【正文】 123456sU1LM386VCC1Vdd2V03RS4R/W5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714CS115CS216RET17VEE18LEDA19LEDB20J1LCM_128_64P210KP1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST/VDD9P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTAL218XTAL119VSS20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728RSEN29ALE/PROC30VPP/EA31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VDD40IC1AAT89C51VCC1DQ2GND3U3DS18B20VCC1DQ2GND3U4DS18B20VCC1DQ2GND3U5DS18B20VCC1DQ2GND3U6DS18B20R7RES2+5VR210KY1C230PFC330PF+5VR410KR310K+5V+5VC410UFC5100nC647nR510KR?10GND+5V+5VP3.4P3.2H0H1H2H3RWP3.2EP3.4RX1RX2RSRSRWECX1CX2L0 L1 L2 L3 H0 H1 H2 H3L0L1L2L3本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 39 頁 共 61 頁 附錄 二 系統(tǒng)主程序： TEMP_ZH DATA 24H 。在這篇論文的完成過程中他始終給予了我無私的熱情和幫助。也為我即將面臨的工作奠定了很好的基礎(chǔ)。我對(duì)此只是做一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。當(dāng) 環(huán)境的實(shí)際溫度超過設(shè)定的這個(gè)極值時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)報(bào)警，并在液晶顯示屏上顯示 L 或 H 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 27 頁 共 61 頁 圖 系統(tǒng)電路仿真圖 程序加載 程序編譯 (1)啟動(dòng) KEIL，選擇 ProjectNew Project，在彈出的對(duì)話框中輸入工程的名字，點(diǎn)擊保存；選擇 ATMEL 公司的 AT89C51 單片機(jī)。 （ 1）工作界面 Proteus ISIS 的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的 Windows 界面，如圖 所示。 （ 6）寫顯示數(shù)據(jù) D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 0 顯 示 數(shù) 據(jù) 該操作將 8 位數(shù)據(jù)寫入先前已確定的顯示存儲(chǔ)器的單元內(nèi)。 （ 1） 讀取狀態(tài)字 當(dāng) R/W=1， D/I=0 時(shí)，在 E信號(hào)為高的作用下，狀態(tài)分別輸出到數(shù)據(jù)總線上。 系統(tǒng)流程設(shè)計(jì) 主程序流程設(shè)計(jì) 主程序先對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行初始化 ,調(diào)用 LCD 顯示子程序，顯示啟動(dòng)畫面。 LM386 的輸入端接單片機(jī)的引腳 ，輸出端接揚(yáng)聲器。 圖 4 4鍵盤結(jié)構(gòu) 鍵盤面板 鍵盤面板如圖 所示 ,本系統(tǒng)使用的鍵盤有 10 數(shù)字鍵， 5 個(gè)功能按鍵。 ③ DS18B20 的命令序列 根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì) DS18B20 進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令，最后發(fā)送 RAM 指 令，這樣才能對(duì) DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。 每次讀時(shí)序由主機(jī)發(fā)起，拉低總線至少 1181。s~60181。s，且在兩次寫時(shí)序之間至少需要 1181。s產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。且低位在前，高位在后。其寄存器有 16 位 ,高 5 位為符號(hào)位 ,低13位為數(shù)據(jù)位。主機(jī)按照通信協(xié)議用一個(gè) IO 口模擬 DS18B20 的時(shí)序，發(fā)送命令（初始化命令、 ROM 命令、 RAM 命令）給 DS18B20，轉(zhuǎn)換完成之后讀取溫度值，在內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值處理，用圖形液晶模塊顯示各點(diǎn)的溫度。 