【正文】 ovide standard RS232 munication interface chip, use DS18B20 digital temperature sensor AT89C51 chip of ATMEL pany and the DALLAS pany. PC part using the generic PC. The system can be applied to the storage temperature, building air conditioning control and production process monitoring and other fields 【 key words 】 : temperature measurement， Single bus， Digital temperature sensor， singlechip 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 Ⅲ 3 目錄 【摘要】 ........................................................................................................................ 1 一、緒論 ........................................................................................................................ 4 系統(tǒng)背景 ...................................................... 4 系統(tǒng)概述 ...................................................... 4 二、方案論證 ................................................................................................................ 5 傳感器部分 .................................................... 5 主控制部分 .................................................... 6 系統(tǒng)方案 ...................................................... 7 三、硬件設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 8 主控制器 ...................................................... 8 溫度傳感器 ................................................... 12 溫度測試電路 ................................................. 17 鍵盤與顯示電路 ............................................... 18 電源以及看門狗電路 ........................................... 26 四 、 軟件設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 29 概述 ......................................................... 29 程序設(shè)計(jì) ..................................................... 29 五 、 結(jié)語 ...................................................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 33 致謝 .............................................................................................................................. 34 附錄 ............................................................. 35 附錄一：溫度測試子程序流程圖 ..................................... 33 附錄二 主電路電氣原理圖 .......................................... 34 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 4 基于單片機(jī)的多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng) 第一章 緒論 系統(tǒng)背景 21 世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，科技的進(jìn)步帶動(dòng)了測量技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制設(shè)備的性能和結(jié)構(gòu)發(fā)生了翻天覆地的變化。本文結(jié)合實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，介紹了 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器在單片機(jī)下的硬件連接及軟件編程，并給出了軟件流程圖 該系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)兩大部分組成。 隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，作為各種信息的感知、采集、轉(zhuǎn)換、傳輸相處理的功能器件，溫度傳感器的作用日顯突出，已成為自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)量測試中不可缺少的重要技術(shù)工具，其應(yīng)用已遍及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。這樣，由于各種因素會(huì)造成檢測系統(tǒng)較大的偏差；又因?yàn)闄z測環(huán)境復(fù)雜、測量點(diǎn)多、信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)及各種干擾的影響，會(huì)使檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降 。 采用數(shù)字溫度芯片 DS18B20 測量溫度，輸出信號(hào)全數(shù)字化。采用溫度芯片 DSB1820 測量溫度，可以體現(xiàn)系統(tǒng)芯片化這個(gè) 趨勢。但是 PC 機(jī)輸出信號(hào)不能直接與 DS18B20 通信。 方案論證 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 7 從以上兩個(gè)方案可以看出，方案二更適合本設(shè)計(jì)，因?yàn)樗殷w積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡單，安裝方便。 單片機(jī) 的可擦除 只讀存儲(chǔ)器 可以反復(fù)擦除 1000 次。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 178。低功耗的閑置和掉電模式 178。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3 口 ： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個(gè) TTL 門電流。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 CPU 只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路，而且它 體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì) ， DS18B20 是世界上第一片支持 “ 一線總線 ” 接口的溫度傳感器?，F(xiàn)場溫度直接以 “ 一線總線 ” 的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在 EEPROM 中，掉電后依然保存。 178。 178。 64 位光刻 ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號(hào)，方便多機(jī)掛接。176。 掉電保護(hù)功能 DS18B20 內(nèi)部含有 EEPROM ，在系統(tǒng)掉電以后，它仍可保存分辨率及報(bào) 警溫度的設(shè)定值 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。 RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計(jì)算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在 掉電后丟失， DS18B20共 9 字節(jié) RAM，每個(gè)字節(jié)為 8位。 64位激光 ROM 從高位到低位依次為 8位 CRC、 48位序 號(hào)和 8 位家族代碼 (28H)組成。 配置寄存器與分辨率關(guān)系 如 表 ： 表 配置寄存器與分辨率關(guān)系 R0 R1 溫度計(jì)分辨率 /bit 最大轉(zhuǎn)換時(shí)間 /us 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 高速暫存存儲(chǔ)器 ○ 7 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 16 高速暫存存儲(chǔ)器由 9個(gè)字節(jié)組成，其分配如圖 所示。 在實(shí)際 應(yīng)用中還可以使用一個(gè) MOSFET 將 I/O 口線直接和電源相連，起到上拉的作用。 （ 4）實(shí)際應(yīng)用時(shí)，要注意單線的驅(qū)動(dòng)能力，不能掛接過多的 DS18B20，同時(shí)還應(yīng)注意最遠(yuǎn)接線距離。 在鍵盤操作過程中若四個(gè)按鍵同時(shí)按下時(shí)，則需要的上拉電阻值為 12KΩ，故此上拉電阻取值為 10KΩ。 64 點(diǎn)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 ： 表 12864 液晶模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu) 左 半 屏 右 半 屏 CS1=1 CS2=1 Y=0 0 1 … 62 63 0 1 。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 24 BUSY=0 表示 12864 接口控制電路，已處于“準(zhǔn)備好”狀態(tài)，等待計(jì)算機(jī)的訪問。因此計(jì)算機(jī)在每次對(duì) 12864 操作之前，都要讀出狀態(tài)字判斷 BUSY 是否為“ 0”，則計(jì)算機(jī)需要等待，直至 BUSY=0 為止。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 26 ④ 頁面地址設(shè)置 [Set Page ( X address)] RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 0 1 1 1 Page(0~7) 圖 頁面地址設(shè)置 該 指令設(shè)置了頁面地址 X地址寄存器的內(nèi)容。 ⑧ 讀顯示數(shù)據(jù)（ Read Display Date） 下列圖 — 12 為寫現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)圖 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 1 顯示數(shù)據(jù) 圖 讀顯示數(shù)據(jù) 該操作將 ，然后列地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加一。保證系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。 顯示程序：控制系統(tǒng)的顯示部分。 本次設(shè)計(jì)的基于 DS18B20 的多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng)是一種分布式的溫度測量系統(tǒng)，它可以遠(yuǎn)程對(duì)溫度實(shí)現(xiàn)測量和監(jiān)控，廣泛應(yīng)用于 電力工業(yè)、煤礦、森林、火災(zāi)、高層建筑等場合。設(shè)計(jì)過程中，霍 老師一并幫我分析遇到的種種困難。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 36 ○ 10 附錄 附錄一： 溫度測試子程序流程圖