【正文】 甚至在以后的工作和學(xué)習(xí)生活中也會(huì)受益。 本溫度控制系統(tǒng)可以應(yīng)用于多種場(chǎng)合，像花房的多點(diǎn)溫度、育嬰房的溫度、水溫的檢測(cè)與控制。 主程序的功能是：?jiǎn)?dòng) DS18B20 測(cè)量溫度，將測(cè)量值與給定值進(jìn)行比較，若測(cè)得溫度小于設(shè)定值，則進(jìn)入加熱階段，置 為低電平，這期間繼續(xù)對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，直到溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，置 為高電平斷開可控硅，關(guān)閉加熱器，等待下一次的啟動(dòng)命令。本程序經(jīng)過(guò)反復(fù)的調(diào)試修改，雖然能達(dá)到預(yù)期的基本目標(biāo)，但是還有很多地方需要完善，如開始仿真時(shí)機(jī)器會(huì)掃描錯(cuò)誤代碼而使電路報(bào)警，報(bào)警的同時(shí)可以使數(shù)碼 管閃爍，還可以利用剩余的 I/O口掛接更多的 DS18B20等。然后進(jìn) 行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，先搞清楚各個(gè)部分的子程序及他們的流程圖，然后進(jìn)行 C 語(yǔ)言編程，最后將它們系統(tǒng)的編程 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，復(fù)位應(yīng)答子程序，寫入子程序等。 （ 2）減少程序錯(cuò)誤 我們?cè)诰帉懗绦驎r(shí)，要注重考慮如下方面。對(duì)于要求反應(yīng)靈敏與控制及時(shí) 的工控、檢測(cè)等實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)以及要求體積小、系統(tǒng)小的許多“電腦化”產(chǎn)品，可以充分體現(xiàn)出匯編語(yǔ)言簡(jiǎn)明、整齊、執(zhí)行時(shí)間短和易于使用的特點(diǎn)。因此充分利用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與 S51 系列單片機(jī)相對(duì)應(yīng)的 51 匯編語(yǔ) 言和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法進(jìn)行軟件編程。 圖 39 三位 數(shù)碼管 顯示電路 （ 4）多路溫度采集電路 如圖 310 所示。當(dāng) DS18B20 處于寫存儲(chǔ)器操作和溫度 A/D 變換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng) 的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為 10 μs 。 在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中 ，訪問(wèn) DS18B20 也是通過(guò)程序設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。下面詳細(xì)說(shuō)明DS18B20 的操作過(guò)程。 ③ 尋找 ROM 命令（代碼為 F0H）：這條命令用于對(duì)連在單總線 上的多個(gè) DS18B20進(jìn)行初始化操作。 2. DS18B20 控制命令 （ 1） 暫存器命令 訪問(wèn) DS18B20 的暫存器共有 6 條命令，如表 35 所示。計(jì)數(shù)門的開啟時(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。單片機(jī)可以通過(guò)單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃／ LSB 形式表示。 采用寄生電源有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是檢測(cè)遠(yuǎn)程溫度是無(wú)需本地電源；二是缺少正常電源時(shí)也能讀 ROM。 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存 RAM 和一個(gè)非易失性的可電擦除的 E2PRAM。 開始 8 位是產(chǎn)品 序列號(hào)代表產(chǎn)品的序列 ，接著 48 位 產(chǎn)品序號(hào)代表同一系列產(chǎn)品的不同產(chǎn)品 ，最后 8 位是前 56 位的 CRC 校驗(yàn)碼， 所以不同的器件的地址序列號(hào)各不一樣 這也是多個(gè) DS18B20 可以采用一線進(jìn)行通信的原因 （ 8 位 CRC 編碼的計(jì)算公式為 CRC=X+X+X+1）。它們都是基于溫度變化引起其物理參數(shù) (如電阻值，熱電勢(shì)等 )的變化的原理。對(duì)某些特殊使用場(chǎng)合，無(wú)法選到合適的傳感器，則需自行設(shè)計(jì)制造傳感器。 （ 5） 穩(wěn)定性 傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡員減少?gòu)耐饨缫氲拇當(dāng)_信號(hào) （ 3） 頻率響應(yīng)特性 傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測(cè)量條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有 — 定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。 溫度傳感器 溫度傳感器選用細(xì)則 現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬(wàn)別，如何根據(jù)具體的測(cè)量目的、測(cè)量對(duì)象以及測(cè)量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進(jìn)行某個(gè)量的測(cè)量時(shí)首先要解決的 問(wèn) 題。 圖（ a） PR35 封裝 圖 （ b） SOSI 封裝 圖 2－ 1 DS18B20 的兩種封裝 8 溫度顯示模塊 本課程設(shè)計(jì)的顯示模塊采用 3 位共陰極 LED 數(shù)碼管顯示溫度數(shù)據(jù)，兩位整數(shù)，一位小數(shù)進(jìn)行顯示， 從 P0 口送數(shù)， P2 口掃描 。本系統(tǒng)可以應(yīng)用在大型工業(yè)及民用常溫多點(diǎn)監(jiān)測(cè)場(chǎng)合。 利用一個(gè)單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)能夠?qū)Χ帱c(diǎn)溫度同時(shí)進(jìn)行測(cè)量的溫度檢測(cè)系統(tǒng)。