【正文】 ..........................................................................................23 參考文獻(xiàn) .....................................................................................................24 附錄一：電路原理圖 ....................................................................................25 附錄二：總程序 ...........................................................................................26 1 1 緒論 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，各種電子產(chǎn)品的不斷更新?lián)Q代，使得電子產(chǎn)品智能化的要求越來(lái)越高 .單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器（ CPU），存儲(chǔ)器（ RAM， ROM， EPROM）和各種輸入，輸出接口，這樣一塊集成電路芯片具有一臺(tái)計(jì)算機(jī)的屬性，被稱(chēng)為單片微型計(jì)算機(jī)。 通過(guò)本選題的研究，可以掌握單片機(jī)改造的基礎(chǔ)知識(shí)和步驟，對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用也有了最基本的了解。溫室大棚中溫度變化范圍一般為 0176。 c。 c，精度為： 177。這樣可以提升工作效率，而且又能精確得知溫度變化，可以及時(shí)準(zhǔn)確 地控制溫度達(dá)到預(yù)期要求，對(duì)作物生長(zhǎng)和糧食儲(chǔ)藏非常有利，從而達(dá)到農(nóng)作物高生產(chǎn)糧食高質(zhì)量。測(cè)量上下限要能夠包含測(cè)量點(diǎn)的最高和最低溫度，并留有一定的裕值。使得檢測(cè)更加及時(shí)準(zhǔn)確。并且細(xì)致分析選擇參數(shù)合理且精確度高的配件。而且在對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行放大時(shí)容易受溫度及周?chē)姶诺挠绊?，從而產(chǎn)生較大誤差。 方案二： 51系列單片機(jī)由于其具有的集成度高、處理功能強(qiáng)、可靠性高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用資料眾多，在實(shí)際應(yīng)用中得到廣泛的采用，比較實(shí)用于民用產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。 方案一： 西南石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 采用 138譯碼器完成動(dòng)態(tài)顯示， 138譯碼器的輸入連接到單片機(jī)三個(gè)引腳 ,LED的位選引腳連接 138輸出 ,但 LED的端選引腳依然要連接單片機(jī)端口 ,占有單片機(jī)的一個(gè)端口。 7219本身可以進(jìn)行 BCD譯碼，我們只需把測(cè)量數(shù)據(jù)直接送入即可，使得程序簡(jiǎn)捷。控制處理模塊的單片機(jī)將得到的采集信號(hào)送進(jìn)行處理，進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換得到要輸出的信號(hào)。C～ 100176。其實(shí)物圖如下： 圖 DS18B20 DS18B20 的性能特點(diǎn)如下： 獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信； 多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組 網(wǎng)功能 無(wú)須外部器件； 可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ～ ； 零待機(jī)功耗； 溫度以 9或 12位數(shù)字； 用戶可定義報(bào)警設(shè)置； 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件； 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； 精度 177。 DS18B20 測(cè)溫原理 如圖 所示。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)置將西南石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 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。另一種是寄生電源供電方式，單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20 時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè) MOSFET 管來(lái)完成對(duì)總線的上拉。 （ 4） DS18B20 工作時(shí)序 7 圖 DS18B20 初始化 圖 DS18B20 寫(xiě)時(shí)序 西南石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 DS18B20 讀時(shí)序 （ 5） 測(cè)量電路設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了八路溫度采集點(diǎn)，共有八個(gè) DS18B20，選擇了單片機(jī)的 P1 口為采集量輸入端， ～ 分別為 1～ 8 號(hào)測(cè)量點(diǎn)。同時(shí)， AT89C51可降至 0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電 工作模式。其連接如下： 圖 復(fù)位電路 最小系統(tǒng)中晶振電路的晶振采用 12MHz，兩個(gè)電容均為 22PF。為了電路簡(jiǎn)化，軟件設(shè)計(jì)方便，我們選用 LED驅(qū)動(dòng)芯片 MAX7219驅(qū)動(dòng)顯示，所以選擇共陰極 LED數(shù)碼 管。整個(gè)設(shè)備包含一個(gè) 150uA的低功耗關(guān)閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，一個(gè)掃描限制寄存器允許用戶顯示 1～ 8位數(shù)據(jù)，還有一個(gè)讓所有 LED發(fā)光的檢測(cè)模式。編程時(shí)，程序先送控制命令字，后向數(shù)據(jù)寄存器送顯西南石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 示數(shù)據(jù)。 2)譯碼模式寄存器 (地址 x9H)。 4)掃描界限寄存器 (地址 xBH)。當(dāng) DO=0時(shí)，正常工作；當(dāng) DO=l時(shí)，處于測(cè)試狀態(tài)，在該狀態(tài)下，不管 MAX7219處于什么模式，全部 LED將按最大亮度顯示。顯示內(nèi)容為測(cè)量溫度值、測(cè)量通道、循環(huán)時(shí)間、報(bào)警 限 值。 報(bào)警電路作用是當(dāng)測(cè)量溫度超出上限或低于下限時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。根據(jù)系統(tǒng)的工作原理，編寫(xiě)其工作程序，其流程圖： 西南石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 主程序流程圖 DS18B20測(cè)溫度子程序 根據(jù) DS18B20的工作原理，及其時(shí)序圖編寫(xiě) DS18B20的工作程序，程序功能為：對(duì) DS18B20初始化、發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換命令、讀取溫度，其流程圖： 17 圖 DS18B20測(cè)溫度子程序 由于 DS18B20的測(cè)量數(shù)據(jù)為正數(shù)和小數(shù)的組合形式，所以要先將小數(shù)和正數(shù)拆開(kāi)，中間八位為正數(shù)部分，后四位是小數(shù)部分，按后將得到的小數(shù)和正數(shù)進(jìn)行十進(jìn)制轉(zhuǎn)換，得到顯示的數(shù)據(jù)，如果為負(fù)數(shù)還要進(jìn)行求補(bǔ)。開(kāi)發(fā)操作步驟： 1 新建項(xiàng)目；在 Project中選擇 New Project。 整個(gè)電路包括控制單 元、測(cè)量單元、顯示電源、 報(bào)警電路、 按鍵部分。調(diào)試過(guò)程中需要用到萬(wàn)用表、直流電源、數(shù)字示波器等 先檢查最小系統(tǒng)的晶振是否起振，方法：用 萬(wàn)用表測(cè)量晶振兩端的電壓是否為 （電源電壓位 5V），因?yàn)榫д衿鹫窈?，其占空比?50%，所以?xún)啥穗妷簽?。 void delayms(unsigned int ms) {unsigned int i,j。j110。delayms(500) 。若沒(méi)有問(wèn)題，用示波器檢測(cè) MAX7219與單片機(jī)的三根連線的波形，有波形則單片機(jī)運(yùn)行正常，在檢測(cè) MAX7219的輸出，看是否為正確波形。原因： MAX7219通過(guò) V+ 和 IEST 之間所接的外部電阻 21 (Rest)來(lái)控制亮度。換為 30K以上電阻后，顯示電路可正常工作。如能顯示環(huán)境溫度則正常否則存在問(wèn)題。 我在該部分的問(wèn)題是焊接電路時(shí)出現(xiàn)了短路連接，修改后正常。所以溫度的檢測(cè)至關(guān)重要，對(duì)于大多數(shù)生產(chǎn)和種植，都不止一處要用到溫度檢測(cè)，大都要有多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，那多路溫度檢測(cè)的重要性和簡(jiǎn)捷性就體現(xiàn)出來(lái)了。 （ 4） 經(jīng)過(guò)多次故障排除及程序調(diào)試，最終基于單片機(jī)的多路溫度巡回檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)制作完成，其測(cè)量范圍為 9— 99176。隨著技術(shù)的發(fā)展和各種設(shè)備的加強(qiáng)，我相信該設(shè)計(jì)會(huì)不斷地有改進(jìn)。首先感謝我的指導(dǎo)老師 —— 張培志老師。