【正文】 量最為經(jīng)常。數(shù)據(jù)處理則由芯片 STC89C52RC 來(lái)完成，其負(fù)責(zé)把 DS18B20 傳送來(lái)的數(shù)字量經(jīng)過(guò)一定的數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生相應(yīng)的顯示碼送到顯示模塊進(jìn)行顯示；此外 ,它還控制著芯片 DS18B20 相互通訊。 該系統(tǒng)的 數(shù)字溫度計(jì) 電路簡(jiǎn)單，所用的元件較少，成本低 ，且測(cè)量精度和可靠性較高。而且隨著生活質(zhì)量的提高，特別是在科技領(lǐng)域的特殊環(huán)境更是經(jīng)常需要測(cè)量高精度的溫度，所以 數(shù)字溫度計(jì) 就成為一種必不可少的測(cè)量?jī)x器 。 最近的幾十年來(lái)，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、集成電路（ IC）和微處理器技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路和數(shù)字化測(cè)量技術(shù)也有了巨大的進(jìn)步，從而促使了 數(shù)字溫度計(jì) 的快速發(fā)展，并不斷出現(xiàn)新的類型 [4]。 ⑷盡量使用較少的元器件 ，達(dá)到所要的目的 。 圖 1 數(shù)字 溫度計(jì) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 溫度采集 電路 被 測(cè)量 溫度 輸入 顯示系統(tǒng) STC89C52 P3 P2 P0 基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易 數(shù)字溫度計(jì) 設(shè)計(jì) 3 3 硬件電路設(shè)計(jì) 溫度采集 模塊 溫度是現(xiàn)實(shí)世界中的 模擬量，能把 溫度這個(gè) 模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量的器件稱為溫度采集模塊（溫度傳感器 ） 溫度采集模塊 是 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵接口電路， 根據(jù)所用測(cè)溫物質(zhì)的不同和測(cè)溫范圍的不同，有煤油溫度計(jì)、 酒精溫度計(jì) 、 水銀溫度計(jì) 、 氣體溫度計(jì) 、電阻溫度計(jì)、 溫差電偶溫度計(jì) 、輻射溫度計(jì)和光測(cè)溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì) 等等。C 范圍內(nèi)，精度為 177。 （ 7 ） 負(fù)壓特性 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。 光刻 ROM 中的 64 位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼。 寫操作 接下來(lái)就是主機(jī)發(fā)出各種操作命令，但各種操作命令都是向 DS18B20 寫 0 和寫 1組成的命令字節(jié)，接收數(shù) 據(jù)時(shí)也是從 DS18B20 讀取 0 或 1 的過(guò)程。 DS18B20 在檢測(cè)到總線被拉低 1微秒后，便開始送出數(shù)據(jù)，若是要送出 0 就把總線拉為低電平直到讀周期結(jié)束。 基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易 數(shù)字溫度計(jì) 設(shè)計(jì) 12 （２）發(fā)送一條 ROM 指令 （３） 發(fā)送存儲(chǔ)器指令 單片機(jī)系統(tǒng) STC89C52RC 性能 STC89C52RC 是 我國(guó)宏晶 公司生產(chǎn)的低電壓， 高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 。 基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易 數(shù)字溫度計(jì) 設(shè)計(jì) 14 7. ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用 編程器 ，無(wú) 需專用 仿真器 ，可通過(guò)串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶程 序，數(shù)秒即可完成一片 8. 具有 EEPROM 功能 9. 具有 看門狗 功能 10. 共 3 個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 P1口：這 8 個(gè)引腳和 P0口的 8 個(gè)引腳類似， 為最高位， 為最低位，當(dāng) P1 口作為通用 I/O 口使用時(shí)， 的功能和 P0口的第一功能相同，也用于傳送用戶的輸入和輸出數(shù)據(jù)。 RST：復(fù)位線，可以使 STC89C52RC 處于復(fù)位 (即初始化 )工作狀態(tài)。 圖 6 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)中 CPU 每執(zhí)行一條指令，都必須在統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖的控制下嚴(yán)格按時(shí)間節(jié)拍進(jìn)行，而這個(gè)時(shí)鐘脈沖是單片機(jī)控制中的時(shí)序電路發(fā)出的。 