【正文】 僅需要一根口線（單線接口）讀寫(xiě) ,溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20 供電，而無(wú)需額外電源。 2． 4. 2 音頻放大電路 音頻放大電路由放大三接管、蜂鳴器 SPEAKER、限流電阻組成，音頻信號(hào)的輸出連接到 單片機(jī) 如圖 1115 所示當(dāng) 為 低 時(shí)， SPEAKER 發(fā)聲，聲音脈寬不同發(fā)出的聲音不同。本系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)掃描顯示接口電路，動(dòng)態(tài)顯示接口電路是把所有顯示器的 8個(gè)筆劃段 ah同名端連在一起，而每一個(gè)顯示器的公共極 COM 各自獨(dú)立地受 I/O 線控制。 8個(gè)筆劃段 hgfedcba 對(duì)應(yīng)于一個(gè)字節(jié)（ 8 位）的 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,于是用 8位二進(jìn)制碼就可以表示欲顯示字符的字型代碼。 LED 顯示器有兩種不同的形式：一種是發(fā)光二極管的陽(yáng)極都連在一起的，稱之為共陽(yáng)極 LED 顯示器；另一種是發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為 共陰極 LED 顯示器。 圖 1112 顯示部分電路 在單片機(jī)系統(tǒng)中，通常用 LED 數(shù)碼顯示器來(lái)顯示各種數(shù)字或符號(hào)。 ●指令周期：完成一條指令占用的全部時(shí)間。 ●時(shí)鐘周期： (稱 S 周期 )為振蕩周期的兩倍，時(shí)鐘周期＝２倍的振蕩周期 T 時(shí)鐘周期 =2* T 振蕩周期 。 51 系列單片機(jī)的時(shí)序 805l 的基本時(shí)序周期一條指令譯碼產(chǎn)生的一系列微操作信號(hào)在時(shí)間上有嚴(yán)格的先后次序，這種次序就是計(jì)算機(jī)的時(shí)序。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。當(dāng)信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì) ROM 的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器；當(dāng)信號(hào)為高電平時(shí)，對(duì) ROM 的讀操作是 從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開(kāi)始，并可延至外部程序存儲(chǔ)器。此外，由于 ALE 是以晶振 1/6 的固定頻率輸出的正脈沖，因此 ,可作為外部時(shí)鐘或外部定時(shí)脈沖使用。 — (1017)： P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O口。在 EPROM 編程和程序驗(yàn)證時(shí)，它接收低 8位地址。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)多路轉(zhuǎn)換的地址 (低 8位 )和數(shù)據(jù)總線，在訪問(wèn)期間激活了內(nèi)部的上拉電阻。 ⑹ 高速 SPI 通信端口。 ⑵ 芯片內(nèi)有 EEPROM 功能。 3）在 DS18B20 測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待返回信號(hào)，一旦 DS18B20 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該 DS1820 時(shí)，將沒(méi)有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。 圖 515 測(cè)溫系統(tǒng)硬件原理圖 1） DS18B20 的供電方式選擇外接電源的方式，通過(guò)單線連接到智能芯片的一個(gè) I/O 口上。 T89S52 單片機(jī)在接到溫度傳感器 DS18B20 傳送過(guò)來(lái)的溫度數(shù)據(jù)后，進(jìn)行操作，一方面送至數(shù)碼管顯示模塊進(jìn)行溫度顯示，另一方面將數(shù)據(jù)送至 PC 機(jī)上，方便在 PC 機(jī)進(jìn)行一些后續(xù)處理和控制操作，有利于遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)。 智能電子技術(shù)實(shí)踐課程設(shè)計(jì)報(bào)告 4 第 1章． 總體方案設(shè)計(jì) 溫度傳感器按傳感器與被測(cè)介質(zhì)的接觸方式可分為兩大類：一類是接 觸式溫度傳感器，一類是非接觸式溫度傳感器。 在實(shí)際檢測(cè)時(shí)，主要通過(guò)溫度傳感器（ DS18B20）的溫度檢測(cè)功能， 實(shí)現(xiàn) 實(shí)際環(huán)境 溫度在 開(kāi)發(fā)板的數(shù)碼管上的 的顯示。它以 AT89C51單片機(jī)為主控制芯片，采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 實(shí)現(xiàn)溫度的檢測(cè) ，其測(cè)量范圍在25~31℃ 之間， 精度可以達(dá)到 ℃ ，采用 LCD 液晶顯示模塊，它作為顯示器形象直觀的顯示測(cè)出的溫度值 ，或者采用數(shù)碼管顯示結(jié)果。非接觸式溫度傳感器無(wú)需與被測(cè)介質(zhì)接觸，而是通過(guò)被測(cè)介質(zhì)的熱輻射或?qū)α鱾鞯綔囟葌鞲衅鳎赃_(dá)到測(cè)溫的目的。由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中溫度測(cè)量的范圍極寬，從零下幾百度到零上幾千度，而各種材料做成的溫度傳感器只能在一定的溫度范圍內(nèi)使用。 溫度傳感器是通過(guò)物體隨溫度變化而改變某種特性來(lái)間接測(cè)量的。本文設(shè)計(jì)了一種基于 AT89C51 單片機(jī)與 DS18B20 的溫度控制系統(tǒng)。由于溫度測(cè)量的普遍性，溫度傳感器的數(shù)量在各種傳感器中居首位，約占 50%。 