【正文】 同時還要感謝教育和指導(dǎo)過我的所有老師，你們給予我的不僅僅是知識，還有你們對知識孜孜不倦的追求精神和對生活的積極向上態(tài)度，使我終身受益。在讓我體會 電路的艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。因此可以說單 片機(jī)的設(shè)計是軟件和硬件的結(jié)合，二者是密不可分的。 本次對于單片機(jī)控制的數(shù)值顯示溫度計的設(shè)計讓我更明白了單片機(jī)控制在現(xiàn)代工程控制方面的優(yōu)勢，以及其重要性，在以前對單片機(jī)的學(xué)習(xí)中我有很多的問題通過這次學(xué)習(xí)都得到了解決，這樣就間接提高了我的單片機(jī)技術(shù)水平。 這樣，在實(shí)際應(yīng)用中，假設(shè)單片機(jī)外部中斷引腳 INT0 輸入一路由 +5V 下降到 O沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 檢測與調(diào)試 21 的下降沿信號，單片機(jī)在某個時鐘周期采樣 INT0 引腳得到 的高電平，而在下一個時鐘周期到來進(jìn)行采樣時，由于實(shí)際的外部輸入中斷觸發(fā)信號由高電平變?yōu)榈碗娖酵枰欢ǖ臅r間，因此，檢 測到的可能并非真正的低電平 (小于 ），而是處于低電平與高電平之間的某一中間電平，即 ～ 的某一電平。 51 系列單片機(jī)有 5個中斷源，其中有 2個是外部輸入中斷源 INT0和 INT1。 動態(tài)調(diào)試 動態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件 中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯誤等的一種硬件檢查 。步驟如下 : 第一步 ： 目測。其輸出川于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)器門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直到溫度寄存器值大于被測溫度值。因此，可用多只 DS18B20 同時測量溫度并進(jìn)行報警搜索。第 9 字節(jié)讀所有8 字節(jié)的 CRC 碼，可用來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。高速暫存 的結(jié)構(gòu)為 8 字節(jié)的存儲器，結(jié)構(gòu)如圖 29 所示。 由于 DS18B20 是在二根 I/O 線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán) 格的時序要求。 圖 29 AT89C51與 4位數(shù)碼管接口電路圖 溫度傳感器 DS18B20 溫度傳感器是美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn) 9～ 12位的數(shù)字值讀數(shù)方式 。 顯示電路 顯示器件選用的是 4 位共陰極數(shù)碼管顯示， 8 個數(shù)據(jù)接口用 電阻作為上拉電阻。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， PSEN 無效。 可用作輸入口 ，應(yīng)先向口鎖存器寫“ 1”。分時復(fù)用作為低 8位地址線和8位雙向數(shù)據(jù)總線使用。 主控制器 單片機(jī) AT89C51 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計使用系統(tǒng)可用三節(jié)電池（ ）供電。 （ 3） 低壓供電，電源范圍從 3～ 5V，可以本地供電，也可以直接數(shù)據(jù)線上竊取電源（寄生電源方式）。見 圖 21所示 : 圖 21 方案一溫度測量系統(tǒng)方案框圖 方 案二 該方案使用了 AT89S51 單片機(jī)作為控制核心 ,以智能溫度傳感器 DS18B20 為溫度測量元件，采用一 個溫度傳 感器對 溫度進(jìn)行檢測，通過鍵盤模塊對溫度進(jìn)行自動、手動設(shè)置，上、下限設(shè)置，超過其溫度值就報警。同時，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展達(dá)到的 水平越高，又為檢測技術(shù)、傳感器技術(shù)提供了新的前提手段。整個檢定 過程除 接線以外全部自動完成，對于檢定工業(yè)熱電阻、工業(yè)熱電偶實(shí)現(xiàn)了控制溫度、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù) 顯示 全自動完成 。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 序言 3 (6)標(biāo)定自動化應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，快速、準(zhǔn)確、自動地標(biāo)定溫度檢測器。在常溫下，可作理想的標(biāo)準(zhǔn)溫度計之用。如：玻璃溫度計，雙金屬溫度計，壓力式溫度計 (2)利用熱電效應(yīng)技術(shù)制成的溫度檢測元件。 采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)將模擬的溫度量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量在原理上雖然不困難但成本較高 ,還會遇到其它方面的問題。 畢業(yè)設(shè)計（論文）專題部分： 通過運(yùn)用單片機(jī)和溫度傳感器對溫度進(jìn)行測量；設(shè)計單片機(jī)的溫度測試系統(tǒng)硬件原理圖和進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。溫度傳感器 DS18B20 對 環(huán)境溫度進(jìn)行檢測，通過單總線傳遞給單片機(jī)， 單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理與控制單元，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，單片機(jī)控制數(shù)字溫度傳感器，把溫度信號通過單總線從數(shù)字溫度傳感器傳遞到單片機(jī)上。本設(shè)計是通過 MCS51 單片機(jī)和 DS18B20 轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境溫度的采集、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換、處理、顯示過程。 (2)核磁共振溫度檢測器所謂核磁共振現(xiàn)象是指具有核自旋的物質(zhì)置于靜磁場中時，當(dāng)與靜磁場垂直方向加以電磁波， 會發(fā)生對某頻率電磁波的吸收現(xiàn)象。同時利用新的檢測技術(shù)制造出新的產(chǎn) (4)適應(yīng)特殊環(huán)境下測溫在工業(yè)生產(chǎn)中，對許多場合的溫度檢測器有特殊要求，如防硫、防爆、耐磨等性能要求；又如移動物體和高速旋 轉(zhuǎn)物體的測溫、鋼水的連續(xù)測溫、火焰溫度的檢測等。新產(chǎn)品不僅要具有檢測功能，又要具有判斷和指令等多功能，采用微機(jī)技術(shù)向智能化方向發(fā)展④ 向機(jī)電一體化方向發(fā)展！ 