測溫范圍為 ﹣ 55℃ ～ +150℃ 。其中硬件開發(fā)的難點在于各種元器件的選擇和使用，如各種電阻、電容等的選擇。 （ 4）系統(tǒng)軟件設(shè)計。本設(shè)計采用以AT89C51 為核心的單片機(jī)系統(tǒng)，來實現(xiàn)對溫度的檢測、 報警等功能。 我國是一個人口眾多的農(nóng)業(yè)大國 ,糧食生產(chǎn)、需求與儲備量很大 ,糧食在儲備的過程中常因糧食的濕度過大而升溫發(fā)熱 ,又由于檢測手段的落后造成溫檢系統(tǒng)錯報或漏報 ,從而導(dǎo)致糧食大量的腐爛變質(zhì) ,給國家?guī)砭薮蟮膿p失。 DS18B20是美國 DALLAS公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器 ,可把溫 度信號直接轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號供微機(jī)處理 ,而且可以在一條總線上掛接任意多個 DS18B20 芯片 ,構(gòu)成多點溫度檢測系統(tǒng)無需任何外加硬件 （《單總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 及其在單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用》）。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 2 頁 共 61 頁 國內(nèi)外現(xiàn)狀及水平 傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農(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。 課題研究的目的意義 21 世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，科技的進(jìn)步帶動了測量技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制設(shè)備的性能和結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化，我們已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的信息時代，測量技術(shù)也成為當(dāng)今科技的主流之一，被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。 本設(shè)計就是為了滿足人們在生活生 產(chǎn)中對溫度測量系統(tǒng)方面的需求。比如，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范圍之內(nèi)；許多化學(xué)反應(yīng)的工藝過 程必須在適當(dāng)?shù)臏囟认虏拍苷＿M(jìn)行。通過 DS18B20 的單總線技術(shù)，實現(xiàn)對遠(yuǎn)程環(huán)境的溫度測量與監(jiān)控。 DS18B20 多點溫度測量系統(tǒng)是以 AT89C51單片機(jī)作為控制核心，智能溫度傳感 DS18B20 為控制對象，運用 匯編 語言編程實現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。 該系統(tǒng)由單片機(jī)最小系統(tǒng)、傳感器電路、報警電路、 LCD 顯示電路、行列式鍵盤電路 、電源電路六 大部分組成。 關(guān)鍵詞 DS18B20, 仿真 , 測量系統(tǒng) , PROTEUS 英 文摘要 Title MULTIPOINT TEMPERATURE DETECTION SYSTEM DESIGN Abstract This system introduced on the DS18B20 multipoint temperature measurement system ponents, design, circuit theory, program design and product development process. DS18B20 multipoint temperature measurement system is controlled by the core AT89C51 SCM , smart temperature sensing DS18B20 targets for the control, and is used of Edit collected materials language programming system functions. The system is the smallest MCU system, sensor circuit, alarm circuits, LCD display circuit, the five major determinant keyboard circuit ponents. The system is constituted from PROTEUS software, and the system design and simulation, and the eventual adoption of hardware verification six big part. It is applicable to electric power industry, coal mine, forest, a fire, key figures building etc. place, return can used for environment bad of industry control the spot. DS18B20 through a single bus technology, to achieve the longrange environmental temperature measurement and monitoring. Key words DS18B20, simulation, measurement system,PROTEUS 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 I 頁 共 II 頁 目 錄 1 緒論 .............................................................. 1 課題設(shè)計背景 ................................................ 1 課題研究的目的意義 .......................................... 1 國內(nèi)外現(xiàn)狀及水平 ............................................ 2 課題研究內(nèi)容 ................................................ 2 2 系統(tǒng)的需求分析與總體方案論證 ...................................... 4 基于模擬溫度傳感器設(shè)計方案 .................................. 4 基于數(shù)字溫度傳感器設(shè)計方案 .................................. 5 方案論證 .................................................... 5 3 電路設(shè)計 .......................................................... 7 工作原理 ..................................................... 7 DS18B20 與單片機(jī)接口技