【正文】 本課題的大量研究工作都是在樊老師的精心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、計劃的安排到論文的具體內(nèi)容，樊老師都給予了細(xì)心的指導(dǎo)。使用數(shù)字溫度傳感器能夠使測溫系統(tǒng)電路簡單，應(yīng)用方便靈活，并可以方便的進行多點測量，應(yīng)用前景廣闊。 XIANSHI: CLR CS2 MOV X， 00H MOV Y， 00H MOV 39H， 010H MOV DPTR， HZ1 LCALL OUTHZ MOV Y， 010H MOV DPTR， HZ2 LCALL OUTHZ MOV Y， 020H MOV DPTR， HZ3 LCALL OUTHZ MOV Y， 030H MOV DPTR， HZ4 LCALL OUTHZ CLR CS1 SETB CS2 MOV Y， 00H MOV DPTR， HZ5 LCALL OUTHZ MOV Y， 010H MOV DPTR， HZ6 LCALL OUTHZ MOV Y， 020H MOV DPTR， HZ7 ； 屏幕靜態(tài)顯示 ；選擇左半屏 ；設(shè)置 16*16 分辨率 ；顯示“溫” ；設(shè)定列地址 ；顯示 “度” ；顯示“自” ；顯示“動” ；選擇右半屏 ；顯示“檢” ；顯示“測” ；顯示“系” 30 LCALL OUTHZ MOV Y， 030H MOV DPTR， HZ8 LCALL OUTHZ SETB CS1 CLR CS2； MOV X， 02H； MOV Y， 00H； MOV DPTR， HZ9 LCALL OUTHZ MOV Y， 10H； MOV DPTR， HZ10 LCALL OUTHZ MOV Y， 30H MOV DPTR， HZ11 LCALL OUTHZ MOV Y， 040H MOV DPTR， HZ12 LCALL OUTHZ MOV X， 04H； MOV Y， 00H MOV DPTR， HZ13 LCALL OUTHZ MOV Y， 10H MOV DPTR， HZ14 LCALL OUTHZ MOV Y， 20H MOV DPTR， HZ15 LCALL OUTHZ ；顯示“統(tǒng)” ；設(shè)置頁地址 ；顯示“報” ；顯示“警” ；顯示“閾” ；顯示“值” ；顯示“糧” ；顯示“倉” ；顯示“溫” 31 MOV Y， 30H MOV DPTR， HZ16 LCALL OUTHZ ；顯示“度” 屏幕動態(tài)顯示程序如下，這段程序主要完成對屏幕顯示的更新， R7 中存放需要顯示的頁數(shù)， TABK1 指向加號的字模地址， TABK 指向負(fù)號的字模地址。雖然 蜂鳴器的控制和 LED 的控制對于單片機是一樣的，但在外圍硬件電路上卻有所不同，因為蜂鳴器是一個感性負(fù)載，一般不建議用單片機 I/O 口直接對它進行操作，所以最好加個驅(qū)動三極管，在要求較高的場合還會加上反相保護二極管 [21]。最后把 R3 中數(shù)據(jù)取出，帶進位位左移一位，判斷其進位標(biāo)志位 C 是否為“ 1”，若為“ 1”則把數(shù)字 5存儲在 37H 中，供 LCM 顯示測量值小數(shù)部分。初始化過程見圖 所示。 RST 可跟單片機相連由單片機控制，也可直接接 Vcc 使之不起作用，在本系統(tǒng)中 RST 直接連接 22 Vcc。 E 是使能信號，數(shù)據(jù)在下降沿被寫入 LCM，在高電平時被讀出 LCM。 RST 可由單片機控制 ,也可以直接連接 Vcc,使之不起作用。利用字模軟件生成了所需漢字代碼，進行調(diào)用。常見的取模方式有橫向取模、縱向取模，取模方式主要由液晶顯示模塊的內(nèi)部控制器決定。下面的程序就是按照此協(xié)議把傳感器測量的溫度讀取出來的，其中溫度的低八位被放到 WDLSB 中，高八位被放到 WDMSB 中。s 接著檢測 DAT是否是低電平，若是高電平則初始化失敗，若為低電平，則等待數(shù)據(jù)線變高，并且接著單片機會接收到 DS18B20 發(fā)送的存在脈沖，即 60～ 240181。s 的恢復(fù)時間。如圖 所示，數(shù)據(jù)線必須保持在邏輯低電平至少 1181。s 的恢復(fù)時間。在檢測到 I/O 引腳上的上升沿之后， DS18B20 等待 15～ 60181。 