4LED 顯示器引腳如圖 9 所示，是一個(gè)共 陽(yáng) 極接法的 4 位 LED 數(shù)碼顯示管，其中 11， 7， 4， 2， 5， 3 為 4 位 LED 各段的公共輸出端， 1 6 分別是每一位的位數(shù)選端， 3 是小數(shù)點(diǎn)引出端， 4 位一體 LED 數(shù)碼顯示管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由 4個(gè)單獨(dú)的 LED 組成，每個(gè) LED 的段輸出引腳在內(nèi)部都并聯(lián) 后，引出到器件的外部。 如果驅(qū)動(dòng)電路能力差，即 驅(qū)動(dòng)電流 不夠時(shí)， 數(shù)碼管 亮度就低，而且驅(qū)動(dòng)電路長(zhǎng)期在超負(fù)荷下運(yùn)行容易損壞，因此， LED 數(shù)碼管 的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的 部分 。 基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易 數(shù)字溫度計(jì) 設(shè)計(jì) 23 4 程序 設(shè)計(jì) 程序 設(shè)計(jì) 總 方案 根據(jù)模塊的劃分原則，將該程序劃分初始化模塊， DS18B20 子程序和顯示子程序，這三個(gè)程序模塊構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)軟件的主程序，如圖 12 所示。在 此 過(guò)程中， 使 我對(duì)電路設(shè)計(jì)，單片機(jī)的使用等都有了新的認(rèn)識(shí) ，特別是數(shù)碼管的使用更是深有感觸，期間由于自己的粗心導(dǎo)致數(shù)碼管引腳的連接錯(cuò)誤困擾了好幾天，網(wǎng)上查資料無(wú)果，最后是網(wǎng)上朋友的引導(dǎo) 下 讓我發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤，那時(shí)的喜悅無(wú)以言表 。本次設(shè)計(jì)采用了 STC89C52RC 單片機(jī)芯片，與以往的 8051單片機(jī)相比增加 了許多新的功能， 由 其 在線下載方面更為方便 ， 運(yùn)算能力更強(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域也更為廣泛。 //LED 小數(shù)點(diǎn)控制 uint h。t0。} discan=scan_con[k]。 // delay(50)。 for (i=8。_nop_()。 delay(1)。 value=1。_nop_()。 //總線復(fù)位 write_byte(0xCC)。 uchar doth,dotl。 } display[4]=temp_data[0]amp。 display[3]=display[4]/100。//負(fù)溫度時(shí)最高位顯示 flag3=0。 // Skip ROM write_byte(0x44)。 從開始選題到論文的順利完成，都離不開 付 老師、同學(xué)、 網(wǎng)上 朋友給 予 的幫助，在這里 我想對(duì)你們說(shuō)聲謝謝 ! 首選， 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，從選題、構(gòu)思、資料收集到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo)，使我對(duì)課程的多方面的知識(shí)有了深刻的認(rèn)識(shí)，使我得以最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示衷心感謝。 本次設(shè)計(jì)得以順利完成，也與 學(xué)院其 他老師的幫助分不開的，雖然他們沒有直接參與我的論文指導(dǎo)，但在論文的形成過(guò)程中也給我提供了不少的意見，提出一些可行 的建議， 在此向他們表示感謝！ 最后，對(duì)大學(xué) 三 年以來(lái)曾經(jīng)關(guān)心支持過(guò)我的老師、同學(xué)，還有 我的室友們送上最真誠(chéng)的謝意。h500。 //初始化端口 discan=0xff。 display[1]=display[4]%10。 display[0]=ditab[display[4]]。 //數(shù)字顯示修正標(biāo)記 if((temp_data[1]amp。 // 發(fā)讀命令 temp_data[0]=read_byte()。_nop_()。 // _nop_()。 uchar value = 0。_nop_()。 i) // { DQ=1。 // delay(6)。 discan=0xff。 基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易 數(shù)字溫度計(jì) 設(shè)計(jì) 41 } // /***********顯示掃描函數(shù) **********/ scan() { char k。 //**************溫度小數(shù)部分用查表法 ***********// 基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易 數(shù)字溫度計(jì) 設(shè)計(jì) 40 uchar code ditab[16]= {0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09}。