【正文】 Resistors 1 R1 10k 13 R2R13,R18 360 1 R14 1k 3 R15R17 Capacitors 2 C1,C2 30pF 1 C3 10uF 4 C4C7 1uF 1 C8 Integrated Circuits 1 U1 STC89C52 1 U2 DS18B20 1 U3 MAX232 Transistors 1 Q5 PNP Miscellaneous 3 K1K3 1 LS1 SPEAKER 1 X1 CRYSTAL 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 34 附錄 2 全部程序清單 include include include //_nop_()。 //溫度設(shè)置切換鍵 sbit add=P1^5。 uchar q=0。 //顯示單元數(shù)據(jù)，共 4 個(gè)數(shù)據(jù)和一個(gè)運(yùn)算暫用 void delay(uint t) // 延時(shí)函數(shù) { for (。delay(50)。delay(50)。delay(50)。 //50 us DQ=1。i0。 _nop_()。 uchar value=0。 _nop_()。 _nop_()。 //發(fā)命令 write_byte(0x44)。 return(value)。 //4 us DQ=1。 _nop_()。 //66 us val=val/2。 //從高拉倒低 DQ=0。 //延時(shí) 45 us presence=~DQ。 //從高拉倒低 _nop_()。delay(50)。delay(50)。 for(j=0。 uchar code table_dm[12]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, //小數(shù)斷碼表 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 35 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x00,0x40}。 uint temp。 //數(shù)碼管 2 sbit L3=P2^2。以 4位數(shù)碼管為顯示器件，單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 31 利用單片機(jī)的 P0 口和上拉電阻來驅(qū)動(dòng) 4 位數(shù)碼管的顯示；利用單片機(jī)的 來驅(qū)動(dòng)溫度傳感器 DS18B20 測溫；報(bào)警電路利用三極管放大作用驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警；按鍵是利用單片機(jī)的 P1 口和上拉電阻來驅(qū)動(dòng)工作 軟件方面：本次設(shè)計(jì)利用 Protues 軟件對系統(tǒng)進(jìn)行仿真，利用 Keil C51 軟件對系統(tǒng)進(jìn)行編程。 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 29 圖 Protues 仿真圖 圖 DS18B20 仿真圖 當(dāng)按下 K1 鍵一次時(shí)，進(jìn)入溫度報(bào)警上線調(diào)節(jié)，此時(shí)顯示軟件設(shè)置的溫度報(bào)警上線，按 K2 或 K3分別對報(bào)警溫度進(jìn)行加一或減一。程序流程圖如圖 所示。 另一類是為了正確無誤地傳輸上述信息而設(shè)計(jì)的聯(lián)絡(luò)信號。 因此 , 它一般用于 20 m 以內(nèi)的通信。 CRT、 打印機(jī)與 CPU 的通信大都采用 RS232C 總線 [8]。 其中 13 腳（ R1IN）、 12 腳（ R1OUT）、 11 腳（ T1IN）、 14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。若在這條命令之后發(fā)出讀數(shù)據(jù)隙，器件會(huì)輸出溫度轉(zhuǎn)換忙的標(biāo)識： 0為忙， 1為完成。如果控制器在這條命令之后跟著發(fā)出讀時(shí)間隙，而DS18B20 又忙于把暫存器拷貝到 E 存儲(chǔ)器， DS18B20 就會(huì)輸出一個(gè) 0，如果拷貝結(jié)束的話， DS18B20 輸出 1。報(bào)警條件定義為溫度高于 TH或低于 TL。這條命令在總線上有單個(gè)或多個(gè)器件時(shí)都可以使用。 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 17 DS18B20 與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì) 圖 以 MCS－ 51 系列單片機(jī)為例，畫出了 DS18B20 與微處理器的典型連接。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序，如圖 （ a）（ b）（ c）所示。 （ 3）配置寄存器 該字節(jié)各位的意義如下 表 35所示。 ROM 中的 64 位序列號是出廠前被光刻好的，他可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼，每個(gè) DS18B20 的 64 位序列號均不相同。開漏單總線接口引腳?！?。 上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 （ a）所示。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。 外部方式的時(shí)鐘電路如圖 （ b） 所示， RXD 接地， TXD 接外部振蕩器。 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號 PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號 EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 讀指令。本課題主要研究如何利用 DS18B20 智能溫度傳感器實(shí)時(shí)顯示溫度，并將其與 LED 顯示鍵盤合并使用，制成一個(gè)能實(shí)時(shí)顯示溫度的數(shù)字溫度計(jì)。 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì) 采用 STC89C52RC 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。 5. 實(shí)現(xiàn)報(bào)警提示。 課題的設(shè)計(jì)目的 1. 鞏固、加深和擴(kuò)大單片機(jī)應(yīng)用的知識面，提高綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決工業(yè)控制的能力。 ③ 智能溫度傳感器。溫度計(jì)測溫技術(shù)的關(guān)鍵在于溫度傳感器。因此對數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制方法也不相同。 DS18B20 與AT89C51 結(jié)合實(shí)現(xiàn)最簡溫度檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)，適合于惡劣環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場溫度測量， 有廣泛的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且精度差，單片機(jī)的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問題能夠得到很好的解決。 