【正文】 它充分利用監(jiān)控計(jì)算機(jī)的處理能力，在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上用線性插補(bǔ)的數(shù)學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行誤差校正補(bǔ)償，能輕易地將其提高其精度。 4位低溫設(shè)定完畢，如果用戶設(shè)置的高溫比設(shè)定的低溫高的話則顯示“ ERRO”表示錯(cuò)誤提示，同時(shí)會(huì)有蜂鳴器及時(shí)報(bào)警提示，然后自動(dòng)顯示“ UP”，讓用戶重新進(jìn)行溫度設(shè)定。首先要根據(jù)系統(tǒng)的總體功能選擇一種最合適的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)時(shí)性的要求，合理 地安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊之間地調(diào)度關(guān)系。當(dāng)所測(cè)溫度超過(guò)獲低于所預(yù)設(shè)的溫度時(shí)，數(shù)據(jù)口相應(yīng)拉高電平，報(bào)警輸出。 采樣下一位 MOV R6, 14H 。 READDS1820:MOV R7, 08H 。 延時(shí) 40 Ls DJN Z R6, ＄ SETB TEM PD IN 。主機(jī)要生成一個(gè)寫 0 時(shí)間隙，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平并保存 60μs。產(chǎn)生寫 0 時(shí)序的方式：在主機(jī)拉低總線后，只需在整個(gè)時(shí)序期間保持低電平即可 (至少 60us)。 (3)系統(tǒng)工作時(shí)，把讀取了編碼的 DS18B20 掛在總線上。 基于單總線上的所有傳輸過(guò)程都是以 初始化開(kāi)始的，初始化過(guò)程由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和從機(jī)響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組成。數(shù)據(jù)線在邏輯低電平必須保持至少 1 微秒；來(lái)自 DS18B20 的輸出數(shù)據(jù)在時(shí)間下降沿之后的 15 微秒內(nèi)有效?？偩€經(jīng)過(guò) 狀態(tài)。 DS18B20與芯片連接電路如圖 ： 圖 DS18B20與單片機(jī)的連接 外部電源供電方式是 DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡(jiǎn)單，可以開(kāi)發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。 SMCl602A芯片的接口信號(hào)說(shuō)明如表 1所列。最后，SMC1602A芯片將送來(lái)的值顯示于顯示屏上 。復(fù)位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 500 微秒，然后釋放， DS18B20 收到信號(hào)后等待 16～ 60 微秒左右，后發(fā)出 60～ 240 微秒的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。首先用 DS1820 提供的讀暫存寄存器指令 (BEH)讀出以 ℃ 為分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果，然后切去測(cè)量結(jié)果中的最低有效位 (LSB)，得到所測(cè)實(shí)際溫度整數(shù)部分 T 整數(shù)，然后再用 BEH 指令讀取計(jì)數(shù)器 1 的計(jì)數(shù)剩余值 M 剩余和每度計(jì)數(shù)值 M 每度，考慮到 DS1820 測(cè)量溫度的整數(shù)部分以 ℃ 、 ℃為進(jìn)位界限的關(guān)系，實(shí)際溫度 T 實(shí)際可用下式計(jì)算得到： T 實(shí)際 =(T 整數(shù)－℃ )+(M 每度－ M 剩余 )/M 每度 。主機(jī)根據(jù) ROM 的前 56 位來(lái)計(jì)算 CRC 值，并和存入 DS18B20 中的 CRC 值做比較，以判斷主機(jī)收到的 ROM 數(shù) 據(jù)是否正確。圖 中，S 表示位。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為８字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖 。 ● 較小的硬件開(kāi)銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于 DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對(duì) DS1820進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無(wú)法讀取測(cè)溫結(jié)果。 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL、配置寄存器。這里采用 DALLAS公司的數(shù)字溫度傳感器 DS18B20作為測(cè)溫元件。 ● PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 P2口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。在 FLASH編程時(shí)， P0口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí) P0外部電位必須被拉高。 AT89S51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4kbytes 的可編程的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器 ,兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。在 0— 100 攝氏度時(shí)，最大線形偏差小于 1 攝氏度。社會(huì)的發(fā)展使人們對(duì)傳感器的要求也越來(lái)越高，現(xiàn)在的溫度傳感器正在基于單片機(jī)的基礎(chǔ)上從模擬式向數(shù)字式，從集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展，并朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開(kāi)發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展，本文將介紹智能集成溫度傳感器 DS18B20的結(jié)構(gòu)特征及控制方法，并對(duì)以此傳感器， 89S51單片機(jī)為控制器構(gòu)成的數(shù)字溫度測(cè)量裝置的工作原理及程序設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的介紹。