【正文】 ????????????????? 3 第 1 章 序言 ???????????????????????????? 3 第 2 章 硬件的設(shè)計(jì) ????????????????????????? 4 ????????????????? 4 系統(tǒng)組成 ??????????????????????? 4 工作原理 ???????????????????????? 4 ??????????????????? ? 4 DS18B20 的通信協(xié)議 ?? ???????????????? ? 9 DS18B20 控制方法 ???????????????????? 11 DS18B20 溫度傳感器與單片機(jī)的接口電路 ?????????? 11 CPU 芯片及電路 ?????????????????? ??? 12 顯示電路 ??????????????????????? ? 13 精度調(diào)試 ?????????????????????? ? 13 系統(tǒng)整體硬件電路 ??? ???????????????? 14 第 3 章 軟件的設(shè)計(jì) ??? ????????????????????? 15 ?? ?????????????????? 16 顯示電路的框圖 ????????????????????? 16 CPU 數(shù)據(jù)處理的框圖 ??????????????????? 17 軟件調(diào)試 ? ??????????????????????? 18 第 4 章 檢測(cè)與調(diào)試 ???????????????????????? 24 硬件調(diào)試 ?? ?????????????????????? 24 軟件調(diào)試 ? ?????? ????????????????? 24 ⒋ 3軟硬件聯(lián)調(diào) ?????????????????????? 25 第 5 章 總結(jié)與心得 ????????????????????????? 26 附錄 1 元件清單 ????????????????????????? 27 參考資料 ????????????????????????????? 28 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測(cè)試系統(tǒng) 3 基于 DS18B20 溫度測(cè)試系統(tǒng) 摘要 ： 溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中需 要實(shí)時(shí)測(cè)量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫度的測(cè)量，因此研究溫度的測(cè)量方法和裝置具有重要的意義。要求綜合運(yùn)用所學(xué)主要課程的知識(shí)，并要求查詢有關(guān)技術(shù)資料和書籍，得到本設(shè)計(jì)所要的技術(shù)數(shù)據(jù)和相關(guān)知識(shí)。 3．低壓供電，電源范圍從 3~5V，可以本地供電，也可以直接從數(shù)據(jù)線上竊取電源（寄生電源方式）。系統(tǒng)程序分傳感器控制程序和顯示器程序兩部分， 傳感器控制程序是按照 DS18B20 的通信協(xié)議編制。 （底視圖） 圖 3 表 1 DS18B20 詳細(xì)引腳功能描述 序號(hào) 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號(hào) 2 I/O 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。該協(xié)議定義了 幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為８字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。 高速暫存ＲＡＭ的第６、７、８字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯１。若Ｔ＞ TH 或 T＜ TL，則將該器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的報(bào)警搜索命令做出響應(yīng)。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)器門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直到溫度寄存器值大于被測(cè)溫度值。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備 ，單總線器件作為從設(shè)備。 DS18B20 的復(fù)位時(shí)序圖： 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測(cè)試系統(tǒng) 10 ② 寫時(shí)隙 當(dāng)主機(jī)將單總線 DQ 從邏輯高拉為邏輯低時(shí)，即啟動(dòng)一個(gè)寫時(shí)隙，所有的寫時(shí)隙必須在 60~120us 完 成，且在每個(gè)循環(huán)之間至少需要 1us 的恢復(fù)時(shí)間。若發(fā)送為 0，則拉低總線當(dāng)發(fā)送 0 時(shí)， DS18B20 在該時(shí)隙結(jié)束后，釋放總線，由上拉電阻將總線拉回至高電平狀態(tài)。另一種是寄生電源供電方式，如（圖 6） 所示單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20 時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè) MOSFET 管來完成對(duì)總線的上拉。