目前溫度傳感器有模擬和數(shù)字兩類傳感器兩種，為克服模擬傳感器與微處理器接口時(shí)所需的信號(hào)調(diào)理電路或A／ D轉(zhuǎn)換器的 缺點(diǎn)，多點(diǎn)檢測(cè)溫度控制系統(tǒng)多采用智能數(shù)字溫度傳感器，是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加方便。對(duì)于單點(diǎn)溫測(cè)儀表，主要采用傳統(tǒng)的模擬集成溫度傳感器，其中又以熱電阻、熱電偶等傳感器的測(cè)量精度高，測(cè)量范圍大，而得到了普遍的應(yīng)用。某些增強(qiáng)型集成溫度控制器 (例如 TC652/653)中還包含了 A/D 轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序，這與智能溫度傳感器有某些相似 之處。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等等行業(yè)，可以說(shuō)幾乎 %80 的工業(yè)部門都不得不考慮著溫度的因素。 1 傳感器原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告 —— 基于 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器的 溫度檢測(cè)系統(tǒng) 專 業(yè) : 電子信息科學(xué)與技術(shù) 2020 年 6 月 2 目錄 摘要 ?????????????????????????? 2 第一章緒論 ??????????????????????? 4 傳感器發(fā)展的三個(gè)階段????????????????? 4 傳感器發(fā)展趨勢(shì)???????????????????? 4 傳感器在在系統(tǒng)中的應(yīng)用???????????????? 4 設(shè) 計(jì)研究意義????????????????????? 5 設(shè)計(jì)的目標(biāo)任務(wù)???????????????????? 5 第二章 方案選擇 ????????????????????? 6 引言????????????????????????? 6 方案設(shè)計(jì)??????????????????????? 6 控制模塊?????????????????????? 6 溫度采集模塊???????????????????? 6 顯示模塊?????????????????????? 7 系統(tǒng)框圖??????????????????????? 7 第三章 硬件設(shè)計(jì) ????????????????????? 7 溫度傳感器?????????????????????? 7 溫度傳感器選用細(xì)則????????????????? 7 傳感器簡(jiǎn)介????????????????? 9 的測(cè)溫原理?????????????????? 11 與微處理器的接口技術(shù) ????????????? 13 的測(cè)溫流程 ??????? ??????????? 16 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ?????????????????? 16 3 ????????????????????? 16 ????????????????? 17 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ??????????????????21 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整體思路 ???????????????? 21 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的一般原則 ??????????????? 21 4. 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的一般步驟 ??????????????? 22 ???? ???????????????? 22 第五章 小結(jié) ??????????????????????? 27 結(jié)束語(yǔ) ????????????????????????? 28 參考文獻(xiàn) ???????????????????????? 28 致謝 ?????????????????????????? 28 4 摘 要 隨著社會(huì)的進(jìn)步和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視溫度因素，許多產(chǎn)品對(duì)溫 度 范圍要求嚴(yán)格，而目前市場(chǎng)上普遍存在的溫度檢測(cè)儀器大都是單點(diǎn)測(cè)量，同時(shí)有溫度信息傳遞不及時(shí)、精度不夠的缺點(diǎn)，不利于工業(yè)控制者 根據(jù)溫度變化及時(shí)做出決定。溫度對(duì)于工業(yè)如此重要，由此推進(jìn)了溫度傳感器的發(fā)展。但它自成系統(tǒng)，工作時(shí)并不受微處理器的控制，這是二者的主要區(qū)別 。此種產(chǎn)品測(cè)溫范圍大都在 200℃ ~800℃ 之間，分辨率 12 位，最小分辨溫度在 ~ 之間。常用的智能數(shù)字溫度傳感器有 DS18B MAX657 DS172 MAX6635 等等。該系統(tǒng)能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)點(diǎn)的溫度進(jìn)行測(cè)量和進(jìn)行顯示，并且能夠?qū)Ξ惓Ｇ闆r進(jìn)行聲光報(bào)警。如糧食倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、溫控制程生產(chǎn)線之溫度影像檢測(cè)、醫(yī)療與健診的溫度測(cè)試、空調(diào)系統(tǒng)的溫度檢測(cè)、石化、機(jī)械 ? 等 。 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖如圖 所示，它主要由三部分組成 :①控制部分主芯片采用單片機(jī) AT89S51；②顯示部分采用 3 位共陰極 LED 數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描方式實(shí)現(xiàn)溫度顯示；③溫度采集部分的溫度傳感器采用 DS18B20 智能溫度溫度傳感器。當(dāng)傳感器確定之后，與之相配套的測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備也就可以確定了。傳感器的頻率響應(yīng)高，可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測(cè)信號(hào)的頻率較低。影響傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。自制傳感器的性能應(yīng)滿足