【正文】 測(cè)量溫度值顯示出來(lái)還能夠設(shè)定溫度上下限進(jìn)行監(jiān)控，若溫度高于設(shè)定上限值或低于下限值，則報(bào)警電路將進(jìn)行報(bào)警。延時(shí)函數(shù)用 define dm P0 //段碼輸出口 define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit DQ=P1^7。 //溫度加 sbit dec=P1^6。 uchar tt=0。t0。L4=1。L2=1。w3=1。 delay(6)。i) { DQ=1。 //5 us DQ=valamp。 for(i=8。 _nop_()。 //4 us if(DQ)value|=0x80。 //發(fā)轉(zhuǎn)換命令 ow_reset()。 //延時(shí) 66 us } DQ=1。 _nop_()。i) { DQ=1。 //最低位移出 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 37 delay(6)。 _nop_()。 //presence=0 復(fù)位成功 ,繼續(xù)下一步 } delay(45)。 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 36 while(presence) { while(presence) { DQ=1。L1=0。L3=0。 } void scan() { int j。 uchar code ditab[16]={0x00,0x01,0x01,0x02, //溫度小數(shù)部分用查表法 0x03,0x03,0x04,0x04, 0x05,0x06,0x06,0x07, 0x08,0x08,0x09,0x09}。 //顯示當(dāng)前溫度和設(shè)置溫度的標(biāo)志位為 0 時(shí)顯示當(dāng)前溫度 uint h。 //數(shù)碼管 1 sbit L2=P2^1。以 DS18B20 為主要測(cè)溫元件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度值。 STC89C52 與 AT89C52 都屬于 51 系列的單片機(jī)，他們是兼容的，所以 Protues 中沒有 STC89C52 芯片，就由 AT89C52 芯片代替。 圖 計(jì)算溫度子程序流程圖 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 27 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)分離后的溫度顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)標(biāo)志位位為 1時(shí)將符號(hào)顯示位移入第一位。信號(hào)分為兩類 : 一類是 DTE 與 DCE 交換的信息 —— TxD 和 RxD。 傳輸距離短的另一原因是 RS232C 屬單端信號(hào)傳送 , 存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問(wèn)題。 RS232C 主要用于定義計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一些數(shù)據(jù)終端設(shè)備 (DTE)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)之間接口的電氣特性。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。這種拷貝操作在 DS18B20 上電時(shí)自動(dòng)執(zhí)行，這樣一上電暫存器里馬上存在有效的數(shù)據(jù)了。 （ 8） Copy Scratchpad[48H] 這個(gè)命令把暫存器的內(nèi)容拷貝到 DS18B20 的 E2 ROM 存儲(chǔ)器里，即把溫度報(bào)警觸發(fā)器字節(jié)存入非易失性存儲(chǔ)器里。然而，只有在最近一次測(cè)溫后遇到符合報(bào)警條件的情況， DS18B20 才會(huì)響應(yīng)這條命令。所有和 64位 ROM 序列不匹配的從機(jī)都將等待復(fù)位脈沖。每個(gè)讀周期最短的持續(xù)期為 60us,各個(gè)讀周期之間也必須有 1us 以上的高電平恢復(fù)期。 表 37 DS18B20 暫存寄存器分布 寄存器內(nèi)容 字節(jié)地址 溫 度值低位 （ LS Byte） 0 溫度值高位 （ MS Byte） 1 高溫限值（ TH） 2 低溫限值（ TL） 3 配置寄存器 4 保留 5 保留 6 保留 7 CRC 校驗(yàn)值 8 DS18B20 的工作時(shí)序 DS18B20 的一線工作協(xié)議流程是：初始化→ ROM 操作指令→存儲(chǔ)器操作指令→數(shù)據(jù)傳輸。 表 34 DS18B20 溫度值格式表 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 LS Byte 23 22 21 20 21? 22? 23? 24? bit15 bit14 bit13 bit12 bit11 bit10 bit9 bit8 MS Byte S S S S S 26 25 24 （ 2） 高低溫報(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存 RAM和 一個(gè)非易失性的可電擦除的 EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、 TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。 DS18B20 溫度值格式表 44如下所示。 I/O C VDD 圖 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 DS18B20 的管腳排列 64 位ROM和單線接 口 高速緩存 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器和控制器 8 位 CRC 生成器 溫度傳感器 低溫觸發(fā)器 TL 高溫觸發(fā)器 TH 配置寄存器 電源檢測(cè) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 14 表 33 DS18B20 引腳定義： 序號(hào) 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號(hào) 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。 （ 4） 測(cè) 溫范圍－ 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10℃ ～ +85℃ 時(shí)精度為 177。 復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位 和 按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從0000H 單元開始執(zhí)行程序。晶體振蕩頻率可以在 ～ 12MHz 之間選擇，電容值在 5～ 30pF 之間選擇，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用。 引腳功能 STC89C52RC 芯片的引腳圖如圖 所示 : 圖 STC89C52 引腳圖 STC89C52RC 的引腳功能如下： ① 主電源引腳（ 2根） VCC(Pin40)：電源輸入，接＋ 5V電源 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 9 GND(Pin20)：接地線 ②外接晶振引腳（ 2根） XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 ③控制引腳（ 4根） RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。同時(shí)還可以進(jìn)行上、 下限溫度單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 7 的設(shè)定和報(bào)警等。方案二可以只用一根線實(shí)現(xiàn)信號(hào)的雙向傳輸，具有接口簡(jiǎn)單容易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)， DS18B20 可以直接溫度轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號(hào)，供單片機(jī)進(jìn)行處理，具有低功耗、商性能、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 4. 