【正文】 認(rèn)為可以掛任意多個DS1820，在實際應(yīng)用中并非如此。第六、七、八個字節(jié)用于內(nèi)部計算。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。省略了存儲用戶定義報警溫度、分辨率參數(shù)的EEPROM，精度降低為177。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V~~，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。C范圍內(nèi),精度為177。而DS18B20是數(shù)字溫度傳感器，并且采用單總線技術(shù)，使該傳感器不但可以直接與單片機I/O口相連，并且只需要一個I/O就可以連接多個溫度傳感器，實現(xiàn)多點溫度測量與控制。單片機最小系統(tǒng)如圖42所示：圖 42 最小系統(tǒng)圖 DS18B20數(shù)字溫度傳感器介紹本部分主要是論證溫度傳感器的選型。調(diào)整RC 常數(shù)會令對驅(qū)動能力產(chǎn)生影響。端口置1 時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平作輸入用。P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位準(zhǔn)雙向I/0 端口。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作，并禁止其它所有部件工作，直到下一個硬件復(fù)位。顯然，AT89S51在性能上比AT89C51要優(yōu)良得多，因為它不但在AT89C51的基礎(chǔ)上增加了許多功能，而且價格基本沒有提高，所以在器件選擇的時候首先排除AT89C51，對于市場上的另外一種比較流行的單片機C8051F，盡管它在性能、功能上都要比AT89S51優(yōu)良很多，但是它的價格是S51的數(shù)倍，本系統(tǒng)使用S51已經(jīng)完全能夠?qū)崿F(xiàn)所需要的功能，基于成本的考慮，放棄C8051F，選擇AT89S51作為本系統(tǒng)的主控單元本部分主要介紹單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計。在8位單片機中又以MCS－51系列單片機及其兼容機所占的份額最大。20世紀(jì)80年代末至90年代初，我國在工業(yè)控制領(lǐng)域開始轉(zhuǎn)向使用Intel公司生產(chǎn)的MCS51。硬件系統(tǒng)所需要完成的功能是將溫度傳感器DS18B20采集到的溫度信號，輸送到AT89S51單片機的I/O口，然后把單片機數(shù)據(jù)處理后的結(jié)果，送至JDL162A進(jìn)行顯示。不足之處在于其價格比較昂貴，驅(qū)動程序編寫比較復(fù)雜。電子設(shè)計中常用的輸出顯示設(shè)備有兩種：數(shù)碼管和LCD。 ℃177。為消除引線電阻的影響，一般采用三線制或四線制。目前廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用產(chǎn)品中。新增的功能之中最具有影響力的就是ISP在線編程功能，這個功能的優(yōu)勢在于，改寫單片機Flash存儲器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離。在多數(shù)電子設(shè)計當(dāng)中，基于性價比的考慮，8位單片機仍是首選。單片機是整個系統(tǒng)的控制核心及數(shù)據(jù)處理核心。溫度采集系統(tǒng)是在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。單片機的特點是體積較小，也就是其集成特性，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是普通計算機系統(tǒng)的簡化，增加一些外圍電路，就能夠組成一個完整的小系統(tǒng)，單片機具有很強的可擴展性。隨著溫度檢測理論和技術(shù)的不斷更新, 溫度傳感器的種類也越來越多，在微機系統(tǒng)中使用的傳感器，必須是能夠?qū)⒎请娏哭D(zhuǎn)換成電量的傳感器，目前常用的有熱電偶傳感器、熱電阻傳感器和半導(dǎo)體集成傳感器等，每種傳感器根據(jù)其自身特性，都有它自己的應(yīng)用領(lǐng)域。將計算機做在一個芯片上，從而開創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展的單片機時代。 人機交互及串口通信：人機交換的目的是為了提高系統(tǒng)的可用性和實用性。MCS－51的硬件結(jié)構(gòu)決定了其指令系統(tǒng)不會發(fā)生變化，設(shè)計人員可以很容易的對不同公司的單片機產(chǎn)品進(jìn)行選型，他們只需將重點放在芯片內(nèi)部資源的比較上。本部分主要是論證溫度傳感器的選型。熱電阻傳感器是中低溫區(qū)最常用的一種溫度傳感器。這種傳感器輸出線性好、精度高，而且可以把傳感器驅(qū)動電路、信號處理電路等，與溫度傳感器部分集成在同一硅片上，體積小，使用方便，應(yīng)用比較廣泛的有AD590等。而DS18B20是數(shù)字溫度傳感器，并且采用單總線技術(shù)，使該傳感器不但可以直接與單片機I/O口相連，并且只需要一個I/O就可以連接多個溫度傳感器，實現(xiàn)多點溫度測量與控制。