【正文】 d) 測溫范圍： 55 ℃ ～ +125 ℃ 。 g）支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫。因?yàn)槊恐?DS18B20 都可以設(shè)置成兩種供電方式。溫度報(bào)警觸發(fā)器TH 和 TL 存儲用戶通過軟件寫入的報(bào)警上下極限。計(jì)數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將 55 ℃ 所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在 55℃ 所對應(yīng)的一個基預(yù)置 斜率累加器 計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù)器 2 =0 =0 低溫度系數(shù)振蕩 高溫度系數(shù)振蕩 加 1 停止 比較 預(yù)置 溫度寄存器 設(shè)備 /管理 LSB 電 源 檢 測 64 位 ROM 和 單線 接口 8位 CRC 生成器 存儲器和控制器 配置寄存器 高溫觸發(fā)器 TH 高速 緩存 存儲器 溫度靈敏元件 低溫觸發(fā)器 TL 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 9 頁 共 40 頁 數(shù)值。系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。在芯片出廠時 R1和 R0 被配置為“ 1”，即工作在 12 位模式下。 DS18B20 用 12 位精度測出的數(shù)字量（用 16 位二進(jìn)制補(bǔ)碼形式表示）如表 ： 表 部分溫度與對應(yīng)的數(shù)字溫度輸出之間的對應(yīng)關(guān)系 溫度（℃） 數(shù)字輸出（二進(jìn)制） 數(shù)字輸出（十六進(jìn)制） +125 0000 0111 1101 0000 07D0 +85 0000 0101 0101 0000 0550 + 0000 0001 1001 0001 0191 + 0000 0000 1010 0010 00A2 + 0000 0000 0000 1000 0008 0 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1000 FFF8 1111 1111 0101 1110 FF5E 1111 1110 0110 1111 FE6F 55 1111 1100 1001 0000 FC90 DS18B20 的內(nèi)存結(jié)構(gòu)圖 DS18B20 的存儲器包括 SRAM 存儲器和非易失的 EEPROM 存儲器， EEPROM 用于存放觸發(fā)報(bào)警上限值存儲器（ TH）和觸發(fā)報(bào)警下限存儲器（ TL）。分別說明如下： a) 初始化 單總線上的所有處理均從初始化開始。所有 ROM 操作命令均為 8位（二進(jìn)制）字長。當(dāng)總線上掛有多片 DS18B20 時禁止使用該命令，否則多片 DS18B20 同時發(fā)送數(shù)據(jù)，必然會導(dǎo)致互相沖突。所有與 64位 ROM 序列不相符的 DS18B20 將等待復(fù)位脈沖。為以后對各個單線器件作好準(zhǔn)備。該命令主要用于向所有的 DS18B20同時發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令，從而大大節(jié)省訪問各個器件的時間。僅在最后一次溫度測量出現(xiàn)報(bào)警的情況下。 c) 存儲器操作命令 存儲器操作命令共有 6條，具體如下： 1) 溫度轉(zhuǎn)換命令（ CONVERT T） {44H}。 2) 讀暫存存儲器（ READ SCRATCHPAD） {BEH}。 3) 寫暫存存儲器（ WRITE SCRATCHPAD） {4EH}。該命令把觸發(fā)寄存器中的 TH、 TL字節(jié)分別復(fù)制到 EERAM 的 TH、 TL 的字節(jié)上。該命令是把存儲器在 E2RAM 溫度觸發(fā)器 TH、 TL內(nèi)的數(shù)據(jù)重新調(diào)入暫存器的 TH、 TL 字節(jié)。此項(xiàng)命令發(fā)送給 DS18B20 之后，對主 CPU發(fā)出的每條讀命令， DS18B20 都向主 CPU 提供電源方式信號“ 0”（表示由寄生電源供電）或者“ 1”（表示由外部電源供電）。若為低電平，則寫入的是 0，如圖 ；若為高電平，則寫入的位是 1，見圖。 T2 距 T0 為 15us，也就是說， T2 時刻前主機(jī)必需完成讀位，并在 T0 后的 60us～ 120us 內(nèi)釋放總線。在使 用 PL/M、 C 等高級語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時，對 DS1820操作部分最好采用匯編語言實(shí)現(xiàn)。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過 50m時，讀取的測溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。 