【正文】 300MAL1C3 100UF/16V2 31J6 POWERVCCVCCGND1VCC2VL3RS4R/W5E6D07D18D29D310D411D512D613D714BLA15BLK16J4 LCD1602D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7GND VCCRS WR ENQ1 8550LS1SPKL0 L1 L2 L3 H0 H1 H2 H3RSTX1 X2VCCP15P16P17TEMPLED1LED2D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7WR RSD0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7GND VCCRSWR ENSPKR2 10KR3 10VLVLBIABIAEN
。他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?治學(xué)態(tài)度和踏實(shí)的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，是我學(xué)習(xí)的榜樣。 經(jīng)過這一次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)了不少的知識(shí)，學(xué)會(huì)了怎樣查閱資料和利用工具書，以及熟練地使用 PROTEUS 仿真軟件和 KEIL 開發(fā)工具。 本次設(shè)計(jì)的基于 DS18B20 的多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)是一種分布式的溫度測(cè)量系統(tǒng)，它可以遠(yuǎn)程對(duì)溫度實(shí)現(xiàn)測(cè)量和監(jiān)控，廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)、煤礦、森林、火災(zāi)、高層建筑等場(chǎng)合。并記錄各點(diǎn)溫度值，與實(shí)際溫度值比較，得出系統(tǒng)的溫度指標(biāo)。 ④ 移開焊絲，當(dāng)焊絲熔化一定量后，立即向左上 45 度方向移開焊絲。其中鍍錫有以下工藝要求： ① 待鍍表面應(yīng)該清潔。 ④ 在安裝元器件時(shí)應(yīng)與焊接同步進(jìn)行操作。在此過程中，我總是不能一下子就能分別出它的三個(gè)極，要經(jīng)過反復(fù)的測(cè)量，才確定它的三個(gè)極。 ③ 二 極管：在此裝置中要用到發(fā)光二極管，對(duì)于發(fā)光二極管一般引腳長(zhǎng)的那端為正極，引腳短的那端為負(fù)極。 30 第 5 章 元器件安裝及調(diào)試 元器件安裝 （ 1）在安裝元件前要先認(rèn)識(shí)和檢測(cè)元件，一些常見元件的認(rèn)識(shí)與檢測(cè)如下： ① 電容：電容在這里用到的是瓷片電容和電解電容，其外圍上面都有標(biāo)記，我們只需檢測(cè)其好壞。 DSl8B20 的存儲(chǔ)器由兩部分組成：一個(gè)是 9 字節(jié)的靜態(tài) RAM，其中第 0 和第 1 字節(jié)用于存儲(chǔ) 16 位的溫度轉(zhuǎn)換值，第2(高溫限 TH)和第 3 字節(jié) (低溫限 TL)作為溫度報(bào)警限值或通用存儲(chǔ)器單元供用戶使用；另一個(gè)是非易失性的 E178。 (7)進(jìn)行 CRC 校驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理后送 LCD 顯示器顯示。由于采取公用的放大電路和 A/D 轉(zhuǎn)換器只能逐一轉(zhuǎn)換，顯然通道數(shù)越多這種省時(shí)效應(yīng)就越明顯。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高 電平表示有游標(biāo)，低電平表示無游標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 ； 指令 5：光標(biāo)或顯示移位元 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo) ； 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F:低電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5x10 的點(diǎn)陣字符 ； 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置 ； 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置 ； 指令 9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙 ； 指令 10：寫數(shù)據(jù) ； 指令 11：讀數(shù)據(jù) ； 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效?？刂破鬟€常含有內(nèi)部 ASCII 字符庫(kù)，或可外 擴(kuò)的大容量漢字庫(kù)。若有鍵按下，則進(jìn)而辨別哪一行有鍵按下，確定按鍵位置。方法是等鍵釋放后再把鍵值作有效處理。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。矩陣鍵盤又稱行列式鍵盤，這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能夠有效的提高單片機(jī)系統(tǒng)中 I/O 口的利用率。第 5 字節(jié)是配置寄存器 ,如表 所示 ,該寄存器用于對(duì)溫度轉(zhuǎn)換值的分辨率進(jìn)行設(shè)置。 