同時(shí)，感謝實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)們，他們也為我提供了大量的幫助，他們不斷 地鼓勵(lì)我關(guān)心我，讓我堅(jiān)持不懈的學(xué)習(xí)研究，最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 sbit BDEC=P0^4。 sbit DIN=P2^2。 sbit DQ=P1^0。 sbit DQ4=P1^4。 //*********定義全局變量 ***********// int temp,i=2,n=1。 uchar b。 /*****************延時(shí)函數(shù) *************************/ void delay(uint t) { for (。 for(i=0。j++)。_nop_()。 delay(6)。 } DQ=1。j) { DQ=1。_nop_()。 //5 us DQ=valamp。 //右移 1 位 } DQ=1。 for(j=8。_nop_()。_nop_()。_nop_()。 //4 us if(DQ)value|=0x80。 } /*****************00 讀出溫度函數(shù) ************************/ read_temp() { ow_reset()。 //發(fā)轉(zhuǎn)換命令 delayms(800)。 //發(fā)命令 write_byte(0xbe)。 temp=temp_data[1]。 return temp。_nop_()。 delay(6)。 } DQ1=1。j) { DQ1=1。_nop_()。 //5 us DQ1=valamp。 //右移 1 位 } DQ1=1。 for(j=8。_nop_()。_nop_()。_nop_()。 //4 us if(DQ1)value|=0x80。 } /*****************01 讀出溫度函數(shù) ************************/ read_temp1() { ow_reset1()。 //發(fā)轉(zhuǎn)換命令 delayms(800)。 //發(fā)命令 write_byte1(0xbe)。 temp=temp_data[1]。 return temp。_nop_()。 delay(6)。 } DQ2=1。j) { DQ2=1。_nop_()。 //5 us DQ2=valamp。 //右移 1 位 } DQ=1。 for(j=8。_nop_()。_nop_()。_nop_()。 //4 us if(DQ2)value|=0x80。 } /*****************02 讀出溫度函數(shù) ************************/ read_temp2() { ow_reset2()。 //發(fā)轉(zhuǎn)換命令 ow_reset2()。 temp_data[0]=read_byte2()。 temp=8。 //返回溫度值 西南石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 }//***************DS18B20 03 復(fù)位函數(shù) ************************/ ow_reset3() { char presence=1。//從高拉倒低 DQ3=0。 //66 us presence=DQ3。 //拉高電平 } /****************DS18B20 03 寫(xiě)命令函數(shù) ************************/ //向 1WIRE 總線上寫(xiě) 1 個(gè)字節(jié) void write_byte3(uchar val) { uchar j。_nop_()。_nop_()。0x01。 delay(1)。j0。 value=1。_nop_()。_nop_()。 delay(6)。 //總線復(fù)位 delay(200)。 ow_reset3()。 temp_data[0]=read_byte3()。 temp=8。 //返回溫度值 } //***************DS18B20 04 復(fù)位函數(shù) ************************/ ow_reset4() { char presence=1。//從高拉倒低 DQ4=0。 //66 us presence=DQ4。 //拉高電平 } /****************DS18B20 04 寫(xiě)命令函數(shù) ************************/ //向 1WIRE 總線上寫(xiě) 1 個(gè)字節(jié) void write_byte4(uchar val) { uchar j。_nop_()。_nop_()。0x01。 delay(1)。j0。 value=1。_nop_()。_nop_()。 delay(6)。 //總線復(fù)位 35 delay(200)。 ow_reset4()。 temp_data[0]=read_byte4()。 temp=8。 //返回溫度值 } //***************DS18B20 05 復(fù)位函數(shù) ************************/ ow_reset5() { char presence=1。//從高拉倒低 DQ5=0。 //66 us presence=DQ5。 //拉高電平 } /****************DS18B20 05 寫(xiě)命令 函數(shù) ************************/ //向 1WIRE 總線上寫(xiě) 1 個(gè)字節(jié) void write_byte5(uchar val) { uchar