d) 在 DS1820 測溫程序設(shè)計(jì)中，向 DS1820 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820 的返回信號，一旦某個 DS1820 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該 DS1820 時，將沒有返回信號，程序進(jìn)入死循環(huán)。 MCS51 系列單片機(jī)特點(diǎn)如下： (1)專為控制應(yīng)用所設(shè)計(jì)的八位 CPU ； (2)具有布爾代數(shù)的運(yùn)算能力； (3)32條雙項(xiàng)且可被獨(dú)立尋址的 I\O口； (4)芯片內(nèi)有 128 字節(jié)可供存儲數(shù)據(jù)的 RAM（ 8052： 256字節(jié)）； (5)內(nèi)部有兩組 16 位定時器（ 8052 有 3個）； (6)具有全多工傳輸信號 UART；(7)5 個中斷源，且具有兩級（高／低）優(yōu)先權(quán)順序的中斷結(jié)構(gòu)； (8)芯片內(nèi)有 4KB（ 8KB/8052）的程序存儲器（ ROM）； (9)芯片內(nèi)有時鐘（ CLOCK）振蕩器電路； (10)程序存儲器可擴(kuò)展至 64KB（ ROM）； (11)數(shù)據(jù)存儲器可擴(kuò)展至 64KB（ RAM）。 2)外時鐘方式， XTAL1 接地， XTAL2 接外部振蕩器。下面分別對其進(jìn)行介紹： 1) RST/Vpd（ 9腳） ：復(fù)位信號／備用電源引腳 當(dāng)輸入的復(fù)位信號延續(xù)２個機(jī)器周期以上，高電平即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位操作。 2) ALE/PROG非（ 30腳）；地址鎖存允許信號／編程脈沖輸入端 在系統(tǒng)擴(kuò)展時， ALE用于控制把 P0口輸出的低 8位地址送入鎖存器鎖存起來，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。要檢查 8051上電平后 CPU能否正常到程序存儲器中讀取指令碼，可以用示波器觀察引腳 PSEN非有無脈沖輸出，若有說明正常。 在對EPROM編寫固化程序時，需對此引腳施加 21V的編程電壓。它們的特點(diǎn)如下： a、 4個并行 I/O接口都是雙向的。 2) I/O接口電路功能匯總 MCS51單片機(jī)內(nèi)部屬單總線結(jié)構(gòu)， 因此使系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上增加了靈活性。在 MCS51的進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展時，它作為地址/數(shù)據(jù)總線口。 P3口在作為第二功能（控制功能）使用時，它的每一位功能定義如表 。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯或者操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵以重新啟動。然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。因此，靜態(tài)顯示系統(tǒng)在每一次顯示輸出后能夠保持顯示不變，僅在待顯示數(shù)字需要改變時，才更新其數(shù)字顯示鎖存器中的內(nèi)容。這種 顯示的優(yōu)點(diǎn)是使用硬件少，占用 I/O 口少。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 19 頁 共 40 頁 4 智能溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 課題的程序用 Keil C51 語言編寫，由于使用了 C 語言，寄存器的分配、不同的存儲器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)可由編譯器管理，尤其是數(shù)學(xué)運(yùn)算不必人工干預(yù)，大大縮短了變成與調(diào)試的時間，提高了效率，降低了編成難度，使編程更加簡便。 DS18B20 通信程序主要由 DS18B20初始化程序， DS18B20 讀字節(jié)程序， DS18B20 寫字節(jié)程序組成。其中，復(fù)位鍵部分放入主程序中，作為主程序的一部分。當(dāng)溫度超過設(shè)定溫度范圍時，進(jìn)行報(bào)警。主程序流程圖如圖 。完成對 DS18B20的初始化操作，在每次測溫前必須對其進(jìn)行初始化，否則系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。 delay(15)。 do{}while(DQ==0)。當(dāng)總線控制器把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉到低電平的時候，寫時序開始總線控制器要生產(chǎn)一個寫時序，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平然后釋放，在寫時序開始后的 15us釋放總線。