【正文】 IV Abstract In recent years, the rapid development of China’s economy cause people’s needs for temperature control increasingly. Intelligent and unmanned are the key technique in requirement for temperature control. The water temperature control field various in many area such as industrial control, intelligent home system, chemical field, agricultural breeding and so on. This temperature control system is mainly posed of AVR microcontroller as a core, Ds18B20 temperature sensor as a gather temperature, and 1602 LCD as the screen. At the same time the keyboard which can be used for setting temperature value, resetting and showing the present temperature value. Also through relay control to heat the equipment. So as to achieve the microcontroller to control the water temperature with keeping within the prescribed scope. In addition, this system added EEPROM equipment is for poweroff protection, that is, to record the present temperature value in order to prevent information lost when outages. Keyword: AVR。 EEPROM。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)與傳感器器件的價(jià)格不斷降低，并且技術(shù)的日益成熟、可靠，使得用微型控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)水溫控制完全可以實(shí)現(xiàn)。并且可以通過(guò)算法編程等操 作，得到的數(shù)值更加精確。 。溫度控制技術(shù)同時(shí)得到迅速發(fā)展。 水溫控制對(duì)于人類(lèi)的活動(dòng)中應(yīng)用十分廣泛。溫度作為一大重要的測(cè)量單位越來(lái)越重要。而當(dāng)今隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸成熟，而且電子器件的價(jià)格不斷降低、可 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 2 靠性也不斷提高，利用嵌入式控制技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)水溫是完全可以實(shí)現(xiàn)的。國(guó)外對(duì)溫度控制技術(shù)研究始于 20 世紀(jì) 70 年代?，F(xiàn)在世界各國(guó)的溫度控制技術(shù)發(fā)展很快，一些國(guó)家在實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上正向著完全自動(dòng)化、無(wú)人化的方向發(fā)展。 、調(diào)試。綜合考慮采用 ATmega128 單片機(jī)作為控制器。 外設(shè)特點(diǎn) 兩個(gè)具有獨(dú)立的預(yù)分頻器和比較器功能的 8 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器； 兩個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器； 具有獨(dú)立 分頻器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器； 具有兩路 8 位 PWM 6 路分辨率可編程（ 216 位）的 PWM 輸出比較調(diào)節(jié)器； 8 路 10 位 ADC 8 個(gè)單端通道； 7 個(gè)差分通道； 2 個(gè)具有可編程增益的差分通道； 面向字節(jié)的兩線(xiàn)接口； 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 5 兩個(gè)可編程的串口 USART； 可工作與主機(jī) /從機(jī)對(duì)的 SPI 串口； 具有獨(dú)立的片內(nèi)振蕩器的看門(mén)狗定時(shí)器； 片內(nèi)模擬比較器。 ATmega128。并且比普通的復(fù)雜指令集高達(dá) 10 倍的吞吐量。其輸出緩沖器具有對(duì)稱(chēng)的驅(qū)動(dòng)特性 ,可以輸出和吸收大電流。 