通過(guò)這次 制作 ，對(duì)它的工作原理有了更深的理解。 基于 單片機(jī)的數(shù)字 溫度計(jì) 使用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、外接元件少。 DS18B20 子程序 DS18B20 子程序用來(lái) 環(huán)境的和被測(cè)物體溫度的 采集測(cè)量，并將對(duì)應(yīng)的數(shù)值存入相應(yīng)的內(nèi)存單元，其轉(zhuǎn)換流程圖如圖 13 所示。 圖 10 數(shù)碼管 與單片機(jī)接口間的設(shè)計(jì) 總體 電路設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)以上的 設(shè)計(jì)過(guò)程，可設(shè)計(jì)出 基于單片機(jī)的 數(shù)字 溫度計(jì) 硬件電路原理圖如圖 11 所示。 LED 譯碼方式 譯碼方式是指由顯示字符轉(zhuǎn)換得到對(duì)應(yīng)的字段碼的方式，對(duì)于 LED 數(shù)碼管， 基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易 數(shù)字溫度計(jì) 設(shè)計(jì) 20 通常的譯碼方式有硬件譯碼和軟 件譯碼方式兩種。 MCS51 單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大 器，用于構(gòu)成震蕩器， XTAL1 為該放大器的輸入端， XTAL2 為該放大器輸出端，但形成時(shí)鐘電路還需附加其他電路 [1]。 XTAL1 和 XTAL2：片內(nèi)震蕩電路輸入線，這兩個(gè)端子用來(lái)外接石英晶體和 諧振電容，即用來(lái)連接 STC89C52RC 片內(nèi) OSC(震蕩器 )的定時(shí)反饋回路。 P3口：這組引腳的第一功能和其余三個(gè)端口的第一功能相同，第二功能為控制功能，每個(gè)引腳并不完全相同， Vcc 為 +5V 電源線， Vss 接地。 STC8952RC 各引腳功能 STC8952RC 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8KB 的 Flash 閃速存儲(chǔ)器， 512B 內(nèi)部 RAM，32 個(gè) I/O 口線，兩個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)震蕩器及時(shí)鐘電路，同時(shí)， STC8952RC1 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門狗定時(shí)器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810 復(fù)位電路， 3 個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工 串行口 。主機(jī)在一開始拉低總線 1 微秒后釋放總線，然后在包括前面的拉低總線電平 1 微秒在內(nèi)的 15微秒時(shí)間內(nèi)完成對(duì)總線進(jìn)行采樣檢測(cè)，采樣期內(nèi)總線為低電平則確認(rèn)為 0。 寫周期最少為 60 微秒，最長(zhǎng)不超過(guò) 120 微秒。由于每一個(gè) DS18B20 的 ROM 數(shù)據(jù)都各不相同，因此微控制器就可以通過(guò)單總線對(duì)多個(gè) DS18B20 進(jìn)行尋址，從而實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè) DS18B20 的目的 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 4 所示。 DS18B20 具有體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)、可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍，適合于構(gòu)建自己的經(jīng)濟(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)，因此也就被設(shè)計(jì)者們所青睞。 C 。與 有煤油溫度計(jì)、 酒精溫度計(jì) 、 水銀溫度計(jì) 、 氣體溫度計(jì) 的轉(zhuǎn)換速度更快，而且精度更高，比如 LM3 DS18B20 等，它們 具有驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，精度高轉(zhuǎn)換速度快 等 特點(diǎn) ，它們可以與單片機(jī)系統(tǒng)連接， 直接 將數(shù)字量送到單片機(jī)進(jìn)行分析和顯示。 ⑵ 溫度采集 采用 DS18B20 實(shí)現(xiàn)，與單片機(jī)的接口為 P3^3 引腳。 目前， 數(shù)字溫度計(jì) 的內(nèi)部核心部件是 溫度傳感器 ，轉(zhuǎn)換的精度很大程度上影響著數(shù)字 溫度計(jì) 的 精 度，因而，以后 數(shù)字溫度計(jì) 的發(fā)展就著眼在高精度和低成本這兩個(gè)方面 [3]。由于數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準(zhǔn)確方便、精度高、誤差小、測(cè)量速度快等特而得到廣泛應(yīng)用 [1]。 關(guān)鍵詞 單片機(jī)； 數(shù)字溫度計(jì) ；溫度傳感器； STC89C52RC