【正文】 S18B20 能傳輸數(shù)據(jù)。對(duì)于主機(jī)產(chǎn)生寫 ”1”時(shí)隙的情況，數(shù)據(jù)線必須先被拉低，然后釋放，在寫時(shí)序開(kāi)始后的 15us 內(nèi)允許 DQ 線拉至高電平。 數(shù)據(jù)處理 DS18B20 要求有嚴(yán)格的時(shí)序來(lái)保證數(shù)據(jù)的完整性。 接收響應(yīng) 主機(jī)接收到從機(jī)的應(yīng)答脈沖后，說(shuō)明有單線器件在線。煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 18 3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于 DS18B20 的使用。這里我們以共陰極 LED 數(shù)碼管為例，當(dāng)讓其顯示數(shù)字 ”3”時(shí)，只要 a、 b、c、 d、 g 段的發(fā)光二極管點(diǎn)亮， e、 f、 dp 段的發(fā)光二極管不亮，即 a、 b、 c、 d、 g 段發(fā)光二極管的陽(yáng)極加上高電平 ”1”， e、 f、 dp 段發(fā)光二極管的陽(yáng)極加上低電平 ”0”，同時(shí)使 LED 數(shù)碼管的公共陰極接低電平 ”0”，則 LED 數(shù)碼管此時(shí)就能顯示數(shù)字 ”3”。 LED 數(shù)碼管的基本組成是半導(dǎo)體發(fā)光二極管，它是將若干個(gè)發(fā)光二極管，按照一定的筆段組合起來(lái)構(gòu)成的一個(gè)整體。圖 中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性其輸出用，于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值，這就是 DS18B20 的測(cè)溫原理。 DS18B20 溫度傳感器主要用于對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)可用 16 位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，并以 ℃ /LSB 形式表示。 暫存存儲(chǔ)器的第 5 個(gè)字節(jié)是配置寄存器，可以通過(guò)相應(yīng)的寫命令進(jìn)行配置，其內(nèi)容如下： 0 R1 R0 1 1 1 1 1 1 MSB LSB 其中 R0 和 R1 是溫度值分辨率位，可按表 進(jìn)行配置。 DS18B20 采用 3 腳 PR－ 35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝。 DS18B20 的性能特點(diǎn)如下： （ 1）獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條總線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊； （ 2） DS18B20 支持 多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫； （ 3） DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 10 如一只三極管的集成電路內(nèi)； （ 4）適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電； （ 5）測(cè)溫范圍 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10～ +85℃ 時(shí)精度為 177。所以設(shè)計(jì)者通常用的是 。 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)如圖 所示。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 (8) ALE / PROG 當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。在 FLASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部電位必須被拉高。所以，我們選用 51 系列單片機(jī) AT89C51。主機(jī)或從煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 3 機(jī)通過(guò)一個(gè)漏極開(kāi)路或三態(tài)端口連至該數(shù)據(jù)線，以允許設(shè)備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)能夠釋放線，而讓其它設(shè)備使用。 通過(guò)方案二設(shè)計(jì) 的溫度計(jì)總體電路圖如附錄圖 C 所示，控制器采用單片機(jī)AT89C51，溫度傳感器采用 DS18B20，用 4 位 LED 數(shù)碼管以串口并行輸出方式傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。其主要研究?jī)?nèi)容包括兩方面，一是對(duì)系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)，包括溫度采集電路和顯示電路；二是對(duì)系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)，應(yīng)用 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)溫度的采集與顯示。溫度測(cè)量是溫度控制的基礎(chǔ)，技術(shù)已經(jīng)比較成熟。與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，這次設(shè)計(jì)的是基于 DS18B20 的數(shù)字溫度計(jì)，它具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫精確，數(shù)字顯示，適用范圍寬等特點(diǎn)。 