【正文】 l DS18B20芯片的測量范圍是125℃～55℃之間，相對而言，測量范圍能夠滿足家庭，對于工業(yè)生產(chǎn)等較高溫度的測量無能為力，希望改善內(nèi)部芯片結(jié)構(gòu)，提高測量范圍。對于DS18B20溫度傳感器，沒有做相應(yīng)的溫度補(bǔ)償，隨著時間的推移，溫度傳感器受環(huán)境的影響，可能測量數(shù)據(jù)不是那么精確可靠。接著進(jìn)行延時。同時設(shè)計外部斷為下降沿觸發(fā)，對報警器與指示燈關(guān)閉。該電路實(shí)現(xiàn)了完整的溫度報警系統(tǒng)。4～14腳正常接入單片機(jī)的I/O端口，一般我們選擇P0端口，來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸【9】。對于EA端口，通常我們會給予其高電平時，表示我們只訪問內(nèi)部程序存儲器。EX0為外部中斷0/INT0的中斷允許位。以下是該單片機(jī)的主要性能參數(shù)：l 具有4K字節(jié)可以用來反復(fù)擦除Flash閃存存儲器，具有100次的擦除周期。該芯片內(nèi)部含有4K byte的可反復(fù)擦除的只讀程序存儲器（PEROM）以及128 byte的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），同時該芯片內(nèi)部還有Flash存儲單元以及8位的中央處理器（CPU），該芯片利用高密度、非易失性存儲等先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MSC51指令系統(tǒng)，其強(qiáng)大的功能對各個場合提供了便利，可靈活的應(yīng)用在各種行業(yè)領(lǐng)域。若N=1，表示雙行都顯示字符；若N=0，表示只需顯示一行字符。l B：光標(biāo)閃爍控制位。（3） VEE：LCD顯示器對比度端口，通過調(diào)節(jié)端口電流大小可以調(diào)節(jié)屏幕的顯示度。其中高位字節(jié)的高5位主要為符號位，當(dāng)S=1時，表示0℃以上，為正值；若S=0時，表示0℃以下，為負(fù)值。目前，市面上存在的1wire數(shù)字式溫度傳感器，具體的有DS18DS182DS18S20等幾款典型的型號，對于它們每款的特性和工作原理都是大同小異，根本上沒有什么區(qū)別，DS18B20具有以下特點(diǎn)【3】。其具有典型代表性的產(chǎn)品型號有AD59AD590和LM135等。當(dāng)實(shí)時的溫度超過用戶提前設(shè)定的報警值界限時，根據(jù)單片機(jī)正在處理的軟件，直接跳轉(zhuǎn)到報警子程序，打開報警驅(qū)動電路，通過揚(yáng)聲器發(fā)出警報，實(shí)現(xiàn)溫度報警的報警功能。同時，該溫度監(jiān)控系統(tǒng)擁有智能的功能，如像人類一樣，擁有自主學(xué)習(xí)的能力，它可以憑借自己以往的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)其控制對象的變化情況的需要，自動監(jiān)控周圍環(huán)境溫度，人性化的調(diào)整合適的監(jiān)控參數(shù)，來達(dá)到最精確化、最佳的控制效果。眾所周知，當(dāng)我們進(jìn)行陶瓷燒烤，制作陶瓷工藝時，必須很精確的控制其燒烤溫度，只要我們控制好其溫度，這樣才能創(chuàng)造出完美的、無瑕疵的藝術(shù)品，一旦溫度控制不佳，將會一件次品；另外當(dāng)我們進(jìn)行釀酒時，同樣也需要對溫度進(jìn)行合理適當(dāng)?shù)目刂疲挥羞@樣，我們才能夠生產(chǎn)出大家公認(rèn)的好酒。目前，相對國內(nèi)而言，人性化、微型化、高精度的溫度監(jiān)控系統(tǒng)以及儀表設(shè)備是國外發(fā)達(dá)國家正在快速發(fā)展的趨勢。對于先進(jìn)的自整定功能，目前國外發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成功研制出許多智能化的產(chǎn)品，但是由于國外技術(shù)的保密性，在加上國內(nèi)開發(fā)工作技術(shù)的落后，沒能成功研發(fā)出一款性能可靠穩(wěn)定的自設(shè)定軟件，對于控制參數(shù)的研究只能來自具有經(jīng)驗(yàn)的工人，通過人工不斷實(shí)驗(yàn)摸索，不斷調(diào)試來獲得。程序設(shè)計簡單，延時時間小，交互性好，功能齊全，用戶能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)溫度上限值或下限值，并且能夠?qū)⒃O(shè)置的報警值清晰的反映在液晶顯示屏LCD1602界面上，同時能夠通過1wire DS18B20數(shù)字式芯片實(shí)現(xiàn)讀取當(dāng)前目標(biāo)實(shí)際的溫度值，并且能夠清晰的顯示在LCD1602界面上，如果采集的實(shí)際溫度超越用戶提前設(shè)定的溫度報警值時，通過調(diào)用報警子程序，實(shí)現(xiàn)溫度報警。第二節(jié) 數(shù)字式溫度傳感器該款數(shù)字式傳感器是一款能夠能把溫度這一變化的物理量，能夠通過溫度采集電路和溫度敏感元件將采集的溫度信息轉(zhuǎn)換為能夠讓計算機(jī)、plc、智能儀表等電子設(shè)備直接處理與識別的傳感器。