【正文】 D S 1 8 B 2 0復(fù) 位 命 令發(fā) 跳 過 R O M 命 令發(fā) 溫 度 轉(zhuǎn) 換 開 始 命 令結(jié) 束 圖 43 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖 第四節(jié) 計算溫度子程序 的設(shè)計 計算溫度子程序?qū)?RAM 中讀取值進行 BCD 碼的轉(zhuǎn)換運算，并進行溫度值正負的判定。 主程序流程圖如圖 41 所示。三極管可以控制電路的通 斷，即充當(dāng)開關(guān)的作用。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管 的每一個段碼都由一個單片機的 I/O 端口進行驅(qū)動，或者使用如 BCD 碼 的 二 ～ 十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。當(dāng)在某段發(fā)光二極管上施加一定的正向電壓時，該段筆畫即亮；不加電壓則暗。 LED 是發(fā)光二極管的簡稱，是一種將電能轉(zhuǎn)換成光能的設(shè)備。而目前在單片機系統(tǒng)中，通常用 LED 數(shù)碼顯示器來顯示各種數(shù)字或符號。 (1) 專用 amp。 上電時， Vcc 的上升時間約為 10ms，而振蕩器的起振時間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為 10MHz，起振時間為 1ms；晶振頻率為 1MHz，起振時間則為 10ms。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個高電平并維持 2 個機器周期 （ 24 個振蕩周期 ） 以上，則 CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。電路也一樣，否則電路各部分工作頻率不一致，必然導(dǎo)致電路功能的無法實現(xiàn)。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。時鐘電路就是提供單片機內(nèi)部各種操作的時間基準(zhǔn)的電路，時鐘是單片機的心臟，單片機各功能部件的運行都是以時鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊的一拍一拍地工作。 RST 一旦變成高電平 ,所有的 I/O 端口就復(fù)位到 “ 1” 。 P3 口： P3 口的 ～ 、 是帶有內(nèi)部上拉電阻的 7 個雙向 I/0 引腳。 RS T(R xD )P (Tx D )P XT AL 2XT AL 1(IN T0 )P (IN T1 )P (T0 )P (T1 )P GNDVccP P P P P P P1 .1(A IN 1)P1 .0(A IN 0)P 3124567891020191817161514131211 圖 38 AT89C2051 的引腳結(jié)構(gòu) 引腳功能說明： Vcc： 電源電壓 GND： 接地 P1 口： P1 口是一個 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 端口。 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器； 二 、 AT89C2051 的主要功能特性 AT89C2051 是 Atmel 公司生產(chǎn)的帶 2K 字節(jié)閃速可編程、可擦除只讀存儲器（ EEPROM） 的 8 位單片機 ,它具有如下主要特性： 系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進行。主機根據(jù) ROM的前 56 位來計算 CRC 值，并與存入 DS18B20 的 CRC 值作比較，以判斷主機收到的ROM 數(shù)據(jù)是否正確。讀數(shù)據(jù)時，低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃ /LSB 形式表示。該字節(jié)各位的定義如圖34 所示，其中，低 5 位一直為 1， TM是測試模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是測試模式，在 DS18B20 出廠時，該位被設(shè)置為 0，用戶不要去改動； R1 和 R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，即用來設(shè)置分辨率，其定義方法見表 31。 6 4 位 R O M和單 線 接 口存 儲 器 與 控 制 邏 輯高速緩沖溫 度 傳 感 器高 溫 觸 發(fā) 器 T H高 溫 觸 發(fā) 器 T L配 置 寄 存 器8 位 C R C 發(fā) 生 器V D DI / O 圖 31 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 64 位 ROM 的 位結(jié)構(gòu)如圖 32 所示。 不需要外部器件； 制作成本高 。 DS18B20 可以直接讀出被測溫度值，而采用三線制與單片機相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點。 其中提出并確定了 設(shè)計的 總體方案， 另外對 系統(tǒng)硬件電路 中 主控制器、測溫電路和顯示電路的設(shè)計進行 詳細的分析和設(shè)計， 重點對溫度傳感器的工作原理，溫度傳感器在單片機下的硬件連接，軟件編程以及各模塊系統(tǒng)流程 進行了詳盡分析，對各部分的電路也一一進行了介紹。 第二節(jié) 國內(nèi)外發(fā)展情況 隨著人們生活水平的不斷提高 ， 單片機 控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的 。 軟件部分：根據(jù) 系統(tǒng) 設(shè)計功能 的要求，該系統(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、計算溫度子程序和 顯示 數(shù)據(jù)刷新子程序等 。 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 畢業(yè)生姓名 ： 專業(yè) ： 電氣工程及其自動化 學(xué)號 ： 指導(dǎo)教師 ： 所屬系（部） ： 信息系 二 〇 一 〇 年六 月 I 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計評閱書 題目： DS18B20 數(shù)字溫度計的設(shè)計 信息 系 電氣工程及其自動化 專業(yè) 姓名 設(shè)計時間： 2021 年 4 月 5 日 ~2021 年 6 月 11 日 評閱意見： 成績： 指導(dǎo)教師： （簽字） 職 務(wù)： 201 年 月 日 II 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計答辯記錄卡 信息 系 電氣工程及其自動化 專業(yè) 姓名 溫麗華 答 辯 內(nèi) 容 問 題 摘 要 評 議 情 況 記錄員： （簽名） 成 績 評 定 指導(dǎo)教師評定成績 答辯組評定成績 綜合成績 注：評定成績?yōu)?100 分制，指導(dǎo)教師為 30%，答辯組為 70%。 