如果線上是高電平，就是寫 1。 for (i=0。 DQ=wramp。 wr=1。當(dāng)總線控制器把數(shù)據(jù)線從高電平拉到低電平時，讀時序開始，數(shù)據(jù)線必須至少保持1us,然后總線被釋放。因此，總線控制器在讀時序開始后必須停止把 I/O腳驅(qū)動為低電平 15us,以讀取 I/O腳狀態(tài)。i++) {DQ=0。 delay (4)。當(dāng)測定溫度低于設(shè)定溫度下限值時，第 7個發(fā)光二極管點(diǎn)亮；當(dāng)測定溫度高于設(shè)定溫度上限值時，第 7個發(fā)光二極管亮。 /*WH、 WL 用于存儲上、下限溫度 */ void showT(void) /*溫度顯示子程序 */ { uchar idata tem[4]。) { wd=cewen()。 /*溫度為正值，數(shù)碼管第 1 位不顯示 */ tem[1]=wd/10。 display(tem+3)。 /*高于溫度上限，第 7個發(fā)光二極管亮 */ } } 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 26 頁 共 40 頁 溫度采集子程序流程圖 程序在采集溫度時，測量兩次取平均值，已達(dá)到精確的目的。 for(i=0。 /*跳過 DS18B20 片內(nèi) ROM*/ write_zi(0x44)。 /*DS18B20 暫存器值 */ am=read_zi()。 wendz|=am。 /*將采集溫度值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) */ duzhi+=。 圖 顯示子程序 void display0(uchar idata *p) /*不顯示數(shù)碼管左起第 4 位 */ {uchar sel,i。i++) {sel=~sel。 返回 送段碼 顯示第 3位？ 查字碼表 table 送字碼 取位信號 延時 1ms 顯示完成？ 查字碼表 table1 位選移位 Y N Y N 顯示緩沖區(qū)首地址及位選 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 29 頁 共 40 頁 wei=0xff。 } } void display1(uchar idata *p) /*不顯示數(shù)碼管左起第 3位 */ {uchar sel,i。i++) {sel=~sel。 wei=0xff。 } } void display2(uchar idata *p) /*不顯示數(shù)碼管左起第 2 位 */ {uchar sel,i。i++) {sel=~sel。 wei=0xff。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 30 頁 共 40 頁 } } void display3(uchar idata *p) /*不顯示數(shù)碼管第 1 位 */ {uchar sel,i。i++) {sel=~sel。 wei=0xff。 } } void displayQ(uchar idata *p) /*數(shù)碼管小數(shù)點(diǎn)全顯示，用于自檢子程序 */ {uchar sel,i。i++) {sel=~sel。 wei=0xff。 } } 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 31 頁 共 40 頁 按鍵子程序流程圖 圖 按鍵子程序流程圖 Y N N Y Y N Y N 按 K3 鍵設(shè)置數(shù)值 設(shè)置數(shù)值位閃爍 K2鍵按下？ 顯示溫度下限 顯示溫度上限 將設(shè)置值送 上下限溫度存儲變量 顯示測量溫度 返 回 K1 鍵 第一次按下 K1 鍵 第二次按下？ K2 鍵 第五次按下？ K1 鍵 第三次按下？ 開中斷 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 32 頁 共 40 頁 5 智能溫度控制系統(tǒng)可靠性和精度分析 傳統(tǒng)的 A/D轉(zhuǎn)換器大多采用積分式或逐次比較式轉(zhuǎn)換技術(shù)，其噪聲容限低，抑制混疊噪聲及量化噪聲的能力比較差。 系統(tǒng)將轉(zhuǎn)換精度控制字 R1 和 R0 配置為“ 1”，將精度達(dá)到最高為 ℃，在測量時測量兩次，再將兩次測得值求平均，四舍五入。由于傳送的是串行放大器和 A/D 轉(zhuǎn)換器可以統(tǒng)統(tǒng)被省卻，因而這種測溫方式大大提高了各種溫度測控系統(tǒng)的可靠性，降低了成本，縮小了體積。 現(xiàn)今，智能溫度控制系統(tǒng)在 測溫精度、分辨力和測試功能有所提高。 176。 b) 新型智能溫度傳感器的測試功能也在不斷增強(qiáng)。在此，我要向你們表示我最誠摯的謝意！ 本論文是在 羅文軍老師的 悉心指導(dǎo)下完成的，在此我首先對 羅老師 表示誠摯的謝意。 感謝 同級 的 韋玉成同學(xué) 及其他大學(xué)階段認(rèn)識的同學(xué)，他們在我課題完成過程中給予了極大的幫助和支持