【正文】 31 數(shù)據(jù)測(cè)試 用手觸摸溫度傳感器，可以發(fā)現(xiàn)溫度大概顯示為 ℃。程序流程圖如圖 53： 信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 單片機(jī)電子溫度計(jì)設(shè)計(jì) 27 圖 53 DS18B20 讀取 溫度 的流程圖 DS18b20 的溫度數(shù)據(jù)處理 讀出溫度數(shù)據(jù)后， LOW 的低四位為溫度的小數(shù)部分，可以精確到 ℃[9]， LOW 的高四位和 HIGH 的低四位為溫度的整數(shù)部分， HIGH 的高四位全部為 1 表示負(fù)數(shù)，全為 0 表示正數(shù)。首先要根據(jù)系統(tǒng)的總體功能選擇一種最合適的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)時(shí)性的要求，合理地安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊之間地調(diào)度關(guān)系。 4. 在 DS18B20的有關(guān)資料中均未提及單總線(xiàn)上所掛 DS18B20 數(shù)量問(wèn)題，容易使人誤認(rèn)為可以?huà)烊我舛鄠€(gè) DS18B20，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此，當(dāng)單總線(xiàn)上所掛 DS18B20 超過(guò) 8 個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的 總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。 例如： + 125 ℃ 的數(shù)字輸出為 07D0H ， + ℃ 的數(shù)字輸出為0191H ， ℃ 的數(shù)字輸出為 FF6FH ， 55 ℃ 的數(shù)字輸出為 FC90H 。減法計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)溫度寄存器的值將加 1 ，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝 入，減法計(jì)數(shù)器 1 重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。 NC 為空腳。 （ 8）掉電保護(hù)功能。多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。與微處理器連接時(shí)，僅需要一條口線(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 液晶顯示部分與 STC89C52 的接口 LCD 顯示分為 靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。 [4] 顯示接口用來(lái)顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，命令或采集的電壓數(shù)據(jù)。 XTAL2(X2)是來(lái)自反向振蕩器的輸出。 80C51 單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常常會(huì)有定時(shí)控制需求，如定時(shí)輸出、定時(shí)檢測(cè)、定時(shí)掃描等；也經(jīng)常要對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。 ： (INT0)外部中斷 0 輸入。在 P1 口作為輸入口使用 時(shí)，應(yīng)先向 P1 口鎖存地址 (90H)寫(xiě)入全 1,此時(shí) P1 口引腳由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平。 /輸出端口 P0/P1/P2/P3： P0 口 (～ ， 39~32 腳 )： P0 口是一個(gè)漏極開(kāi)路的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。 PSEN 端同樣可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。如果想確定 8051/8031 芯片的好壞，可用示波器查信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 單片機(jī)電子溫度計(jì)設(shè)計(jì) 15 看 ALE 端是否有脈沖信號(hào)輸出。 RST,ALE,PSEN 和 EA： RST/VPD(9 腳 )： RST 是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。 8. 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。目前單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是將 RAM 和 ROM 都集成在單片機(jī)里面，這樣既方便了用戶(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)又提高了系統(tǒng)的抗干擾性。 STC89C52 單片機(jī)的基本組成框圖見(jiàn)圖 41。 系統(tǒng)總體構(gòu)成圖和系統(tǒng)總電路圖 如圖 31 和圖 32 所示信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 單片機(jī)電子溫度計(jì)設(shè)計(jì) 11 圖 31 系統(tǒng)總體構(gòu)成圖 信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 單片機(jī)電子溫度計(jì)設(shè)計(jì) 12 圖 32 系統(tǒng)總電路圖 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 核心處理器的設(shè)計(jì) STC89C52 的簡(jiǎn)介 對(duì)于單片機(jī)的選擇，可以考慮使 用 8031 與 8051 系列，由于 8031 沒(méi)有內(nèi)部RAM，系統(tǒng)又需要大量?jī)?nèi)存存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，因而不適用。 *仿真芯片的 31 腳（ /EA）已接至高電平，所以仿真時(shí)只能使用片內(nèi) ROM，不能使用片外 ROM；但仿真器外引插針中的 31 腳并不與仿真芯片的 31 腳相連，故該仿真器仍可插入到擴(kuò)展有外部 ROM（其 CPU 的 /EA 引腳接至低電平）的目標(biāo)系統(tǒng)中使用。