9 T E M P E R A TU R E L S BT E M P E R A TU R E M S BT L / U S E R B Y T E 2T H / U S E R B Y T E 1C O N F I GR E S E R V E DR E S E R V E DR E S E R V E D01234567字 節(jié)R A M E E R A MT H / U S E R B Y T E 1T L / U S E R B Y T E 2C O N F I GC R C8 圖 DS18B20 存儲器結(jié)構(gòu) 暫存存儲器的作用是在單線通信時確保數(shù)據(jù)的完整性 ,它包括 9 個字節(jié) ,頭兩個字節(jié)表示測得的溫度讀數(shù) , 它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)見表 ，其中 S=1 時表示溫度為負(fù)， S=0時表示溫度為正 ,最低位為 1 時表示 ℃ [12]。DS18B20 內(nèi)部的 64 位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看做是該 DS18B20 的地址序列碼， 64位光刻 ROM 的排列是：開始八位是產(chǎn)品類型編號， 8 位產(chǎn)品類型號對DS18B20 為 28H[9],接下來的 48位是該 DS18B20 的自身序列號，最后八位是前面 56位的循環(huán)冗余校驗碼。 DS18B20 的溫度測量范圍是 55℃～+125℃，電源供電范圍是 3V～ ，可以設(shè)置 9～ 12位的分辨率，被測溫度用符號擴展的 16 位數(shù)字串行輸出，在 10℃～ +85℃時，精度為177。在大多數(shù)場合甚至不需另外提供電源。若采用傳統(tǒng)的熱電偶傳感器需要對每一路模擬信號放大并且進行 A/D 轉(zhuǎn)換，這樣的結(jié)構(gòu)電路比較復(fù)雜，而且這種器件是非線性器件，受濕度和溫度影響較大，檢測的溫度往往需要查表獲得，這給編程帶來了很大困難。 5. 雙數(shù)據(jù)指示器。本系統(tǒng)采用美國 DALLAS 公司的產(chǎn)品 —— 可編程單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B20 進行溫度采集， DS18B20 把半導(dǎo)體熱敏器 件 ,A/D 轉(zhuǎn)換器 ,存儲器等做在一個很小的集成電路芯片上，使用起來更方便，并且節(jié)約了成本。 單 片 機數(shù) 字 溫 度傳 感 器報 警 裝 置液 晶 顯 示模 塊 圖 本文采用的溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計方案 2． 2 本文研究內(nèi)容的硬件選擇 糧倉溫度檢測系統(tǒng)中溫度測量是主要環(huán)節(jié)。然后，給出了本文的研究內(nèi)容及全 3 文的內(nèi)容安排。 1． 3 本課題的研究內(nèi)容 本文結(jié)合糧倉的環(huán)境和當(dāng)前溫度檢測的流行趨勢提出了糧倉溫度自動檢測系統(tǒng)的設(shè)計。 目前，國際上的溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化的方向飛速發(fā)展。隨著糧倉的現(xiàn)代化建設(shè)，糧倉的溫度自動檢測系統(tǒng)將具有很好的應(yīng)用前景。根據(jù)國家糧食保護法規(guī)，必須定期抽樣檢查糧倉各點的糧食溫度，以便及時采取相應(yīng)的措施，防止糧食的變質(zhì)。如果大型糧倉的溫度測量不能按時完成，則有可能造成大量糧食的浪費。 本文研究的是糧倉的溫度自動檢測系統(tǒng)，在設(shè)定一個溫度報警閾值后，把溫度傳感器放在需要測量的糧食中，溫度的檢測，顯示，報警全部都自動完成，不需要人工干預(yù)。如果采取人工測溫的方法，不僅使糧倉工作人員工作量增大，且工作效率低，尤其是大型糧倉的溫度檢測任務(wù)如不能及時完成，則有可能會造成糧食大面積變質(zhì)。 1． 2 溫度檢測領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀 傳統(tǒng)的糧倉溫度檢測采取對各倉糧食分區(qū)取樣的人工方法，工作量大，可靠性差。如今，隨著數(shù)字溫度傳感器的誕生，曾經(jīng)令人眼花繚亂的電路、密密麻麻焊接在一起的元器件，如今已經(jīng)被一個小小的、毫不起眼的數(shù)字傳感器代替了 。詳細(xì)描述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和軟 、 硬件設(shè)計。 第二章介紹了糧倉溫度檢測系統(tǒng)原理和對本文所研究內(nèi)容進行了整體規(guī)劃，介紹了本文所采用的硬件設(shè)備。這部分關(guān)鍵在于溫度傳感器的選擇，溫度傳感器種類很多，主要分為模擬溫度傳感器和數(shù)字溫度傳感器。 數(shù)據(jù)處理和控制部分采用 Atmel 公司的 AT89S52 單片機， AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。 