【正文】 制作元件；另一個(gè)是在已有的元件基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，比如把元件改為 bus 接口的；還有一個(gè)是利用已制作好 (別人的 )的元件，我們可以到網(wǎng)上下載一些新元件并把它們添加到自己的元件庫里面。 Keil 提供包括C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，由以下幾部分組成： μVision IDE 集成開發(fā)環(huán)境 C51編譯器、 A51匯編器、 LIB51庫管理器、BL51連接 /定位器、 OH51目標(biāo)文件生成器以及 Monitor5 RTX51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。工程設(shè)置后按 F7 鍵 (或點(diǎn)擊編譯工具欄上 相應(yīng)圖標(biāo) )進(jìn)行編譯 /匯編、連接以及產(chǎn)生目標(biāo)文件。這些各大電子生產(chǎn)商推出的單片機(jī)都兼容 51 指令、并在 51 的基礎(chǔ)上擴(kuò)展一些功能而內(nèi)部結(jié)構(gòu)是與 51 一致的。 2. 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 RAM(128B)，用以存放可以讀／寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等， SST89 系列單片機(jī)最多提供 1K 的 RAM。 6. 五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)。 要檢查 8051/8031 的振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看 XTAL2 端是否有脈 沖信號輸出。當(dāng) 8051 上電正常工作后， ALE 引腳不斷向外輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率 fOSC 的 1/6。在訪問片外程序存儲器時(shí)，此端定時(shí)輸出負(fù)脈沖作為讀片外存儲器的選通信號。 當(dāng) 輸入信號 EA 引腳接低電平 (接地 )時(shí)， CPU 只訪問外部 EPROM/ROM 并執(zhí)行外部程序存儲器中的指令，而不管是否有片內(nèi)程序存儲器。在此期間， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。 P3口每位能驅(qū)動 4 個(gè) LS 型 TTL負(fù)載。 ： (RD)外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通。 3. 低壓供電，電源范圍從 3~5V，可以本地供電，也可以直接從數(shù)據(jù)線上竊取電源（寄生電源方式）。 DS18B20 有 3 個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件： 1. 光刻 ROM 中的 64 位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼。 圖 34 DS18B20 引腳圖 DALLAS 最新單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 是一種新型的 “一線器件 ”，其體積更小、更適用于多種場合、且適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。 2. 延時(shí)（該時(shí)間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點(diǎn)）。 2. 延時(shí)確定的時(shí)間為 15 微秒。 3. 將數(shù)據(jù)線拉低 “0”。 3. 在 DS18B20測溫程序設(shè)計(jì)中，向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS18B20的返回信號，一旦某個(gè) DS18B20 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該 DS18B20 時(shí)，將沒有返回信號，程序進(jìn)入死循環(huán)，這一點(diǎn)在進(jìn)行 DS18B20硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予 17 一定的重視。因此 , 在條件允許的場合 , 盡量采用外供電方式。要使傳感器工作，一切處理均嚴(yán)格按照時(shí)序。有兩種類型的寫時(shí)間片：寫 1 時(shí)間片和寫 0 時(shí)間片。 所有的串行通訊，讀寫每一個(gè) bit 位數(shù)據(jù)都必須嚴(yán)格遵守器件的時(shí)序邏輯來編程，同時(shí)還必須遵守總線命令序列，對單總線的 DS18B20 芯片來說，訪問每個(gè)器件都要遵守下列命令序列：首先是初始化；其次執(zhí)行 ROM 命令；最后就是執(zhí)行功能命令 (ROM 命令和功能命令后面以表格形式給出 )。這些命令允許主機(jī)寫入或讀出 DS18B20 便箋式RAM、啟動溫度轉(zhuǎn)換。（也可采用發(fā)光二級管報(bào)警電路，如過需要報(bào)警，則只需將相應(yīng)位置 1，當(dāng)參數(shù)判斷完畢后，再看報(bào)警模型單元ALARM 的內(nèi)容是否與預(yù)設(shè)一樣，如不一樣，則發(fā)光報(bào)警）報(bào)警電路硬件連接見圖 36。 主程序流程圖 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理 DS18B20 的測量的當(dāng)前溫度值，溫度測量每 1s 進(jìn)行一次。 圖 45 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序流程圖 報(bào)警子程序 設(shè)置報(bào)警標(biāo)志位位 beep,當(dāng)溫度大于設(shè)置的高限報(bào)警值或低于設(shè)置的低限報(bào)警值是，beep=1 報(bào)警；當(dāng)溫度值在正常范圍內(nèi)時(shí)， beep= 46 所示： 溫度數(shù)據(jù)移入顯示寄存器 分離顯示溫度 標(biāo)志位為 1？ 