下面詳細(xì)介紹 Keil C51開(kāi)發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。 2 開(kāi)發(fā)工具 keil 軟件 Keil 介紹 編程使用的軟件是 KEIL，編程使用 C 語(yǔ)言。隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展及系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的提高，單片機(jī)還會(huì)不斷產(chǎn)生新的變化和進(jìn)步，最 終人們可能發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)與微機(jī)系統(tǒng)之間的距離越來(lái)越小，甚至難以辨認(rèn)。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。 2 學(xué)習(xí) DS18B20 數(shù)字溫度傳感器的測(cè)溫原理，提高運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行獨(dú)立思考和綜合分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力； 3 通過(guò)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(kāi)發(fā)、研制的過(guò)程，軟硬件設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容及步驟。C。“一線(xiàn)總線(xiàn)”獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶(hù)可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。 20 世紀(jì) 80 年代中期以后， Intel 公司以專(zhuān)利轉(zhuǎn)讓的形式把 8051 內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠(chǎng)家，如 ATMEL、 PHILIPS、 ANALOG、 DEVICES、DALLAS 等。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且精度差，單片機(jī)的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問(wèn)題能夠得到很好的解決。傳統(tǒng)的測(cè)溫元件有熱電偶和二電阻。溫度測(cè)量是溫度控制的基礎(chǔ)，技術(shù)已經(jīng) 趨向簡(jiǎn)單和成熟 。環(huán)境溫度一直是生物能否較適宜生存的一個(gè)重要因素，而人們對(duì)環(huán)境溫度的感知也從單純的身體感官的感受發(fā)展到用各種溫度計(jì)來(lái)對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè) 量。不僅能滿(mǎn)足所需要求而且還有很多功能可供開(kāi)發(fā)，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域 [1]。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 176。 課題的設(shè)計(jì)目的 固、加深和擴(kuò)大單片機(jī)應(yīng)用的知識(shí)面，提高綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工業(yè)控制的能力。盡管他 的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線(xiàn)系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。原因是其內(nèi)部已集成上各種應(yīng)用電路，它的功耗越來(lái)越低和模擬電路結(jié)合越來(lái)越多。通過(guò)對(duì)單片機(jī)編寫(xiě)相應(yīng)的程序可以實(shí)現(xiàn)不間斷的溫度顯示，并帶有復(fù)位功能。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。 *仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)。 從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低，可靠性高，軟件設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，故采用了方案二。系統(tǒng)可用 3 節(jié)電池供電。但也有一些單片機(jī)內(nèi)部不帶 ROM/EPROM，如 8031， 8032， 80C31 等。 7. 一個(gè)全雙工 UART(通用異步接收發(fā)送器 )的串行 I／ O 口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單機(jī)與微機(jī)之間的串行通信。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地。平時(shí)不訪(fǎng)問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 端也以振蕩頻率的 1/6 固定輸出正脈沖，因而 ALE 信號(hào)可以用作對(duì)外 輸出時(shí)鐘或定時(shí)信號(hào)。 PSEN 端有效，即允許讀出 EPROM／ ROM 中的指令碼。此引腳的第二功能是 Vpp 是對(duì) 8751 片內(nèi) EPROM 固化編程時(shí)，作為施加較高編程電壓 (一般 12V～ 21V)的輸入端。 P1 口每位能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。 ： (RXD)串行數(shù)據(jù)發(fā)送。由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器 IE 控制 CPU 是否響應(yīng)中斷請(qǐng)求；由 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP 安排各中斷源的優(yōu)先級(jí)；同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)各中斷同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，由內(nèi)部的查詢(xún)邏輯確定其響應(yīng)次序。 