6. 電源關(guān)閉標(biāo)識。本系統(tǒng)中采用 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器，它集成了熱敏電阻器件 ,信號放大器， A/D 轉(zhuǎn)換器 ,存儲器，使用起來更加方便，并且一線總線傳輸協(xié)議，很符合糧倉 多點溫度檢測的特點。一線總線的發(fā)展對于目前各種總線之間的通訊協(xié)議已構(gòu)成強烈的沖擊，它的最大好處就是讓用戶更方便。 ℃。光刻 ROM 的作用是使每一個 DS18B20 都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20 的目的 [10]。 表 DS18B20 測得的溫度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) LSB Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 32 2 12 02 12? 22? 32? 42? MSB Bit15 Bit14 Bit1 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 S S S S S 62 52 42 DS18B20 控制寄存器命令說明 在成功執(zhí)行了 ROM 操作序列之后，就可以使用存儲器和控制操作，然后主機就 10 可以使用提供的控制寄存器命令對 DS18B20 進行操作，常見的控制命令寄存器 見表。s 并且接著發(fā)送存在脈沖，即 60～ 240181。 在 I/O 線由高電平變?yōu)榈碗娖街螅?DS18B20 在 15～ 60181。s；來自 DS18B20 的輸出數(shù)據(jù)在讀時間片下降沿之后的 15181。 圖 DS18B20 的讀寫時序 12 3． 4 DS18B20 和單片機 的連接 在本系統(tǒng)中， DS18B20 的供電方法是采用連接到 VCC 引腳的外部電源，電路圖如圖 所示。s 的低電平信號 [15]。 GETWD： LCALL INIT MOV A， 0CCH LCALL WRITE MOV A， 044H LCALL WRITE LCALL INIT MOV A， 0CCH LCALL WRITE MOV A， 0BEH LCALL WRITE LCALL READ MOV WDLSB， A ；讀 DS18B20 溫度 ；發(fā)跳過 ROM 命令 ；發(fā)啟動轉(zhuǎn)換命令 ；發(fā)讀存儲器命令 ；讀低位字節(jié) 16 LCALL READ MOV WDMSB， A RET ；讀高位字節(jié) 17 4 溫度顯示模塊設(shè)計 傳統(tǒng)的 LED 數(shù)碼管電路的連接線比較復(fù)雜，并且不能顯示任意圖像和漢字 。以“你”字為例，取模原理如圖 所示，這是一個 16*16位的漢字，共需要用 32 個字節(jié)數(shù)字來表示，這種取模方式是橫向取模。在進行漢字和測試數(shù)據(jù)顯示時，首先確定顯示的頁地址和列地址以及所調(diào)用代碼表的標(biāo)號。 20 控制命令介紹 本文采用的 QH2021 的常用控制命令見表 ，各指令簡單介紹如下： /關(guān)指令 當(dāng) DB0 =1 時 LCD顯示 RAM中的內(nèi)容， DB0=0 時關(guān)閉顯示。 表 QH2021 液晶模塊控制命令介紹 [18] 顯示開 /關(guān)指令 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1/0 21 顯示起始行設(shè)置指令 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 1 顯示起始行（ 0～ 63） 頁設(shè)置指令 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 0 1 1 1 頁號（ 0～ 7） 列地址設(shè)置指令 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 1 顯示列地址（ 0～ 63） 讀狀態(tài)指令 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 0 BUSY 0 ON/OFF REST 0 0 0 0 寫數(shù)據(jù)指令 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 寫數(shù)據(jù) 讀數(shù)據(jù)指令 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3