根據(jù)溫度的計(jì)算方法如下 : S S S S S = 11111 b 溫度值 : T = [ (MSB and 7) 256 + LSB] ℃ SSSSS = 00000 b 溫度值 : T = [ (256 MSB) 256 LSB] ℃ 如果 ,存儲(chǔ)器高位寄存器 MS 的 S S S S S 均為 1 ,則被測(cè)溫度為正值 ,用上面第 1 個(gè)公式來計(jì)算溫度。s 內(nèi)有效，因此主機(jī)必須在讀時(shí)序開始后的 15181。s，且在兩次獨(dú)立的讀時(shí)序之間至少需要 1181。s）。主機(jī)在寫 1 時(shí)序向 DS18B20 寫入邏輯1，而在寫 0 時(shí)序向 DS18B20 寫入邏輯 0。s，通過拉低總線60181。除了應(yīng)答脈沖所有這些 信號(hào)都由主機(jī)發(fā)出同步信號(hào)。由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和跟在其后的由 DS18B20 發(fā)出的應(yīng)答脈沖構(gòu)成。 這 是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在 18B20 的兩個(gè) 8 比特的 RAM中，二進(jìn)制中的前面 5 位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測(cè) 13 到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測(cè)到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實(shí)際溫度。暫存器還提供一字節(jié)的上線警報(bào)觸發(fā)（ TH）和下線警報(bào)觸發(fā)（ TL）寄存器（ 2 和 3 字節(jié)），和一字節(jié)的配置寄存器（ 4 字節(jié)），使用者可以通過配置寄存器來設(shè)置溫度轉(zhuǎn)換的精度。 ? 在 DS18B20 中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無二的序列號(hào)。只要程序長(zhǎng)度小于 4K，四個(gè) I/O 口全部提供給用戶?？捎?5V 電壓編程 ,而且擦寫時(shí)間僅需 10 毫秒，僅為 8751/87C51 的 擦 除 時(shí) 間 的 百 分 之 一 , 與8751/87C51 的 12V電壓擦寫相比，不易損壞器件，沒有兩種電源的要 求，改寫時(shí)不拔下芯片，適合許多嵌入式控制領(lǐng)域。 (4)在 DS18 20 測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向 DS1820 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待 DS1820 的返回信號(hào)，一旦某個(gè) DS1820 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該 DS1820 時(shí)，將沒有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。系統(tǒng)主要由溫度傳感器電路、液晶顯示 電路、鍵盤電路、報(bào)警電路組成， 電路原理圖 如附錄一 所示。如圖 12 所示 圖 12 方案二溫度測(cè)量系統(tǒng)方案框 溫度傳感器 溫度傳感器 溫度傳感器 溫度傳感器 單片機(jī) 4 4 鍵盤 LCD 液晶 顯示電路 報(bào)警電路 單片機(jī)LCD顯示模塊集成功放 報(bào)警器鍵盤模塊AD 轉(zhuǎn)換運(yùn)算放大器 模擬溫度傳感器 7 方案論證 方案一采用模擬溫度傳感器，轉(zhuǎn)換結(jié)果需要 經(jīng)過運(yùn)算放大器和 AD 轉(zhuǎn)換器傳送給處理器。伴隨著科學(xué)技 術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)有了更高的飛躍，我們現(xiàn)在完全可以運(yùn)用單片機(jī)來代替人工測(cè)量 ,這樣既省時(shí)又省力。 隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，作為各種信息的感知、采集、轉(zhuǎn)換、傳輸相處理的功能器件，溫度傳感器的作用日顯突出，已成為自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)量測(cè)試中不可缺少 的重要技術(shù)工具，其應(yīng)用已遍及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。最后一章中具體論述了系統(tǒng)的調(diào)試軟件及調(diào)試中出現(xiàn)的問題。 1 摘 要 本課題主要介紹基于 AT89C51單片機(jī)和 DS18B20數(shù)字溫度傳感器的多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)。第四章重點(diǎn)剖析了軟件設(shè)計(jì)的過程。其測(cè)量控制一般 使 用各式各樣形態(tài)的溫度傳感器。 隨著電子技術(shù)以及應(yīng)用需求的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的進(jìn)展。顯示電路采用LCD1602 模塊，使用 8550 三極管為中心組成的報(bào)警電路。 8 第 3 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 工作原理 基于單片機(jī)的單總線多點(diǎn)溫度測(cè)控系統(tǒng)以 AT89C51 為中心器件，以 KEIL為系統(tǒng)程序開發(fā)平臺(tái)，用 C 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。