【正文】 //總線復(fù)位 delay(200)。 _nop_()。 value=1。 delay(1)。 _nop_()。 //拉高電平 } void write_byte(uchar val) //DS18B20 寫命令函 //向 1WIRE 總線上寫 1 個(gè)字節(jié) { uchar i。 DQ=0。//百位 //else{dm=table_dm[b3]。//個(gè)位 case 2: dm=table_dm[display[2]]。j++) { switch (j) { case 0: dm=table_dm[display[0]]。 //個(gè)位帶小數(shù)點(diǎn)的斷碼表 uchar data temp_data[2]={0x00,0x00}。 uchar high=120,low=20。 //數(shù)碼管 4 sbit beep=P3^5。本次設(shè)計(jì)編寫了外接鍵 盤的動(dòng)作程序，能夠感應(yīng)外接鍵盤的動(dòng)作情況對(duì)系統(tǒng)做出一系列相應(yīng)的調(diào)整和動(dòng)作。當(dāng)?shù)谌伟聪?K1 鍵時(shí)，退出溫度報(bào)警線設(shè)置。如下圖 所示。 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理 DS18B20 的測(cè)量的當(dāng)前溫度值，溫度測(cè)量每 1s 進(jìn)行一次。 對(duì)于一般異步雙工通信 , 僅需幾條信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn) , 如一條發(fā)送線、 一條接收線及一條地線。 常用的電平轉(zhuǎn)換 接口芯片是傳輸驅(qū)動(dòng)器 MC1488 和傳輸接 收器 MC1489, 它們是用于計(jì)算機(jī) (終端 ) 與 RS 232C 總線間進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的接口 芯片。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、 T2OUT 送到電腦 DB9插頭； DB9插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。 MAX232 簡(jiǎn)介 MAX232 芯片是美信公司專門為電腦的 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片 ,使用 +5v 單電源供電。 （ 9） Convert T[44H] 這個(gè)命令啟動(dòng)一次溫度轉(zhuǎn)換而無需其他數(shù)據(jù)。 （ 6） Write Scratchpad[4EH] 這個(gè)命令向 DS18B20 的暫存器 TH 和 TL 中寫入數(shù)據(jù)。如果總線上不止一個(gè)從機(jī)，在命令之后緊 跟著發(fā)一條讀命令，由于多個(gè)從機(jī)同時(shí)傳信號(hào)。 (a) 寄生電源工作方式 (b) 外接電源工作方式 圖 電源工作方式圖 DS18B20 的各個(gè) ROM命令 （ 1） Read ROM [33H] 這個(gè)命令允許總線控制器讀到 DS18B20 的 8 位系列編碼，惟一的序列號(hào)的 8 位CRC 碼。 寫時(shí)間片：將數(shù)據(jù)從高電平拉至低電平，產(chǎn)生寫起始信號(hào)。在 DS18B20 出廠時(shí)該位被設(shè)置為 0，用戶不要去改動(dòng)。 ROM 的作用是使每一個(gè) DS18B20 都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè) DS18B20 的目的。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。 （ 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 。 按鍵手動(dòng)復(fù)位有電 平方式和脈沖方式兩種。 表 32 一些寄存器的復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H TCON 00H ACC 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0P3 FFH SCON 00H 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 11 IP 0X000000B SBUF 不定 IE 0X000000B PCON 0X000000B TMOD 00H （ 2）復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生 RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相 時(shí)鐘 P1和 P2，供單片機(jī)使用。 PO 口（ Pin39～ Pin32）： 8位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P1 口（ Pin1～ Pin8）： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2 口（ Pin21～ Pin28）： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ STC89C52 主要功 能 如表 31 所示。并設(shè)計(jì)一個(gè)人機(jī)接口電路：鍵盤采用獨(dú)立按鍵（功能自定義），顯示器采用共陰極 4位 LED 顯示。而且體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，安裝方便。此方案數(shù)據(jù)處理比較麻煩，且容易產(chǎn)生信號(hào)失真。 3. 通過對(duì)課題設(shè)計(jì)方案的分析、選擇、比較、熟悉單片機(jī)用系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程，軟硬件設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容及步驟。智能溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、 A/D 傳感器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和接口電路。隨著我國(guó)四個(gè)現(xiàn)代化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)在科技和生產(chǎn)各領(lǐng)域都取得了飛速的發(fā)展和進(jìn)步，發(fā)展以溫度傳感器為載體的溫度測(cè)量技術(shù) 具有重大意義。由于他主要通過控制接觸器的通斷時(shí)間比例來達(dá)到改變加熱功率的目的，受儀表本身誤差和交流接觸器的壽命限制，通斷頻率很低。s daily lives ， industrial and agricultural production,and also easily as a temperature processing module embed in the other system, turn into as a plementary expansion. Key word : Singlechip temperature measurement。AT89S51。近幾年來快速發(fā)展了多種先進(jìn)的溫度控制方式，如： PID 控制，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法控制等。傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首。 從國(guó)內(nèi)外來看工業(yè)生產(chǎn)控制中用數(shù)字溫度計(jì)可清晰顯示溫度來防止元?dú)饧Щ驌p壞等不必要的非人為損失，對(duì)做好車間機(jī)器維修與保養(yǎng)起很重要的作用。 課題的主要工作 本課題的研究重點(diǎn)是設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)控制系統(tǒng)。 方案二：使用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的。既可以單獨(dú)對(duì)多 DS18B20 控制工作，還可以與 PC 機(jī)通信 。