【正文】 需要遠(yuǎn)程溫度探測(cè)和空間受限的場(chǎng)合特別有用 , 原理是當(dāng) 1 W ire 總線的信號(hào)線 DQ 為高電平時(shí) , 竊取 信號(hào)能量給 DS18B20 供電 , 同時(shí)一部分能量給內(nèi)部電容充電 , 當(dāng) DQ 為低電平時(shí)釋放能量為 DS18B20 供電。 由于 DS18B20 只有一根數(shù)據(jù)線，因此它和主機(jī)（單片機(jī)）通信是需要串行通信，而AT89S51 有兩個(gè)串行端口，所以可以不用軟件來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)。 DS18B20 通過(guò)使用時(shí)間片來(lái)讀出和寫(xiě)入數(shù)據(jù)，時(shí)間片 用于處理數(shù)據(jù)位和進(jìn)行何種指定操作的命令。 一旦主機(jī)檢測(cè)到 DS18B20 的存在，它便可以發(fā)送一個(gè)器件 ROM 操作命令。這些命令與各個(gè)從機(jī)設(shè)備的唯一 64 位 ROM 代碼相關(guān)。 溫度報(bào)警電路 本設(shè)計(jì)采軟件處理報(bào)警，利用有源蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警輸出，采用直流供電。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送 接口必須是三態(tài)的。 圖 44 計(jì)算溫度子程序流程圖 開(kāi)始 溫度零下？ 溫度值去補(bǔ)碼置“ 1”標(biāo)志 置“ 0”標(biāo)志位 計(jì)算小數(shù)位溫度 BCD值 計(jì)算整數(shù)位溫度 BCD值 結(jié)束 N Y 發(fā) DS18B20 復(fù)位命令 結(jié)束 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令 23 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)分離后的溫度顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)標(biāo)志位位為 1時(shí)將符號(hào) 顯示位移入第一位。 STC89C52 與 AT89C52 都屬于 51 系列的 單片機(jī)，他們是兼容的，所以 Protues 中沒(méi)有 STC89C52 芯片，就由 AT89C52 替芯片 代替 。仿真圖如圖 48 示。溫度轉(zhuǎn)換 命令子程序流程圖如圖 43 所示 ?！?。發(fā)溫度轉(zhuǎn) 換命令，再總線復(fù)位。應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道，總線上有從機(jī)，且準(zhǔn)備就緒。為了讀出從讀時(shí)間片開(kāi)始算起 15 微秒的狀態(tài)，主機(jī)必須停止把引腳驅(qū)動(dòng)拉至低電平。在檢測(cè)到 I/O 引腳上的上升沿之后， DS18B20 等待 15～ 60μs,并且接著發(fā)送脈沖（ 60～ 240μs 的低電平信號(hào)）。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。 溫度檢測(cè)和報(bào)警電路 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。 7. 讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到 1 個(gè)狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 6. 重復(fù)上（ 1）到（ 6）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。 6. 延時(shí)等待（如果初始化成功則在 15 到 60 毫秒時(shí)間之內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由 DS18B20 所返回的低電平 “0”。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng) ，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。 3. 配置寄存器。 6. 用戶可自設(shè)定報(bào)警上下限溫度。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。 ： (INT1)外部中斷 1 輸入。 P2 口 (～ ， 21~28 腳 )： P2 口 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。作為漏極開(kāi)路的輸出端口，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。要檢查 一個(gè) 8051/8031 小系統(tǒng)上電后 CPU 能否正常到EPROM／ ROM 中讀取指令碼，也可用示波器看 PSEN 端有無(wú)脈沖輸出。如有脈沖信號(hào)輸出，則 8051/8031 基本上是好的。當(dāng)此輸入端保持備用電源的輸入端。最高允許振蕩頻率為 12MHz。 SST 公司推出的 89 系列單片機(jī)分別集成了 16K、 32K、 64K Flash 存儲(chǔ)器，可供用戶根據(jù)需要選用。 圖 31 AT89C51 單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖 由圖 31 可見(jiàn)， 8051 單片機(jī)主要由以下幾部分組成： 1. CPU 系統(tǒng) 8 位 cpu，含布爾處理器； 時(shí)鐘電路； 總線控制邏輯。對(duì)于一些必須滿足一定條件 (如按鍵被按下等 )才能被執(zhí)行的、難以用單步執(zhí)行方式進(jìn)行調(diào)試的程序行，可采用斷點(diǎn)設(shè)置的方法處理 (DebugInsert/Remove Breakpoint 或 DebugBreakpoints… 等 )。