DS18B20 體積小、經(jīng)濟(jì)、使用方便靈活，測(cè)試精度高，較高的性能價(jià)格比，有 CRC 校驗(yàn)，系統(tǒng)簡(jiǎn)明直觀。 （ 6）內(nèi)部有溫度上、下 限告警設(shè)置。電壓輸出型的靈敏度一般為 10mV/K，溫度 0℃ 時(shí)輸出為 0，溫本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 5 頁 共 61 頁 度 25℃ 時(shí)輸出 。 單片機(jī)模 擬 溫 度 傳 感 器模 擬 溫 度 傳 感 器L C D 顯 示 電 路集成功放報(bào)警器4 4 鍵 盤模 擬 傳 感 器A D 5 9 0模 擬 溫 度 傳 感 器模 擬 溫 度 傳 感 器運(yùn)算放大器多路選擇器A / D轉(zhuǎn)換 圖 基于模擬溫度傳感器的測(cè)量系統(tǒng)方案 本方案使用的測(cè)溫元件的性能指標(biāo)如下： （ 1） AD590 的測(cè)溫范圍為 ﹣ 55℃ ～ +150℃ 。 （ 4）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。 我國(guó)是一個(gè)人口眾多的農(nóng)業(yè)大國(guó) ,糧食生產(chǎn)、需求與儲(chǔ)備量很大 ,糧食在儲(chǔ)備的過程中常因糧食的濕度過大而升溫發(fā)熱 ,又由于檢測(cè)手段的落后造成溫檢系統(tǒng)錯(cuò)報(bào)或漏報(bào) ,從而導(dǎo)致糧食大量的腐爛變質(zhì) ,給國(guó)家?guī)砭薮蟮膿p失。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 2 頁 共 61 頁 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及水平 傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、 科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首。 本設(shè)計(jì)就是為了滿足人們?cè)谏钌?產(chǎn)中對(duì)溫度測(cè)量系統(tǒng)方面的需求。通過 DS18B20 的單總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程環(huán)境的溫度測(cè)量與監(jiān)控。 該系統(tǒng)由單片機(jī)最小系統(tǒng)、傳感器電路、報(bào)警電路、 LCD 顯示電路、行列式鍵盤電路 、電源電路六 大部分組成。煉油過程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進(jìn)行分流才能得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品；沒有合適的溫度環(huán)境，許多電子設(shè)備不能正常工作，糧倉的儲(chǔ)糧就會(huì)變質(zhì)霉?fàn)€，酒類的品質(zhì)就沒有保障。對(duì)于本次設(shè)計(jì)，其目的在于： （ 1）掌握數(shù)字 溫度傳感器 DS18B20 的原理、性能、使用特點(diǎn)和方法 ，利用 C51對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編程 。 單總線數(shù)字溫度傳感器 ,具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易于與微控制器接口優(yōu)點(diǎn) ,適合于各種溫度測(cè)控系統(tǒng) （《 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 及其應(yīng)用 》） 。 （ 2）研究 比較各相關(guān)元器件的功能與特點(diǎn)，選擇合適的元器件。軟件開發(fā)的難點(diǎn)在于 DS18B20 的時(shí)序，如果時(shí)序不正確，將無法讀出正確的溫度值，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響。 ℃。 （ 3）實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。它控制雖然簡(jiǎn)單，成本低，但是后續(xù)電路復(fù)雜，且需要進(jìn)行單片機(jī)溫度傳感器溫度傳感器L CD顯示電路集成功放報(bào)警器4 4 鍵盤溫度傳感器DS 18 B 20溫度傳感器溫度傳感器本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 6 頁 共 61 頁 溫度標(biāo)定，集成溫度傳感器 AD590 輸出為電流信號(hào) ,且輸出信號(hào)較弱，所以需要后續(xù)放大及 A/D 轉(zhuǎn)換電路，如采用普通運(yùn)放則精度難以保 證，而測(cè)量放大器價(jià)格較高，這樣會(huì)使系統(tǒng)成本升高。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 7 頁 共 61 頁 3 電路設(shè)計(jì) 基于 DS18B20 多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)以 AT89C51 為核心器件，以 KEIL 為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，用 匯編 語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，以 PROTEUS 作為仿真軟件設(shè)計(jì)而成的。 