【正文】 溫度達(dá)到上限值 ? LJMP BAOJINBZ 。 MAIN:NOP NOP LCALL K1 。串行口工作在方式 0 MOV TMOD,11H 。轉(zhuǎn)初始化 ORG 000BH LJMP T0IT 。選擇設(shè)定溫度的 位 SW4 BIT 。BJ0～ BJ3 報(bào)警標(biāo)志 (0～ 3通道 ) BITXT DATA 21H 。存放 BCD碼調(diào)整后溫度的低字節(jié) DISPLY DATA 70H 。由于本人水平有限，而且經(jīng)驗(yàn)不足。 綜上所述，用簡(jiǎn)單的硬件以及編程方法自動(dòng)建立關(guān)系表，在單總線多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了數(shù)字溫度傳感器的自動(dòng)識(shí)別，大大有利于系統(tǒng)的調(diào)試、維護(hù)，減少維護(hù)工作量，并解決了過(guò)去維護(hù)工作必須由專業(yè)人員來(lái)完成，而不是由運(yùn)行人員來(lái)完成的不便。 利用 Proteus 進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)可以極大地簡(jiǎn)化單片機(jī)程序在目標(biāo)硬件上的調(diào)試工作 ， 大幅度節(jié)省制作電路板的時(shí)間 ， 對(duì)于提高產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)效率、降低開(kāi)發(fā)成本等有重要作用 。 鍵盤(pán)用來(lái)設(shè)置上限與下限的溫度報(bào)警 ,字符液晶用來(lái)顯示通道號(hào)、該通道的溫度和所設(shè)置的上下限溫度 。多通道數(shù)據(jù)顯示流程圖如圖 43 所示?？紤]到 DS18B20 測(cè)量溫度的整數(shù)部分以 ℃和 ℃為進(jìn)位界限的關(guān)系。 (7) 進(jìn)行 CRC校驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理后送 LED 顯示器顯示。多個(gè)器件掛在一條總線上為了識(shí)別不同的器件，在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中一般有四個(gè)步驟：初始化命令；傳送 ROM 命令；傳送 RAM 命令；數(shù)據(jù)交換命令。蜂鳴器可用 AT89S52 的 I/O 口線 通過(guò)設(shè)置 PNP 的飽和截止 驅(qū)動(dòng) 蜂鳴器發(fā)聲 ,當(dāng) I/O 口線發(fā)出具有一定的低電平信號(hào) ,即可使蜂鳴器報(bào)警。動(dòng)態(tài)顯示就是單 片機(jī)定時(shí)的對(duì) LED 進(jìn)行掃描，然后使其逐個(gè)的顯示出結(jié)果。共陽(yáng)極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，通常此公共陽(yáng)極接正電壓。本系統(tǒng)采用 四位 共陽(yáng)極 數(shù)碼管 動(dòng)態(tài)顯示溫度，系統(tǒng)設(shè)有上下限報(bào)警電路。如果門(mén)電路仍然未關(guān)閉，則重復(fù)以過(guò)程。 對(duì)于 DS18B20 的讀時(shí)序是從主機(jī)把單總線拉低之后，在 15μ s 之內(nèi)就得釋放單總線，以讓 DS18B20 把數(shù)據(jù)傳 輸?shù)絾慰偩€上。由于 DS18B20 采用的是 1－ Wire 總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì) AT89S52 單片機(jī)來(lái)說(shuō)，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來(lái)模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來(lái)完成對(duì) DS18B20 芯片的訪問(wèn)。開(kāi)漏單總線接口引腳。 表 31 DS18B20詳細(xì)引腳功能描述 1 2 3 D A LL A S D S 18B 20 1 2 3 D S 18B 20 T O 92 封狀底視圖 GND DQ VDD 圖 33 DS18B20的管腳排列 （ 2） DS18B20 的產(chǎn)品特點(diǎn) 1） 只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信。讀寫(xiě)及溫度變換功率來(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?；趩纹瑱C(jī)的多路溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 但是，電容的充電時(shí)間決定了 RST 端持續(xù)高電平的時(shí)間。通常電路中的電容 C1和 C2 的值都取為 30PF。 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式來(lái)為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)。 值得注意的是， P0、 P P P3口作為普通 I/O 口使用時(shí)都是準(zhǔn)雙向口結(jié)構(gòu)，其輸入操作和輸出操作本質(zhì)不同，輸入操作是讀引腳狀態(tài)，輸出是對(duì)鎖存器的寫(xiě)入操作。 