【正文】 廣西輕工業(yè) ， 2020 [4] 李漢舟 ， 潘泉 .基于數(shù)字圖像處理的溫度檢測(cè)算法研究 [J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào) ， 2020， 23（ 6）： 195199 [5] 李真芳 ,蘇濤 ,黃小宇 ,編著 .DSP 程序開發(fā) [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 , [6] 張?zhí)禊i ,魏蔚 .“一線式”數(shù)字溫度計(jì) DS18B20 原理與應(yīng)用 [J].辦公自動(dòng)化 ,2020,2(16):2022 系（教研室） 意見 簽名： 年 月 日 學(xué)院(部 )主管領(lǐng)導(dǎo)意見 簽名： 年 月 日 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程管理資料 3 湖 南 工 業(yè) 大 學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 （ 2020 屆） 學(xué) 院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 信息工程 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 信工 081 學(xué)號(hào) 08401400131 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 教授 2020 年 12 月 23 日 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程管理資料 4 題目： 基于 DSP 的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 1. 結(jié)合課題任務(wù)情況，查閱文獻(xiàn)資料，撰寫 1500～ 2020 字左右 的文獻(xiàn)綜述 溫度是一個(gè)與人們生活有密切關(guān)系的物理量，是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，人們生活與環(huán)境溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中需要實(shí)時(shí)測(cè)量溫度，在工業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫度的測(cè)量，因此研究溫度的測(cè)量方法和控制具有重要的意義。整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)方案的制定、主要功能的設(shè)計(jì)、相關(guān)程序的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的調(diào)試驗(yàn)證（包括程序調(diào)試、有關(guān)仿真及分析）、系統(tǒng)的硬件制作。 delay(0)。 for(i=0。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 lcden=0。 lcden=1。 for(x=100。本設(shè)計(jì)經(jīng)研究認(rèn)證 后， 工作穩(wěn)定，溫度顯示準(zhǔn)確 ，能夠滿足 論文對(duì)溫度實(shí)時(shí)采集、 顯示及精度方面 的要求。 sbit key3=P2^0。TR1=1。TR1=1。 //向 DS18B20 發(fā) SKIP ROM 命令 ds18b20_write(0x48)。 ds18b20_init()。 //i為 1，負(fù)溫度 ,設(shè)立負(fù)溫度標(biāo)記 a=~a+1。} i=b。 //讀內(nèi)部 RAM （ MSB） if(f==1) { max_int=ds18b20_read()。 //DS18B20 初始化 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 ds18b20_write(0xcc)。0x01。 } /************************ DS18B20 字節(jié)寫函數(shù) ***********************/ void ds18b20_write(uchar d) // ds18b20 字節(jié)寫 { uchar i。 //低位先發(fā) DQ = 0。 //等待 DS18B20 拉低總線，在 60240μ s之間 ds18b20_delayus(20)。j)。 bit f=0,f_max=0,f_min=0。 alarm()。 EX1=0。 K1是用來進(jìn)入上下限調(diào)節(jié)模式的，當(dāng)按一下 K1 進(jìn)入上限調(diào)節(jié)模式，再按一下進(jìn)入下限調(diào)節(jié)模式。 6. C 語言允許直接訪問物理地址，可以直接對(duì)硬件進(jìn)行操作 。 C語言的特點(diǎn) ： 、靈活方便 ， C語言一共只有 32個(gè)關(guān)鍵字 ， 9種控制語句，程序書寫自由 。 具體硬件原理圖如 。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 鍵盤電路設(shè)計(jì)圖 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 為實(shí)現(xiàn)當(dāng)溫度超過設(shè)定的限定值時(shí)聲光報(bào)警的功能 ，在 2407A 芯片外圍的設(shè)有報(bào)警電路。