【正文】 nd alarm. It was mainly ponent of STC89S52 chip, DS18B20, keyboard and II display circuit,storage circuit of temperature range, temperature alarm and circuit control. It realize not only realtime detection and display temperature, but also setting the temperature range and the measurement and control of temperature. Key words: Thermometer。隨著計算機與信息技術的發(fā)展，計算機測量控制系統在越來越多的場合得到了廣泛的應用，它帶給人們的方便是不可否定的，其中數字溫度計、數字溫度報警器就是一個典型的例子，隨著人們對它的要求越來越高，要為現代人工作、科研、生活等提供更好、更方便的設施就需要從單片機技術入手，一切向著數字化控制、智能化控制的方向發(fā)展。本文討論基于數字傳感器 DS18B20 構造的溫度報警系統，對 DS18B20測得的溫度數據進行譯碼顯示，當溫度超出之前設定的溫度范圍時蜂鳴器發(fā)出響聲報警 。因此， 溫度測量無論是在工業(yè)生產過程中，還是在日常生活中都起著非常重要的作用。 單片機以集成度高、運算速度塊、體積小、運行可靠、價格低廉等優(yōu)勢，在過程控制、數據采集、機電一體化、智能化儀表、家用 電器以及網絡技術等方面得到了廣泛的應用。因此，單片機對溫度的處理問題是一個工業(yè)生產中經常會遇到的問題 . 本文研究內容 本文是基于 STC89C52 單片機，采用數字溫度傳感器 DS18B20，不需要 A/D 轉換，可直接進行溫度采集顯示、 報警和控制的數字溫度計設計。數據采集部分則使用帶有 A/D 通道的單片機或使用專業(yè)的 A/D 轉換芯片進行A/D 轉換后，就可以用單片機進行數據的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，同時對溫度進行相應的報警和控制。且該芯片的性能比較穩(wěn)定，線形較好，在 0— 100176。這樣，測溫系統的結構就比較簡單，體積也不大。該系統擴展性很強，它可以利用鍵盤來進行溫度范圍調整，利用 AT24C02 芯片作為存儲器件，獲得的數據可以通過 I2C總線協議與 AT24C02通信而把溫度范圍數據儲存起來，方便應用中的實時調整以及關機重啟后加 載數據。 如圖 21所示 6 圖 21 系統框圖 單元模塊功能如下 : 檢測電路由 DS18B20構成， DS18B20是美國 DALLAS 半導體公司推出的一種改進型智能溫度傳感器， 與傳統的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據實際要求通過簡單的編程實現 9~12位的數字值讀數方式。 溫度控制模塊，溫度過高時由風扇制冷，溫度過低時由紅色 LED燈模擬加熱器進行升溫處理 。當溫度低于設定值后進行加熱處理，溫度繼續(xù)下降低于設定值 3176。 8 第三章 系統的硬件設計 單片機控制系統的選擇 本系統采用 STC89C52為主控器，兼容所有 89C51單片機。 （ RAM） 片內為 256B，片外最多可擴展 64KB。 5 個中斷源， 2級中斷優(yōu)先權 。 口、 P2口、 P3 口、 P0 口 4 個 8 位并行 I/O口。 （ 2）時鐘引腳 XTAL1（ 19 腳）：片內振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器電路的輸入端。 EA/VPP（ 31 腳）：當 EA 引腳為高電平時， 89C52 單片機讀片內程序存儲器，但在 PC值超過 8KB時將自動轉向外部程序存儲器中的程序。作為通用 I/O 口時需加上 拉電阻，作為普通 I/O 口輸入時應先向端口的輸出鎖存器寫入 1。 P3 口： 8 位，準雙向 I/O 口，具有內部上拉電阻，作為普通 I/O輸入時同上， P3 口還可以提供第二功能，其第二功能定義如表 31 所示： 表 31 P3 口第二功能 引腳 第二功能 說明 RXD 串行數據輸入口 TXD 串行數據輸出口 INT0 外部中斷 0 輸入 INT1 外部中斷 1 輸入 T0 定時器 0外部技術輸入 T1 定時器 1外部計數輸入 WR 外部數據存儲器寫選通輸出 RD 外部數據存儲器讀選通輸出 單片機 系統 整個系統的核心部件就是單 片機，搭建一個穩(wěn)定的單片機系統對于系統的正常工作是很重要的。這兩個引腳跨接石英晶體振蕩器和微調電容，就構成了一個穩(wěn)定的自激振蕩器。 14 溫度檢測電路及 DS18B20 測溫原理 DS18B20 介紹 DS18B20引腳如圖 34所示： 圖 34 DS18B20 的管腳排列 DALLAS 半導體公司的單線數字溫度傳感器 DS18B20 是一種新型的“一線器件”，其體積小、適用于多種場合。 C。 （ 2）獨特的單線接口方式，在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器 與 DS18B20的雙向通訊。 （ 5）可編程的分辨率為 9～ 12 位，對應的可分辨溫度分別為 ℃、℃、 ℃和 ℃，可實現高精度測溫。 DS18B20 硬件電路 在硬件上， DS18B20與單片機的連接有兩種方法，一種是 VCC 接外部電源， GND 接地， I/O 與單片機的 I/O線相連；另一種是用寄生電源供電，此時 VDD、 GND接地， I/O接單片機 I/O。再按 key1鍵切換到上限溫度設置模式，同時顯示上限溫度，同樣按 key2， key3可以進行設置。 