其中 主控制器 AT89C2051 作為系統(tǒng)的核心處理部分； 晶振電路為單片機及整個硬件電路的工作提供統(tǒng)一的工作頻率；復(fù)位電路保證了系統(tǒng)可以有固定的初始狀態(tài)；溫度傳感器 DS18B20 可將溫度信號直接轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號送給 單片機； LED 顯示電路在視覺上直觀地顯示軟硬件電路所達到的效果 。在三大信息的信息采集 （ 即傳感器技術(shù) ） 、信息傳輸 （ 通信技術(shù) ） 和信息處理 （ 計算機技術(shù) ） 中，傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器技術(shù)，在我國各領(lǐng)域已經(jīng)引用的非常廣泛，可以說是滲透到社會的每一個領(lǐng)域，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中需要實時測量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫度的測量，因此研究數(shù)字溫度的測量方法和裝置具有重要的意義。 數(shù)字溫度計 的關(guān)鍵是溫度傳感器，溫度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了三個發(fā)展階段： 1． 傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器 2． 模擬集成溫度傳感器 3． 智能集成溫度傳感器 第三節(jié) 本設(shè)計所研究的內(nèi)容 本設(shè)計主要研究一個基于 AT89C2051的數(shù)字溫度計的 測溫系統(tǒng) 。 本數(shù)字溫度計 的 設(shè)計采用美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司繼 DS18B20 之后推出的一種改進型智能溫度傳感器 DS18B20 作為檢測元件，測溫 范圍為 55℃ ～＋ 125℃ ，最高分辨率可達 。 硬件調(diào)試復(fù)雜； 多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能； 2． DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 采用 3 腳 PR35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 31 所示。第 5 字節(jié)為配置寄存器，其內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率 ， DS18B20工作時按此寄存器中的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的數(shù)值。 單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)。 在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余校驗碼（ CRC）。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能 是分時完成的，有嚴(yán)格的時隙概念，因此讀 /寫時序很重要。 第 二 節(jié) 控制 模塊 的設(shè)計 一、控制 器的選擇 根據(jù)單片機的系統(tǒng)適用性、可開發(fā)性和制造商歷史及可購買性的三大選型原則，本設(shè)計采用 AT89C2051 單片機以保證系統(tǒng)具有高可靠性、高使用 壽命及可升級換代性。 15 根可編程 I/O 引線； 引腳圖如圖 38 所示。 P1 口還在閃速和程序校驗期間接受代碼數(shù)據(jù)。 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 11 RST： 復(fù)位輸入。由于單片機內(nèi)部是有各種各樣的數(shù)字電路邏輯器件（如觸發(fā)器、繼電器、存儲器等 ） 構(gòu)成，這些數(shù)字器件的工作必須按時間順序完成 ， 這種時間順序就成為時序。 這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。就像一群人跳舞，需要有節(jié)拍一樣，要想跳得成功，就需要集體 配合，這就是節(jié)拍的功用。 89 系列單片機的復(fù)位信號是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位， RST 引腳的高電平信號必須維持足夠長的時間。對于復(fù)位要求高、并對電源電壓進行監(jiān)視場合，大多采用這種方式。 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 15 R S T1V c c20P 3 .02P 1 .719P 3 .13P 1 .618X T A L 24P 1 .517X T A L 15P 1 .416P 3 .26P 1 .315P 3 .37P 1 .214P 3 .48P 1 .113P 3 .59P 1 .012G N D10P 3 .711 A T 8 9 C 2 0 5 1 6 .8 K ΩV c c1 0 u F 圖 311 復(fù)位電 路圖 第 三 節(jié) 顯示 模塊的設(shè)計 一、顯示 器的選擇 單片機應(yīng)用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有發(fā)光二極管顯示器，簡稱 LED（ Light Emitting Diode）；液晶顯示器 LCD（ Liquid Crystal Display）；近幾年也有配置 CRT 顯示器的。 LED 顯示器是由 LED 發(fā)光二極管發(fā)展過來的一種顯示器件，是發(fā)光二極管的改型。一位顯示器 由 8 個發(fā)光二極管組成，其中， 7 個發(fā)光二極管構(gòu)成字型 “ 8” 的各個筆 畫 （段） a～ g， 另一個小數(shù)點為 dp 發(fā)光二極管。 (1) 靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。 三 、 顯示電路 的 設(shè)計 顯示電路設(shè)計如圖 312 所示： 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 18 圖 312 顯示電路 設(shè)計 圖 RST1Vcc20P3.02P1.719P3.13P1.618XTAL24P1.517XTAL15P1.416P3.26P1.315P3.37P1.214P3.48P1.113P3.59P1.012GND10P3.7114.7KΩ4.7KΩ4.7KΩ4.7KΩ AT89C2051Vcc P3.3 P3.2 P3.1 P3.0百位十位個位小數(shù)位510Ω8abfcgdeDPY1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdpabfcgd