【正文】 的尺寸圖 （ 1） 1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量 :162 個(gè)字符 ； 芯片工作電壓 :— ； 工作電流 :()； 模塊最佳工作電壓 :； 字符尺寸 :(WH)mm 。 溫度顯示模塊 是本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，可以選用數(shù)碼管作為顯示裝置也可以用LCD1602 液晶顯示屏。 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 單片機(jī) 作為控制器要 能正常工作， 就 必須要有它的驅(qū)動(dòng)電路， 也就是使它正常工作的最小系統(tǒng) 。 本系統(tǒng)的 測(cè)溫模塊 電路設(shè)計(jì)如圖 所示 ： 8 支 溫度傳感器 DS18B20 都采用外部供 電方式， 第 2 腳及第 3 腳接電源 ， 2 號(hào)腳為數(shù)據(jù)傳輸口，與 單片機(jī)的 P0 端相連。 圖 系統(tǒng)溫度報(bào)警電路設(shè)計(jì) 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 14 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 由 DS18B STC89C52RC 單片機(jī)以及 LCD1602 液晶顯示屏等外圍器件組成的多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)電路 如圖 所示。 DS18B20 的測(cè)量溫度程序 設(shè)計(jì) 根據(jù)前面 DS18B20 與單片機(jī)的連接方式、 工作原理 、 及工作時(shí)序的介紹，編寫(xiě)DS18B20 的溫度測(cè)量 程序。 } 讀溫度子程序 讀溫度數(shù)據(jù)子程序的主要功能是從 DS18B20 中讀出溫度數(shù)據(jù)，然后移入溫度暫存器保存。 //連續(xù)讀兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，讀取低 8 位 b=tmpread()。 //放大十倍，這樣做的目的將小數(shù)點(diǎn)后第一位 //也轉(zhuǎn)換為可顯示數(shù)字，同時(shí)進(jìn)行一個(gè)四舍五入操作。//清屏 write_(0x38)。 lcden=1。 lcden=1。 最后對(duì)系統(tǒng)總程序的設(shè)計(jì)流程做了簡(jiǎn)要說(shuō)明。另一種主要方法是利用色彩圖形來(lái)表示某區(qū)域內(nèi)的溫度場(chǎng)分布情況。 。) zi = Columns 1 through 7 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 25 Columns 8 through 14 Columns 15 through 21 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 26 據(jù)此得出網(wǎng)格矩陣元素，然后利用 matlab 中的三維曲面繪圖函數(shù) surf(,zi)，繪制得出溫度場(chǎng)如下： 圖 寢室溫度場(chǎng)分布圖 由圖 可以看出寢室房間內(nèi)上層空間的溫度要比下面的略高一點(diǎn)。匯編語(yǔ)言雖然執(zhí)行速度更快，但調(diào)試修改較麻煩，可讀性不強(qiáng)。 在此期間，還有許多同學(xué)給了我?guī)椭?，沒(méi)有他們，我的學(xué)習(xí)和生活不會(huì)那么順利，在此，我對(duì)所有關(guān)心過(guò)我、幫 助過(guò)我的人表示最衷心的謝意！是大家的無(wú)私幫助為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利的完成 。 另外 ， 如果所測(cè)得的溫度超出了設(shè)定的溫度報(bào)警范圍，系統(tǒng)將會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。說(shuō)明二維插值法結(jié)合三次樣條插值函數(shù)可以很好的實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)的可視化。 按一定的均差產(chǎn)生網(wǎng)格矩陣，均差數(shù)值越小得到的數(shù)據(jù)越多，模擬的結(jié)果也就越準(zhǔn)確。寢室的長(zhǎng)寬高大致為： 670cm， 360cm，300cm。 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 21 第 5章 通過(guò) Matlab 實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)可視化 基于 DS18B20 測(cè)量出來(lái)的溫度只是一些數(shù)據(jù)，而要將其可視化還得借助于其他軟件。 lcden=0。 lcden=0。//開(kāi)顯示，不顯示光標(biāo) write_(0x06)。 //返回溫度值 } 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 17 LCD1602 的顯示程序 設(shè)計(jì) 根據(jù) LCD1602 的指令說(shuō)明 、 工作時(shí)序及 其 DDRAM 地址和屏幕的對(duì)應(yīng)關(guān)系 ，以及與單片機(jī)端口的連線關(guān)系 ，編寫(xiě) 顯 示功能 的軟件程序。 temp=8。 uchar a,b。 //DS18B20 初始化 DS=0。 溫度傳感器 DS18B20 獲得溫度信息后， 通過(guò)并行通訊方式與 STC89C51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳 輸。 