首先選擇菜單 FileNew… ，在源程序編輯器中輸入?yún)R編語(yǔ)言或 C 語(yǔ)言源程序 (或選擇 FileOpen… ，直接打開(kāi)已用其它編輯器編輯好的源程序文檔 )并保存，注意保存時(shí)必須在文件名后加上擴(kuò)展名 .asm(.a51)或 .c；然后選擇菜單 ProjectNew Project… ，建 立新工程并保存 (保存時(shí)無(wú)需加擴(kuò)展名，也可加上擴(kuò)展名 .uv2)；工程保存后會(huì)立即彈出一個(gè)設(shè)備選擇對(duì)話框，選擇 CPU 后點(diǎn)確定返回主界面。 Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。 完整的 PCB 設(shè)計(jì)功能 ： 最多可設(shè)計(jì) 16個(gè)銅箔層， 2個(gè)絲印層， 4個(gè)機(jī)械層（含板邊），靈活的布線策略供用戶設(shè)置，自動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查， 3D 可視化預(yù)覽。 豐富的虛擬儀器： 13種虛擬儀器，面板操作逼真，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、直流電壓 /電流表、交流電壓 /電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計(jì) /計(jì)數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終端、 SPI 調(diào)試器、 I2C 調(diào)試器等。 4 大功能模塊 1. 智能原理圖設(shè)計(jì)（ ISIS） 豐富的器件庫(kù)：超過(guò) 27000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件。 2. 提供了多種虛擬儀器。 按鍵輸入電路 單 片 機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路 顯示電路 測(cè)溫電路 擴(kuò)展接口：對(duì)時(shí)間和溫度信息定點(diǎn)存儲(chǔ)，并與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 報(bào)警電路 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 6 第 二 章 開(kāi) 發(fā)工具 Proteus 與 Keil Proteus 軟件 Proteus 簡(jiǎn)介 Proteus 軟件是英國(guó) Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。 系統(tǒng)框圖主要由主控制器、單片機(jī)復(fù)位、報(bào)警按鍵設(shè)置、時(shí)鐘振蕩、 LED 顯示、溫度傳感器組成。采用 51 單片機(jī)控制，軟件編程的自由度大，可通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制，而且體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，安裝方便。此外還有復(fù)位電路，晶振電路，啟動(dòng)電路等。 七級(jí)數(shù)碼管 進(jìn)行實(shí)際溫度值顯示。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。目前，高端的 32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò) 300MHz，性能直追 90 年代中期的專用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至 1 美元，最高端的型號(hào)也只有 10 美元。 早期的單片機(jī)都是 8 位或 4 位的。 單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。正文著重給出了軟硬件系統(tǒng)的各部分電路，介紹了集成溫度傳感器DS18B20 的原理， AT89C51 單片機(jī)功能和應(yīng)用 ， 該電路設(shè)計(jì)新穎、功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)的測(cè)溫元件有熱電偶和二電阻。溫度范圍為 55~125 186。 AT89C51 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) II Design of Digital Thermomer Based on SCM ABSTRACT Controlled by singlechip microputer to control not only to them, advantages of simplicity and flexibility, and can significantly increase the temperature specifications, which can significantly increase the quality and quantity of the products. In the process of production, in order to efficiently produce, it must be the main parameters, such as temperature, pressure, flow, and other effective control. Traditional temperature measuring ponent thermocouple and resistance. Are generally voltage of thermocouple and thermal resistance measured, then converted to the corresponding temperature, these methods are relatively plex and requires more external hardware support. We are in a relatively simple way to ~125 186。