【正文】 = 0xff。 P2 = 0xff。 Delay(200)。amp。 //開啟定時器 0 IT0=1。 do{}while(SET==0)。 Disp_Temperature()。} } else if(set_st==2) { BEEP=1。 DQ = 1。 } /*****讀一個字節(jié) *****/ unsigned char ReadOneChar(void) { unsigned char i=0。 Delay_DS18B20(4)。 Delay_DS18B20(5)。 DQ = datamp。 DQ = 1。 x = DQ。} } 38 } } /*****END*****/ include define DQ P3_0 //定義 DS18B20 總線 I/O /*****延時子程序 *****/ void Delay_DS18B20(int num) { while(num) 。x=0。 //關(guān)閉外部中斷 0 EX1=0。z++) { Disp_init()。 //全局中斷開關(guān) TR0=1。amp。 else if(set_st==2)P1 =0x38。 //顯示個位 P2 = 0xfd。 //顯示十位 P2 = 0xf7。 Delay(200)。 Delay(200)。} //設(shè)置溫度顯示上限 } /*****顯示開機初始化等待畫面 *****/ Disp_init() { P1 = 0x40。 //獲取溫度值并減去 DS18B20 的溫漂誤差 a=c/100。set_st==1) { shangxian。 if(shangxian99)shangxian=99。 TL0=0xb0。 //溫度值全局變量 uchar n。更深入了解并掌握了傳感器的基本理論知識，并在單片機實際電路開發(fā)和常用編程設(shè)計思路掌握方面有了一定程度的 掌握，盡管本次設(shè)計還不是很完善，但這為我以后的設(shè)計之路積累了寶貴的經(jīng)驗。 29 參 考 文 獻 [1] 肖金球 . 單片機原理和接口技術(shù) [M] . 北京： 清華大學出版社 ， 2021. [2] 馬長林 . 單片機實踐應用與技術(shù) [M] . 北京： 清華大學出版社 ， 2021. [3] 牛昱光 . 單片機原理和接口技術(shù) [M] . 北京： 電子工業(yè)出版社 , 2021. [4] 倪志蓮 . 單片機應用技術(shù) [M] . 北京： 北京理工大學出版社 , 2021. [5] 陳志旺 . 51 系列單片機系統(tǒng)設(shè)計與實踐 [M] . 北京： 電子工業(yè)出版社 , 2021. [6] 趙亮 . 單片機 C 語言編程與實例 [M] . 北京： 清華大學出版社 , 2021. [7] 樓然苗 . 單片機課程設(shè)計指導 [M] . 北京： 北京航空航天大學出版社 , 2021. [8] 王勇 . 基于 AT89S51 的便攜式實時溫度檢測儀 [A] . 儀表技術(shù)與傳感器 [C], 2021. [9] 何立民 . MCS51 系列單片機應用系統(tǒng)設(shè)計 [M] . 北京： 北京航空航天大學出版社 , 1995. [10] 李玉峰 ， 倪虹霞 . MCS51 系列單片機原理與接口技術(shù) [M] . 北京： 人民郵電出版社 , 2021. [11] 肖來勝 ， 馮建蘭 . 單片機技術(shù)實用教程 [M]. 武漢： 華中科技大學出版社 , 2021. [12] 丁明亮 ， 唐前輝 . 51 單片機應用設(shè)計與仿真 [M] . 北京： 北京航空航天大學出版社， 2021. [13] G Jiang M Zhang， X Xie， S Li . Application on temperature control of DS18B20[M]， Control Engineering of China， 2021. [14] I. Scott MacKenzie Raphael C. W. Phan . The 8051 microcontroller[M] Pearson Education, 2021. 30 致 謝 本 畢業(yè) 設(shè)計 (論文 )是在我的指導教師 童懷老師 的親切關(guān)懷和悉心指導下完成 的。不過 ， 其誤差在時間和外部環(huán)境變化的條件下 ， 保持相當 高的穩(wěn)定性。 本設(shè)計 研究是基于單片機控制的溫度 測量與報警 系統(tǒng)的設(shè)計，介紹了對溫度的 測量、顯示 及報警，實現(xiàn)了 溫度的實時 顯示 。使用萬用表檢查電路的連接是否與原 理圖的一致，并檢查是否有虛焊現(xiàn)象。 排除元器件失效 造成這類錯誤的原因有兩個：一個是元器件買來時就已壞了；另一個是由于安裝錯誤，造成器件燒壞。 單片機系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是不能分開的，許多硬件錯誤是在軟件調(diào)試中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。 圖 主程序流程圖 初始化 調(diào)用顯示子程序 1S 到？ 初次上電 讀出溫度值，溫度計算處理顯示數(shù)據(jù)刷新 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 N Y N Y 19 讀 取 溫度子程序 讀 取 溫度子程序的主要功能是讀 取 RAM 中的 9 字節(jié)，在讀出時需進行 CRC 校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫，其程序流程圖如圖 所示。 本溫度計大體分三個工作過程。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。圖中的 8 個 LED 分別與上面那個圖中的 A～DP 各段相對應，通過控制各個 LED 的亮滅來顯示數(shù)字。其中， STC 公司推出了 STC89 系列單片機，增加了大量的新功能，提高了 51 的性能，是 MCS51 家族中的佼佼者。所有時序都是將主機作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。另一種是寄生電源供電方式，如圖 所示單片機端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20 時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個 MOSFET 管 來完成對總線的上拉。器件中還有一個計數(shù)門，當計數(shù)門打開時， DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖進行計數(shù)進而完成溫度測 10 量。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第 2 字節(jié)。 DS18B20 工作時寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應精度的溫度數(shù)值。開漏單總線接口引腳。 從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二硬件電路比較簡單，軟件設(shè)計也比較簡單，而且測量的準確度高，故 本設(shè)計 采用方案二。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持 3V~，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器 ,具有 3 引腳 TO－ 92 小體積 封裝形式 。