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 8 端口 B(PB7~PB0):端口 B為 8位雙向 I/O口 ,復(fù)位發(fā)生時(shí)端口 B為三態(tài)。在 ATmegal 03 兼容模式下 ,端口C 只能作為輸出 ,而且在復(fù)位發(fā)生時(shí)不是三態(tài)。端口 E 也可以用作其他不同的特殊功能。作為輸入使用時(shí) ,若內(nèi)部上拉電阻使能 .則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在 ATmegal03 兼容模式下 ,端口 F 只能作為輸入引腳。復(fù)位發(fā)生時(shí)端口 G 為三態(tài)。 RESET:復(fù)位輸入引腳。 XTAL2:反向振蕩器放大器的輸出。 PEN 是 SPl 串行下載的使能引腳。 DS18B2 溫度傳感器具有體積小、無(wú)需 AD 轉(zhuǎn)化、抗干擾能力強(qiáng)、硬件開(kāi)銷(xiāo)低、精度高的特點(diǎn)。汽車(chē)空調(diào)、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線(xiàn)上，最多只能并聯(lián) 8 個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，如果數(shù)量過(guò)多，會(huì)使供電電源電壓過(guò)低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。做為從傳感器的 DS18B20 在一上電后就一直DS18B20 原理圖 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 11 在檢測(cè)總線(xiàn)上是否有 480－ 960 微秒低電平的出現(xiàn)，如果有，在總線(xiàn)轉(zhuǎn)為高電平后等待 15－ 60 微秒后將總線(xiàn)電平拉低 60－ 240 微秒做出響應(yīng)存在脈沖，告訴單片機(jī)本器件已做好準(zhǔn)備。 寫(xiě)周期最少為 60 微秒，最長(zhǎng)不超過(guò) 120 微秒。 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 12 3）寫(xiě)操作 對(duì)于讀數(shù)據(jù)操作時(shí)序也分為讀 0 時(shí)序和讀 1 時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。單片機(jī)在一開(kāi)始拉低總線(xiàn) 1 微秒后釋放總線(xiàn)，然后在包括前面的拉低總線(xiàn)電平 1 微秒在內(nèi)的 15 微秒時(shí)間內(nèi)完成對(duì)總線(xiàn)進(jìn)行采樣檢測(cè)，采樣期內(nèi)總線(xiàn)為低電平則確認(rèn)為 0。 寫(xiě)暫存器 4EH 向內(nèi)部 RAM 發(fā)出的第 4字節(jié)上寫(xiě)上下限溫度命令，然后傳送該兩個(gè)字節(jié)。 讀 ROM 33H 讀取 DS18B20 的 ROM 中編碼（即 64 位地址） 0 ROM 匹配 55H 發(fā)送此命令后，接著發(fā)送64 位 ROM 編碼，訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)上連接的 DS18B20 然后一一做出響應(yīng)。 本系統(tǒng)顯示內(nèi)容為：實(shí)時(shí)溫度、預(yù)設(shè)溫度上限、預(yù)設(shè)溫度下限。我們使用的開(kāi)關(guān)如下圖： 本系統(tǒng)采用非編碼按鍵組成的獨(dú)立按鍵，其中有四個(gè)按鍵（ S1S4）。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。并另外接入光耦保護(hù)單片機(jī)的電路。芯片可重復(fù)擦寫(xiě)和寫(xiě)入，從而解決了普通 PROM 只可一次性寫(xiě)入的弊端。 EEPROM 的壽命至少為 100,000 次（擦除次數(shù)）。編程采用 C 語(yǔ)言編程，開(kāi)發(fā)軟件使用ICCAVR 與 AVR stdio4 ,燒寫(xiě)軟件方式有兩種： JTAG 仿真器或者 ISP 下載器 . 、主程序流程圖 開(kāi)始 顯示固定字符 溫度信息采集轉(zhuǎn)化 顯示溫度 掃描電路 信息處理 結(jié)束 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 22 個(gè)模塊流程圖 DS18B20 流程圖 DS18B20 經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在高速暫存存儲(chǔ)器的第 0 和第 1 個(gè)字節(jié)。 /*中斷保護(hù) */ CLI()。 /*延時(shí) 500uS(480960)*/ DQ_SET。 delay_10us(49)。 else return 0x01。 /*中斷保護(hù) */ CLI()。 DQ_OUT。 NOP()。 delay_10us(1)。 0x80) SEI()。 /*中斷保護(hù) */ CLI()。 DQ_CLR。 NOP()。 /*延時(shí) 80uS*/ DQ_SET。 /*恢復(fù)中斷狀態(tài) */ } 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 25 溫度轉(zhuǎn)化 /*啟動(dòng) ds1820 轉(zhuǎn)換 */ void ds1820_start(void) { ds1820_reset()。 unsigned char buf[9]。 /*讀取溫度 */ for (i = 0。 i = 8。設(shè)置了溫度控制模塊中溫度數(shù)值的上限與下限，并且上限不能低于下限，下限也不能高于上限。在第二個(gè)判斷框中是當(dāng)前溫度大于上限溫度減兩度。=~BIT(5)。 PORTB|=BIT(7)。 } （ 2）寫(xiě)入數(shù)據(jù) RS=H， RW=L,D0~D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖。 PORTA=dat。=~BIT(7)。 //寫(xiě)一個(gè)指針加 1 write_(0x01)。 I2C 總線(xiàn)只有兩根雙向信號(hào)線(xiàn)。兩者數(shù)據(jù)并會(huì)相互影響。直到接收器件準(zhǔn)備好接收下一個(gè)字節(jié)時(shí)，再釋放 SCL 線(xiàn)使之為高電平，從而使數(shù)據(jù)傳送可以繼續(xù)進(jìn)行。 EEARL = EEPROM_ADDR。 } 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 31 2）讀出過(guò)程 1發(fā)送寫(xiě)入的器件地址 (0XA0) 2發(fā)送要讀的 EEPROM 的內(nèi)存地址 3發(fā)送讀出的器件地址 (0XA1) 4讀取數(shù)據(jù) uchar EE0PROM_read(uint EEPROM_ADDR) { while(EECR amp。 EECR |= (1EERE)。 它有以下幾個(gè)主要特點(diǎn) ： 1） ICCAVR 是一個(gè)綜合了編輯器和工程管理器的集成工作環(huán)境（ IDE）； 2）源文件全部被組織到工程之中，文件的編輯和工程的構(gòu)筑也在這個(gè)環(huán)境中完成，錯(cuò)誤顯 示在狀態(tài)窗口中，并且當(dāng)你點(diǎn)擊編譯錯(cuò)誤時(shí)，光標(biāo)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到錯(cuò)誤的那一行； 3）該工程管理器還能直接產(chǎn)生 INTEL HEX 格式文件的燒寫(xiě)文件（該格式的文件可被大多數(shù) 編程器所支持，可以直接下載到芯片中使用）和符合 AVRStudio 的調(diào)試文件 (COFF 格式 )。 輸入文件： 1） .c 擴(kuò)展名 表示是 C 語(yǔ)言源文件。 5） .a 擴(kuò)展名 庫(kù)文件 它可以由幾個(gè)庫(kù)封裝在一起 是一個(gè)包含了標(biāo)準(zhǔn) C 的 庫(kù)和 AVR 特殊程序調(diào)用的基本庫(kù) 如果庫(kù)被引用 鏈接器會(huì)將其鏈接到用戶(hù)的模塊或文件中 用戶(hù)也可以創(chuàng)建或修改一個(gè)符合你需要的庫(kù) 輸出文件 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 33 1） .s 對(duì)應(yīng)每個(gè) C 語(yǔ)言源文件 由編譯器在編譯時(shí)產(chǎn)生的匯編輸出文件 2） .o 由匯編文件匯 編產(chǎn)生的目標(biāo)文件 多個(gè)目標(biāo)文件可以鏈接成一個(gè)可執(zhí)行文件 3） .hex INTEL HEX 格式文件 其中包含了程序的機(jī)器代碼 4） .eep INTEL HEX 格式文件 包含了 EEPROM 的初始化數(shù)據(jù) 5） .cof COFF 格式輸出文件 用于在 ATMEL 的 AvrStudio 環(huán)境下進(jìn)行程序調(diào)試 6） .lst 列表文件 在這個(gè)文件中列舉出了目標(biāo)代碼對(duì)應(yīng)的最終地址 7） .mp 內(nèi)存映象文件 它包含了您程序中有關(guān)符號(hào)及其所占內(nèi)存大小的信息 8） .cmd NoICE 調(diào)試命令文件 9） .noi NoICE 調(diào)試命令文件 10） .dbg ImageCraft 調(diào)試命令文件 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 34 二、 AVR studio4 AVR Studio 4 簡(jiǎn)介 AVR Studio 是 Atmel官方發(fā)行的免費(fèi)軟件，其強(qiáng)大的功能和正宗的血統(tǒng)，使其成為絕大多數(shù) AVR 開(kāi)發(fā)者必不可少的工具。 AVR Studio為功能強(qiáng)大的 AVR 8位 RISC 指令集單片機(jī)提供了工程管理工具，源文件編輯器，芯片模擬器和在在線(xiàn)仿真調(diào)試（ Incircuit emulator）接口，利用這些功能我 們可以進(jìn)行在線(xiàn)編輯源代碼，并在 AVR 器件上運(yùn)行，方便 AVR 單片機(jī)開(kāi)發(fā)者進(jìn)行開(kāi)發(fā)。 AVR Studio