【正文】 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30(10) 測溫電纜線在這里采用屏蔽 4 雙絞線，其中一對線接地線與信號線，另一組接 Vcc 和地線，屏蔽層在源端點(diǎn)單點(diǎn)接地。在沒有使用校驗(yàn)與糾錯方式時，線路大于 20 米，顯示的溫度常出現(xiàn)大幅度的跳動。下邊對其進(jìn)行討論并給出查表算法。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā) ROM 功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù)。二進(jìn)制數(shù)據(jù)與溫度的對應(yīng)關(guān)系見表 25。重調(diào)EEPRAM0B8H 將 EEPROM 中內(nèi)容恢復(fù)到 RAM 中的第 4 字節(jié)。所有讀時序至少需要 60us，且在 2 次獨(dú)立的讀時序之間至少需要 1us 的恢復(fù)時間。該寄生電源的優(yōu)點(diǎn)：第一，檢測遠(yuǎn)程溫度時無需本地電源；第二，缺少正常電源時也能讀 ROM。當(dāng) DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。(1) DS18B20 的性能特點(diǎn)如下 [9]：1) 獨(dú)特的單線接口僅需要一個端口引腳進(jìn)行通信；2) 多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；3) 無須外部器件；4) 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ～；5) 零待機(jī)功耗；6) 溫度以 3 位數(shù)字顯示；7) 用戶可定義報警設(shè)置；8) 報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；9) 負(fù)電壓特性，電源極性接反時，溫度計(jì)不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。錄音時按下鍵后開始錄音,錄完每段后放開按鍵,錄音停止。由 ISD1420 組成的最小應(yīng)用系統(tǒng)僅包含：一個麥克，喇叭，幾個阻容元件，兩個開關(guān)和電源。主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過 3 個步驟：?初始化；?ROM 操作指令；?存儲器操作指令南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 DS18B20 與單片機(jī)的接口電路我們要求的溫度在一定的范圍內(nèi)為安全溫度，我們設(shè)置的上界溫度為 35℃，當(dāng)測量值在正常范圍內(nèi)時，程序控制 輸出低電平，音頻信號不發(fā)聲，當(dāng)達(dá)到一定的上界或者下界時，報警電路開始工作， 同時為高電平，音頻發(fā)音告警，操作人員觀察音頻發(fā)生器是否發(fā)音，就可知道被測量器件工作是否正常。PORT3（～）：端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個TTL負(fù)載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時計(jì)數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。如果是使?8751 內(nèi)部程序空間時，此引腳要接成高電平。 看門狗（WDT）電路根據(jù)題目要求，充分利用了單片機(jī)靈活控制的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)揮其優(yōu)勢功能，采用單片機(jī)控制顯示信號燈，提高了系統(tǒng)的靈活性，設(shè)置方便。：溫度參數(shù)、溫度檢測和語音報警 溫度參數(shù)基本范圍50℃110℃℃LED 數(shù)碼直讀顯示可以任意設(shè)定溫度的上下限報警功能 溫度檢測通過 DS18B20 傳感器檢測測量溫度，通過 AT89S52 單片機(jī)進(jìn)行控制，通過用 3 位 LED 數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。采用 MCS51 單片機(jī)來對溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。它具有和普通計(jì)算機(jī)類似的、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，通過使用一些科學(xué)的算法，可以獲得很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力[2]。溫度控制失誤就可能引起生產(chǎn)安全、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品產(chǎn)量等一系列問題。比如，農(nóng)業(yè)上土壤各個層面上的溫度將會影響植物的生長；在醫(yī)院的監(jiān)護(hù)中也用到溫度的測量。錄音用S1鍵，放音控制用S2鍵。 （） 。 128x8bit 內(nèi)部 RAM此外在燒錄8751程序代碼時，此引腳會被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。：T0，計(jì)時計(jì)數(shù)器0輸入。無論是在單片機(jī)剛接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。也可作激勵信號單端輸出，外接功率放大器，輸出功率為額定輸出功率的 1/4，約為 120mW左右；（j）采用總線技術(shù)，適于同單片機(jī)接口?？墒撬娜秉c(diǎn)是只能近距離觀測，而且水銀有毒，玻璃管易碎。DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的 E2PRAM。表 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換時間表：R1R0分辨率/位溫度最大轉(zhuǎn)向時間/ms0 0 9 0 1 10 1 0 11 3751 1 12 750表 　一部分溫度對應(yīng)值表溫度/℃ 二進(jìn)制表示 十六進(jìn)制表示+125 0000 0111 1101 000007D0H+85 0000 0101 0101 00000550H+ 0000 0001 1001 00000191H+ 0000 0000 1010 000100A2H+ 0000 0000 0000 00100008H0 0000 0000 0000 10000000H 1111 1111 1111 0000FFF8H 1111 1111 0101 1110FF5EH 1111 1110 0110 1111FE6FH55 1111 1100 1001 FC90H南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1900004) CRC 的產(chǎn)生 在 64 b ROM 的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC） 。復(fù)位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 500 微秒，然后釋放，DS18B20 收到信號后等待 15～60 微秒左右后發(fā)出 60～240 微秒的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號表示復(fù)位成功。單線信號包括復(fù)位脈沖，響應(yīng)脈沖，寫“0” ，寫“1” ，讀“1” 。在 15us 之內(nèi)將所需寫的位送到數(shù)據(jù)線上，在 15us 到 60us 之間對數(shù)據(jù)線進(jìn)行采樣，如果采樣為高電平，就寫 1，如果是低電平，寫 0 就發(fā)生。（2）手工建立傳感器地址與其序列號的關(guān)系表，并將其固化在程序中。下邊將就用軟件對 DS18B20 中數(shù)據(jù)的校驗(yàn)與糾錯進(jìn)行詳細(xì)的討論，并給出了用查表法進(jìn)行校驗(yàn)及糾錯的算法以及實(shí)現(xiàn)這一算法的過程。