目前，已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。因為流過 AD590 的電流與熱力學溫度成正比，當電阻 R1 和電位器 R2 的電阻之和為 1kΩ 時，輸出電壓 V0隨溫度的變化為 1mV/K。 Proteus 具有高級原理布圖 (isis)、混合模式仿真(Prospice)、 PCB 設(shè)計以及自動布線 (ARES)等功能。 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之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中數(shù)字溫度計就是一個典型的例子，但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設(shè)施就需要從單片機技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化 控制方向發(fā)展。 DS18B20 溫度計還可以在高溫報警、遠距離多點測溫控制等方面進行應用開發(fā)，具有很好的發(fā)展前景。 本文介紹了一種以單片機為主要控制器件，以 DS18B20為溫度傳感器的新型數(shù)字溫度計 ,本溫度計屬于多功能溫度計，可以設(shè)置上下 限 報警溫度，當溫度不在設(shè)置范圍內(nèi)時，可以報警 。測量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，采用智能溫度傳感器以實現(xiàn)溫度數(shù)字化，既能以數(shù)字形式直接輸出被測溫度值，具有測量誤差小，分辨率高，抗干擾能力強，能夠遠程傳輸數(shù)據(jù)，帶串行總線接口等優(yōu)點。出于對此問題的探索，我通過上網(wǎng)查閱及相關(guān)資料的收集，做了本設(shè)計。 設(shè)計中用到的所有電子器件 單片機 (STC89C52)、溫度傳感器 (DS18B20)、 7 段 LED 數(shù)碼管、晶振、排阻、電容、電阻、 蜂鳴器、發(fā)光二極管、按鍵、 NPN 型三極管等?；蛟谑覝叵?(25℃ )條件下調(diào)整電位器 ,使V0=+25=（ mV）。智能溫度傳感器的特點是能 輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)。 DS18B20 的 精度較差為177。一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念 。 DS18B20 的性能特點如下： (1)獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信； (2)多個 DS18B20 可以并聯(lián) 在同一根數(shù)據(jù)線 上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能； (3)無須外部器件； (4)可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ～ ； (5)零待機功耗； (6)溫度以 6 或 12 位數(shù)字； (7)用戶可 自 定義 設(shè)置 報警 溫度 ； (8)報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度 (溫度報警條件 )； (9)負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； 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 所示。當工作于寄生電源時，此引腳必須接地。 8 圖 DS18B20 字節(jié)定義 表 溫度轉(zhuǎn)換時間表 R1 R0 分辨率 /位 溫度最大轉(zhuǎn)向時間 /ms 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 由 表 可見， DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的時間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時間越長。表 是一部分溫度值對應的二進制溫度數(shù)據(jù)。其輸出用于修正減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù)器門仍未關(guān)閉就重復上述過程，直到溫度 寄存器值大致被測溫度值。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。 對于 DS18B20的讀時隙是從主機把單總線拉低之后，在 15秒之內(nèi)就得釋放單總線，以讓 DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。STC89系列單片機高速 (最高時鐘頻率 90MHz)，低功耗，在系統(tǒng) /在應用可編程 (ISP， IAP),不占用戶資源。 15 圖 四位共陰數(shù)碼管 管腳圖 溫度報警電路 蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理 (1)壓電式蜂鳴器 ： 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。由圖可看到，本電路主要由DSl8820 溫度傳感器芯片、 四位數(shù)碼管 顯示模塊芯片 、報警電路 和 89C52 單片機芯片組成。 圖 計算溫度流程圖 開始 溫度零下 ? 溫度值取補碼置“ — ”標志 計算小數(shù)位溫度 BCD 值 計算整數(shù)位溫度 BCD 值 結(jié)束 置“ +”標志 N Y 22 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顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進行刷新操作，當最高顯示位為 0 時將符號顯示位移入下一位，程序流程圖如圖 所 示 。 硬件調(diào)試 排除邏輯故障 這類故障往往由于設(shè)計和加工制板過程中工藝性錯誤所造成的。 排除電源故障 在通電前，一定要檢查電源電壓的幅值和極性，否則很容易造成集成塊損壞。 在 KeilC51 編譯 環(huán)境 下進行，源程序編譯及仿真調(diào)試應分段或以子程序為單位逐個進行 ，先在 Keil 里進行單步運行調(diào)試 ，最后 將 Hex文件下載到單片機里， 結(jié)合硬件 進行 實時調(diào)試。 DS18S20 能提供九位溫度讀數(shù)，它無需任何外圍硬件即可方便地構(gòu)成溫度 檢測系統(tǒng)。 28 畢業(yè)設(shè)計心得體會 經(jīng)過將近 三 個月的畢業(yè)設(shè)計，終于完成了我的數(shù)字溫度計的設(shè)計，雖然電路外觀不是很美觀，但從心底里說，還是高興的，畢竟這次設(shè)計把實物都做了出來，高興之余也從中學到了很多知識。 在本畢業(yè)設(shè)計的設(shè)計和制作過程中，感謝老師給了我很大的幫助 ，在論文工作中，遇到了很多細節(jié)方面的問題，一直得到童懷老師的親切關(guān)懷和悉心指導，使我得以順利的完成此次畢業(yè)設(shè)計的任務，童懷老師以其豐厚的專 業(yè)知識功底、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、求實的工作作風和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象，我