【正文】 DS18B20介紹DS18B20引腳如圖46所示。被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可以在遠(yuǎn)端引入，也可以采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到3 根或2 根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20 通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。2. 每只DS18B20具有一個(gè)獨(dú)有的，不可修改的64位序列號(hào)，根據(jù)序列號(hào)訪問(wèn)地應(yīng)的器件。5. 可編輯數(shù)據(jù)為9~12位，轉(zhuǎn)換12位溫度時(shí)間為750ms（最大）。9. DS18B20可將檢測(cè)到溫度值直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并通過(guò)串行通信的方式與主控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 2. DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以 ℃/LSB形式表達(dá)，其中S為符號(hào)位。主要包括：寄生電源，溫度傳感器，64位ROM和單總線接口，存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器RAM，用于存儲(chǔ)用戶設(shè)定溫度上下限值的TH和TL觸發(fā)器，存儲(chǔ)與控制邏輯，8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）發(fā)生器等7部分圖47 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20相關(guān)介紹溫度的讀?。篋S18B20在出廠時(shí)以配置為12位，讀取溫度時(shí)共讀取16位，還需要判斷正負(fù)。3. 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來(lái)確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無(wú)限的進(jìn)行等待，不然會(huì)使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時(shí)控制7. 若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時(shí)，其延時(shí)的時(shí)間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時(shí)間算起）最少要480微秒。3. 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。7. 最后將數(shù)據(jù)線拉高。4. 延時(shí)15微秒。8. 延時(shí)30微秒。在使用PL/M、C等高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)DS1820操作部分最好采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。介紹了80C51結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、中斷、定時(shí)/計(jì)數(shù)等。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，專門(mén)用來(lái)協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以規(guī)劃監(jiān)控程序了。圖 52 DS18B20初始化流程圖 將溫度傳感器與冰水混合物接觸，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢柽_(dá)到熱平衡后調(diào)節(jié)系統(tǒng)，(標(biāo)定0℃)；利用氣壓計(jì)讀出當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿鈮簭?qiáng)，并根據(jù)大氣壓強(qiáng)和當(dāng)?shù)刂亓铀俣扔?jì)算出當(dāng)時(shí)的實(shí)際壓強(qiáng)；根據(jù)沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系查出沸點(diǎn)溫度。設(shè)置溫度上限為37度，溫度下限為10度。此時(shí)溫度為5度，低于下限溫度，綠燈亮，實(shí)現(xiàn)報(bào)警。驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。本文對(duì)其中的一些基本原理也做了簡(jiǎn)要的概述。致謝通過(guò)這一階段的努力，我的畢業(yè)論文《基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)》終于完成了，這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。Vision2一、Principle of MCUSinglechip is an integrated on a single chip a plete puter system. Even though most of his features in a small chip, but it has a need to plete the majority of puter ponents: CPU, memory, internal and external bus system, most will have the Core. At the same time, such as integrated munication interfaces, timers, realtime clock and other peripheral equipment. And now the most powerful singlechip microputer system can even voice, image, networking, input and output plex system integration on a single chip. Also known as singlechip MCU (Microcontroller), because it was first used in the field of industrial control. Only by the singlechip CPU chip developed from the dedicated processor. The design concept is the first by a large number of peripherals and CPU in a single chip, the puter system so that smaller, more easily integrated into the plex and demanding on the volume control devices. INTEL the Z80 is one of the first design in accordance with the idea of the processor, From then on, the MCU and the development of a dedicated processor parted ways. Early singlechip 8bit or all of the four. One of the most successful is INTEL39。s close on the heels of a special processor, while the ordinary price of the model dropped to one . dollars, the most highend models, only 10 . dollars. Contemporary singlechip microputer system is no longer only the baremetal environment in the development and use of a large number of dedicated embedded operating system is widely used in the full range of singlechip microputer. In PDAs and cell phones as the core processing of highend singlechip or even a dedicated direct access to Windows and Linux operating systems. More than a dedicated singlechip processor suitable for embedded systems, so it was up to the application. In fact the number of singlechip is the world39。s with the big consumer electronics product development, singlechip technology is a huge improvement. INTEL i960 Series with subsequent ARM in particular, a broad range of applications, quickly replaced by 32bit singlechip 16bit singlechip highend status, and enter the mainstream market. Traditional 8bit singlechip performance has been the rapid increase in processing power pared to the 8039。