學(xué)號(hào) ： 0709111001 2020 2020 學(xué)年 第 2 學(xué)期 《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 題 目： 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì) 設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化 班 級(jí)： 07 電氣自動(dòng)化本 姓 名： 指導(dǎo)教師： 成 績(jī)： 電氣工程系 2020 年 5 月 25 日 1 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 學(xué)生班級(jí)： 07 電氣自動(dòng)化本 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 0709111001 設(shè)計(jì)名稱： 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 起止日期： 2020 年 5 月 24— 2020 年 5 月 28 指導(dǎo)教師： 臧 老師 設(shè)計(jì)要求： 本設(shè)計(jì)主要是介紹了單片機(jī)控制下的溫度檢測(cè)系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了其硬件 和軟件設(shè) 計(jì)，并對(duì)其各功能模塊做了詳細(xì)介紹，其主要功能和指標(biāo)如下： ●利用溫度傳感器（ DS18B20）測(cè)量某一點(diǎn)環(huán)境溫度 ●測(cè)量范圍為 55℃～＋ 99℃，精度為177。與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，其具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，輸 出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測(cè)溫要求比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用。 DS18B20 的最大特點(diǎn)之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計(jì) DS18B20和微控制器 AT89S51構(gòu)成的溫度測(cè)量裝置 ,它直接輸出溫度的數(shù)字信號(hào) ,可直接與計(jì)算機(jī)連接。它集 Flash 程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ ISP），也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程，所以低價(jià)位 AT89S51單片機(jī)可為提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域，對(duì)于簡(jiǎn)單的測(cè)溫系統(tǒng)已經(jīng)足夠。 ● P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 ● P3口： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收 輸出 4個(gè)TTL門電流。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。在由外部程序存儲(chǔ)器取址期間，每個(gè)機(jī)器周期 PSEN兩次有效。 DS18B20 簡(jiǎn)單介紹 : DALLAS 最新單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20是一種新型的“一線器件”，其體積更小、更適用于多種場(chǎng)合、且適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。 DS18B20的管腳排列、各種封裝形式如圖 所示， DQ 為 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。在使用 PL/M、 C等高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì) DS1820操作部分最好采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。 圖 高速暫存 RAM結(jié)構(gòu)圖 前２個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息，第３和第４字節(jié)ＴＨ和ＴＬ的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。 對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位 S=0 時(shí)， 表示測(cè)得的溫度植為正值，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng) S=1 時(shí)， 表示測(cè)得的溫度植為負(fù)值， 先將補(bǔ)碼變換為原碼，再計(jì)算十進(jìn)制值。 DS18B20 測(cè)溫原理 DS18B20 的測(cè)溫原理如圖 2 所示，圖中低溫度系 數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開(kāi)時(shí)， DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量 .計(jì)數(shù)門的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將 55 ℃ 所對(duì)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(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。 表 1 DS18B20 暫存寄存器分布 該字節(jié)各位的定義如下： 低 5 位一直都是 1， TM 是測(cè)試模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測(cè)試模式。 （ 2）、 測(cè)量數(shù)據(jù)比較 表 2 為采用直接讀取測(cè)溫結(jié)果方法和采用計(jì)算方法得到的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)比較，通過(guò)比較可以看出，計(jì)算 方法在 DS1820 測(cè)溫中不僅是可行的，也可以大大的提高 DS1820 的測(cè)溫分辨率。 由圖 1可看到，本電路主要由DSl8820溫度傳感器芯片、 SMCl602A液晶顯示模塊芯片和 89C2051單片機(jī)芯片組成。 表 1 SMCl602A芯片的接口信號(hào)說(shuō)明 （三）、 溫度檢測(cè)電路 DS18B20 最大的特點(diǎn)是單總線數(shù)據(jù)傳輸方式， DS18B20 的數(shù)據(jù) I/O 均由同一條線來(lái)完成。站長(zhǎng)推薦大家在開(kāi)發(fā)中使用外部電源供電方式，畢竟比寄生電源方式只多接一根 VCC引線。在檢測(cè)到 I/O 引腳上的上升沿之后， DS18B20 等待 15～ 60μ s,并且接 24 著發(fā)送脈沖（ 60～ 240μ s 的低電平信號(hào)）。為了讀出從讀時(shí)間片開(kāi)始算起 15微秒的狀