AT89S52 的時(shí)鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式，但需在 18 和 19 腳外接石英晶體 (212MHz)和振蕩電容 ,振蕩電容的值一般取 10PF30PF；另外一種是外部時(shí)鐘方式，即將 XTAL1 接地，外部時(shí)鐘信號(hào)從 XTAL2 腳輸入。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、 有效的解決案 ，其引腳如圖 31所示 。處理時(shí)，將 DS18B20 信號(hào)線與單片機(jī)一位口線相連，單片機(jī)可掛接多片 DS18B20，從而實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。在溫度測(cè)量系統(tǒng)中，采用抗干擾能力強(qiáng)的新型數(shù)字溫度傳感器是解決這些問(wèn)題的最有效方案，新型數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的測(cè)溫效果。 如何基于 AT89S52 對(duì) 4 路溫度進(jìn)行采集的具體要求，有以下幾點(diǎn)： （ 1） 選用哪種傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)； （ 2） 單片機(jī)外圍硬件的電路設(shè)計(jì)； （ 3） 內(nèi)部程序的編寫(xiě)。單片機(jī)目前以 8位 機(jī)為主流，不斷增強(qiáng)控制能力，降低成本，減小體積，改善開(kāi)發(fā)環(huán)境，以空前的速度迅速而廣泛地取代經(jīng)典電子系統(tǒng)。 溫度是工業(yè)對(duì)象中主要的被控參數(shù)之一，在各個(gè)種類的企業(yè)中應(yīng)用廣泛的各種加熱設(shè)備、反應(yīng)爐設(shè)備等都需要嚴(yán)格的控制溫度。多路溫度采集系統(tǒng)是利用 溫度傳感器 DS18B20 檢測(cè)溫度，并由單片機(jī)處理顯示。 分類號(hào) TP274 單位代碼 11395 密 級(jí) 公開(kāi) 學(xué) 號(hào) 0805270103 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 基于單片機(jī)的多路溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作 者 張京 院 (系 ) 能源工程學(xué)院 專 業(yè) 測(cè)控技術(shù)與儀器 指導(dǎo)教師 趙鵬 答辯日期 2021年 5月 27日 II 榆 林 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng)信責(zé)任書(shū) 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。 本設(shè)計(jì)利用 AT89S52 單片機(jī)為處理器，結(jié)合溫度采集電路、鍵盤(pán)電路、顯示電路、報(bào)警電路等實(shí)現(xiàn)對(duì)多路溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)與顯示。隨著時(shí)代的進(jìn)步，科技的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)于溫度采集系統(tǒng)的要求也在不斷提高以達(dá)到設(shè)備環(huán)境、生產(chǎn)流程的安全要求，也越來(lái)越成為溫度采集系統(tǒng)的幾個(gè)重要指標(biāo)。 溫度是表征物體冷熱程度的物理量，是國(guó)際單位制中 7 個(gè)基本物理量之一，基于單片機(jī)的多路溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 它與人類生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究有著密切關(guān)系。 在溫度采集系統(tǒng)中我們經(jīng)常用到集成型溫度傳感器，集成型傳感器可以達(dá)到較高的精度，在集成型溫度傳感器的使用過(guò)程中，由于采用的單總線傳輸方式進(jìn)行對(duì)遠(yuǎn)距離的多點(diǎn)溫度進(jìn)行檢測(cè)，故在程序的控制上較復(fù)雜。 根據(jù)本課題的設(shè)計(jì)目標(biāo)以及硬件的特點(diǎn)，本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖如圖 21所示 圖 21總體 設(shè)計(jì)框圖 AT89S52 報(bào)警 時(shí)鐘電路 鍵盤(pán)電路 4 位 LED 顯示 DS18B20 1 DS18B20 2 DS18B20 3 DS18B20 4 基于單片機(jī)的多路溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 一個(gè)溫度采集系統(tǒng) ,包括被采集信息的采集、轉(zhuǎn)換、顯示等環(huán)節(jié)，在本多路溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，包括 CPU 的選型以及包括顯示電路、存儲(chǔ)器、報(bào)警電路、電源電路等設(shè)計(jì)。由于 DS18B20只有三個(gè)引腳，其中兩根是電源線 VDD和 GND，另外 一 根用作總線 DQ(Data In/Out)，由于其輸出和輸入均是數(shù)字信號(hào)且與 TTL 電平兼容，因此其可以與微處理器直接進(jìn)行接口，從而 省去了一般傳感器所必需的中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。