在我寫(xiě)本論文的過(guò)程中，馬建為老師給我提供了許多資料，并對(duì)實(shí)踐中出現(xiàn)的問(wèn)題給予耐心的解答，完稿之后在百忙之中仔細(xì)閱讀，給出修改意見(jiàn)，在此對(duì)他表示感謝?？傊?dāng)?shù)字溫度計(jì)利用在很多領(lǐng)域。結(jié)論本文介紹了基于80C51單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì)做了分析，文中介紹了數(shù)字溫度計(jì)的現(xiàn)狀及發(fā)展，介紹了仿真軟件proteus及keil的基本知識(shí)，學(xué)習(xí)了proteus的仿真方法和步驟，介紹了數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)方案選擇及原理介紹，加深了51單片機(jī)的知識(shí)了解，介紹51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)等。此時(shí)溫度為20度，在所設(shè)范圍內(nèi)，兩燈都沒(méi)亮，說(shuō)明溫度正常。此時(shí)溫度時(shí)43度，超出上限溫度，黃燈亮，實(shí)現(xiàn)報(bào)警。該溫度計(jì)的量程為0℃～100℃，℃，實(shí)際使用一般在0℃～100℃。主程序流程見(jiàn)圖51。每一個(gè)執(zhí)行軟件也就是一個(gè)小的功能執(zhí)行模塊。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)加深了51單片機(jī)的了解，熟悉了數(shù)字溫度傳感器DS18B20。5. 在DS18B20測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS18B20的返回信號(hào)，一旦某個(gè)DS18B20 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS18B20 時(shí)，將沒(méi)有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)，這一點(diǎn)在進(jìn)行DS18B20硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。2. 在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)使電源電壓保持在5V 左右，若電源電壓過(guò)低，會(huì)使所測(cè)得的溫度精度降低。6. 延時(shí)15微秒。2. 延時(shí)2微秒。 5. 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。 DS18B20的寫(xiě)操作： 1. 數(shù)據(jù)線先置低電平“0”?！?”。DS18B20的初始化： 1. 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。 4. 配置寄存器。64位光刻ROM的排列是：開(kāi)始8位 （28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的48位是該DS18B20自身的序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。7. 報(bào)警搜索命令可識(shí)別和尋址哪個(gè)器件的溫度超出預(yù)定值。4. 測(cè)溫范圍為55℃~+125℃,在10℃~85℃范圍內(nèi)誤差為177。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。DS18B20的讀寫(xiě)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。DALLAS 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。MAX232的工作電壓只需5V，內(nèi)部有振蕩電路產(chǎn)生正負(fù)9V電位。其中E是下降沿觸發(fā)的片選信號(hào)，R/W是讀寫(xiě)信號(hào)，RS是寄存器選擇信號(hào)本模塊設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：顯示模塊初始化：首先清屏，再設(shè)置接口數(shù)據(jù)位為8位，顯示行數(shù)為1行，字型為57點(diǎn)陣，然后設(shè)置為整體顯示，取消光標(biāo)和字體閃爍,最后設(shè)置為正向增量方式且不移位。DB7（14腳）：高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7位（最高位）（也是busy flang）。DB3（10腳）：底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3位。E（6腳）：E(或EN)端為使能(enable)端，下降沿使能。Vdd（2腳）：接電源。但對(duì)于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來(lái)說(shuō)，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD 上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。顯示接口用來(lái)顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，命令或采集的電壓數(shù)據(jù)。液晶是一種既具有液體的流動(dòng)性又具有光學(xué)特性的有機(jī)化合物，它的透明程度和呈現(xiàn)的顏色受外加電場(chǎng)的影響，利用這特點(diǎn)便可做成字符顯示器。由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器IE控制CPU是否響應(yīng)中斷請(qǐng)求；由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP安排各中斷源的優(yōu)先級(jí)；同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)各中斷同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。：(T1)定時(shí)/計(jì)數(shù)器1的外部計(jì)數(shù)輸入。：(RXD)串行數(shù)據(jù)發(fā)送。在訪問(wèn)片外EPROM/RAM 時(shí)，它輸出高8 位地址。P1口每位能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)LS 型TTL 負(fù)載。作輸入口使用時(shí)要先寫(xiě)1,這就是準(zhǔn)雙向口的含義。此引腳的第二功能是Vpp 是對(duì)8751 片內(nèi)EPROM固化編程時(shí)，作為施加較高編程電壓(一般12V～21V)的輸入端。EA/Vpp(31 腳)：外部程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端/固化編程電壓輸入端。PSEN 端有效，即允許讀出EPROM／ROM 中的指令碼。此引腳的第二功能PROG 在對(duì)片內(nèi)帶有4KB EPROM 的8751 編程寫(xiě)入(固化程序)時(shí)，作為編程脈沖輸入端。平時(shí)不訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE 端也以振蕩頻率的1/6 固定輸出正脈沖，因而ALE 信號(hào)可以用作對(duì)外輸出時(shí)鐘或定時(shí)信號(hào)。RST 引腳的第二功能是VPD,即接入RST 端，為RAM 提供備用電源，以保證存儲(chǔ)在RAM 中的信息不丟失，從而合復(fù)位后能繼續(xù)正常運(yùn)行。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地?！?】 80C51單片機(jī)管腳圖圖42 80C51單片機(jī)管腳圖部分引腳說(shuō)明：1. 時(shí)鐘電路引腳XTAL1 和XTAL2：XTAL2(18 腳)：接外部晶體和微調(diào)電容的一端；在8051 片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。7. 一個(gè)全雙工UART(通用異步接收發(fā)送器)的串行I／O 口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單機(jī)與微機(jī)之間的串行通信。5. 兩個(gè)定時(shí)器／計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)器／計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成計(jì)數(shù)方式，用以對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以設(shè)置成定時(shí)方式，并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。但也有一些單片機(jī)內(nèi)部不帶ROM/EPROM，如8031，8032，80C31 等。3. I/O口和其他功能單元