溫度檢測系統(tǒng) 溫度自動檢測系統(tǒng) 簡介 溫度自動檢測系統(tǒng)主要用于檢定工作熱電偶、工作用熱電阻、工業(yè)用水銀溫度計和雙金屬溫度計。不僅如此，檢測還涉及國計民生各個部門，可以說在所以科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域無時不在進(jìn)行檢測。 軟硬件結(jié)合，加以完善 。溫度傳感器 鍵盤電路 4位數(shù)碼管顯示電路 位數(shù)碼管顯示電路報警電路 單 片 機(jī) 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 硬件的設(shè)計 7 圖 23 設(shè)計原理圖 系統(tǒng)組成 由 AT89C51 構(gòu)成的數(shù)字溫度計由三部分組成： DS18B20 溫度傳感器、 AT89C5顯示模塊。顯示器 模塊由四 個單獨(dú)的共 陰 LED 數(shù)碼管組成。掉電方式保存中的內(nèi)容，但是振蕩器停止工作并禁止其它所有部件直到下一個硬件復(fù) 位！ 各引腳對應(yīng)的功能簡要介紹如下： 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 硬件的設(shè)計 10 圖 25 AT89C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 GND—— 接地。作為輸入接口時，應(yīng)先向口鎖存器寫“ 1”。在訪問外部存儲器時，輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié)，在正常情況下， ALE 輸出信號恒定為 1/6 振蕩頻率并可用作外部時鐘或定時。 XTAL1 —— 反相振蕩放大器輸入和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路輸入 [7]。 (2)LSD 顯示器及接法 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 硬件的設(shè)計 13 通常所說的 LED 顯示器由 7 個發(fā)光二極管組成，故也稱 7 段數(shù)碼管，此外 顯示器還有一個圓點(diǎn)型發(fā)光二極管，用于顯示小數(shù)點(diǎn)，故有時也稱八段 LED 顯 示管，通過 7 段發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字，字母及其他 符號。 3 VDD 可選擇的 VDD引腳。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 圖 212 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) 64 位 ROM 的結(jié)構(gòu)開始 8 位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有 48 位，最后 8 位是前面 56 位的 CRC 檢驗(yàn)碼，這也是多個 DS18B20 可以采用一線進(jìn)行通信的原因。低 5 位一直為 1， T IM 是工作模式位，用于設(shè)置沈陽化工 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 硬件的設(shè)計 16 DS18B20 在工作模式還是在測試模式， DS18B20 出廠時該位被設(shè)置為 O，用戶要去改動， R1 和 RO 決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分辨率 . 由（表 23）可見， DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的時間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時間越長。 (表 24)是一部分溫度值對應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。器件中還有一個計數(shù)門，當(dāng)計數(shù)門打開時， DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖進(jìn)行計數(shù)進(jìn)而完成溫度測量。當(dāng)主機(jī)需要對眾多在線 DSl8B20的某一個進(jìn)行操作時首先要發(fā)出匹配 ROM 命令 (55H)，緊接著主機(jī)提供 64 位序列 (包括該 DSl8B20 的 48位序列號 )之后的操作就是針對該 DSl8B20 的，而所謂跳過 ROM 命令即為之后的操作，是對所有 DSl8B20的框圖中先有跳過 ROM即是啟動所有 DSl8B20進(jìn)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)在 DSl8B20組成的測溫系統(tǒng)中主機(jī)在發(fā)出跳過 ROM命令之后再發(fā)出統(tǒng)一的溫度轉(zhuǎn)換啟動碼 44H就可以實(shí)現(xiàn)所有 DSl8B20的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換再經(jīng)過 1s后就可以用很少的時間去逐一讀取這種方式，使其 T值往往小于傳統(tǒng)方式 [8]。 給電路板加電 檢測所有的插座或者是硬件的電源是否符合要求的值。當(dāng)各塊電路無故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，再對 各塊電路功能及各電路之間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試。 單片機(jī)外部輸入的中斷觸發(fā)電平是 TTL 電平。在 DS18B20 測溫程序設(shè)計中，向 DS18B20發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換后，程序總要等待 DS18B20 的返回信號，一旦 DS18B20 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該 DS18B20 時，將沒有返回信號，程序?qū)⑾萑胨姥h(huán)。對單片機(jī)設(shè)計，其硬件電路是比較簡單的，主要是解決程序設(shè)計中的問題，而程序設(shè)計是一個很靈活的東西，它反映了你解決問題的邏輯思維和創(chuàng)新能力，它才是一個設(shè)計的靈魂所在。實(shí)驗(yàn)過程中我深刻的體會到 在設(shè)計過程中，需要反復(fù)實(shí)踐，其過程很可能相當(dāng) 煩瑣，有時花很長時間設(shè)計 出來的電路還是需要重做，那時心中未免有點(diǎn)灰心，有時還特別想放棄，此時 更加需要靜下心，查找原因。在他們的幫助下，我的課題的設(shè)計任務(wù)得以順利完成。我愿在未來的學(xué)習(xí)和研究過程中，以更加豐厚的成果來答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持過我的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友，并表示 衷心 感謝！ 最后，再次向他們表示我最誠摯的謝意，我將以最大的熱情投入到工作中，以報答所以幫助我過的老師和同學(xué)。 非常感謝學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)，感謝 梁禹 老師及我的答辯老師。以及開關(guān)焊接時要注意引腳問題，