上電復(fù)位就是 VCC 通過電阻 R2 和電容 C 構(gòu)成回路，該回路是一個(gè)對(duì)電容 C充電和放電的電路，所以復(fù)位端口得到一個(gè)周期性變化的電壓值，并且有一定時(shí)間的 電 壓值高于 CPU復(fù)位電壓，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位功能 。 手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端 RST 上加入高電 平 。硬件電路中液晶模塊的 RS、 R/ W、 E、 PSB、 REST控制引腳分別與 2407A的 IOPA3～7引腳相連， 液晶模塊的數(shù)據(jù)引腳 DB0～ 7分別與 2407A 的 IOPB0～ 7引腳相連。 DSP 端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20 時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè) MOSFET 管來完成對(duì)總線的上拉。它由電源變壓器 B，橋式整流電路 D1～D4，濾波電容 C C3，防止自激電容 C C4 和一只固定式三端穩(wěn)壓器 (LM7805)極為簡(jiǎn)捷方便地搭成的 。在 15us 之內(nèi)將所需寫的位送到數(shù)據(jù)線上，在 15us 到 60us 之間對(duì)數(shù)據(jù)線進(jìn)行采樣，如果采樣為高電平，就寫 1，如果為低電平，寫 0就發(fā)生。 表 DS18B20 溫表度格式 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 LS Byte 23 22 21 20 2 1? 2 2? 2 3? 2 4? bit15 bit14 bit13 bit12 bit11 bit10 bit9 bit8 MS Byte S S S S S 26 25 24 這是 16 位轉(zhuǎn)化后得到的 16 位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在 DS18B20 的兩個(gè) 8 比特的 RAM 中，二進(jìn)制中的前面 5 位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測(cè)到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實(shí)際溫度。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 （ 5） 可編程的分辨率為 9～ 12位 ， 對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、 ℃和 ℃ ，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫 。該設(shè)計(jì)也是一樣，就是實(shí)現(xiàn)其這個(gè)功能，將采樣來的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換分析，然后在用液晶顯示出來。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 主控制 DSP 芯片在本設(shè)計(jì)中的功能 DSP 技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用 日益滲透 ，比如 在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中 ， 數(shù)字通訊技術(shù)領(lǐng)域 ，工業(yè)控制領(lǐng)域 ，儀器儀表領(lǐng)域等都有較大應(yīng)用。 TMS320LF2407A 時(shí)鐘輸入引腳上接 20MHz 晶振，后經(jīng)內(nèi)部鎖相環(huán)倍頻后得 40MHz 時(shí)鐘頻率，這樣指 令執(zhí)行周期可縮為 25ns，較 C240DSP 速度整整提高了 1倍 ，因此 CPU 的讀 /寫可在同一周期內(nèi)進(jìn)行，這種高速運(yùn)算能力使自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、線形變換 (快速傅立葉變換、希爾伯特變換、余弦變換等 )、數(shù)字濾波 (有限沖擊響應(yīng)濾波、無限沖擊響應(yīng)濾波、卡爾曼濾波等 )、卷積運(yùn)算等復(fù)雜控制算法得以實(shí)現(xiàn) 。 第 4章是本設(shè)計(jì)的軟件部分的設(shè)計(jì)，主要包括主程序設(shè)計(jì)，初始化程序設(shè)計(jì)等相關(guān)程序的設(shè)計(jì)，讓數(shù)字溫度計(jì)有一個(gè)很好的程序運(yùn)行環(huán)境。 本 論文設(shè)計(jì)的 數(shù)字溫度計(jì) 采用美國(guó) DALLAS半導(dǎo)體公司繼 DS1820之后推出的一種改進(jìn)智能溫度 傳感器 DS18B20 作為檢測(cè)元件，測(cè)溫范圍為 － 55℃ ～＋ 125℃ 。 （ 2） 系統(tǒng)可由用戶 預(yù)設(shè)溫度值 ， 測(cè)溫 范圍為 － 55℃ ～＋ 125℃ ?；?C語言程序，給出了主程序、初始化程序、測(cè)溫程序及超限報(bào)警系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)。本論文設(shè)計(jì)的多功能數(shù)字溫度計(jì)，可以設(shè)置上下報(bào)警溫度，當(dāng)溫度不在設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，可以報(bào) 警。 （ 3） 超出 預(yù)置 值時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警 。 DS18B20 可以直接讀出被測(cè) 量的 溫度值，而采用 3 線制與 DSP 控制器 相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。 