系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案框圖如圖 所示 圖 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案框圖 圖 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 8 按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求， 系統(tǒng)主要由單片機(jī)、溫度傳感器 DS18B LED 數(shù)碼顯示管和 PC 機(jī)組成。 表 31 STC89C52 主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM 32 個(gè)雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz 2 個(gè)串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個(gè)外部中斷源 共 6 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫中斷口線 3 級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 STC89C52 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 RXD 和 TXD 分別是此放大器的輸入端和 輸出端。 RXD 接地， TXD 接外部振蕩器。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24個(gè)振蕩周期 (即二個(gè)機(jī)器周期 )以上。其中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與 Vcc 電源接通而實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 （ b） 所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用 RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 （ c）所示： 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 12 （ a）上電復(fù)位 （ b）按鍵電平復(fù)位 （ c）按鍵脈沖復(fù)位 圖 復(fù)位電路 上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于 6MHz 晶振，能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于 2個(gè)機(jī)器周期。 （ 7） 測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以 “ 一線總線 ” 串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此 引腳必須接地。 DS18B20 中溫度傳感器完成對(duì)溫度的側(cè) 量，用 16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供， 以 ℃ /LSB 形式表達(dá)，其中 S為符號(hào)位。 R1 和 R0 用來設(shè)置分辨率，如下表 36 所示（ DS18B20 出廠時(shí)被設(shè)置為 12 位） 。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。只有在總線上存在單只 DS18B20 的時(shí)候才能用這個(gè)命令?？偩€上發(fā)生數(shù)據(jù)沖突（漏極開路連在一起形成“與”的效果）。可以在任何時(shí)刻發(fā)出復(fù)位命令來中止寫入。溫度轉(zhuǎn)換命令被執(zhí)行，而后DS18B20 保持等待狀態(tài)。 MAX232 的引腳圖如圖 所示： 圖 MAX232 引腳圖 引腳介紹： 第一部分是電荷泵電路。 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 20 第三部分是 供電。另一種常用的電 平 轉(zhuǎn) 換 芯 片 是 MAX232, 該 芯片有兩個(gè)傳輸驅(qū)動(dòng)器和兩個(gè) 傳輸接收器。 RS232C 也有 9芯標(biāo)準(zhǔn) D 型插頭座， RS232C9 芯排列引腳如圖 所示，個(gè)引腳功能如表 38所示。這樣可以在一秒之內(nèi)測(cè)量一次被測(cè)溫度，其程序流程見圖 所示。 圖 按鍵掃描子程序流程圖 Protues 仿真 通過仿真軟件驗(yàn)證該原理圖的可行性。顯示當(dāng)前溫度。系統(tǒng)包含了通過外接鍵盤設(shè)定一個(gè)基準(zhǔn)值的程序，能夠比較基準(zhǔn)值并通過比較之后的結(jié)果對(duì)外圍電路產(chǎn)生相應(yīng)的控制。 //蜂鳴器 sbit set=P1^4。 uchar sign。 //讀出溫度暫放 uchar data display[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。L4=0。L2=0。w3=0。 delay(50)。 for(i=8。 _nop_()。 } uchar read_byte(void) //DS18B20 讀 1 字節(jié)函數(shù) //從總線上取 1 個(gè)字節(jié) { uchar i。 DQ=0。 _nop_()。 write_byte(0xcc)。 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 38 } read_temp() //讀出溫度函數(shù) { ow_reset()。 _nop_()。 _nop_()。 //右移 1 位 } DQ=1。 _nop_()。 } DQ=1。 _nop_()。L1=1。L3=1。j4。 uchar table_dm1[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf, //共陰 LED 段碼表 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 不亮 0xe6,0xed,0xfd,0x87, 0xff,0xef}。 uchar r。 //數(shù)碼管 3 sbit L4=P2^3。 C 語言設(shè)計(jì)了溫度的讀、寫程序，并利用程序?qū)崟r(shí)對(duì)顯示電路進(jìn)行更新操作。當(dāng)再次按下 K1 鍵時(shí)，進(jìn)入溫度報(bào)警下線調(diào)節(jié)，此時(shí)顯示軟件設(shè)置的溫度報(bào)警下線，按 K2 或 K3 分別對(duì)報(bào)警溫度進(jìn)行加一或減一。 圖 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序流程圖 報(bào)警子程序 設(shè)置報(bào)警標(biāo)志位位 beep,當(dāng)溫度大于設(shè)置的高限報(bào)警值或低于設(shè)置的低限報(bào)警值是，beep=1 報(bào)警；當(dāng)溫度值在正常范圍內(nèi)時(shí)， beep= 所示： 圖 報(bào)警流程圖 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 28 按鍵掃描處理子程序 按鍵采用掃描查詢方式，設(shè)置標(biāo)志位，當(dāng)標(biāo)志位為 1 時(shí)，顯示設(shè)置溫度，否則顯示當(dāng)前溫度。 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 23 系統(tǒng)總體電路圖 系統(tǒng)的總體電路圖如圖 所示： 圖 總體電路圖 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 各模塊的程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序和按鍵掃描處理子程序等。 RS 232C 總線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了 21個(gè)信號(hào) , 有 25 條引腳線 , 常采用 25芯 D型插頭座 , 提供一個(gè)主信道和一個(gè)輔助信道 , 在多數(shù)情況下主要使用主信道。 RS232 接口的電平轉(zhuǎn)換 RS232C標(biāo)準(zhǔn)是在 TTL電路之前研制的 , 它的電平不是 +5 V和地 , 而是采用負(fù)邏輯 , 其邏輯電平為 : 邏輯“ 0”:+3 V ～ +15 V 邏輯“ 1”: 3 V～ 15 V 因此 , RS232C 不能和計(jì)算機(jī)的 TTL 電平直接相連 , 使用時(shí)必須加上適當(dāng)?shù)碾娖睫D(zhuǎn)換電路芯片 , 否則將使 TTL 電路燒