最高位顯示“ _” 結(jié)束 最高溫顯示分離出的數(shù)據(jù) N Y 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 24 圖 46 報(bào)警流程圖 按鍵掃描處理子程序 按鍵采用掃描查詢方式，設(shè)置標(biāo)志位，當(dāng)標(biāo)志位為 1 時(shí)，顯示設(shè)置溫度，否則顯示當(dāng)前溫度。當(dāng)再次按下 K1 鍵時(shí)，進(jìn)入溫度報(bào)警下線調(diào)節(jié)，此時(shí)顯示軟件設(shè)置的溫度報(bào)警下線，按 K2 或 K3 分別對報(bào)警溫度進(jìn)行。 圖 47 按鍵掃描子程序流程圖 K1 鍵按下 調(diào)用顯示子程序 報(bào)警溫度減 1 報(bào)警溫度加 1 K2 鍵是否按下？ K3 鍵是否按下？ 顯示切換標(biāo)志位是否 0 N N N Y Y Y 讀取測量溫度值 溫度值大于 120 或小于 20？ BEEP=1，報(bào)警 BEEP=0 N Y 25 Protues 測溫仿真 通過仿真軟件驗(yàn)證該原理圖的可行性。 圖 41 主程序流程圖 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)有錯時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。另一種是寄生電源供電方式，如圖 37 所示單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20 時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)MOSFET 管來完成對總線的上拉。 (2)接著主機(jī)發(fā)送 ROM 命令，程序開始讀取單個(gè)在線的芯片 ROM 編碼并保存在單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲器中，把用到的 DS18B20 的 ROM 編碼離線讀出，最后用一個(gè)二維數(shù)組保存ROM 編碼，數(shù)據(jù)保存在 X25043 中。當(dāng)然，搜索 ROM 命令和報(bào)警搜索命令，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，要返回初始化。當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至邏輯低電平時(shí)產(chǎn)生讀時(shí)間片。接著主機(jī)便釋放此線并 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 18 進(jìn)入接收方式（ Rx）。在這里采用前者方式供電。主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：初始化、 ROM 操作指令、存儲器操作指令。 5. 將數(shù)據(jù)線拉高 “1”。 4. 延時(shí)時(shí)間為 45 微秒。 4. 延時(shí) 750 微秒（該時(shí)間的時(shí)間 范圍可以從 480 到 960 微秒）。溫度測量范圍為 55～ +125 攝氏度，可編程為 9 位～ 12 位轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá) 攝氏度，分辨率設(shè)定參數(shù)以及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲在 EEPROM 中，掉電后依然保存。光刻 ROM 的作用 是使每一個(gè) DS18B20 都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè) DS18B20 的目的?！?。 DS18B20 測溫原理：低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計(jì)數(shù)器 1。 ： (RXD)串行數(shù)據(jù)發(fā)送。 P1 口每位能驅(qū)動 4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。此引腳的第二功能是 Vpp 是對 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。 PSEN 端有效，即允許讀出 EPROM／ ROM 中的指令碼。 平時(shí)不訪問片外存儲器時(shí)， ALE 端也以振蕩頻率的 1/6 固定輸出正脈沖，因而 ALE 信號可以用作對外輸出時(shí)鐘或定時(shí)信號。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地。 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。但也有一些單片機(jī)內(nèi)部不帶 ROM/EPROM，如 8031， 8032， 80C31 等。 AT89C51 的存儲器系統(tǒng)由 4K 的程序存儲器(掩膜 ROM)，和 128B 的數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)組成。 Keil 能以單步執(zhí)行 (按 F11 或選擇 DebugStep)、過程單步執(zhí)行 (按 F10 或選擇DebugStep Over)、全速執(zhí)行等多種運(yùn)行方式進(jìn)行程序調(diào)試。 Keil 使用 “工程 ”(Project)的概念，對工程 (而不能對單一的源程序 )進(jìn)行編譯 /匯編、連接等操作。 Keil 軟件 Keil 軟件簡介 Keil C51是美國 Keil Software 公司出品的 51系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 4. 