本設(shè)計(jì)采用片內(nèi)時(shí)鐘 電路，外接晶振和電容組成振蕩器。當(dāng)內(nèi)部總線給口鎖存器置 0或 1時(shí)，鎖存器中的 0、 1狀態(tài)立即反映到引腳上。 時(shí)鐘電路 通常 由晶震控制芯片 、 電容 和 晶體震蕩器組成 。電路對(duì)外接電容的值盡管沒(méi)有明確的要求，然而電容的晶體振蕩器頻率會(huì)受到電容大小的影響，以及振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性都會(huì)受到影響。隨著電容充電的完成，RST端變成低電平。 DS18B20 提供 9位溫度讀數(shù)，構(gòu)成多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)而無(wú)需任何外圍硬件。 2） 在 DS18B20 中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 由于 DS18B20 是在一根 I/O線上讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。 DS18B20 在完成一個(gè)讀時(shí)序過(guò)程，至少需要 60μ s才能完成。溫度表示值為 9bit，高位為符號(hào)位。該控制系統(tǒng)的功能如下： （ 1）溫度控制得設(shè)定范圍為 0～ 100℃，最小分辨率為 ℃。該電路由晶體管（ NPN）、顯示器（共陽(yáng)極LED）和電阻構(gòu)成。當(dāng)數(shù)碼管顯示的時(shí)候，由于人眼的視覺(jué)暫留效果，仍然感覺(jué)到所有的數(shù)碼管都同時(shí)在顯示，此方法用到的是硬件掃描，成本低，但是占用的 CPU 資源多，亮度也不如靜態(tài)顯示。報(bào)警電路如圖 311 所示。由于已經(jīng)在上面獲取了多個(gè) DS18B20 的 ROM 代碼并在 AT89S52 單片機(jī)內(nèi)部的 E2PROM 中建立了測(cè)量位置點(diǎn)和傳感器 64位 ROM 代碼之間的關(guān)系表，因此對(duì)多個(gè)溫度的 巡回測(cè)量流程圖如圖 42所示。 (8) 重復(fù)第 4步到第 7步， 直到所有的 DS18B20 測(cè)量處理完。 多通道顯示 選用高亮度發(fā)光 LED 器件。 榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 43 多通道數(shù)據(jù)顯示 開(kāi)始 單通道顯示方式 掃描鍵盤(pán) 是 SW1 嗎？ 是否有鍵按下？ 是 SW2 嗎？ 是 SW3 嗎？ 顯示 1 通道數(shù)據(jù) 過(guò)溫度報(bào)警及溫度顯示 顯示 2 通道數(shù)據(jù) 過(guò)溫度報(bào)警及溫度顯示 顯示 3 通道數(shù)據(jù) 過(guò)溫度報(bào)警及溫度顯示 顯示 4 通道數(shù)據(jù) 過(guò)溫度報(bào)警及溫度顯示 是 XUNJIAN 模式嗎？ 返回 Y N Y 是 SW4 嗎？ Y Y Y N N N N N Y 基于單片機(jī)的多路溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 溫度報(bào)警程序設(shè)計(jì) 由于 DS18B20 需要初始化才能使用，因此，首先必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化并且要關(guān)閉所有中斷， DS18B20 把轉(zhuǎn)換到的溫度讀出，然后放到累加器 A中，把之前設(shè)置的溫度報(bào)警的上限值轉(zhuǎn)換成 DS18B20 的輸出值，這樣然后再與報(bào)警上限的溫度值進(jìn)行比較，如果檢測(cè)的結(jié)果是溫度沒(méi)有超限，那么系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行檢測(cè)。 使用液晶顯示更加形象 ， 而且抗干擾能力強(qiáng) ， 便于以后擴(kuò)展 。 基于單片機(jī)的多路溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 圖 51 系統(tǒng)實(shí)物圖 圖 52 DS18B20在實(shí)物中的連接 榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 53 實(shí)物仿真 基于單片機(jī)的多路溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 6 總 結(jié) 使用 DS18B20 數(shù)字化溫度傳感器；實(shí)現(xiàn)多路測(cè)溫；簡(jiǎn)化了硬件系統(tǒng)，減少了使用模擬傳感器要進(jìn)行放大 A/D 轉(zhuǎn)換等工作。本設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)在于將單片機(jī)技術(shù)和一線總線技術(shù)相結(jié)合，改進(jìn)現(xiàn)有的用放大和集成電路采集系統(tǒng)。論文中的錯(cuò)誤與紕漏之處在所難免，懇請(qǐng)各位老師指正。70H～ 74H 顯示單元 (依次存放為小數(shù)位 ,個(gè)位 ,十位 ,百位 ,通道號(hào)數(shù) ) DISPLY1 DATA 71H DISPLY2 DATA 72H DISPLY3 DATA 73H TONG DATA 74H STONG0_X DATA 6AH 。閃爍標(biāo)志 (分別為小數(shù)位 ,個(gè)位 ,十位 ,循環(huán) ) SSB_X BIT SSB_G BIT SS