【正文】 key_value==0) { for(i=0。 T_pre=Temp。 unsigned int i=0,j=0。 return (tt)。 t=b。 write_byte(0xCC)。 for(i = 0。 float tt=0。 } /*=====================================================//函數(shù)功能：讀取溫度 =====================================================*/ Read_Temperature(void) { unsigned char i。 ds18b20PortPIN。 DDR amp。 PORT amp。 LCDInit()。 PORTD = 0xFF。 PORTB = 0xFF。寫(xiě)UBRRL 將立即更新波特率分頻器。為了與以后的器件兼容，寫(xiě)UBRRH 時(shí)將這些位清零。l USART 波特率寄存器－ UBRRL和UBRRHUCSRC寄存器與UBRRH寄存器共用相同的I/O地址。讀取UDR 包含的低位數(shù)據(jù)之前首先要讀取RXB8。TXEN 清零后，只有等到所有的數(shù)據(jù)發(fā)送完成后發(fā)送器才能夠真正禁止，即發(fā)送移位寄存器與發(fā)送緩沖寄存器中沒(méi)有要傳送的數(shù)據(jù)。禁止接收器將刷新接收緩沖器，并使 FE、DOR 及PE 標(biāo)志無(wú)效。? Bit 5 – UDRIE: USART 數(shù)據(jù)寄存器空中斷使能置位后使能UDRE 中斷。各地址意義如下：? Bit 7 – RXCIE: 接收結(jié)束中斷使能置位后使能RXC 中斷。MPCM 置位后， USART 接收器接收到的那些不包含地址信息的輸入幀都將被忽略。? Bit 1 – U2X: 倍速發(fā)送這一位僅對(duì)異步操作有影響。對(duì)UCSRA 進(jìn)行寫(xiě)入時(shí)，這一位要寫(xiě)0。對(duì)UCSRA 進(jìn)行寫(xiě)入時(shí)，這一位要寫(xiě)0。復(fù)位后UDRE 置位，表明發(fā)送器已經(jīng)就緒。RXC 標(biāo)志可用來(lái)產(chǎn)生接收結(jié)束中斷。使用位查詢指令(SBIC 和SBIS)時(shí)也要小心，因?yàn)檫@也有可能改變FIFO 的狀態(tài)。當(dāng)數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖器后，若移位寄存器為空，發(fā)送器將把數(shù)據(jù)加載到發(fā)送移位寄存器。將數(shù)據(jù)寫(xiě)入U(xiǎn)DR 時(shí)實(shí)際操作的是發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器存器(TXB)，讀UDR 時(shí)實(shí)際返回的是接收數(shù)據(jù)緩沖寄存器(RXB) 的內(nèi)容。DQ置1短延時(shí)DQ置0延時(shí)450usDQ置1延時(shí)1560us延時(shí)至少60usX=~DQ結(jié)束X=DQ圖311 初始化程序流程圖讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的2字節(jié)，讀出溫度的低八位和高八位，在讀出時(shí)需進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫(xiě)。如果不小心折斷，可以方便地更換圓孔IC座，如圖310所示。正面圖：晶振可以使用螺絲固定的方法更換，方便做實(shí)驗(yàn)，并達(dá)到一定的可靠性。使用1%精度的電阻，可以控制整個(gè)輸出電壓誤差在3%以內(nèi)。當(dāng)SW開(kāi)關(guān)打向右邊時(shí)，R6上的電流為 。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以計(jì)算出輸出電壓：當(dāng)SW開(kāi)關(guān)打向左邊時(shí)，R6上的電流為 。本線路以開(kāi)關(guān)切換兩種電壓，并且以雙色二極管指示（5V時(shí)為綠燈，），如圖37所示。需要四只10K的上拉電阻。由于沒(méi)有外圍零件，故PB5（MOSI）、PB6（MISO）、PB7（SCK）、復(fù)位腳仍可以正常使用，不受ISP的干擾，如圖35所示。重要說(shuō)明：實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如果想簡(jiǎn)化線路，可以將AVCC直接接到VCC，AREF懸空。官方文檔推薦在VCC串上一只10uH的電感（L1），（C3），如圖34所示。不過(guò)為了線路的規(guī)范化，仍建議接上。 晶振電路的設(shè)計(jì)圖33 晶振電路設(shè)計(jì)圖ATmega16已經(jīng)內(nèi)置RC振蕩線路，可以產(chǎn)生1M、2M、4M、8M的振蕩頻率。D3(1N4148)的作用有兩個(gè)：作用一是將復(fù)位輸入的最高電壓鉗在Vcc+ 左右，另一作用是系統(tǒng)斷電時(shí)，將R0(10K)電阻短路，讓C0快速放電，讓下一次來(lái)電時(shí)，能產(chǎn)生有效的復(fù)位。JTAG仿真接口6。復(fù)位線路2。不使用ADC時(shí)，該引腳應(yīng)直接與VCC 連接。持續(xù)時(shí)間超過(guò)最小門(mén)限時(shí)間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。圖31所示ATmega16單片機(jī)引腳圖。表21 DS18B20溫度數(shù)據(jù) DS18B20在溫度采集系統(tǒng)中的應(yīng)用我們采用ATmega16單片機(jī)作為微處理器，DS18B20數(shù)字式溫度傳感器提供的9位溫度數(shù)，指示器件的溫度信息經(jīng)過(guò)單接口由DS18B20送出，從DS18B20到單片機(jī)只需一條線，因此稱為單線。第三、四字節(jié)是溫度上下限報(bào)警值(TH、TL)。圖23 總線讀寫(xiě)時(shí)序圖 DS18B20溫度數(shù)據(jù)　　 DS18B20傳感器的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器由9個(gè)字節(jié)組成。如圖23所示。減法計(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)減法計(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，減法計(jì)數(shù)器１的預(yù)置將重新被裝入，減法計(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)直到減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到０時(shí)，停止溫度寄存器的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測(cè)溫度值。低５位一直為１，ＴＭ是工作模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測(cè)試模式，DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為０，用戶要去改動(dòng)，R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來(lái)設(shè)置分辨率。頭２個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息，第３和第４字節(jié)ＴＨ和ＴＬ的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。（8）測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以“一線總線”串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。（5）溫范圍－55℃～＋125℃，在10～+85℃時(shí)精度為177。圖22 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20的特性：（1）適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～，寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。作為替代也可直接用供電端 (VDD)供電。溫度的測(cè)量范圍為55～ + 125176。2 數(shù)字式溫度傳感器DS18B20軟硬件設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定環(huán)境，我選擇DS18B20作為溫度采集系統(tǒng)的數(shù)字式溫度傳感器。本系統(tǒng)的硬件包括溫度傳感器、AVR單片機(jī)以及PC機(jī)。該軟件將項(xiàng)目管理方式、原理圖和PCB圖的雙向同步技術(shù)、多通道設(shè)計(jì)、拓樸自動(dòng)布線以及電路仿真等技術(shù)結(jié)合在一起，為電路設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的支持。一般100米長(zhǎng)雙絞線最大傳輸速率僅為1Mb/s protel DXP2004軟件基本概念以及使用Altium公司作為EDA領(lǐng)域里的一個(gè)領(lǐng)先公司，在原來(lái)Protel 99SE的基礎(chǔ)上，應(yīng)用最先進(jìn)的軟件設(shè)計(jì)方法，率先推出了一款基于Windows2000和Windows XP操作系統(tǒng)的EDA設(shè)計(jì)軟件Protel DXP。 RS485與RS422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的，RS485是7V至+12V之間，而RS422在7V至+7V之間，RS485接收器最小輸入阻抗為12kΩ、RS422是4kΩ；由于RS485滿足所有RS422的規(guī)范，所以RS485的驅(qū)動(dòng)器可以用在RS422網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。一般100米長(zhǎng)的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。RS422四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)方向，各裝置之間任何必須的信號(hào)交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對(duì)單獨(dú)的雙絞線）實(shí)現(xiàn)。其DB9連接器引腳定義。所以RS232適合本地設(shè)備之間的通信。傳統(tǒng)的RS232C接口標(biāo)準(zhǔn)有22根線，采用標(biāo)準(zhǔn)25芯D型插頭座（DB25），后來(lái)使用簡(jiǎn)化為9芯D型插座（DB9），現(xiàn)在應(yīng)用中25芯插頭座已很少采用。RS232C、RS422與RS485標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定，不涉及接插件、電纜或協(xié)議。串口也可以應(yīng)用于由于兩臺(tái)計(jì)算機(jī)（或設(shè)備）之間的互聯(lián)及數(shù)據(jù)傳輸。串行通訊的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)位傳送，傳按位順序進(jìn)行，最少只需一根傳輸線即可完成；成本低但傳送速度慢。 數(shù)字式溫度傳感器數(shù)字式溫度傳感器：就是能把溫度物理量，通過(guò)溫度敏感元件和相應(yīng)電路轉(zhuǎn)換成方便計(jì)算機(jī)、plc、智能儀表等數(shù)據(jù)采集設(shè)備直接讀取得數(shù)字量的傳感器?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開(kāi)各種各樣的傳感器。 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，要用各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。為適應(yīng)這種情況，就需要傳感器。AVR單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（單）雙向技術(shù)形成三角波和輸出比較匹配寄存器配合，可以生成占空比、頻率、相位可變的方波信號(hào)。他們的讀和讀/寫(xiě)保護(hù)由對(duì)應(yīng)的鎖定位來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了最大限度的提高并行處理的運(yùn)行效率，它采用了Harvard結(jié)構(gòu)，即程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用不同的存儲(chǔ)空間和總結(jié)，可直接訪問(wèn)全部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器，寄存器文件被雙向映射并能被訪問(wèn)。（1） 快速存取RISC寄存器快速存取RISC寄存器是由AVR的內(nèi)核中的32個(gè)通用工作寄存器構(gòu)成的，在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可執(zhí)行一個(gè)完整的ALU操作。