【正文】 ................ 33 附錄 1..................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。借助仿真工具 Proteus 和單片機編程軟件 Keil 實現(xiàn)系統(tǒng)軟、硬件的交互仿真，并進行了電路的焊接和調(diào)試，實現(xiàn)了課題設(shè)計目的。 本設(shè)計主要包括溫度傳感器 DS18B單片機 AT89C51 和 LCD1602 等器件，硬件電路包括溫度檢測電路、溫度控制電路和一些接口電路等輔助電路，軟件設(shè)計主要包括液晶顯示程序、溫度檢測程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計算溫度子程序和顯示數(shù)據(jù)刷新子程序幾個模塊。利用三個 DS18B20 分別采集三路溫度，由 LCD1602 液晶顯示屏實時顯示路數(shù)和該路的溫度，實現(xiàn)對 倉庫溫度的實時監(jiān)測。最后， LCD1602 芯片將送來的值依次循環(huán)顯示于顯示屏上。DS18B20。傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)分別對應(yīng)信息技術(shù)中的采集、傳輸和處理 ,尤其是溫度傳感器技術(shù)，在我國各領(lǐng)域已經(jīng)廣泛 使用 ，可以說是滲透到社會的每一個領(lǐng)域，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中需要實時測量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫度的測量，因此研究溫度的測量方法和裝置具有重要的意義。數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 只用一個引腳即可與單片機進行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機更加具有擴展性。目前 ，國際上新型溫度傳感器正從模擬向數(shù)字式、由集成向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，同時具有抑制串模干擾能力強、分辨力高、線性度基于單片機的倉庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與制作 2 好、成本低等優(yōu)點。但傳統(tǒng)的方法是通過人工進行檢測，對不符合溫度要求的庫房進行通風(fēng)、去濕和降溫等工作。隨著我國科技和生產(chǎn)各領(lǐng)域都取得了飛速的發(fā)展和進步，發(fā)展溫度傳感器為載體的溫度測量技術(shù)具有重大意義。 本設(shè)計目的在于加深對單片機系統(tǒng)的認識，掌握一個系統(tǒng)開 發(fā)設(shè)計的過程；熟悉使用 proteus 進行硬件仿真， keil 進行程序編譯。傳統(tǒng)的溫度測量多以熱敏電阻作為溫度傳感器。 本設(shè)計是基于溫度傳感器的 倉庫 溫度檢測系統(tǒng)中的溫度檢測、電路控制、報警系統(tǒng)及顯示部分的實現(xiàn)。它包含 3 個 1/2 位數(shù)字 A/D 轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動 LED 數(shù)碼管，內(nèi)部設(shè)有參考電壓、獨立模擬開關(guān)、邏輯控制、顯示驅(qū)動、自動凋零功能等。硬件電路復(fù)雜，軟件調(diào)試復(fù)雜，制作成本高，精度不高，不適合在高 精度場合使用。 該 設(shè)計采用模數(shù)轉(zhuǎn)換硬件電路復(fù)雜，軟件調(diào)試復(fù)雜，制作成本高。本設(shè)計采用美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司繼 DS1820 之后推出的一種改進型智能溫度傳感器 DS18B20 作為檢測元件。此電路溫度精度高、電路簡單、可靠，可以在較高環(huán)境要求下準確測溫，故采用此方案。報警電路用于當(dāng)倉庫溫度超過額定范圍時，及時報警通知。完成上述任務(wù)后，返回程序起始位置，循環(huán)檢測并顯示。單片微型計算機是微型計算機發(fā)展的一個重要組成部分，它以獨特的結(jié)構(gòu)和性能，在國民經(jīng)濟發(fā)展的各個領(lǐng)域都得到普遍應(yīng)用。 單片機的結(jié)構(gòu) 單片機內(nèi)部包含中央處理器部件（ CPU）、數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）、程序存儲器（ ROM、 EPROM、 Flash ROM）、定時器 /計數(shù)器以及各種輸入 /輸出（ I/O）接口。單片機 的可擦除 只讀存儲器 可以反復(fù)擦除 1000 次。 AT89C51 引腳功能 AT89C51 單片機為 40 引腳雙列直插式封裝，其引腳排列和邏輯符號如圖 所示。當(dāng) P0 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為 高阻 輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 （ 6） P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。 （ 7） RST：復(fù)位輸入。在平時，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令 時 ALE 才起作用。在由外部程序 存儲器 取指期間，基于單片機的倉庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與制作 8 每個 機器周期 兩次 /PSEN有效。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 芯片擦除 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的 控制信號 組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。但 RAM， 定時器 ，計數(shù)器，串口和 中斷系統(tǒng) 仍在工作。封裝后的 DS18B20 如圖 所示 可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。 基于單片機的倉庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與制作 9 （ 3） DS18B20 支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫 。 （ 7） 在 9 位分辨率時最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12 位分辨率時最多在 750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快 。 DS18B20引腳定義： （ 1） DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端； （ 2） GND 為電源地； （ 3） VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。 圖 DS18B20的外形及管腳排列 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 ： 圖 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以 12位轉(zhuǎn)化為例：用 16位符號擴展的二進制補碼讀數(shù) 形式提供，以 ℃ /LSB 形式表達，其中S 為符號位 。 配置寄存器的結(jié)構(gòu)見表 。