溫度的測(cè)量及控制對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、生產(chǎn)安全、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到非常重要的作用。隨著微電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、傳感 器技術(shù)的不斷發(fā)展，為溫度控制系統(tǒng)測(cè)控功能的完善、測(cè)控精度的提高和抗干擾能力的增強(qiáng)等提供了條件。該系統(tǒng)還可擴(kuò)展成為多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)、溫度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，新型溫度傳感器還會(huì)不斷涌現(xiàn)。這一類傳感器主要有電阻式、熱電偶、 PN結(jié)溫度傳感器等。該系統(tǒng)利用 AT89C51 單片機(jī)采集爐溫，實(shí)現(xiàn)溫度顯示、報(bào)警等功能。 系統(tǒng)中使用到的主要材料有： 單片機(jī) STC12C5A60S2， 天線， 蜂鳴器， 多功能開(kāi)發(fā)板，溫度傳感器（ DS18B20） 。 多功能開(kāi)發(fā)板通過(guò)下載溫度檢測(cè)程序（由 STC12C5A60S2 接收程序），與溫度檢測(cè)模塊（ DS18B20）連接 ， 即 可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)控制的效果。系統(tǒng)上電后， AT89S52 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)溫度傳感器 DS18B20 工作，進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集，傳輸。以上特點(diǎn)使 DS18B20 非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序和讀時(shí)序。 ⑴ 有 1280 字節(jié)片內(nèi) RAM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 ⑸ 可編程計(jì)數(shù)器陣列 PCA 和可編程脈寬調(diào)節(jié)器 PWM，右實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘和可調(diào)頻率的 PWM 輸出。 圖 2 STC12CXX 系列典型單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 智能電子技術(shù)實(shí)踐課程設(shè)計(jì)報(bào)告 8 51 系列單片機(jī)的引腳功能 圖 3 微型單片機(jī)的引腳 ． I/O 端口線輸入輸出引腳 — (39— 32)： P0口是一個(gè)漏極開(kāi)路型準(zhǔn)雙向 I／ O 口。 — (18)： P1 口是帶內(nèi) 部上拉電阻的 8位雙向 I／ O 口。在對(duì) EFROM 編程和程序驗(yàn)證期間，它接收高 8 位地址。在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)， ALE 用于控制 P0 口輸出的低 8位地址鎖存起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。 （３１腳）訪問(wèn)程序存儲(chǔ)控制信號(hào)。 ．外接晶體端 XTAL1（１９腳）和 XTAL2（１８腳）外接晶體引線端。 以上是 MCS51單片機(jī)芯片 40條引腳的定義及簡(jiǎn) 單功能說(shuō)明，讀者可以對(duì)照實(shí)訓(xùn)電路找到相應(yīng)引腳，在電路中查看每個(gè)引腳的連接使用。 T振蕩周期＝１ /fosc。 STC12CXX 系列單片機(jī)有 1 個(gè)時(shí)鐘周期 /機(jī)器周期。這些信號(hào)由單片機(jī)軟件生成。其中 7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字型“ 8”的各個(gè)筆畫(huà)段 ,另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為 dp 發(fā)光二極管。當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的筆劃段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合而顯示各種字符。 智能電子技術(shù)實(shí)踐課程設(shè)計(jì)報(bào)告 11 圖 1113 LED 數(shù)碼管共陽(yáng)極和共陰極示圖 LED 顯示方式有動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種方式。在輪流點(diǎn)亮掃描過(guò)程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的（約 1ms），但由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位顯示器并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測(cè)溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 簡(jiǎn)介 （ 1）獨(dú)特的單線接口方式： DS18B20 與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。固有測(cè)溫分辨率為 ℃。 （ 8）負(fù)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。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 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。