在本設(shè)計(jì)中選用 AT89C51 型單片機(jī)作為主控制器件，采用 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器作為測(cè)溫元件，通過(guò) 4 位共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼顯示管并行傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)溫度顯示。傳統(tǒng)的測(cè)溫元件有熱電偶和二電阻。通過(guò)利用數(shù)字溫度傳 感器 DS18B20 進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠滿足實(shí)時(shí)檢測(cè)溫度的要求，同時(shí)通過(guò) LED 數(shù)碼管的顯示功能，可以實(shí)現(xiàn)不間斷的溫度顯示，并帶有復(fù)位功能。 單線技術(shù) 目前，常用的微機(jī)和外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇锌偩€ [3]有 I2C 總線、 SPI 總線等，其中 I2C 總線采用同步串行雙線 (一根時(shí)鐘線，一根數(shù)據(jù)線 )方式，而 SPI 總線采用同步串行三線 (時(shí)鐘線，輸入線，數(shù)據(jù)輸入線 )方式。單線通常要求外接一個(gè)約 5kΩ 的上拉電阻，這樣，當(dāng)該線閑置時(shí)，器件狀態(tài)為高電平。AT89C51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4kbytes的可編程的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳，并集成了 Flash 程序存儲(chǔ)器，既可在線編程 (ISP)，也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程，因此，低價(jià)位 AT89C51 單片機(jī)可應(yīng)用于許多高性價(jià)比的場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域，對(duì)于簡(jiǎn)單的測(cè)溫系統(tǒng)已經(jīng)足夠。 (4) P1 口 P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 (6) 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。在FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 (9) PSEN 外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。該復(fù)位電路采用手動(dòng)復(fù)位與上電復(fù)位相結(jié)合的方式。 溫度采集電路設(shè)計(jì) 由于傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件測(cè)出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度，需要比較多的外部元件支持，且硬件電路復(fù)雜，制作成本相對(duì)較高。℃ ； （ 6）零待機(jī)功耗； （ 7）可編程的分辨率為 9～ 12 位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、 ℃和 ℃ ，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫； （ 8）在 9 位分辨率時(shí) 最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12 位分辨率時(shí)最多在750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快； （ 9）用戶可定義報(bào)警設(shè)置； （ 10）報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度 (溫度報(bào)警條件 )的器件； （ 11）測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以 一線總線 串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力； （ 12）負(fù)電壓特性，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 。 其中， 64 bit 閃速 ROM 的結(jié)構(gòu)如下： 8bit 校驗(yàn) CRC 48bit 序列號(hào) 8bit 工 廠 代 碼(10H) MSB LSB MSB LSB MSB LSB 煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 11 開(kāi)始的 8 位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有 48 位，最后8 位是前面 56 位的 CRC 檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè) DS18B20 可以采用一線進(jìn)行通信的原因。 表 溫度值分辨率配置表 R1 R0 分辨率 最大轉(zhuǎn)換時(shí)間(ms) 0 0 9 位 (tconv/8) 0 1 10 位 (tconv /4) 1 0 11 位 375ms(tconv /2) 1 1 12 位 750ms(tconv) 當(dāng) DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。表 是部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度表示數(shù)據(jù)。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)間概念，因此讀寫時(shí)序很重要。 LED 數(shù)碼管能顯示 0～ 9 十個(gè)數(shù)字及部份英文字母。 如果加到各筆段對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管陽(yáng)極上的代碼不同，則就能控制 LED 數(shù)碼管顯示煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 17 不同的字符和數(shù)字，這個(gè)代碼稱為段碼。 DS18B20 屬于單線式器 件，它在一根數(shù)據(jù)線上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，這就需要一定的協(xié)議，來(lái)對(duì)讀寫數(shù)據(jù)提出嚴(yán)格的時(shí)序要求，而AT89C51 單片機(jī)并不支持單線傳輸，因此必須采用軟件的方法來(lái)模擬單線的協(xié)議時(shí)序。至此，初始化完成。在單線 DQ 上存在復(fù)位脈沖、應(yīng)答、寫 ”0”、寫 ”1”讀 ”0”和讀 ”1”幾種型號(hào)類型，其中除了應(yīng)答脈沖以外，均有主機(jī)產(chǎn)生 [7]。對(duì)于主機(jī)產(chǎn)生寫 ”0”時(shí)隙的情況， DQ 線必須被拉至低電平且至少保持低電平 60us 的時(shí)間。 溫度采集程序設(shè)計(jì) 溫度采集程序流程圖如圖 所示。煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 25 參考文獻(xiàn) [1]于永 .51 單片機(jī) C 語(yǔ)言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講 [M].北京：電子工業(yè)出版社，2021 [2]戴永成等 .基于 DS18B20 的數(shù)字溫度測(cè)量?jī)x [J].北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2021 [3]廖常初 .現(xiàn)場(chǎng)總線概述［ J］ .電工技術(shù)， 1999 [4]張?jiān)降?.基于 DS18B20 溫度傳感器的數(shù)字溫度計(jì) [J].微電子學(xué)， 2021 [5]李朝青 .單片機(jī)原理及接口技術(shù)（簡(jiǎn)明修訂版） .杭州：北京航空航天大學(xué)出版社， 1998 [6]黃河 .基于 DS18B20 的單總線數(shù)字溫度計(jì) [J].湘潭師范學(xué)院學(xué)報(bào)， 2021 [7]李廣弟 .單片機(jī)基礎(chǔ)［Ｍ］ .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1994 [8]王建強(qiáng)等 .基于 DSP 控制器與 DS18B20 的溫度測(cè)量方法 [J]. 儀器儀表與檢測(cè)技術(shù)，2021煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 26 致 謝 在這篇畢業(yè)論文完成之際，借此機(jī)會(huì)我想向在我畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中給我?guī)椭椭С值慕拱蚕祭蠋熞约巴瑢W(xué)們表示衷心的感謝！ 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉。 本工程耐火等級(jí) 二級(jí)，屋面防水等級(jí)三級(jí)，地震防烈度為 8度，設(shè)計(jì)使用年限 50 年。外墻水泥砂漿抹面，外刷淺灰色墻漆。一、二、三、四層墻體采用 M10 混合砂漿砌筑 MU15 多孔磚；五層以上采用 混合砂漿砌筑 MU15 多孔磚。 施工順序 ⑴ 基礎(chǔ)工程 工程定位線（驗(yàn)線）→挖坑→釬探（驗(yàn)坑）→砂礫墊層的施工→基礎(chǔ)砼墊層→刷環(huán)保瀝青 →基礎(chǔ)放線（預(yù)檢）→砼條形基礎(chǔ)→刷環(huán)保瀝青 →毛石基 礎(chǔ)的砌筑→構(gòu)造柱砼→地圈梁→地溝→回填工。 ⑶ 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)木工鋸，木工刨各 1 臺(tái)。 煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 5 勞動(dòng)力安排 ⑴ 結(jié)構(gòu)期間： 瓦工 40 人；鋼 筋工 15 人；木工 15 人；放線工 2 人；材料1 人；機(jī)工 4 人；電工 2 人；水暖工 2 人；架子工 8 人；電焊工 2 人；壯工 20 人。 C、控軸線沿結(jié)構(gòu)逐層彈在墻上，用以控制樓層定位。 C、標(biāo)高豎向傳遞設(shè)置 3 個(gè)標(biāo)高點(diǎn)，以其平均點(diǎn)引測(cè)水平線折平時(shí)，盡量將水準(zhǔn)儀安置在測(cè)點(diǎn)范圍內(nèi)中心位置，進(jìn)行測(cè)煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 7 設(shè)。 砂漿：177。 G、磚墻按圖紙要求每 50mm 設(shè)置 2φ 6 鋼筋與構(gòu)造柱拉結(jié)，具體要求見(jiàn)結(jié)構(gòu)總說(shuō)明。 煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 9 ⑸ 所有鋼筋綁扎，須填寫隱檢記錄，質(zhì)評(píng)資料及目檢記錄，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下道工序。 模板工程 ⑴ 本工程模板采用鋼木混合模板。 ⑸ 外防護(hù)架用閉目式安全網(wǎng)進(jìn)行封閉，兩平網(wǎng)塔接和網(wǎng)下口必須綁孔緊密。 墻面涂料基層要求現(xiàn)整，對(duì)縫隙微小孔洞，要用膩?zhàn)诱移?，并用砂紙磨平? 1水、暖、電安裝工程 ⑴ 管道安裝應(yīng)選用合格的產(chǎn)品，并按設(shè)計(jì)放線，坡度值及坡向應(yīng)符合圖紙和規(guī)范要求。本措施不再述。試驗(yàn)研究表明，當(dāng)水平灰縫為 12mm 時(shí)，磚砌體的抗壓強(qiáng)度極限，僅為 10mm 厚時(shí)的 70－ 75％，所