【正文】 度及時間。傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和熱電阻。傳統(tǒng)所使用的溫度計通常都是精度為 1176。電子體溫計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫速度快、測溫準確、攜帶方便等優(yōu)點，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對溫度比較準確的場所，或科研實驗室使用。目前溫度計的發(fā)展很快，從原始的玻璃溫度計管溫度計發(fā)展到了現(xiàn)在的熱電阻溫度計、熱電偶溫度計、數(shù)字溫度計、電子溫度計等等。 溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下 3 個階段：傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器 (含敏感元件 )；主要是能夠進行非電量和電量之間轉換；模擬集成溫度傳感器 /控制器；智能溫度傳感器。 陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 3 智能溫度傳感器：智能溫度傳感器 (亦稱數(shù) 字溫度傳感器）是在 20 世紀 90 年代中期問世的。數(shù)字溫度傳感器被廣泛應用于工業(yè)控制、電子測溫計、醫(yī)療儀器等各種溫度控制系統(tǒng)中。目前，國外已相繼推出多種高速度、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是 9～ 12 位 A/D 轉換器，分辨力一般可達 ～℃ 。智能溫度傳感器都具有多種工作模式可供選擇，主要包括單次轉換模式、連續(xù)轉換模式、待機模式，有的還增加了低溫極限擴展模式，操作非常簡便。 可靠性及安全性設計：傳統(tǒng)的 A/D 轉換器大多采用積分式或逐次比較式轉換技術，其噪聲容限低，抑制混疊噪聲及量化噪聲的能力比較差。 陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 4 水電站的建成，在進行大壩安全監(jiān)測時，溫度是一個最基本的參數(shù)。測量壩間離合度的裝置安裝在一根長管子上，由于溫度變化，管子也會發(fā)生形變，直接影響到離合度的測量。 以單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 為溫度敏感元件的儲糧溫檢系統(tǒng)，該系統(tǒng)以PIII300PC 機為主機，以 89C51 單片機為檢測分機，數(shù) 字傳感器直接與分機連接，分機與主機通過 RS485 總線網(wǎng)進行通信，所有的操作通過主機的菜單命令進行。 本課題研究內容及方案 本文采用 89C51 單片機作為控制器，采用 DS18B20 溫度傳感器進行單線多點溫度檢測，用 1602 液晶顯示器顯示溫度，記錄并處理數(shù)據(jù)，實時時鐘顯示，報警電路的實現(xiàn)。該系統(tǒng)擴展性非常強，它可以在設計中加入時鐘芯片 DS1302 以獲取時間數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理同時顯示時間，并可以利用 AT24C16 芯片作 為存儲器件，以此來對某些時間點的溫度數(shù)據(jù)進行存儲，利用鍵盤來進行調時和溫度查詢，獲得的數(shù)據(jù)可以通過 MAX232 芯片與計算機的 RS232 接口進行串口通信，方便的采集和整理時間溫度數(shù)據(jù)。如是市面上出現(xiàn)了各式各樣的但均以 51 為內核的單片機，倒是 Intel 公司自己的單片機卻顯得遜色了。 89C51 單片機的基本組成框圖見圖 21 圖 21 89C51 單 片機結構 陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 7 由圖 21 可見， 8051 單片機主要由以下幾部分組成： （ 1） CPU 系統(tǒng)： 8 位 CPU，含布爾處理器；時鐘電路；總線控制邏輯。若需采用外部時鐘電路時，該引腳輸入外部時鐘脈沖。 （ 2） 輸入 /輸出端口 P0/P1/P2/P3： 陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 8 P0 口 (～ ， 39~32 腳 )： P0 口是一個漏極開路的 8 位準雙向 I/O 口。在 CPU 訪問片外存儲器時， P0 口分時提供低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復用總線。在 P1 口作為輸入口使用時，應先向 P1 口鎖存地址(90H)寫入全 1,此時 P1 口引腳由內部上拉電阻拉成高電平。 P3 口 (～ ， 10~17 腳 )： P3 口是一個帶內部上拉電阻的 8 位準雙向 I/O 口。 ： (INT0)外部中斷 0 輸入。 ： (WR)外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通。 89C51單片機的定時 /計數(shù)器 陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 9 在單片機應用系統(tǒng)中，常常會有定時控制需求，如定時輸出、定時檢測、定時掃描等；也經(jīng)常要對外部事件進行計數(shù)。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。Dsl8B20與單片機的硬件連接有兩種方法：一是 Vcc接外部電源， GND接地， I/0與單片機陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 10 的 I/0線相連；二是用寄生電源供電，此時 ,~UDD和 GND接地， I/0接單片機 I/0。 獨特的寄生電源方式有三個好處 ： 1） 進行遠距離測溫時，無需本地電源 2） 可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取 ROM 3） 電路更加簡潔，僅用一根 I/O口實現(xiàn)測溫 要想使 DS18B20進行精確的溫度轉換， I/O線必須保證在溫度轉換期間提供足夠的能量，由于每個 DS18B20在溫度轉換期間工作電流達到 1mA，當幾個溫度傳感器掛在同一根I/O線上進行多點測溫時，只靠 ，會造成無法轉換溫度或溫度誤差極大。在強上拉方式下可以解決電流供應不走的問題，因此也適合于多點測溫應用，缺點就是要多占用一根 I/O 口線進行 強上拉切換。 64 位光刻 ROM 的排 列是：開始 8 位是產(chǎn)品類型標號，接著的 48 位是該 DS18B20 自身的序列號，最后 8 位是前面 56位的循環(huán)冗余校驗碼。第 8 個字節(jié)用于內部計算。計數(shù)器 1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當計數(shù)器 1的預置值減到 0時，溫度寄存器的值將加 1，計數(shù)器 1的預置將重新被裝入，計數(shù)器 1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器 2計數(shù)到 0時， DS1 8B20測量溫度原理停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。因此，可用多只DS18B20 同時測量溫度并進行告警搜索。 CRC 的函數(shù)表達式為： CRC=X8 ＋ X5 ＋ X4 ＋ 1。當單總線上所掛 DS18B20超過 8 個時，就需要解決微處理器的總線驅動問題，這 一點在進行多點測溫系統(tǒng)設計時要加以注意。