【正文】 系統(tǒng)則是組合有某種信息處理 (模擬或數(shù)字 )能力的傳感器 ”。 溫度傳感器 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 是 美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的 DS18B20 可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。 (1) DS18B20 的性能特點如下 [9]： 1) 獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信； 2) 多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能； 3) 無須外部器件； 4) 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ～ ； 5) 零待機功耗； 6) 溫度以 3 位數(shù)字顯示； 7) 用戶可定義報警設(shè)置； 8) 報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件； 9) 負電壓特性，電 源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 (1) 初始化時序 64 位 ROM和單線端口 存儲器和控制邏輯 暫 存 器 溫度傳感器 上限觸發(fā) TH 下限觸發(fā) TL 8 位 CRC 產(chǎn)生器 電源控制 DQ VDD 13 響應脈沖60 ~2 40等待1 5 60主機 最小4 80主機復位脈沖最小4 80 US 圖 初始化時序 總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，主機響應應答脈沖。 (2) 寫時序 采樣15~45采樣15~4511主機寫1 時序主機寫0 時序 圖 寫時序 寫時序包括寫 0 時序和寫 1 時序。 (3) 讀時序 14 主機采樣主機采樣454511主機寫1時 序主機寫0時 序 圖 讀時序 總線器件僅在主機發(fā)出讀時序是，才向主機傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便從機能夠傳輸數(shù)據(jù)。主機輸出低電平延時 2us，然后主機轉(zhuǎn)入輸入模式延時 12us，然后讀取總線當前電平，然后延時 50us[4]。程序可以先跳過 ROM，啟動所有 DSl8B20 進行溫度變換，之后通過匹配 ROM，再逐一地讀回每個 DSl8B20 的溫度數(shù)據(jù) 。圖 中的斜率累加器用 于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的 預置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值，這就是 DS18B20 的測溫原理。 見圖 所示： 圖 DS18B20 測溫流程 圖 測溫原理內(nèi)部裝置 TLC549 特性 一． A/D 轉(zhuǎn)換器的特點 TLC549 是美國德州儀器公司生產(chǎn)的 8 位串行 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片 .可與通用微處理器控制器通過 I/O CLOCK CS DATA OUT 三條口線進行串行接口 .具有4MHZ 片內(nèi)系統(tǒng)時鐘和軟 .硬件控制電路 .轉(zhuǎn)換時間最長 45500 次 /S,TLC549 允許的最高轉(zhuǎn)換速率為 . 40000 次 / 為 40000 次 /S. 總失調(diào)誤差最大為 ? 初始化 DS18B20 跳過 ROM 匹配 溫度變換 延時 1S 跳過 ROM 匹配 讀暫存器 轉(zhuǎn)換成顯示碼 數(shù)碼管顯示 減法計數(shù)器 斜坡累加器 減到 0 減法計數(shù)器 預 置 低溫度系數(shù) 振 蕩 器 高溫度系數(shù) 振 蕩 器 計數(shù)比較器 預 置 溫度寄存器 減到 0 16 + 6MW 采用差分參考電壓高阻輸入 .抗干擾 .可按比例量程校準轉(zhuǎn)換范圍。 下降沿后 .再等待兩個內(nèi)部時鐘上升沿和一個下降沿后 . 然后確認這一變化 . 最后自動將前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高位 (D7)位輸出到 DATA OUT 端上 . (2)前四個 I/O CLOCK 周期的下降沿依次移出第 和第 5 個位()片上采樣保持電路在第 4 個 I/O CLOCK 下降沿開始采樣模 擬輸入 . (3) 接下來的 3 個 I/O CLOCK 周期的下降沿將移出第 8（ D DD0）個轉(zhuǎn)換位 8 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 輸出數(shù)據(jù)寄存器 81數(shù)據(jù)選擇器和驅(qū)動器 控制邏輯和輸出數(shù)據(jù) 內(nèi)部系統(tǒng)時鐘 采樣保持 REF+ REF 3 1 2 ANALOG IN CS175。 顯示電路的設(shè)計 LED 數(shù)碼顯示管有兩種，一種是共陽極數(shù)碼管，其內(nèi)部是由八個陽極相連接的發(fā)光二極管組成；另一種是共陰極數(shù)碼管，其內(nèi)部是由四個陽極相連接的發(fā)光二極管組成。 靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動電路具有鎖存功能，單片機將 所要顯示的數(shù)據(jù)送出后就不再控制 LED，直到下次顯示時再傳送一次新的顯示數(shù)據(jù)。要顯示新的數(shù)據(jù)時，單片機再發(fā)送新的數(shù)據(jù)。采用動態(tài)掃描軟件譯碼地方式能大大 簡化硬件電路結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)成本。 本設(shè)計的顯示電路采用共陽 LED 四位數(shù)碼管和二位數(shù)碼管 ，位碼 用 PNP 三極管驅(qū)動。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。[9] 設(shè)計要求定時時間到時要有聲音提醒信號產(chǎn)生，可選擇一只蜂鳴器來實現(xiàn)這一功能。 