本系統(tǒng)的顯示模塊接口電路設(shè)計(jì)如圖 所示 ： 電路圖的詳細(xì)說(shuō)明如下： LCD1602 的第 16 腳接地； LCD1602 的第 15 腳接電源； LCD1602 的第 3 腳串聯(lián)一個(gè) 10kΩ的可調(diào)電阻器接地 ，用于調(diào)節(jié)對(duì)比度 ； LCD1602 的第 6 腳分別接 單片機(jī)的 、 及 口 LCD1602 的第 7～ 14 腳分別接單片機(jī)的 ～ ； P0 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 13 圖 系統(tǒng)顯示模塊電路設(shè)計(jì) 溫度報(bào)警電路設(shè)計(jì) 溫度報(bào)警分低溫報(bào)警和低溫報(bào)警。本系統(tǒng) 單片機(jī)為 手動(dòng)復(fù)位。 溫度測(cè)量模塊是本系統(tǒng)的重點(diǎn) 部分 ， 是基于 DS18B20 溫度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 表 1602 引腳接口說(shuō)明表 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫(xiě)選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 LCD1602 的硬件電路接法相比于 LED 數(shù)碼管來(lái)說(shuō)并不算復(fù)雜 ，甚至還會(huì)更簡(jiǎn)單一些，而且用于多點(diǎn)溫度的測(cè)量還可以顯示每個(gè) DS18B20 的位置名稱(chēng)，可以一個(gè)屏顯示多個(gè)溫度值。 目前常用 型號(hào)有 16 1， 16 2， 20 2和 40 2行等的模塊。 有 DIP40， PLCC44， PQFP44 三種封裝（ PLCC、QFP 有 P4 口）。 根據(jù)以上的 ROM 指令和功能指令對(duì) DS18B20 進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)換功能，具體編程流程將在第 4 章討論。 ③ MATH ROM [55h]（匹配 ROM 指令）。 表 DS18B20 功能指令表 DS18B20 功能指令表 指令 說(shuō)明 協(xié)議 單總線發(fā)出協(xié)議后 備注 溫度轉(zhuǎn)換指令 ① Convert T （溫度轉(zhuǎn)換指令） 開(kāi)始溫度轉(zhuǎn)換 44h 讀溫度忙狀態(tài) 1 存儲(chǔ)器指令 ② Write Scratchpad （寫(xiě)暫存器指令） 讀取暫存器和 CRC 字節(jié) 4Eh 讀數(shù)據(jù)直到第 9 字節(jié) 2 ③ Read Scratchpad （讀暫存器指令） 把字節(jié)寫(xiě)入暫存器的 2,3和 4（ TH,TL 和配置寄存器） BEh 寫(xiě)入 3 個(gè)字節(jié)到DS18B20 3 ④ Copy Scratchpad （拷貝暫存器指令） 把 TH,TL 和配置寄存器拷貝到 EEPROM 中 48h 無(wú) 1 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) 7 指令 說(shuō)明 協(xié)議 單總線發(fā)出協(xié)議后 備注 ⑤ Recall E2 （召回 EEPROM 指令） 把非易失性存儲(chǔ)器中的值召回存儲(chǔ)器（ TH,TL和配置寄存器） B8H 傳送拷貝標(biāo)識(shí)給總線控制器 ⑥ Read Power Supply （讀電源模式指令） 標(biāo)識(shí) DS18B20 的供電模式 B4h 返回供電狀態(tài) 備注： (1)對(duì)于寄生電源模式下的 DS18B20，在溫度轉(zhuǎn)換和拷貝數(shù)據(jù)到 EEPROM 期間，必須給單總線一個(gè)強(qiáng)上拉。 S為符號(hào)為。 并 且在溫度轉(zhuǎn)換期間總線不用 一直 保持高電平。 圖 是 DS18B20 芯片的封裝結(jié)構(gòu)。測(cè)量分辨率可設(shè)置為 9~12 位。 DS18B20 溫度傳感器概述 DS18B20 是 達(dá)拉 斯（ Dallas）公司出品的數(shù)字溫度傳感器，其使用 1wire 總線接口 ，DS18B20 的主要技術(shù)特點(diǎn)如下： （ 1） 工作電壓范圍廣。 新材料也意味著新技術(shù)。在工業(yè)上 溫度的檢測(cè)范圍一般為 200℃ ～ 3000℃ ， 今后要求還要能對(duì)超低溫和超高溫進(jìn)行檢測(cè) 。與此同時(shí)， 我國(guó)也積極研究開(kāi)發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)。所以 對(duì) 溫度檢測(cè) 進(jìn)行研究， 具有 很 重要的 社會(huì)生產(chǎn) 意義和推廣 應(yīng)用的 價(jià)值。 MATLAB 基于 DS18B20 的溫度場(chǎng)可視化測(cè)繪系統(tǒng) IV 目 錄 第 1 章 緒論 .............................................................................................. 1 概述 .................................................................................................. 1 選題背景及意義 ..................................................................... 1 溫度檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展 趨勢(shì) ................................... 1 系統(tǒng)方案論證 .................................................................................. 2 第 2 章 硬件基礎(chǔ)介紹 .................