【正文】 電阻 RES2,2K 歐姆 3 電阻 RES2， 歐姆 3 三極管 9012 4 有極性電容 ELECTRO1,10UF 1 無極性電容 CAP,22PF 2 石英晶體 CRYSTAL,6MHZ 1 按鍵開關(guān) SWPB 1 溫度傳感器 DS18B20 1 發(fā)光二極管 LED 3 蜂鳴器 Beer 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測試系統(tǒng) 28 參考資料 [1] 李朝青 .《單片 機(jī)原理及接口技術(shù)（簡明修訂版）》 .杭州：北京航空航天大學(xué)出版社， 1998 [2] 李廣弟 .《單片機(jī)基礎(chǔ)［Ｍ］》 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1994 [3] 丁元杰 .《單片微機(jī)原理》 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 [4] 薛鈞義 .《 MCS51 系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用》 .西安：西安交通大學(xué)出版社， 1994 [5] 張幽彤 .《 MCS8098 系統(tǒng)實(shí)用大全》 .北京：清華大學(xué)出版社， 1993 [6] 何立民 .《單片機(jī)微機(jī)原理及應(yīng)用》 . 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [7] 周航慈 .《單片機(jī)應(yīng)用程序 設(shè)計(jì)技術(shù)》 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1991 [8] Mifarel.《 Standerd Card IC S50 Functional Specification DATA SHEET》 Philips,2021 。 給我印象最深的是要設(shè)計(jì)一個(gè)成功的電路，必須要有耐心，要有堅(jiān)持的毅力。 整個(gè)設(shè)計(jì)通過了軟件和硬件上的調(diào)試、仿真。在本次實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)我所做的流水燈只能實(shí)現(xiàn)左循環(huán)，一半亮一半滅兩種方式，而第三種方式卻不能實(shí)現(xiàn)。 由分到合 是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時(shí)，與該元件無關(guān)的器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個(gè)局部的電路上 。 第三步：加電檢測。小數(shù) DB 03H,04H,04H,05H,06H DB 06H,07H,08H,08H,09H,09H DISP: MOV R1,70H MOV A,R1 JNZ DISY1 。小數(shù)部分放在 27H MOV A,29H ANL A,0F0H SWAP A MOV 29H,A 。溫度轉(zhuǎn)換 , ANL A,80H 。跳過 ROM LCALL WRITE 。跳過 ROM LCALL WRITE 。 圖 11 顯示數(shù)據(jù)刷新流程圖 CPU 數(shù)據(jù)處理的框圖 讀出溫度子程序 讀出溫度子程序的主要功能是讀出 RAM 中的 9 字節(jié)，在讀出時(shí)需進(jìn)行 CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。 這樣，在實(shí)際應(yīng)用中，假設(shè)單片機(jī)外部中斷引腳 INT0 輸入一路由＋ 5 V 下降到 0 V 的下降沿信號，單片機(jī)在某個(gè)時(shí)鐘周期采樣 INT0 引腳得到 V 的高電平；而在下一個(gè)時(shí)鐘周期到來進(jìn)行采樣時(shí)，由于實(shí)際的外部輸入中斷觸發(fā)信號由高電平變?yōu)榈碗?平往往需要一定的時(shí)間，因此，檢測到的可能并非真正的低電平（小于 V），而是處于低電平與高電平之間的某一中間電平，即 ~ V的某一電平。 LED顯示器中的發(fā)光二極管有 2 種接法 : （ 1）共陽極接法 把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成共陽極，使用時(shí)，公共陽極接 +5 伏，這樣，陽極輸入端低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平則不點(diǎn)亮， （ 2）共陰極接法 把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成共陰極，使用時(shí)，公共陰極接地，這樣，陽極輸入端高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平則不點(diǎn)亮。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測試系統(tǒng) 12 D S 1 8 B 2 0 D S 1 8 B 2 0 D S 1 8 B 2 04 .7 KGN D GN D GN DVC CVC C單 片機(jī).... 圖 6 DS18B20 與單片機(jī)的接口 電路 CPU 芯片及電路 主控制器 AT89C51 的基本結(jié)構(gòu) 單片機(jī) AT89C51 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。 對于 DS18B20 的讀時(shí)序分為讀 0 時(shí)序和讀 1 時(shí)序兩個(gè)過程。所以在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)隙，以便 DS18B20 能夠傳輸數(shù)據(jù)。與 DS18B20 的通信，是通過操作時(shí)隙完成單總線上的數(shù)據(jù)傳輸。 