ATmega16采用精簡(jiǎn)指令集（RISC），一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)對(duì)兩個(gè)獨(dú)立的寄存器進(jìn)行訪問(wèn)，是以字作為指令長(zhǎng)度單位，同時(shí)具有取值周期短、可預(yù)取指令等特點(diǎn)，運(yùn)行處理能力可達(dá)到1MIPS/MHz。該系列單片機(jī)兼容了AT90所具有的特點(diǎn)，并在AT90的基礎(chǔ)上進(jìn)行了較大的改善，新增許多接口功能，在系統(tǒng)的省電特性、穩(wěn)定性、抗干擾性、靈活性等方面有所提高。這三個(gè)系列的所有型號(hào)的AVR單片機(jī)，指令系統(tǒng)兼容，內(nèi)核相同，只是存儲(chǔ)器容量、片內(nèi)集成的外圍接口的數(shù)量和功能存在一些差異。e) 型號(hào)種類多選擇性。3) AVR單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)a) 高可靠性、高保密性、功能強(qiáng)、高速度、低功率。e) 片內(nèi)采用了先進(jìn)的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，大大提高了破解的難度。2) AVR與5PIC單片機(jī)相比的特點(diǎn)a) 在相同的系統(tǒng)時(shí)種下，AVR運(yùn)行速度最快。g) 內(nèi)嵌高質(zhì)量的Flash程序存儲(chǔ)器，程序存儲(chǔ)器擦寫(xiě)可達(dá)10000次以上，可支持ISP和IAP。c) 獨(dú)立的時(shí)鐘分頻器。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理與控制單元，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，單片機(jī)控制數(shù)字溫度傳感器，把溫度信號(hào)通過(guò)單總線從數(shù)字溫度傳感器傳遞單片機(jī)上。在工業(yè)發(fā)展初期，人們通過(guò)各種簡(jiǎn)單的工具來(lái)采集溫度，包括溫度計(jì)等，但這種采集方式也存在著許多的漏洞，包括數(shù)據(jù)不精確和不能及時(shí)得反映溫度的數(shù)據(jù)。其中初始化程序是對(duì)單片機(jī)的接口工作方式，A/D轉(zhuǎn)換方式等進(jìn)行設(shè)置；顯示程序包括對(duì)顯示模塊的初始化、顯示方式設(shè)定及輸出顯示；主程序則完成對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。相比而言，集成溫度傳感器具有線性好、穩(wěn)定度高、互換性強(qiáng)、易處理等突出優(yōu)點(diǎn)，故在許多場(chǎng)所得到了廣泛應(yīng)用。本系統(tǒng)的溫度控制部分采用ATmega16單片機(jī)完成。 DS18B20基于AVR單片機(jī)的溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)焦士駿 0111081180 引言在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)，如電力、化工、機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)以及人們的日常生活中，溫度采集是十分重要的。溫度采集采用單總線數(shù)字傳感器 DS18B20進(jìn)行采集，溫度數(shù)據(jù)在傳感器內(nèi)部轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并傳送給單片機(jī)；單片機(jī)對(duì)傳感器采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)串口把傳感器采集到的溫度傳輸至PC機(jī)上。上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于AVR單片機(jī)的溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目 錄摘 要 1Abstract 20 引言 41 課題背景及研究意義 6 溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義及其應(yīng)用目的 6 AVR單片機(jī)簡(jiǎn)介 7 AVR單片機(jī)的主要特點(diǎn) 7 AVR系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 8 ATmega16單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 9 ATmega16簡(jiǎn)介 9 ATmega16的總體結(jié)構(gòu) 9 溫度傳感器 11 數(shù)字式溫度傳感器 12 串口概述 12 串口介紹 12 串口分類 13 protel DXP2004軟件基本概念以及使用 15 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 17 軟件設(shè)計(jì)方案 172 數(shù)字式溫度傳感器DS18B20軟硬件設(shè)計(jì) 18 DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器基本特性 18 DS18B20測(cè)溫模塊 21 DS18B20工作方式 21 DS18B20溫度數(shù)據(jù) 22 DS18B20在溫度采集系統(tǒng)中的應(yīng)用 233 ATmega16單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì) 24 ATmega16引腳說(shuō)明 24 26 復(fù)位線路的設(shè)計(jì) 27 晶振電路的設(shè)計(jì) 28 AD轉(zhuǎn)換濾波線路的設(shè)計(jì) 28 ISP下載接口設(shè)計(jì) 29 電源設(shè)計(jì) 30 31 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33 溫度采集軟件設(shè)計(jì) 33 串口軟件設(shè)計(jì) 35 程序 40 RS232軟硬件設(shè)計(jì) 46 USART 46 串口的組成 46 串口電平轉(zhuǎn)換電路MAX232 475 研究總結(jié) 49參考文獻(xiàn) 51譯文 53原文說(shuō)明 6162摘 要在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)，如電力、化工、機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)