【正文】 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)生很大的影響。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(shí)物圖結(jié)論本文介紹了一種基于AT89S51單片機(jī)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(jī)進(jìn)行處理，用LCD對當(dāng)前溫度信號值進(jìn)行顯示。系統(tǒng)上電后，~，對應(yīng)于按鍵K1~K4的狀態(tài)。}}void main() //主函數(shù){ uchar a。dula=1。delay(2)。P1=table1[A3]。wela=1。P1=0x08。P1=0x00。dula=1。 ser=temp1/10。 temp=b。while(i0)i。 //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。 DS=0。j++)。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(yùn)算并進(jìn)行正負(fù)判定流程，見圖45。 本設(shè)計采用RS232串行接口來完成單片機(jī)與PC機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。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。一般而言，人機(jī)交互是由系統(tǒng)配置的外部設(shè)備來完成，其實(shí)現(xiàn)方式有兩種：一種是由MCU 的I/O口驅(qū)動專用芯片實(shí)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(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)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(jī)需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。}，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。 i){ DQ = 0。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(jī)使用時間隙(time slots)來讀寫 DSl820 的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位。在DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動。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。DS1822的精度較差為177。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。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(jī)在啟動運(yùn)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。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。Atmel公司目前已經(jīng)停止了AT89C51生產(chǎn)，51單片機(jī)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(shí)際應(yīng)用市場上的新寵兒。表41系統(tǒng)硬件清單器件名稱數(shù)量AT89S51單片機(jī)1個74HC573鎖存器2個LED發(fā)光二級管8個蜂鳴器1個獨(dú)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。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(kuò)展受到了限制。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。本部分主要是論證溫度傳感器的選型。 人機(jī)交互及串口通信：人機(jī)交換的目的是為了提高系統(tǒng)的可用性和實(shí)用性。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(jī)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。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。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(jī)仍是首選。目前廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用產(chǎn)品中。 ℃177。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。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。顯然，AT89S51在性能上比AT89C51要優(yōu)良得多，因?yàn)樗坏贏T89C51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(jī)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(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計。P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位準(zhǔn)雙向I/0 端口。調(diào)整RC 常數(shù)會令對驅(qū)動能力產(chǎn)生影響。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(jī)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(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度測量與控制。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。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(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。(2)在DS1820的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個DS1820，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。 //單片機(jī)將DQ拉低,發(fā)出復(fù)位脈沖（要求480us~960us) Delay(70)。 dat=1。復(fù)制暫存器48H將RAM中的第4字節(jié)內(nèi)容寫到EEPRAM中。 串口通信串行通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是：數(shù)據(jù)按位進(jìn)行傳送，最少只需要一根傳輸線即可完成通信，所以通信成本低，但是速度慢，串行通信又有串行異步通信和串行同步通信兩種方式，在單片機(jī)中使用的串行通信都是異步方式。編碼鍵盤：由硬件邏輯電路完成必要的鍵識別工作與可靠性措施。在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中，LCD得到越來越廣泛的應(yīng)用。這種集成穩(wěn)壓器只有輸入、輸出和公共引出端三個端口，故稱為三端穩(wěn)壓器。 // sign of the result positive or negativesbit dula=P2^6。 TL1 = 0xFd。 dat=DS。j++) { testb=datamp。 //初始化 DS18B20 delay(1)。 //得到真實(shí)十進(jìn)制溫度值，因?yàn)?DS18B20 //可以精確到 度，所以讀回數(shù)據(jù)的最低位代表的是 // 度。}if(ser30){P0=0xff。delay(8)。dula=0。}else if(temp1=1000){A1=temp1/1000。wela=0。wela=0。P1=table[A2]。delay(8)。a) { display(tmp())。包括溫度信號采集程序、人機(jī)交互程序、數(shù)據(jù)處理程序等部分。由于時間比較緊，本設(shè)計雖然基本完成了預(yù)期的目標(biāo)，但是設(shè)計成果并不是很完美，還存在很多問題：未對溫度數(shù)值統(tǒng)計處理、存儲及沒有采用多次采集結(jié)果取平均值的方法，來提高溫度值的準(zhǔn)確度。在此，謹(jǐn)向韓老師的培育之恩表示最深的謝意!感謝其他多位老師對我學(xué)習(xí)和設(shè)計所給予的支持和幫助。在軟件開發(fā)過程中掌握了一些技術(shù)難題的解決方法和技巧，鞏固和加深了所學(xué)知識的理解，能夠把所學(xué)的知識與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)了認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，為以后開發(fā)軟件積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，提高了分析問題和解決問題的能力。由于LCD調(diào)試比較復(fù)雜，所以首先完成使用單片機(jī)控制LCD顯示一個字母，調(diào)試流程圖如圖62所示：LCD初始化把1的字符代碼31H送入A把A中內(nèi)容送到數(shù)據(jù)端口把數(shù)據(jù)寫入LCD返 回開 始 圖62 LCD調(diào)試框圖溫度傳感器的調(diào)試，是本設(shè)計最為重要的一部分，首先要證明數(shù)字溫度傳感器沒有燒毀，能不能正常工作，最常用的方法就是通過讀取數(shù)字溫度傳感器的序列號來檢驗(yàn)數(shù)字溫度傳感器是否能夠正常工作。通過測量輸出口的電壓值，根據(jù)檢測輸出口的電壓，不斷修改電路設(shè)計，完成電源系統(tǒng)部分調(diào)試。dula=0。delay(8)。dula=1。wela=0。wela=0。wela=1。dula=0。A4=temp1%10。 delay(1)。 delay(1)。 DS=1。 for(i=1。 DS=1。void delay(uint x) //delay{ uchar i,j。另外，還可以接一個400歐姆的電阻和一個發(fā)光二極管，目的是為了檢測電路是否通電。當(dāng)RS和RW共同為低電平時，可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時，可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。無按鍵，行線處于高電平狀態(tài)，有鍵按下，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。10V電壓，尤其適用于沒有177。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。 // 給脈沖信號 dat=1。 return(presence)。因此，在用DS1820進(jìn)行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。暫存存儲器包含了8個連續(xù)字節(jié)，前兩個字節(jié)是測得的溫度信息，第一個字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第二個字節(jié)是溫度的高八位。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電依然保存。C__+125176。電容取30PF 左右。P3是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位準(zhǔn)雙向I/0 端口。4K字節(jié)可系統(tǒng)編程的Flash程序存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，看門狗(WDT)，兩個數(shù)據(jù)指針，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。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(jī)仍是首選。 溫度測量準(zhǔn)確，所以對溫度值可以進(jìn)行準(zhǔn)確的溫度轉(zhuǎn)換。按鍵能夠成為最普遍的輸入設(shè)備，主要是其具備了以下幾個優(yōu)點(diǎn)：工作原理、硬件電路連接簡單、操作實(shí)用性強(qiáng)、價格便宜，程序編寫簡單。從熱電阻的測溫原理可以知道，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來表現(xiàn)的。89S51在工藝上進(jìn)行了改進(jìn)， mm新工藝，不但降低成本了，而且增加了功能，提升了單片機(jī)性能，提高了市場競爭力。本系統(tǒng)由單片機(jī)、溫度信號采集與A/D轉(zhuǎn)換、人機(jī)交互、電源系統(tǒng)單元、通信單元五部分組成，功能模塊具體實(shí)現(xiàn)的器件的不同，將直接影響整個系統(tǒng)的性能及成本，為了達(dá)到高效、實(shí)用的目的，在