當(dāng)單總線上所掛 DS1820超過 8 個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。只要程序長(zhǎng)度小于 4K，四個(gè) I/O 口全部提供給用戶。 AT89C51 可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)的成本。 DS18B20 產(chǎn)品的特點(diǎn) ? 只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信。暫存器包含兩字節(jié)（ 0 和 1 字節(jié)）的溫度寄存器，用于存儲(chǔ)溫度 傳感器的數(shù)字輸出。 ② DS18B20 中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以 12 位轉(zhuǎn)化為例：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。 a．初始化： DS18B20 所有的數(shù)據(jù)交換都由一個(gè)初始化序列開始。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。 ? 寫時(shí)序 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。速暫存存儲(chǔ)器共有 8 個(gè)字節(jié) (byte),每個(gè)字節(jié) 8 位 (bit)。并且該值在掉電后不會(huì)丟失 ,而是記憶其設(shè)定的上下限值。 ①矩陣鍵盤結(jié)構(gòu)： 鍵盤實(shí)際上是一組按鍵開關(guān)的集合，平時(shí)按鍵開關(guān)總是處于斷開狀態(tài)，當(dāng)按 18 下鍵時(shí)它才閉合。矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識(shí)別也要復(fù)雜一些，圖 312 中 ,行線所接的單片機(jī)的 I/O 口作為輸出端，而列線所接的 I/O 口則作為輸入。 d） CPU對(duì)鍵的一次閉合只作一次處理。檢測(cè)其中是否有變?yōu)榈碗娖降男芯€?？刂浦饕峭ㄟ^接口與外界通信、管理內(nèi) /外顯示 RAM，控制驅(qū)動(dòng)器，分配顯示數(shù)據(jù)；驅(qū)動(dòng)主要是根據(jù)控制器要求，驅(qū)動(dòng) LCD 進(jìn)行顯示。高電平表示有效，低電平則無效 ； 指令 4：顯示開關(guān)控制。當(dāng)主機(jī)需要對(duì)眾多在線 DSl8B20 的某一個(gè)進(jìn)行操作時(shí)首先要發(fā)出匹配 ROM 命令 (55H)，緊接著主機(jī)提供 64 位序列 (包括該 DSl8B20 的 48 位序列號(hào) )之后的操作就是針對(duì)該 DSl8B20 的，而所謂跳過ROM 命令即為之后的操作，是對(duì)所有 DSl8B20 的框圖中先有跳過 ROM 即是啟動(dòng)所有 DSl8B20 進(jìn)行溫度變換之后通過匹配 ROM 再逐一地讀回每個(gè) DSl8B20的溫度數(shù)據(jù)在 DSl8B20組成的測(cè)溫系統(tǒng)中主機(jī)在發(fā)出跳過 ROM命令之后再發(fā)出統(tǒng)一的溫度轉(zhuǎn)換啟動(dòng)碼 44H就可以實(shí)現(xiàn)所有 DSl8B20 的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換再經(jīng)過 1s 后就可以用很少的時(shí)間去逐一讀取這種方式，使其 T 值往往小于傳統(tǒng)方式。 (6)發(fā)讀溫度值命令 BEH,讀取溫度值。 （ 1）通過掃描鍵盤讀取鍵值，流程圖如圖 45 所示： 圖 45 鍵盤 掃描程序流程圖 （ 2）設(shè)置報(bào)警上、下限值 DS18B20 設(shè)有溫度上下限報(bào)警功能。PROM 中的溫度報(bào)警限值重新拷貝到靜態(tài) RAM 中。此類電阻前三環(huán)表示有效數(shù)字，第四環(huán)表示倍率，與前四環(huán)距離較大的第五環(huán)表示允許偏差。比較擺動(dòng)度較小的那表筆為集電極 c，剩下的為 e。 ③ 各種元器件的安裝 ,應(yīng)該使它們的標(biāo)記 (用色碼或字符標(biāo)注的數(shù)值 ,精度等 )朝上面或易于是辨認(rèn)的方向 ,并注意標(biāo)記的讀數(shù)方向一致 (從左到右或從上到下 )。鍍錫 實(shí)際上就是液態(tài)焊錫對(duì)被焊金屬表面浸潤(rùn)，形成不 32 同于被焊接金屬又不同于焊錫的結(jié)合層，由這個(gè)結(jié)合層將焊錫于待焊金屬這兩種性能不相同材料牢固連接起來。 ③送入焊絲，焊件的焊接面被加熱 到一定溫度時(shí)，焊錫絲從烙鐵對(duì)面接觸焊件，注意不要把焊絲送到烙鐵頭上。 采用溫度傳感器和溫度計(jì)同時(shí)測(cè)量多點(diǎn)溫度變化情況（取溫度值不同的多點(diǎn)），目測(cè)顯示電路是否正常。 34 總結(jié) 經(jīng)過幾個(gè)月的不斷學(xué)習(xí)和努力，在韓老師的諄諄教導(dǎo)下 ,在其他老師及同學(xué)們的熱心幫助與指導(dǎo)下，基于單片機(jī)的單總線多點(diǎn)溫度測(cè)控系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，基本完成了老 師所規(guī)定的各項(xiàng)工作任務(wù)。通過這件事更加增加了我們的團(tuán)隊(duì)合作能力。在他們的幫助下，我的課題的設(shè)計(jì)任務(wù)得以順利