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。 1602 字符型 LCD 簡介 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調整對比度。 第 6 腳： E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 1602LCD 的指令 說明及時序 1602 液晶模塊內部的控制器共有 11 條控制指令，如表 2 所示 。 指令 3：光標和顯示模式設置 I/D：光標移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。 指令 5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。 指令 9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖 28 是 1602 的內部顯示地址。 1602 液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM）已經(jīng)存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，如圖 1058 所示，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母 “A”的代碼是01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母 “A” 1602LCD 的一般初始化（復位）過程 延時 15mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 延時 5mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 延時 5mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 以后每次寫指令、讀 /寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號 寫 指令 38H：顯示模式設置 寫指令 08H：顯示關閉 寫指令 01H：顯示清屏 寫指令 06H：顯示光標移動設置 寫指令 0CH：顯示開及光標設置 DS1302 時鐘芯片 這款芯片的第 8 腳可以接備用電池，較低的功耗讓他可以斷點運行較長的一段時間，電路圖如下： 圖 29 DS1302 時鐘芯片電路圖 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘芯片，它陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 18 可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償功能，工作電壓寬達～ 。 陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 19 第三章 系統(tǒng)硬件設計 硬件設計 ： 本文采用 89C51 單片機作為主要控制芯片，具體框圖如圖 31 所示。 DS18B20輸出信號全數(shù)字化，便于單片機處理及控制，采用單總線的數(shù)據(jù)傳輸，可直接 與計算機連接。只通過三根線進行數(shù)據(jù)的控制和傳遞： RST、 I/O、 SCLK。 （ 7）外圍元件 外圍元件可增強系統(tǒng)抗干擾能力，擴展其他硬件電路。所有時序均以主機為陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 22 Master，單總線器件為 Slave，每次數(shù)據(jù)的傳輸均從主機啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，則在寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。 DS18B20的寫時序也分為寫 0 時序和寫 1 時序兩個過程。讀出數(shù)據(jù)后，需判斷對應的溫度是正值還是負值，當溫度值為正值時，直接將二進制數(shù)轉換為十進制溫度值 。所以，當檢測到有鍵按下或釋放時，應通過軟件延時20 ms 左右，避開觸點抖動的影響。若有一個為 “0”，則表示有一個鍵已按下。 報警 子 程序設計 本課題采用高溫和低溫報警，當按下 “循環(huán) ”鍵后，如果某個傳感器的溫度超過或者低于了設定溫度，液晶顯示器將停止循環(huán)，將只顯示發(fā)出報警的傳感器的溫度值和該傳感器的序列號；當按下 “查詢 ”時，在液晶顯示器上顯示同樣的信息。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil和 MPLAB 等多種編譯器。 （ 3） 提供軟件調試功能，同時支持第三方的軟件編譯和調試環(huán)境，如 Keil 等軟件。對于這樣的仿真實驗．從某種意義上講，是彌補了．實驗和工程應用閹脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。 另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 系統(tǒng)調試與仿真 （ 1）沒有按鍵按下時，顯示“ wele to ndkj!”和“ 09 zidonghua” （ 2）當按下第 1 個按鍵時，顯示第 1 個溫度 （ 3）當按下第 4 個按鍵時，顯示第 4 個溫度 （ 4）當同時按下多個按鍵時，顯示字符“ one key only!” 陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 26 結論 本文介紹了基于 89C52 單片機的數(shù)字溫度計控制系統(tǒng)的設計，對整個硬件電路和軟件程序設計做了分析，文中介紹了數(shù)字溫度計的現(xiàn)狀及發(fā)展，介紹了仿真軟件 proteus 及keil 的基本知識，學習了 proteus 的仿真方法和步驟，介紹了數(shù)字溫度計的設計方案及原理介紹，加深了 52 單片機的知識了解，介紹 52 單片機的結構、特點等。總之數(shù)字溫度計利用在很多領域。在我寫本論文的過程中，老師給我提供了許多資料，并對實踐中出現(xiàn)的問題給予耐心 的 解答，完稿之后在百忙之中仔細閱讀，給出修改意見，在此對他們表示感謝。write_data(0x4e)。write_data(0x2e)。write_data(shu[t/10000])。write_data(shu[t/100%10])。write_data(shu[t/1000%10])。write_data(0xfe)。write_data(shu[t/100%10])。write_data(shu[(t%100)/10])。write_data(0xdf)。write_data(0x80)。write_data(0x80)。write_data(0x4f)。write_data(0x3a)。write_data(shu[t/1000%10])。write_data(0xfe)。write_data(shu[t/100%10])。write_data(shu[(t%100)/10])。write_data(0xdf)。write_data(0x80)。write_data(0x80)。 //主機將總線從高電平拉到低電平 delay(100)。 k=DS。 } read() //從 DS18B20 中讀出數(shù)據(jù) { unsigned char i。i++) { DS=0。 //保持 15us 將總線拉到高電平 ,產(chǎn)生讀時間隙 if(DS) date|=0x8000。 //對液晶屏初始化 init(0x38)。 num=read