改進(jìn)算法；直接算法由于循環(huán)次數(shù)較多而且需要的時間很長。 注意事項(xiàng)DS18B20 具有測溫系統(tǒng)簡單，測溫精度高，連接方便，站用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際使用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題：（1）DS18B20 從測溫結(jié)束到將溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量需要一定的轉(zhuǎn)換時間，這是必須保證的，不然會出現(xiàn)轉(zhuǎn)換錯誤的現(xiàn)象，使溫度輸出總是顯示 85。具體軟件流程圖如圖 所示： 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31圖 軟件流程圖南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。（6）當(dāng)不進(jìn)行復(fù)位時，數(shù)據(jù)線保持為低電平時間不超過 60us，否則將產(chǎn)生復(fù)位讀操作。（3）糾錯：如果結(jié)果不為 0，則意味著數(shù)據(jù)錯誤。CRC 發(fā)生器產(chǎn)生的邏輯電路是由移位寄存器或異或門組成，也稱除法邏輯電路。計(jì)數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將55 ℃所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在55 ℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。準(zhǔn)備接受用戶的序列號命令。告警搜索命令0ECH 執(zhí)行后，只有溫度超過設(shè)定上限或是下限的片子做出響應(yīng)。(2) 寫時序 采樣 15~4采樣 15~41主 機(jī) 寫 1時 序主 機(jī) 寫 0時 序圖 寫時序?qū)憰r序包括寫 0 時序和寫 1 時序。電源檢測電路用于判定供電方式。低 5 位一直為１，TM 是工作模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測試模式， Byte0 溫度測量值 LSB（50H）Byte1 溫度測量值 MSB（50H） E2PROMByte2 TH 高溫寄存器 ?? TH 高溫寄存器Byte3 TL 低溫寄存器 ?? TL 低溫寄存器Byte4 配位寄存器 ?? 配位寄存器Byte5 預(yù)留（FFH）Byte6 預(yù)留（0CH）Byte7 預(yù)留（IOH）Byte8 循環(huán)冗余碼校驗(yàn)（CRC）圖 DS18B20 內(nèi)部存儲器結(jié)構(gòu)DS18B20 出廠時該位被設(shè)置為 0，用戶要去改動，R1 和 R0 決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分辨率,如圖 。 DS18B20 性能特點(diǎn)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20 是美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易于與未處理器接口等優(yōu)點(diǎn)，適合于各種溫度測控系統(tǒng)。 芯片工作模式先錄音，能分 160 段(地址為 00H0A0H)。按鍵復(fù)位電路，易掌握，好操作。另一種是寄生電源供電方式，如圖 所示單片機(jī)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。設(shè)計(jì)者必須外加一個鎖存器將端口0送出的地址鎖住成為A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一個完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲器空間。XTAL1：單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。 32 個雙向 I/O 口自動報警主機(jī)的核心器件是單片機(jī)，它是整個系統(tǒng)的心臟，由它來接受報警信號并控制協(xié)調(diào)各功能模塊的正常工作，考慮到系統(tǒng)的功能和經(jīng)濟(jì)性因素，采用的是當(dāng)今流行的性價比比較高的 AT89S52。因此，在生產(chǎn)和生活中要對溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)變化。嵌入式系統(tǒng)雖然起源于微型計(jì)算機(jī)時代，但是微型計(jì)算機(jī)的體積、價位、可靠性，都無法滿足廣大對象對嵌入式系統(tǒng)的要求，因此，嵌入式系統(tǒng)必須走獨(dú)立發(fā)展道路。I 基于 18B20 溫度報警系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄摘要 ...............................................................................................................................IABSTRACT ..................................................................................................................II第一章：緒論 ..............................................................................................................1：課題背景 .........................................................................................................1：溫度檢測與及報警系統(tǒng)的國內(nèi)外狀況 .........................................................1：溫度參數(shù)、溫度檢測和語音報警 .................................................................3 溫度參數(shù) .................................................................................................3 溫度檢測 ...................................................................................................3 語音報警 ...................................................................................................3第二章：系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 ................................................................................4　 單片機(jī)語音溫度報警系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) .........................................................4 系統(tǒng)的基本工作過程 ........................................................................................4第三章：單片機(jī)溫度控制和語音報警系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .................................5 溫度控制和報警主機(jī) ...