當 =1 時， Q1 導通時，使蜂鳴器的兩個引腳間獲得將近 5V 的直流電壓，蜂鳴器中有電流通過，而產(chǎn)生蜂鳴音。當達不到或者超過范圍的通過報警電路進行報警。根據(jù)所設(shè)計的電路參數(shù)和程序， 溫度檢 測的范圍為 0℃ +50℃、溫度誤差再? ℃， 系統(tǒng)調(diào)試完后應對測量誤差和重復一致性進行多次實驗分析，不斷優(yōu)化系統(tǒng)使其達到實際使用的測量要求。 為了增強系統(tǒng)的可靠性，應在軟硬件上采用一些特殊措施。 22 圖 主程序框圖 開 始 單片機初始化 讀取 TLC549 濕度值 數(shù) 據(jù) 處 理 鍵 處 理 設(shè) 置 讀取 DS18B20 溫度值 數(shù) 據(jù) 處 理 顯 示 結(jié) 束 溫度過限 蜂鳴器告警 23 圖 DS18B20 讀取子程序 圖 549 讀取子程序 開始 總 線 復 位 讀高位地位字節(jié)，并合并 數(shù) 據(jù) 處 理 是否滿足設(shè)限溫度？ 輸 出 數(shù) 據(jù) 結(jié) 束 產(chǎn)生報警 Y N 結(jié) 束 TLC549,cs 置低 微秒后，置 I/O CLOCK 為高 讀 DATA OUT ，置 I/O CLOCK為高 Cs 置高 是第 8位嗎？ 初始化： cs=0； I/O CLOCK=1，移位計數(shù)器為零 Y N 24 總 結(jié) 本設(shè)計系統(tǒng)采用了 美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的單片機 AT89S52 芯片。從中 我還體會到了所學理論知識的重要性：知識掌握得越多，設(shè)計得就更全面、更順利、更好 。 畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)了嚴肅認真和實事求是的科學態(tài)度 和 吃苦耐勞的精神以及 嚴謹?shù)淖黠L ， 提高了交流溝通和團體協(xié)作能力。在此表示深深的敬意與感謝。 [3] 劉篤仁、韓保君 (2021). 傳感器原理及應用技術(shù) .． 機械工業(yè)出版社 。 [7] 周志文 (2021).C 語言程序設(shè)計 ． 機械工業(yè)出版社 。 27 三、源程序 define uchar unsigned char define uint unsigned int define ulong unsigned long include //導入頭文件 include //導入頭文件 include //導入頭文件 include //導入頭文件 sbit setdown =P3^5。 //繼電器 sbit speak =P1^5。 //十位 sbit qwei =P2^5。 // sbit hotled =P3^6。 // sfr XSOUT = 0x80。 //溫度 //uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0 28 x00}。 uchar ms,adjs,setmaxt,setmint,setmaxh,setminh,setmode。//臨時保存 /************************************** 549控制引腳宏定義 *************************************/ sbit TLC549_SDO =P1^3。 uint adyzhi。 uint sdzhi。//溫度 uchar setzhi。 suseconds。 //輸出為 0 Delay(29)。 Delay(25)。 Delay(5)。 for (i=0。= 0x01。 TMDAT = 0。 i++)。 for (i=0。 } return(value)。 //DS18B20總線復位 Write_Byte(0xCC)。 Write_Byte(0xCC)。 //DS18B20 讀高字節(jié) TEMP=TEMP_MSB。 } void ds18b20_cl() //取溫度值 { uchar tmph,tmpl,sign。 if(sign==0xf0) { tmp=(~tmp)+1。 tmpl=(uchar)(tmpamp。 tmpl=tmpl*。 tmpbuf[1]=(tmph%100)/10。 // } } /////////處理 doing() { uchar tzhi。 /* if(tzhisetmaxt) {fanjdq=1。speak=1。hotled=0。hotjdq=0。speak=1。(setmaxhsdzhi)){humiled=1。(setmaxhsdzhi)) speak=0。 //abcd%=100 。 wei6=1。 wei5=1。 qwei=1。 Delay(60)。=0xdf。 XSOUT=table[tmpbuf[3]]。 33 return。 qwei=1。 bwei=1。 if(setmode==4) abcd=setminh。 swei=1。 gwei=1。setmode++。if(set) setbz=1。 if((setmode==1)amp。}。(setminhsetmaxh1)){setminh++。if(setup){setupbz=1。 if((setmode==1)amp。}。(setminh0)){setminh。if(setdown){setdownbz=1。} TH0=(6553610000)/256。 EA=1。 if(adjs=10) {adjs=0。 } } void read549() { uint ad=0,i。 TLC549_SCK=0。 _nop_()。i++) { TLC549_SCK=1。 TLC549_SCK=0。 } TLC549_CS=1。 pfcl()。 TR0=1。 setmint=5。 setup=1。 sdzhi=xianzhi*。i10。//處理 } } 37 焦作大學機電工程學院畢業(yè)設(shè)計 焦作大學機電 工程學院 2021 年 12 月 專業(yè)姓名： 應用電子技術(shù) 學生姓名： 朱圓圓 導師姓名： 李鴻征老師 多功能足球計分器 設(shè)計 Multifunctional football scoring device design 姓名 朱圓圓 學制 3 年 專業(yè) 應用電子技術(shù) 研究方向 電子元器件的發(fā)展 導師 李鴻征老師 職稱 副教授 論文提交日期 論文答辯日期 焦作大學機電工程學院 摘 要 足球比賽計時計分器是為了解決足球比賽時計分與計時準確方 便，靈活適