AT24C02是美國 Atmel公司的低功耗 CMOS型 EEPROM，內含 256*8位存儲空間，具有工作電壓寬 (~)，擦寫次數多 (大于 10000次 )，寫入速度快 (小于 10ms)，抗干擾能力強，數據不易丟失，體積小等特點。 SDA：雙向串行數據 /地址管腳，用于器件所有數據的發(fā)送或接收。 WP：寫保護。 VCC：電源電壓 (5V)。電路如圖 310 圖 310 溫度控制電路 21 顯示電路 顯示部分可以用液晶顯示和數碼管顯示，由于本系統需要顯示的只有數字，故用數碼管顯示即可。 23 圖 314 共陰極數碼管 S2， S3， S4 分別為十，個，小數位的陰極，陰極由 NPN 三極管加上拉電阻驅動，如圖 315 圖 315 數碼管陰極驅動 圖中 shi， ge， xiao相應連接單片機 ， ， ，控制 S2， S3， S4 的電平高低。然后進入系統主循環(huán)，在主循環(huán)中首先對溫度進行測量，然后進行顯示，下一步對溫度進行處理，對超出溫度范圍的情況進行控制及報警處理，然后掃描鍵盤，如果掃描到按鍵 1按下將進入溫度設置模式，通過按鍵 1， 2， 3對上下限溫度進行調節(jié)，設置完成后把上限值和下限值儲存到 EEPROM的相應地址中。 26 delayms(10)。 EA=1。 //先關閉定時器 while(1) { tempchange()。 //獲取溫度 dis_temp(temp)。 while(j) { 27 dis_temp(temp)。 C，故將測得的數據乘以。進入設置模式時數碼管顯示相應的設置溫度，利用顯示用于 KEY2和 KEY3 掃描的消抖延時。在 CPU與 IC 之間， IC 與 IC 之間都可以進行雙向通信，最高傳送速率為400kbps，各種被控器件均并聯在總線上，每個器件都有唯一的地址。如下圖所示， SDA 信號發(fā)生由低到高的轉換，同時 SCL 信號保持高，表示終止條件。在發(fā)送接收設備的地址后，主執(zhí)行設備發(fā)送一個 0，接收設備在第一個 ACK 時鐘周期使 SDA信號線保持低，確認收到該地址。 1 和 0的發(fā)送同上。 //寫入 0xa0 respons()。 //寫入數據 32 respons()。 //開始信號 write_byte(0xa0)。 start()。 //將讀出的一字節(jié)數據賦予date stop()。如果溫度低于下限溫度將點亮 LED 以及低頻報警，溫度高于下限溫度而低于下限溫度加 3176。 數碼管顯示測試：通過程序控制數碼管顯示 不同的數字，觀察 顯示 是否正常、 清晰，經測試可以在數碼管上顯示任意數字。 整體軟件測試 通過按鍵可以進入溫度上下限設置模式，此時數碼管顯示當前設置的值，系統關機重啟后按 KEY1 鍵顯示的溫度范圍值為上次設置的值， 說明溫度范圍值存儲成功。 主 程序 見附錄 2 35 結 論 本設計是基于 51 單片機控制的溫度報警及控制系統，系統采用DS18S STC89C52單片機、數碼管顯示及 AT24C02 存儲的硬件電路完成對溫度的實時顯示，利用 DS18S20 與單片機連接由軟件與硬件電路配合來實現對 LED 和小風扇的實時控制及超出設定的上下限溫度的報警系統。此外該系統所用器件均為常規(guī)元件，有較高的利用價值 。感謝所有的老師和同學們三年來的關心和鼓勵。每次遇到難題，我最先做得就是 自己查資料試著解決，解決不了的時候就 向 黃京老師尋求幫助，而黃京老師每次不管忙或閑，總會抽空親自知道我， 一起商量解決的辦法。 [2]郭天祥 .《新概念 51單片機 C 語言教程》 ：電子工業(yè)出版社， :343 。 [6]胡榮等 .《 Protel 電路設計教程 》 [M].北京：清華大學出版社 ,. 38 附錄 1： 整體硬件電路圖 39 附錄 2：主程序 include include define uchar unsigned char define uint unsigned int /***********定義端口 ***********/ sbit sda=P2^7。 //蜂鳴器信號 sbit feng=P2^3。 sbit KEY3=P3^2。 //上限報警溫度乘 10 后的數據 uchar xia。 //各按鍵計數值 uint key2=0。 for(x=z。y)。 tent++。 delay()。 delay()。 delay()。 scl=1。(i250))i++。 delay()。 temp=date。 scl=0。 scl=1。 sda=1。 delay()。i8。 scl=0。 write_byte(0xa0)。 write_byte(date)。 start()。 respons()。 date=read_byte()。 i=t/100。 i=(t%100)/10。 i=t%10。 } /***********18B20 復位，初始化函數 ***********/ void dsreset(void) { uint i。 ds=1。 bit dat。i++。while(i0)i。 for(c=1。 //讀出的數據最低位在最前面，這樣剛好一個字節(jié)在 DAT 里 } return(dat)。 for(j=1。 dat=dat1。 ds=1。 //寫 0 i=8。i++。 tempwritebyte(0xcc)。 tempchange()。 tempwritebyte(0xbe)。 temp=8。 f_temp=f_temp+。 //把擴大了 10 倍的溫度值縮小 10 倍從而與上下限溫度對比 if(ixia) //溫度低于下限將報警并加熱 { TR0=1。 //點亮 LED } 47 else if((i(xia+1))amp。 //關閉定時器 0 feng=1。(i(shang1))) { TR0=0。 //關 LED } else if(ishang) { TR0=1。 //關 LED } else if((i(xia+3))amp。 //關閉定時器 0