并且當(dāng)硬件電路設(shè)計好之后，系統(tǒng)顯示能力基本也被確定，系統(tǒng)顯示能力的擴展受到了限制。這樣可以大大提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度，還可以方便的對單片機進(jìn)行控制。表41系統(tǒng)硬件清單器件名稱數(shù)量AT89S51單片機1個74HC573鎖存器2個LED發(fā)光二級管8個蜂鳴器1個獨立鍵盤5個液晶顯示屏1個三極管1個DS18B201個MAX233串口芯片1個電容若干電阻若干導(dǎo)線若干軟件有：windows操作系統(tǒng)、 keil軟件和串口調(diào)試助手等軟件組成。因而，整個應(yīng)用系統(tǒng)不需要擴展，而體積變小、可靠性增高，使單片機成為真正意義上的單片機系統(tǒng)單片機是隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)極其發(fā)展，將計算機的CPU，RAM，ROM，定時/計數(shù)器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成了芯片級的計算機，因此單片機早期的含義稱為單片微型計算機(single chipmicroputer).它擁有優(yōu)異的性價比、集成度高、體積小、可靠性高、控制功能強、低電壓、工業(yè)檢測控制、機電一體化等方面,:（1）最小應(yīng)用系統(tǒng)是指能維持單片機運行的最簡單配置的系統(tǒng)。Atmel公司目前已經(jīng)停止了AT89C51生產(chǎn)，51單片機必須加上ISP功能才能更好延續(xù)MCS51 的傳奇，AT89S51就是在這樣的背景下誕生的，目前AT89S51已經(jīng)成為了實際應(yīng)用市場上的新寵兒。小系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基石。在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時，P0口是分時轉(zhuǎn)換的地址(低8 位)/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。對內(nèi)部Flash 程序存儲器編程時，接收高8 位地址和控制信息。P3口引腳的第二功能，如表42所示：表42 P3口引腳第二功能P3口引腳 第二功能串行通信輸入（RXD）串行通信輸出（TXD）外部中斷0（ INT0）外部中斷1（INT1）定時器0 輸入(T0)定時器1 輸入(T1)外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通復(fù)位電路：計算機在啟動運行的時候都需要復(fù)位，使中央處理器CPU和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并且從這個初始狀態(tài)開始工作。瓷片電容的取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小及振蕩電路的起振速度都有一定的影響。數(shù)字溫度傳感器，更因適合與各種微處理器的I/O接口相連接，組成自動溫度控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)克服了模擬傳感器與微處理器接口時需要信號調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換器的弊端，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、電子測溫、醫(yī)療儀器等各種溫度控制系統(tǒng)中，數(shù)字溫度傳感器中比較有代表性的DS18B20等。Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。DS1822的精度較差為177。176。繼“一線總線”的早期產(chǎn)品后，DS1820開辟了溫度傳感器技術(shù)的新概念。表44 DS18B20內(nèi)部溫度表示形式bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1Bit0LS Byte2322212021222324bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1Bit0LS ByteSSSSS262524這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲在18B20的兩個8比特的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于0，這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1。在DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動。試驗中，當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過50m時，讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。