實(shí)用的 PCB 設(shè)計(jì)平臺 原理圖到 PCB 的快速通道： 原理圖設(shè)計(jì)完成后，一鍵便可進(jìn)入 ARES 的 PCB 設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。 超過 27000個(gè)仿真器件：可以通過內(nèi)部原型或使用廠家的 SPICE 文件自行設(shè)計(jì)仿真器件， Labcenter 也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件。對于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)．從某種意義上講，是彌補(bǔ)了．實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用閹脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。便于單片機(jī)處理及控制，在 0—100 攝氏度時(shí)，最大線形偏差小于 1 攝氏度，采用單總線的數(shù)據(jù)傳輸，可直接與計(jì)算機(jī)連接。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與組成 利用溫度傳感器 DS18B20 可以直接讀取被測溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換的特性，模擬溫度值經(jīng)過 DS18B20 處理后轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，然后送到單片機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并與設(shè)置的溫度報(bào)警限比較，超過限度后通過揚(yáng)聲器報(bào)警。 DS18B20 的最大特點(diǎn)之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計(jì) DS18B20 和微控制器 AT89C51 構(gòu)成的溫度測量裝置 ,它直接輸出溫度的數(shù)字信號 ,可直接與計(jì)算機(jī)連接。熱電偶的優(yōu)點(diǎn)是工作溫度范圍非常寬，且體積小，但是它們也存在著輸出電壓小、容易遭受來自導(dǎo)線環(huán)路的噪聲影響以及漂移較高的缺點(diǎn)，并且這種設(shè)計(jì)需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。 55℃ ～＋ 99℃ ，精度為 177。 目前的智能溫度傳感器 (亦稱數(shù)字溫度傳感器 )是在 20 世紀(jì) 90 年代中期問世的，它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動測試技術(shù) (ATE)的結(jié)晶，特點(diǎn)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)。隨著 INTEL i960 系列特別是后來的 ARM 系列的廣泛應(yīng)用， 32 位單片 機(jī)迅速取代 16 位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU 集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。成熟的溫控產(chǎn)品主要以 “點(diǎn)位 ”控制及常規(guī)的 PID 控制器為主，它們只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，而用于較高控制場合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國內(nèi)技術(shù)還不十分成熟，形成商品化并廣泛應(yīng)用的控制儀表較少。 DS18B20 可以直接讀出溫度值，而且采用三線制與單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。 I 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘要 采用單片機(jī)來對他們控制不僅具有控制方便，簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。C。c. DS18B20 can read temperature value, and wire connected to the microcontroller, reduced external hardware circuits, low cost and ease of use features. The introduction of a costbased AT89C51 MCU a temperatur measurement circuits, the circuits used DS18B20 highprecision temperatur sensor, measuring scope 0℃ ～ +100℃ ,can set the warning limitation, the use of Seven digital tube seven segments LED that can be display the current temperature. The paper focuses on providing a software and hardware system ponents circuit, introduced the theory of DS18B20, the founctions and applications of AT89C51 .This circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong. Keywords： Temperature measurement ； DS18B20 ； AT89C51 III 目錄 摘要 ........................................................................................................................ I ABSTRACT...................................