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 2 課題背景及研究意 義 隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)各種信息參數(shù)的準(zhǔn)確度和精確度的要求都有了幾何級(jí)的增長(zhǎng)，而如何準(zhǔn)確而又迅速的獲得這些參數(shù)就需要受制于現(xiàn)代信息基礎(chǔ)的發(fā)展水平。 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)。 采用熱電偶溫差電路測(cè)溫，溫度檢測(cè)部分可以使用低溫?zé)崤?，熱電偶由兩個(gè)焊接在一起的異金屬導(dǎo)線所組成（熱電偶 的構(gòu)成如圖 11），熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)由兩種金屬的接觸電勢(shì)和單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)組成。便于單片機(jī)處理及控制，省去 傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路。該系統(tǒng)擴(kuò)展性非常強(qiáng)，它可以在設(shè)計(jì)中加入時(shí)鐘芯片 DS1302 以獲取時(shí)間數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理同時(shí)顯示時(shí)間，并可以利用 AT24C16 芯片作為存儲(chǔ)器件，以此來(lái)對(duì)某些時(shí)間點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，利用鍵盤來(lái)進(jìn)行調(diào)時(shí)和溫度查詢，獲得的數(shù)據(jù)可以通過(guò) MAX232 芯片與計(jì)算機(jī)的 RS232 接口進(jìn)行串口通信，方便的采集和整理時(shí)間溫度數(shù)據(jù)。顯示電路是使用的串口顯示，這種顯示最大的 優(yōu)點(diǎn)就是使用口資源比較少，只用 p3 口的 RXD,和 TXD,串口的發(fā)送和接收，四只數(shù)碼管采用 74LS164 右移寄存器驅(qū)動(dòng)，顯示比較清晰。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 4. 具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。 支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰。 支持通用外設(shè)模 型：如字符 LCD 模塊、圖形 LCD 模塊、 LED 點(diǎn)陣、 LED 七段顯示模塊、鍵盤 /按鍵、直流 /步進(jìn) /伺服電機(jī)、 RS232虛擬終端、電子溫度計(jì)等等，其COMPIM（ COM 口物理接口模型）還可以使仿真電路通過(guò) PC 機(jī)串口和外部電路實(shí)現(xiàn)雙向異步串行通信。原理圖編輯窗口的操作是不同于常用的 WINDOWS 應(yīng)用程序的，正確的操作是：用左鍵放置元件；右鍵選擇元件；雙擊右鍵刪除元件；右鍵拖選多個(gè)元件；先右鍵后左鍵編輯元件屬性；先右鍵后左鍵拖動(dòng)元件；連線用左鍵，刪 除用右鍵；改連接線：先右擊連線，再左鍵拖動(dòng)；中鍵放縮原理圖。 Keil C51軟件是一個(gè)基于 32位 Windows 環(huán)境的應(yīng)用程序，支持 C 語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言編程，其 μVision(通常稱為 μV2)。緊接著對(duì)工程進(jìn)行設(shè)置，選擇工程管理窗口的 Target1，再選擇 ProjectOption for Target?Target1?(或點(diǎn)右鍵彈出快捷菜單再選擇該選項(xiàng) )，打開(kāi)工程屬性設(shè)置對(duì)話框，共有 8 個(gè)選項(xiàng)卡，主要設(shè)置工作包括在 Target 選項(xiàng)卡中設(shè)置晶振頻率、在 Debug 選項(xiàng)卡中設(shè)置實(shí)驗(yàn)仿真板等，如要寫(xiě)片，還必須在 Output 選項(xiàng)卡中選中 “Creat Hex Fi”；其它選項(xiàng)卡內(nèi)容一般可取默認(rèn)值。如是市面上出現(xiàn)了各式各樣的但均以 51 為內(nèi)核的單片機(jī)，倒是 Intel 公司自己的單片機(jī)卻顯得遜色了。 AT89C51 單片機(jī)主要特性 1. 一個(gè) 8 位的微處理器 (CPU)。為方便設(shè)計(jì)串行通信，目前的 52 系列單片機(jī)都會(huì)提供 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。若需采用外部時(shí)鐘電路時(shí)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖。 ALE/PROG(30 腳 )：地址鎖存允許信號(hào)端。 PSEN(29 腳 )：程序存儲(chǔ)允許輸出信號(hào)端。當(dāng) EA 引腳接高電平時(shí)， CPU 只訪問(wèn)片內(nèi) EPROM/ROM 并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令，但當(dāng) PC(程序計(jì)數(shù)器 )的值超過(guò) 0FFFH(對(duì) 8751/8051 為 4K)時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。在 CPU 訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口分時(shí)提供低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。 P3 口 (～ ， 10~17 腳 )： P3 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。 ： (WR)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通。 2. 每只 DS18B20具有一個(gè)獨(dú)有的，不可修改的 64位序列