可以設(shè)定溫度的上下限報(bào)警功能。而且可導(dǎo)致建立新型工業(yè)，是 21 世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的。集成傳感器是采用硅半導(dǎo) 體集成工藝制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 溫度計(jì)在國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溫度計(jì)來(lái)講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國(guó)、德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家相比，仍然有著較大的差距。然而所采用的測(cè)溫元件和測(cè)量方法也不相同；產(chǎn)品的工藝不同，控制溫度的精度也不相同。單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 1 信息工程學(xué)院 《單片機(jī)原理與外圍電路》課程論文 題目： 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 姓名： 金鑫 學(xué)號(hào)： 50112113 班級(jí)： 計(jì)算機(jī) 153 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 2 摘要： 隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研、各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù) , 本 文主要介紹了一個(gè)基于 89S51 單片機(jī)的測(cè)溫系統(tǒng)，詳細(xì)描述了利用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 開發(fā)測(cè)溫系統(tǒng)的過(guò)程，重點(diǎn)對(duì)傳感器在單片機(jī)下的硬件連接，軟件編程以及各模塊系統(tǒng)流程進(jìn)行了詳盡分析，對(duì)各部分的電路也一一進(jìn)行了介紹 ,該系統(tǒng)可以方便的實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)溫度采集和顯示，并可根據(jù)需要任意設(shè)定上下限報(bào)警溫度，它使用起來(lái)相當(dāng)方便，具有精度高、量程寬、靈敏度高、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，適合于我們?nèi)粘Ｉ詈凸ぁ⑥r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫度測(cè)量，也可以當(dāng)作溫度處理模塊嵌入其它系統(tǒng)中，作為其他主系統(tǒng)的輔助擴(kuò)展。 溫度是工業(yè)對(duì)象中的一個(gè)重要的被控參數(shù)。單片機(jī)具有集成度高，通用性好，功能強(qiáng)，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和 使用方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。 ② 模擬集成溫度傳感器 /控制器。近年來(lái)溫度計(jì)正處在傳統(tǒng)型向新型溫度計(jì)轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段，新型溫度計(jì)的特點(diǎn)是微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化，他不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造。 3. LED 液晶顯示。 從以上兩種方案很容易看出方案二電路比較簡(jiǎn) 單，軟件設(shè)計(jì)容易實(shí)現(xiàn)，故實(shí)本設(shè)計(jì)中采用方案二。測(cè)溫范圍從 55～ + 125 ℃ , 還可以讀內(nèi)部計(jì)數(shù)器 ,獲得較高的分辨率。該器件采用 ATMEL 搞密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。 （ a）內(nèi)部方式時(shí)鐘電路 （ b）外部方式 時(shí)鐘電路 圖 時(shí)鐘電路 （ 1）復(fù)位操作 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào) (RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。 （ 3） DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) 。 DS18B20 外形及管腳排列如圖 和表 33 所示。 ROM 的 作 用 是 使 每 一 個(gè) DS18B20 都 各 不 相 同 ， DS18B20 中的溫度傳感器完成對(duì)溫度的測(cè)量，用 16 位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB 形式表達(dá)，其中 S 為符號(hào)位。 例如＋ ℃的數(shù)字輸出為 0191H，－℃的數(shù)字輸出為 FF6FH。高速暫存器 RAM 結(jié)構(gòu)圖如下表 37所示 。主機(jī)在讀時(shí)間片下降沿之后 15us 內(nèi)完成讀位。只有和 64 位 ROM 序列完全匹配的 DS18B20 才能響應(yīng)隨后的存儲(chǔ)器操作。 （ 5） Alarm Search [0ECH] 這條命令的流程和 Search ROM 相同。如果不想讀完所有字節(jié)，控制器可以在任何時(shí)刻發(fā)出復(fù)位命令來(lái)中止讀取。 （ 10） Read E2 [0B8H] 這條命令把 觸發(fā)器里的值拷貝回暫存器。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。 RS表示 Remended Standard, 232 是該標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識(shí) , C 表示最后一次單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 21 修訂。 例如 , 采用 150 pF/m的通信電纜時(shí) , 最大通信距離為 15 m, 若每米電纜的電容量減小 , 則通信距離可以增加。 除了速率低之外兩信道無(wú)異 , 但輔助信道通常很少使用。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如圖 所示： 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 26 圖 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖 計(jì)算溫度子程序 計(jì)算溫度子程序?qū)?RAM 中讀取值進(jìn)行 BCD 碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定，其程序流程圖如圖 所示。溫度傳感器的仿真效果圖如圖 所示，此圖驗(yàn)證了傳感器的溫度與數(shù)碼管顯示的數(shù)字一致。 硬件方面：本設(shè)計(jì)采用的是 STC89C52 單片機(jī)為核心的數(shù)字溫度計(jì)，包含了利用溫度傳感器 DS18B20 的測(cè)溫電 路、外接鍵盤、顯示電路、繼報(bào)警電路、復(fù)位電路和晶振電路。 //溫度輸入口 sbit L1=P2^0。 //溫度減 int temp1=0。 uchar scale。t)。//小數(shù) case 1: dm=table_dm1[display[1]]。//十位 case 3: dm=table_dm[display[3]]。} } } } ow_reset(void) //DS18B20 復(fù)位函數(shù) { char presence=1。 //6 us presence=DQ。_nop_()。0x01。i0。 _nop_()。 delay(6)。 de