C64 位ROM和單線接口高速緩存存儲器與控制邏輯溫度傳感器高溫觸發(fā)器TH低溫觸發(fā)器TL配置寄存器8位CRC發(fā)生器Vdd 圖43DS18B20內(nèi)部內(nèi)部邏輯圖 DS18B20讀寫時序主機使用時間隙(time slots)來讀寫 DSl820 的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位。 //延時46us presence = DQ。 i){ DQ = 0。for (i=8。}，見表48表48存儲器操作命令指令約定代碼功能讀ROM33H讀取DS18B20ROM中的編碼（64位地址）符合ROM55H發(fā)出命令后，接著發(fā)出64位ROM編碼，訪問單總線上與該編碼相同的DS18B20，使之做出反應(yīng)，為下一步讀寫作準(zhǔn)備。另一種是寄生電源供電方式，如圖4 所示單片機端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個MOSFET管來完成對總線的上拉。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。在RS232C標(biāo)準(zhǔn)中，收發(fā)信號中的“0”為＋3V～＋15V，“1”為－3V～－15V，但單片機采用的是正邏輯的TTL電平，所以需要通過專用芯片MAX232C實現(xiàn)EIA電平與TTL電平轉(zhuǎn)換。一般而言，人機交互是由系統(tǒng)配置的外部設(shè)備來完成，其實現(xiàn)方式有兩種：一種是由MCU 的I/O口驅(qū)動專用芯片實現(xiàn)，如鍵盤顯示控制芯片，串行數(shù)據(jù)傳輸數(shù)碼顯示驅(qū)動芯片等，來實現(xiàn)人機交互功能。非編碼鍵盤：只簡單地提供鍵盤的行列與矩陣，其他操作如按鍵的識別，決定按鍵的讀數(shù)等都靠軟件完成，故硬件設(shè)計較為簡單，但占用CPU較多時間，非編碼鍵盤有：獨立式按鍵結(jié)構(gòu)、矩陣式按鍵結(jié)構(gòu)兩種。當(dāng)輸入口線內(nèi)部已有上拉電阻，外電路的上拉電阻可省去。第3腳：為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K歐姆的電位器來調(diào)整對比度。 本設(shè)計采用RS232串行接口來完成單片機與PC機的數(shù)據(jù)傳輸。本設(shè)計中所采用的直流穩(wěn)壓電路如圖38所示，其中7805起到電壓變化作用。DS18B20復(fù)位命令跳過ROM命令溫度轉(zhuǎn)換開始命令結(jié)束圖54溫度轉(zhuǎn)換子程序流程此程序?qū)AM中讀取值進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換運算并進(jìn)行正負(fù)判定流程，見圖45。//不帶小數(shù)點編碼。j++)。 //DS18B20 初始化 DS=0。 DS=0。 return (dat)。 //將一個字節(jié)數(shù)據(jù)返回}void tmpwritebyte(uchar dat) //寫一個字節(jié)到 DS18B20 里{ int i。 if(testb) // 寫 1 部分 { DS=0。while(i0)i。 //發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令}int tmp() //獲得溫度{ float tt。 temp=b。 return temp。 ser=temp1/10。A1=temp1/1000。dula=1。wela=0。P1=0x00。wela=0。P1=0x08。A4=temp1%10。wela=1。dula=0。P1=table1[A3]。wela=1。delay(2)。P1=0x01。dula=1。wela=0。}}void main() //主函數(shù){ uchar a。硬件調(diào)試主要包括溫度采集單元的調(diào)試、單片機小系統(tǒng)調(diào)試、人機交互調(diào)試、電源系統(tǒng)單元調(diào)試及控制執(zhí)行調(diào)試五部分。系統(tǒng)上電后，~，對應(yīng)于按鍵K1~K4的狀態(tài)。通過按鍵掃描，獲取鍵值。第七章：附錄附錄1：系統(tǒng)原理圖附錄2附圖2 系統(tǒng)PCB圖附錄3附圖3 三維效果圖附錄4 附圖4 實物圖結(jié)論本文介紹了一種基于AT89S51單片機的溫度采集系統(tǒng)設(shè)計，采用單總線數(shù)字傳感器DS18B20，對環(huán)境溫度信號進(jìn)行采集，并將采集到的溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送到單片機進(jìn)行處理，用LCD對當(dāng)前溫度信號值進(jìn)行顯示。本次用單片機設(shè)計的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)終于完成了，在本次設(shè)計中,從采集元件,軟件設(shè)計,硬件焊結(jié),外觀到論文的編寫都是先查閱了大量資料,后確定,再經(jīng)老師指導(dǎo),最后經(jīng)過多天的不斷努力才完成的。韓老師精湛的專業(yè)知識、耐心的工作態(tài)度和真誠的待人風(fēng)格給我留下了非常深刻的印象，對我以后的工作和生活將產(chǎn)生很大的