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補碼形式存放在 高速暫存存儲器的第 0 和第 1 個字節(jié)。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。 搜索 ROM 0FOH 用于確定掛接在同一總線上 DS1820 的個數(shù)和識別 64 位 ROM 地址。 告警搜索命令 0ECH 執(zhí)行后只有溫度超過設(shè)定值上限或下限的片子才做出響應(yīng)。 復(fù)制暫存器 48H 將 RAM 中第 3 、 4 字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到 EEPROM 中。 DS18B20 工作原理 DS18B20 的讀寫時序和測溫原理與 DS1820 相同，只是得到的溫度值的位數(shù)基于單片機的倉庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與制作 14 因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時的延時時間由 2s 減為 750ms。計數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在－ 55℃ 所對應(yīng) 的一個基數(shù)值。注意：在外部供電的方式下， DS18B20的 GND 引腳不能懸空 ，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是 85℃ 。是一種專門顯示字母、數(shù)據(jù)、符號等的點陣型液晶。引腳示例如圖 。 表 LCD1602 指令表 顯示自定義字符 顯示自定義字符步驟如下： 基于單片機的倉庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與制作 17 （ 1） 先將自定義字符寫入 CGRAM。 （ 2） 將 CGRAM 中的自定義字符傳送到 DDRAM 中。見表 。 時鐘電路 如圖 ，振蕩頻率取決于適應(yīng)晶體的振蕩頻率，范圍可取 ~12MHz， C C2主要 起 頻率 微調(diào)和穩(wěn)定作用，電容可取 5~30pF。 圖 LCD1602 液晶顯示屏的接口連線 基于單片機的倉庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與制作 20 溫度檢測電路 如圖 所示為溫度檢測電路連接圖，三路 DS18B20 的 DQ 分別接單片機的 、 、 ， DS18B20 采用外部供電方式， I/O 口線要接 5K?左右的上拉電阻，這里接 ，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強。報警電路硬件連接圖見圖 。 圖 主程序流程圖 溫度檢測程序 DS18B20在單片機的控制下 分三個階段： 18B20初始化、讀 18B寫 18B20。 圖 DS18B20 的初始化流程圖 讀 DS18B20 程序 讀 DS18B20 流程見圖 。因此，主機在讀時間隙開始后必須把 I/O 腳驅(qū)動拉為的電平保持 15μs，以讀取 I/O 腳狀態(tài)。同樣，先設(shè)置循環(huán)次數(shù)為 8 次，通過總線延遲將8 位數(shù)據(jù)寫入單片機內(nèi)。 I/O 線電平變低后，DS18B20 在一個 15μs 到 60μs 的窗口內(nèi)對 I/O 線采樣。每個讀時隙都由主機發(fā)起，至少拉低總線 1μs，在主機發(fā)起讀時序之后，單總線器件才開始在總線上發(fā)送 0 或 1。其程序流程圖如圖 所示。 基于單片機的倉庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與制作 26 圖 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序流程圖 基于單片機的倉庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與制作 27 第 6章 仿真 、制作 及系統(tǒng)調(diào)試 仿真結(jié)果 通過 Proteus 軟件對系統(tǒng)進行仿真，其仿真圖如圖 所示。其中圖 a 為第 1 路DS18B20 所檢測的溫度，其溫度值為 ℃ ，液晶顯示與 DS18B20 的一致，說明仿真正確。圖 d 為循環(huán)回來顯示的 1 路溫度值。 基于單片機的倉庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與制作 28 a b c d 圖 三路溫度仿真圖 系統(tǒng)調(diào)試 本次設(shè)計系統(tǒng)的調(diào)試以程序的調(diào)試為主。 軟件調(diào)試到液晶能顯示溫度值，而且在有溫度變化時（例如改變傳感器的溫度值）顯示溫度能改變。如圖 基于單片機的倉庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與制作 30 a b c d 圖 各路溫度顯示圖 圖中 a、 b、 c 圖分別為第 1 路、第 2 路、第 3 路檢測的溫度，圖 d 為循環(huán)一周期后重新顯示的第 1 路溫度。 由于DS18B20 支持單總線協(xié)議，我們還可以將多個 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，占用較少的微處理器的端口就可以實現(xiàn)多點測溫監(jiān)控系統(tǒng)。 通過本次設(shè)計，讓我對單片機 AT89C51 的原理應(yīng)用以及與周邊系統(tǒng)的連接融合環(huán)節(jié)有了深入的認識，針對溫度傳感器 DS18B20 芯片的原理我通過網(wǎng)絡(luò)資料對其有了更深刻的理解。 其次我要感謝電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的老師們，他們不僅教會我們專業(yè)方面的知識，而且教會我們做人做事的道理；尤其要感謝本次設(shè)計中給我大力支持和幫助的金老師，也就是我的指導(dǎo)老師，每有問題金老師總是耐心的解答，使我能夠充滿熱情的投入到畢業(yè)設(shè)計中去，還要感謝我的同學(xué)們他們熱心的幫助，還需 感謝相關(guān)資料的編著和給予我們支持的社會各界人士，感謝你們?yōu)槲覀兲峁┮粋€良好的環(huán)境，使本次設(shè)計圓滿完成。 基于單片機的倉庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與制作 34 附錄 1 include include define uchar unsigned char define uint unsigned int uchar code table[]=。 sbit rs = P3^0。 sbit led1 = P2^0。 /**********************我的延時函數(shù) ********************************/ void delay1ms(uint z) { uint x,y。y0。 DQ1 = 1。 //單片機拉低總線 delay_18B20(80)。 x= DQ1。 //DQ 復(fù)位 ,不要也可行。 //精確延時，維持至少 480us DQ2 = 1。 delay_18B20(20)。 基于單片機的倉庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與制作 36 delay_18B20(8)。 //釋放總線，即拉高了總線 delay_18B20(4)。 } /****************DS18B20 寫命令函數(shù) ************************/ //向 1WIRE 總線上寫 1 個字節(jié) void write_byte1(uchar val)//編號 1 { uchar i。 //5 us DQ1=valamp。//66 us val = 1 。i0。