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā)ROM 功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。 當(dāng) DS18B20 處于寫(xiě)存儲(chǔ)器操作和溫度 A/D 變換操作時(shí)，總智能電子技術(shù)實(shí)踐課程設(shè)計(jì)報(bào)告 15 線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開(kāi)啟時(shí)間最大為 10 μ s。假設(shè)單片機(jī)系統(tǒng)所用的晶振頻率為 12 MHz，根據(jù) DS18B20 的初始化時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序和讀時(shí)序，分別編寫(xiě) 3 個(gè)子程序： INIT 為初始化子程序， WRITE 為寫(xiě)（命令或數(shù)據(jù)）子程序， READ 為讀數(shù)據(jù)子程序，所有的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)均由最 低位開(kāi)始，實(shí)際在實(shí)驗(yàn)中不用這種方式，只要在數(shù)據(jù)線上加一個(gè)上拉電阻 kΩ ,另外 2 個(gè)腳分別接電源和地。在 DS18B20 操作中，用到的延時(shí)有15 μ s， 90 μ s， 270 μ s， 540 μ s 等。其一個(gè)工作周期可分為兩個(gè)部分，即溫度檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理。 DS18B20 共 64 位 ROM。第 5 個(gè)字節(jié)則是用戶第 3 個(gè) EEPROM 的鏡像。 智能電子技術(shù)實(shí)踐課程設(shè)計(jì)報(bào)告 16 控制器對(duì) 18B20 操作流程 1. 復(fù)位：首先我們必須對(duì) DS18B20 芯片進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位就是由控制器（單片機(jī)）給 DS18B20 單總線至少 480uS 的低電平信號(hào)。如果復(fù)位低電平的時(shí)間不足或是單總線的電路斷路都不會(huì)接到存在脈沖，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意意外情況的處理。誠(chéng)然，單總線上可以同時(shí)掛接多個(gè)器件，并通過(guò)每個(gè)器件上所獨(dú)有的 ID 號(hào)來(lái)區(qū)別，一般只掛接單個(gè) 18B20 芯片時(shí)可以跳過(guò) ROM 指令（注意：此處指的跳過(guò) ROM 指令并非不發(fā)送 ROM 指令，而是用特有的一條“跳過(guò)指令”）。存儲(chǔ)器操作指令的功能是命令 18B20 作什么樣的工作，是芯片控制的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)方法將有下文有詳細(xì)介紹。 //定義通信端口 sbit ser=P2^1。 //蜂鳴器報(bào)警引腳， P10=1 時(shí)報(bào)警 uchar code LED[12]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xbf}。 unsigned char FLAG=0。 } void delay1_us()// {_nop_()。_nop_()。 y=10000。j++) { if(aamp。 srclk=0。j++) { if(bamp。 srclk=0。 } uchar Init_DS18B20(void) { unsigned char flag=0。 DQ=1。 DQ=1。 //拉高電平，準(zhǔn)備啟動(dòng)讀時(shí)序 delay1_us()。 智能電子技術(shù)實(shí)踐課程設(shè)計(jì)報(bào)告 20 DQ=1。 delay1_us()。 s=DQ。 unsigned char j。 dat=(j7)|(dat1)。 for (i=0。 n=datamp。 //拉低電平 15US 內(nèi)釋放總線 delay1_us()。 //整個(gè)時(shí)序不能低于 60US } else //寫(xiě) 0 { DQ=0。 } } } float ReadTemperature(void) { float value。 WriteOneChar(0xcc)。 WriteOneChar(0xcc)。 tempInt=b。//基本單位為 return(value)。 outbyte(weima,seg)。 if(=4) { weima=0x0ef。 int m,n 。 智能電子技術(shù)實(shí)踐課程設(shè)計(jì)報(bào)告 23 TH0=(655364000)/256。 SCON=0x50。 ET0=1。 if(m=31) P10=0。 n=(temperaturem)*100+。 SBUF=0x46。 while(TI==0)。 TI=0。 SBUF=0x2e 。 while(TI==0)。 } } } 測(cè)溫程序流程框圖 復(fù) 位 發(fā) CCH SKIP ROM 命令 發(fā) 44H 開(kāi)始轉(zhuǎn)換命令 延 時(shí) 復(fù) 位 發(fā) OBEH 讀存儲(chǔ)器 發(fā) CCH SKIP ROM 命令 連續(xù)讀出兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)（即溫度） 結(jié)束 智能電子技術(shù)實(shí)踐課程設(shè)計(jì)報(bào)告 25 第 5 章 .調(diào)試過(guò)程 —— 軟件、硬件調(diào)試 我們組在前期分工時(shí)，利用課余時(shí)間焊電路板（電路圖見(jiàn)硬件部分）焊出了我們的第一塊板子； 下一步的工作就是軟件部分，簡(jiǎn)單點(diǎn)就是編寫(xiě)程序。在 LED上顯示 。經(jīng)過(guò)一上午的鉆研，還是沒(méi)有結(jié)果。 在老師的指導(dǎo)下調(diào)試過(guò)程： 我們調(diào)試了測(cè)試了波形，發(fā)現(xiàn) DS18B20 沒(méi)有工作。 我們還做了錄下了一小段視頻作