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用 單獨(dú)的具有鎖存功能的 I/O 接口用于筆劃段字形代碼。若為 0，則外部輸入中斷控制為電平觸發(fā)方式；若為 1，則控制為邊沿觸發(fā)方 式。 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理 DS18B20 的測(cè)量的當(dāng)前溫度值， 溫度測(cè)量每 1s 進(jìn)行一次。檢查 LED CLR SETB SETB LCALL DELAY 開始 溫度零下 ? 溫度值取補(bǔ)碼置“ — ”標(biāo)志 計(jì)算小數(shù)位溫度 BCD值 計(jì)算整數(shù)位溫度 BCD值 結(jié)束 置“ +”標(biāo)志 N Y 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測(cè)試系統(tǒng) 19 SETB CLR SETB LCALL DELAY SETB SETB CLR LCALL DELAY DJNZ R5,MAIN1 SETB SETB SETB MOV P0,0FFH SJMP MAIN2 DELAY: MOV R7 ,05H LP8: MOV R6,19H LP7: DJNZ R6,LP7 DJNZ R7,LP8 RET MAIN2: LCALL DISP 。MOV R6,34H 。讀 18B20 CLR C LCALL CONVTEMP LCALL DISP SJMP MAIN2 WRITE:MOV R0,8 。表示負(fù)數(shù)的 LED 亮 MOV A,29H CPL A ADD A,01H MOV 29H,A MOV A,28H CPL A ADDC A,00H MOV 28H,A 。百位數(shù)在 R7 中 MOV A,0AH XCH A,B DIV AB MOV 70H,A 。步驟如下： 第一步：目測(cè)。 動(dòng)態(tài)調(diào)試 動(dòng)態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查。程序運(yùn)行后編輯，查看程序是否有邏輯的錯(cuò)誤。 雖然我只是擔(dān)任這次課程設(shè)計(jì)的部分主要工作 ，負(fù)責(zé)對(duì) DS18B20 進(jìn)行資料的查閱和部分程序編寫。對(duì)于單片機(jī)設(shè)計(jì)，其硬件電路是比較簡(jiǎn)單 的，主要是解決程序設(shè)計(jì)中的問題，而程序設(shè)計(jì)是一個(gè)很靈活的東西，它反映了你解決問題的邏輯思維和創(chuàng)新能力，它才是一個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂所在。實(shí)習(xí)過程中，我深刻的體會(huì)到在設(shè)計(jì)過程中，需要反復(fù)實(shí)踐，其過程很可能相當(dāng)煩瑣，有時(shí)花很長時(shí)間設(shè)計(jì)出來的電路還是需要重做，那時(shí)心中未免有點(diǎn)灰心，有時(shí)還特別想放棄，此時(shí)更加需要靜下心，查找原因。在摸索該如何設(shè)計(jì)電路使之實(shí)現(xiàn)所需功能的過程中，特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，增加了實(shí) 際操作能力。很多子程序是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個(gè)子程序才是關(guān)鍵的問題所在，這需要對(duì)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)很熟悉。在 DS18B20 測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換后，程序總要等待 DS18B20 的返回信號(hào)，一旦 DS18B20 接觸 不好或斷線，當(dāng)程序讀該 DS18B20 時(shí)，將沒有返回信號(hào)，程序?qū)⑾萑胨姥h(huán)。 在偉褔系統(tǒng)中進(jìn)行先獨(dú)立后聯(lián)機(jī)，先分塊后組合，先單步后連續(xù)的方式逐一檢查后無誤方可，并通過仿真系統(tǒng)看結(jié)果是否準(zhǔn)確，若無誤，方可將程序灌輸入 AT89C51 芯片內(nèi)。 由近及遠(yuǎn) 是將信號(hào)流經(jīng)的各器件按照距離單片機(jī)的邏輯距離進(jìn)行由由近及遠(yuǎn)的分層，然后分層調(diào)試。 第二步：用萬用表測(cè)試。71H 中是個(gè)位的 BCD 碼 MOV 72H,27H 。MOV 26H,0BH SJMP TEMPC11 TEMPC1:CLR 。讀 18B20,讀 2 次 ,讀出的數(shù)據(jù) CLR 。顯示 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測(cè)試系統(tǒng) 20 LCALL INIT 。信號(hào)線 LCALL INIT 。 圖 10 主程序流程圖 初始化 調(diào)用顯示子程序 1S 到？ 初次上電 讀出溫度值溫度計(jì)算處理顯示數(shù)據(jù)刷新 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 N Y N Y 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測(cè)試系統(tǒng) 16 顯示電路的框圖 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高顯示位為 0 時(shí)將符號(hào)顯示位移入下一位。