表 DS18B20引腳功能描述 序 號(hào) 名 稱 引腳功能描述 1 GND 地信 號(hào) 2 DQ 數(shù) 字輸入輸出引腳 ,開漏單總線接口引腳 ,當(dāng)使用寄生電源時(shí) ,可向電源提供電源 3 VDD 可 選擇 的 VDD 引腳 ,當(dāng)工作于寄生電源時(shí) ,該引腳必須接地 DS18B20 與單片機(jī)接口電路 如圖 所示，為單片機(jī)與 DS18B20 的接口電路。該協(xié)議定義了 幾種信號(hào)類型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫 0、寫 讀 0 和讀 1。s~60181。 ① DS18B20 寫時(shí)序 DS18B20 存在兩種寫時(shí)序：“寫 1”和“寫 0”。產(chǎn)生寫 0 時(shí)序：主機(jī)拉低總線后，必須在整個(gè)時(shí)序期 間保至少 480 us 至少 480 us主機(jī)初始化主機(jī)初應(yīng)答P re se n c e p u lse60 240 us主機(jī)寫 ” 0 ” 時(shí)序主機(jī)寫 ” 1 時(shí)序主機(jī)讀 ” 0 ” 時(shí)序主機(jī)讀 ” 1 時(shí)序30 us15 us 15 us 15 us 15 us 30 us30 us15 us 15 us 15 us 15 us 30 us本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 12 頁 共 61 頁 持低電平（至少 60181。所有讀時(shí)序至少 60181。 DS18B20 發(fā)出的數(shù)據(jù)在讀時(shí)序下降沿起始后的 15181。初始化時(shí)鍵盤行線為高電 平，列線為低電平。 20 K 背光電源（ ） 714 DB0DB7 數(shù)據(jù)線 有些型號(hào)的模塊 1 20 腳為空腳 單片機(jī)與圖形液晶的接口電路 LCD 與單片機(jī)的接口電路如圖 所示： 單片機(jī)對(duì) LCD 的控制方法將在下一章中詳細(xì)介紹。采用 AT89C51 單片機(jī)作為核心器件， DS18B20 作為溫度測(cè)量裝置，通過 AT89C51 的 口將溫度值送入單片機(jī)處理，利用 12864LCD 顯示器和 44 鍵盤作為人機(jī)接口。接下來對(duì)第二、三、四路溫度進(jìn)行采集，處理，顯示。 （ 4）頁面地址設(shè)置 D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 0 1 1 1 Page(0~7) 頁面地址是 DDRAM 的行地址， 8行為一頁， DDRAM 共 64 行即 8 頁， DB2DB0表示 07頁。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 25 頁 共 61 頁 5 系統(tǒng)仿真 PROTEUS 仿真環(huán)境介紹 Proteus 是英國(guó) Labcenter electronics 公司研發(fā)的 EDA 設(shè)計(jì)軟件， 是一個(gè)基于 ProSPICE 混合模型仿真器的，完整的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)。 原理圖繪制 （ 1） 新建文件：打開 PROTEUS, 點(diǎn) FILE，在彈出的下拉菜單中選擇 NEW DESIGN，在彈出的圖幅選擇對(duì)話框中選 Landscape A4。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 28 頁 共 61 頁 系統(tǒng)仿真 點(diǎn)擊全速運(yùn)行按鈕，將出現(xiàn)如下仿真結(jié)果： （ 1）系統(tǒng)的啟動(dòng) 在系統(tǒng)的啟動(dòng)過程之中，液晶將會(huì)顯示我的名字及揚(yáng)州職大的漢語拼音 。 LCD 屏幕每秒刷新一次，顯示格式也達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際，把以前所學(xué)的知識(shí)綜合貫通進(jìn)行實(shí)踐，并在實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)和自我完善。 轉(zhuǎn)眼間已經(jīng)在美麗的揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)度過了第四個(gè)春秋，這四年是我人生中很重要的四年，這里留下了我求學(xué)的足跡，這里見證了我成長(zhǎng)的點(diǎn)滴?？梢哉f我的論文凝結(jié)了老師的辛勤汗水，謝老師的淵博知識(shí)和對(duì)學(xué)生的負(fù)責(zé)的態(tài)度深深地影響了我，也將永遠(yuǎn)是我學(xué)習(xí)的榜樣。低溫報(bào)警值存放單元 TEMPHC DATA 29