電源電路 復(fù)位電路 溫度傳感器 按鍵電路 報(bào)警電路 驅(qū)動(dòng)顯示電路 主控制器DSP 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 2 章 芯片功能介紹 主控制 DSP 芯片 DSP 芯片介紹 DSP 即為數(shù)字信號(hào)處理器 ， 是在模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)以后進(jìn)行高速實(shí)時(shí)處理的專用處理器。 (2) TMS320LF2407A 地址映象被組織為三個(gè)可獨(dú)立選擇的空間：程序存儲(chǔ)器 (64K)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器 (64K)、輸入 /輸出 (I/O)空間 (64K)。 DSP 已經(jīng)涉足測(cè)量?jī)x表和測(cè)試儀器行業(yè)，而且大有取代高檔單片機(jī)的趨勢(shì)。 DS18B20 溫度傳感器簡(jiǎn)介 芯片簡(jiǎn)介 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)。 （ 6） 在 9位分辨率時(shí)最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字 ， 12 位分辨率時(shí)最多在750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快 。 3 VDD 可選擇的 VDD引腳。 例如＋ ℃的數(shù)字輸出為 0191H，－℃的數(shù)字輸出為 FF6FH。在開始另一個(gè)寫周期前必須有 1us 以上的高電平恢復(fù)期。 電源電路的 穩(wěn)壓原理： 220V 交流市電通過電源變壓器變換成交流低壓，再經(jīng)過橋式整流電 路 D1～ D4 和濾波電容 C1的整流和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器 LM7805 的 Vin 和 GND 兩端形成一個(gè)并不十分穩(wěn)定的直流電壓 (該電壓常常會(huì)因?yàn)槭须婋妷旱牟▌?dòng)或負(fù)載的變化等原因而發(fā)生變化 )。 當(dāng) DS18B20 處于寫存儲(chǔ)器操作和溫度 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，總線必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為 10us。 液晶顯示原理圖如圖 。一般采用的辦法是在 RST 端和正 電源 VCC 之間接一個(gè)按鈕。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 DSP復(fù)位電路 鍵盤及報(bào)警電路設(shè)計(jì) 鍵盤電路的設(shè)計(jì) 4 4掃描鍵盤用 8位數(shù)據(jù)線 ， 可以提供 16個(gè)不同的按鍵信號(hào)。當(dāng)溫度超限時(shí)， IOPE0 口輸出高電平，三極管 NPN 導(dǎo)通， 二極管和蜂鳴器同時(shí)工作；當(dāng)溫度正常時(shí)， IOPE0 口 輸出低電平 ，三極管截止，二極管和蜂鳴器不工作。 圖 硬件原理圖 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 第 4 章 系統(tǒng)軟件 程序 的 設(shè)計(jì) C 語言簡(jiǎn)介 1978年 ， Brian W. Kernighian和 Dennis M. Ritchie出版了名著 《 The C Programming Language》 ，從而使 C 語言成為目前世界上流行最廣泛的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言。 2. 運(yùn)算符豐富 ， C 的運(yùn)算符包含的范圍很廣泛，共有種 34 個(gè)運(yùn)算符。 7. C 語言程序生成代碼質(zhì)量高，程 序執(zhí)行效率高 ， 一般只比匯編程序生成的目標(biāo)代碼效率低 10～ 20%。在正常模式下，按一下 K2 進(jìn)入查看上限溫度模式，顯示 1s 左右自動(dòng)退出；按一下 K3 進(jìn)入查看下限溫度模式，顯示 1s 左右自動(dòng)退出；在調(diào)節(jié)上下限溫度模式下， K2是實(shí)現(xiàn)加 1功能， K1 是實(shí)現(xiàn)減 1功能， K3 是用來設(shè)定上下限溫度正負(fù)的。 EA=1。 keyscan()。w=0。 } DS18B20 初始化 程序 初始化就是將程序中即將要用的寄存器設(shè)置一個(gè)初始值。 //延時(shí)，等待上拉電阻拉高總線 DQ=1。 _nop_()。 for(i=8。 ds18b20_delayus(5)。 //向 DS18B20 發(fā) SKIP ROM 命令 ds18b20_write(0x44)。 //讀內(nèi)部 RAM （ LSB） min_int=ds18b20_read()。 i=4。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 b=~b。 //DS18B20 初始化 ds18b20_write(0xcc)。 } 溫度超限報(bào)警 程序 本設(shè)計(jì)由用戶預(yù)設(shè)報(bào)警溫度， 通過與 DS18B20 讀取當(dāng)前溫度值的比 較 ， 自定義的兩個(gè)位變量得到對(duì)應(yīng)值 ,再通過對(duì)該值判 斷 ,從而控制發(fā)光二極管 和蜂鳴器的 狀態(tài)。} } if(f_min==1) { if(f==0) { if((temp+temp_d*)=max