DS18B20 的通信協(xié)議 由于 DS18B20 采用的是 1－ Wire 總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對 AT89C51 單片機(jī)來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們 必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來完成對 DS18B20 芯片的訪問。 DS18B20 的測溫原理是這樣的 ,器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計(jì)數(shù)器１；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其 振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計(jì)數(shù)器２的脈沖輸入。單片機(jī)可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)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 5）所示。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 ： DS18B20 采用３腳 TO92 封裝或８腳 SOIC 封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如（圖 4）所示。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。 顯示電路 顯示電路采用 3 位共陽 LED 數(shù)碼管，從 P0 輸出段碼。 8． DS18B20 的分辯率由用戶通過 EEPROM 設(shè)置為 9~12 位 9． DS18B20 可將檢測到溫度值直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并通過串行通信的方式與主控制器進(jìn)行 數(shù)據(jù)通信。 從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，軟件設(shè)計(jì)也比較簡單，故采用了方案二。為此我們在 DS18820數(shù)字溫度傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)上制作了數(shù)字溫度計(jì)，數(shù)碼管直接顯示溫度，讀數(shù)方便快易，而且電路簡單、安全可靠。 但是常用的溫度計(jì)多為管式溫度計(jì)，不僅讀數(shù)很不方便，還容易損壞。 方案二 進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，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，所以可以采用一只溫度傳感 器 DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求 。 5．可編輯數(shù)據(jù)為 9~12 位，轉(zhuǎn)換 12 位溫度時(shí)間為 750ms（最大） 6．用戶可自設(shè)定報(bào)警上下限溫度 7．報(bào)警搜索命令可識別和尋址哪個(gè)器件的溫度超出預(yù)定值。 圖 1 總體設(shè)計(jì)方框圖 主控制器 單片機(jī) AT89C51 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用三節(jié)電池（ ）供電。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 DS18B20 工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16 位帶 符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲在高速暫存存儲器的第１、２字節(jié)。主機(jī) ROM 的前 56 位來計(jì)算 CRC 值，并和存入 DS18B20 的 CRC 值作比較，以判斷主機(jī)收到的ROM 數(shù)據(jù)是否正確。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā) ROM 功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù)。該協(xié)議定義了幾種信號類型：復(fù)位脈沖，應(yīng)答脈沖時(shí)隙；寫 0，寫 1 時(shí)隙；讀 0，讀 1 時(shí)隙。 DS18B20 的寫時(shí)序 ： ③ 讀時(shí)隙 DS18B20 器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)隙時(shí)，才向主機(jī)傳 輸數(shù)據(jù)。并且在時(shí)隙起始后的15us 之內(nèi)采樣總線的狀態(tài)。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。 （ 2） LED 顯示器及接法 通常所說的 LED 顯示器由 7 個(gè)發(fā)光二極管組成，故也稱 7 段 數(shù) 碼管 ，此外顯示器還有一個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管，用于顯示小數(shù)點(diǎn)，故有時(shí)也稱八段 LED 顯示管，通過 7 段發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字，字母及其他符號。對于 TTL 電平， TTL 邏輯門輸出高電平的允許范圍為 ~5 V，其標(biāo)稱值為 V；輸出低電平的允許范圍為0~ V，其標(biāo)稱值為 V[2]，在 V 與 V 之間的是非高非低的中間電平。程序流程圖如（圖 11）。初始化 MOV A,0CCH 。初始化 MOV A,0CCH 。放 在 28H 和 29H RE0:MOV R2,8 RE1:CLR C SETB NOP 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測試系統(tǒng) 21 CLR SETB MOV 22H,3 RE2:DJNZ 22H,RE2 MOV C, MOV 23H,10 RE3:DJNZ 23H