本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)作為核心進(jìn)行控制。 溫度傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀：溫度傳感器使用范圍廣，數(shù)量多，居各種傳感器之首，其發(fā)展大致經(jīng)歷了以下 3 個(gè)階段： ① 傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器（含敏感元件） —— 熱電偶傳感器 ,主要是能夠進(jìn)行非電量和電量之間轉(zhuǎn)換。國內(nèi)外的溫度檢測儀器的發(fā)展水平主要體現(xiàn)在儀器的智能化水平、測量的文的范圍、測量的精度以及儀器的功耗等技術(shù)指標(biāo)上，目前國內(nèi)的溫度測量，在精度上很少有高于℃的。 2. 精度為 ℃。而且此方案電路比較簡單，軟件設(shè)計(jì)也比較容易實(shí)現(xiàn)。 單總線數(shù)字溫度計(jì) DS1820 采用基板專利技術(shù)來測量溫度 ,溫度傳感器及各種數(shù)字轉(zhuǎn)換電路都集成在一起 ,由總線串行輸出測量值 (9 位二進(jìn)制編碼 ) 。 3 硬件設(shè)計(jì) STC89C52RC 芯片功能簡介 STC89C52RC 芯片簡介 STC89C52RC 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROMFlash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低電、高性能 COMOS8 的微處理器，俗稱單片機(jī)。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖 (a) 所示，在 RXD 和 TXD 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 10 產(chǎn)生自激振蕩。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘 P1 和 P2，供單片機(jī)使用。產(chǎn)生復(fù) 位信號的電路邏輯如圖 所示： 圖 復(fù)位信號的電路邏輯圖 整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。 （ 2） 獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊 。 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 13 DS18B20 的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示，主要由 4 部分組成： 64位 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 64 位 ROM 的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC=X8＋ X5 ＋ X4 ＋ 1 ）。 這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在 DS18B20 的兩個(gè) 8比特的 RAM 中，二進(jìn)制中的前面 5位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1再乘于 即可得到實(shí)際溫度。開始兩個(gè)字節(jié)包含被測溫度的數(shù)字量信息；第 5字節(jié)分別是 TH、 TL、配置寄存器的臨時(shí)拷貝，每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新；第 8字節(jié)未用，表現(xiàn)為全邏輯 1；第 9字節(jié)讀出的是前面所有 8 個(gè)字節(jié)的 CRC碼，可用來保證通信正確。 讀時(shí)間片 :主機(jī)將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平 1us 以上，再使數(shù)據(jù)線升為高電平，從而產(chǎn)生讀起始信號。 （ 2） Match ROM [55H] 這是個(gè)匹配 ROM 命令，后跟 64 位 ROM 序列，讓總線控制器在多點(diǎn)總線上定位一只特定的 DS18B20。搜索 ROM 命令允許總線控制器用排除法識別總線上的所有從機(jī)的 64位編碼。讀取將從第 1 字節(jié)開始，一直進(jìn)行下去，直到第 9（ CRC）字節(jié)讀完。如果使用寄生電源，總線控制器必須在發(fā)出這條命令后立即啟動(dòng)強(qiáng)上拉，并最少保持500ms 以上時(shí)間。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個(gè)電源，提供給 RS232 串口電平的需要。 MAX232 的原理電路圖如圖 所示： 圖 MAX 電路原理圖 MAX232 的 主要特點(diǎn)： 符合所有的 RS232C 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 只需要單一 +5V 電源供電 片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10V 和 10V 電壓V+、 V 功耗低，典型供電電流 5mA 內(nèi)部集成 2 個(gè) RS232C 驅(qū)動(dòng)器 內(nèi)部集成兩個(gè) RS232C 接收器 RS232 接口簡介 RS232C 是使用最早、 應(yīng)用最多的一種異步串行通信總線標(biāo)準(zhǔn) , 它是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì) EIA(Electronic Industry Association)于 1962 年公布、 1969 年最后修訂而成的。 驅(qū)動(dòng)器允許有 2500 pF 的電容負(fù)載 , 通信距離將受此電容限制。 RS232C 提供的兩個(gè)信道中 , 輔助串行信道提供數(shù)據(jù)控制和第二信道 , 但其傳輸速率比主信道要低得多。其程序流程圖如圖 示： 圖 讀出溫度子程序流程圖 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令，當(dāng)采用 12 位分辨率時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為 750ms，在本程序設(shè)計(jì)中采用 1s 顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。仿真圖如圖 示。 圖 上限溫度報(bào)警值 圖 下限溫度報(bào)警值 5 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)主要是通過 STC89C52 單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的一款數(shù)字溫度計(jì)，該溫度計(jì)不僅能夠?qū)崟r(shí)