XTAL1（ X1）為反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。由于通過(guò)控制是否透光來(lái)控制亮和暗，當(dāng)色彩不變時(shí)，液晶也保持不變，這樣就無(wú)須考慮刷新率的問(wèn)題。 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源。 第 16 腳：背光源負(fù)極。 [6] DS18B20 的性能特點(diǎn) （ 1）采用單總線(xiàn)的接口方式。 （ 4）持多點(diǎn)組網(wǎng)功能。電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 VDD 是外部 +5V 電源端，不用時(shí)應(yīng)接地。 計(jì)數(shù)門(mén)的開(kāi)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。溫度傳感器在測(cè)量完成后將測(cè)量的結(jié)果存儲(chǔ)在 DS18B20 的兩個(gè) 8BIT 的 RAM 中，單片機(jī)可通過(guò)單線(xiàn)接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式如圖 49 所示（以 12 位轉(zhuǎn)化為例 )： 圖 49 溫度信號(hào)寄存器格式 這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在 18B20 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。在使用 PL/M、 C等高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì) DS1820操作部分最好采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以規(guī)劃監(jiān)控程序了。 DS18B20 讀寫(xiě)時(shí)序如圖 5 5 53： [8] 信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 單片機(jī)電子溫度計(jì)設(shè)計(jì) 26 圖 51 DS18B20 的復(fù)位時(shí)序圖 圖 52 DS18B20 的寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)序圖 圖 53 DS18B20 的讀數(shù)據(jù)時(shí)序圖 由時(shí)序圖可知， DS18B20 在復(fù)位時(shí)需要 480us 的低電平，等待 15us 后 MCU將總線(xiàn)拉高，等待 DS18B20 的響應(yīng)信號(hào)； DS18B20 在寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí) 分為寫(xiě)“ 0”和寫(xiě)“ 1”操作，寫(xiě)“ 0”操作時(shí)， DS18B20 需要至少 60us 的總線(xiàn)被拉低，然后在60us 內(nèi)將“ 0”寫(xiě)入 DS18B20 中，持續(xù)時(shí)間至少 1us，寫(xiě)“ 1”操作是只需將寫(xiě)入的“ 0”改為“ 1”即可； DS18B20 讀操作也分為讀“ 0”和讀“ 1”操作，讀“ 0”操作時(shí)，總線(xiàn)需要 15us 被拉低，再拉高 45us，然后再 15us 內(nèi)將數(shù)據(jù)讀走，讀“ 1”操作同讀“ 0”操作。由于 T 為實(shí)際溫度的絕對(duì)值， TH、 TL 也是溫度的絕對(duì)值，因此判斷大小關(guān)系時(shí)要通過(guò)其正負(fù)符號(hào)來(lái)確定。 由于本人的知識(shí)有限，在本設(shè)計(jì)中不可避免存在一些不足之處，我會(huì)在后的學(xué)習(xí)生活中不斷加以完善。 閔烊塵 二 O一五年六月 于重慶 信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 單片機(jī)電子溫度計(jì)設(shè)計(jì) 34 參 考 文 獻(xiàn)郭天祥 . 51 單片機(jī) c 語(yǔ)言教程 [M]. 北京 ： 電子工業(yè)出版社 , 2022.[2] 戴永成等 .基于 DS18B20 的數(shù)字溫度測(cè)量?jī)x [J]. 北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2022 [3] 于永 .51 單片機(jī) C 語(yǔ)言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí) 例精講 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2022 何立明 . [4] 康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）（第五版） [M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社 , 2022. [5] 王毅 . 單片機(jī)器件應(yīng)用手冊(cè) [M]. 人民郵電出版社 , 1995. [6] 孫育才 ,蘇學(xué)成 .單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [M]. 南京 :東南大學(xué)出版社 , [7] 張?jiān)降?.基于 DS18B20 溫度傳感器的數(shù)字溫度計(jì) [J]. 微電子學(xué)， 2022 [8] 吳微 ,文軍 .單片機(jī)原理與制作 [M]. 武漢 :武漢大學(xué)出版社 , [9] 李勛 ,林廣艷 .單片微型計(jì)算機(jī)大學(xué)讀本 [M]. 北 京 :北京航空航天大學(xué)出版社 , 信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 單片機(jī)電子溫度計(jì)設(shè)計(jì) 35 您好，為你提供優(yōu)秀的畢業(yè)論文參考資料，請(qǐng)您刪除以下內(nèi)容， O(∩_∩)O 謝謝?。?！A national survey was recently launched to evaluate the eye health of Chinese children andteena June 6,