(8)溫度的數(shù)據(jù)主要由兩個字節(jié)組成，分別為LSB和MSB，DS18B20在使用11位數(shù)據(jù)時，℃.(9)DS18B20數(shù)字式溫度傳感器內(nèi)部有EEPROM的存在，用戶先前設(shè)定的溫度報警上限或下限值以及設(shè)定的分辨率倍數(shù)，即使中途斷電，數(shù)據(jù)也不會丟失。物理特性上，這三種液晶的各有所長，一般Nematic液晶主要應(yīng)用于我們常見的液晶顯示器，如電腦、筆記本、導(dǎo)航儀數(shù)碼相機(jī)等，通常我們稱該類液晶顯示器為LCD。（6） E：命令使能端口。l R/L：移位方向選擇位。表 DDRAM的地址與字符顯示位置具體的對應(yīng)聯(lián)系列行123456789101112131415161000102030405060708090A0B0C0D0E0F2404142434445464748494A4B4C4D4E4F第四節(jié) 單片機(jī)的分類與簡介單片機(jī)是一種集成電路芯片，主要利用超大規(guī)模的集成電路技術(shù)把具有一定數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。3. 控制和復(fù)位引腳PSEN、 ALE、RST/VPD和 EA（共4根）ALE（30腳）：如果需要訪問外部存儲器時，ALE端的信號輸出主要用于鎖存地址的低位字節(jié)。TR0為定時器/計數(shù)器T0的啟動位。第三章 溫度報警器硬件的設(shè)計與研究第一節(jié) 硬件系統(tǒng)基本設(shè)計思想該溫度報警器主要由硬件和軟件共同組成，其中硬件的電子電路主要應(yīng)用到單片機(jī)模塊，溫度讀取模塊、溫度設(shè)計模塊、溫度顯示模塊和溫度報警模塊。其接收時為高電阻輸入，其發(fā)送時是開漏輸出，即輸出0時通過三極管下拉為低電平，而輸出1時，則為高阻，需要外接上拉電阻將其拉為高電平。同時加一個100歐的電阻主要是作為限流電阻。每個計算機(jī)程序都有各自清晰地流程圖。通過CLR DQ程序?qū)崿F(xiàn)拉低主機(jī)總線，接著通過調(diào)用延時子程序來完成480us的延時。第四階段，根據(jù)設(shè)計的原理圖進(jìn)行軟件部分的設(shè)計，通過keil軟件對程序進(jìn)行編譯與調(diào)試無誤后加載到Protues單片機(jī)中，仿真與調(diào)試到達(dá)預(yù)想的效果。在原理圖設(shè)計上我們增加了按鍵輸入模塊，上下限溫度調(diào)整設(shè)定以及溫度報警模塊，用戶需要通過調(diào)整設(shè)定溫度的上下限報警值，當(dāng)測量實(shí)際溫度超越設(shè)定的溫度值時，就會靈活的發(fā)出警報。感謝所有關(guān)心和幫助過我的人，你們的支持與鼓舞是我不斷向前的動力，讓我的知識在短暫的時間的到了升華。在一定程度上，不僅可以創(chuàng)建簡單的單路溫度測量電路，也可以創(chuàng)建較復(fù)雜的多路溫度測量電路【6】。第二階段，通過網(wǎng)絡(luò)、書籍查找相應(yīng)的硬件元件，全面的了解每個元器件的功能與具體的工作結(jié)構(gòu)。這就是DS18B20溫度檢測的具體過程，程序的設(shè)計必須依據(jù)這個過程才能確保溫度的檢測。一、 主程序流程圖設(shè)計 主程序是軟件程序的核心部分，它主要完成對子程序之間的調(diào)用而不能被其他子程序調(diào)用，其作用是將各個模塊的子程序合理有序的連接起來組成一個完整的軟件系統(tǒng)。對于有源蜂鳴器來說，無源更加便宜，同時可以通過輸入不同頻率的脈沖信號制作優(yōu)美的音樂。其中上拉電阻的作用是確保DQ端為高電平，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)都的接收。當(dāng)我們設(shè)置ES=1，表示允許串行口的接收和發(fā)送中斷。 計數(shù)器/定時器控制寄存器（TCON）：表 （TCON）D7D6D5D4D3D2D1D0TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H其中：TF0為計數(shù)器/定時器T0的溢出標(biāo)志位，若計數(shù)器/定時器T0計滿時，通過硬件將其置位，如果許可，則觸發(fā)T0中斷，進(jìn)入中斷處理后通過內(nèi)部硬件電路將其自動清除。XTAL2用來連接外部晶體與微調(diào)電容的另外一端，其具體作用是用來作為該電路的輸出端口。l DDRAM：顯示數(shù)據(jù)RAM。l D：顯示開關(guān)控制位。當(dāng)R/W=0，寫操作?，F(xiàn)實(shí)中LCD具有電壓低、功耗小、顯示內(nèi)容豐富、板型結(jié)構(gòu)、被動顯示型、容易著色、無輻射、壽命長等特點(diǎn)。如果我們選擇9位的分辨率，；如果我們選擇10的位分辨率。3. 按照被測對象溫度分類根據(jù)目標(biāo)物體溫度值的大小我們大致可以將其化分為超高溫、高溫、中溫、低溫和超低溫等五種。二、 本課題的各項要求 設(shè)計合理可靠的電子電路，研究出性能可靠、穩(wěn)定，使用方便、體積小、易包裝的硬件控制系統(tǒng)，并且打包成產(chǎn)品，并且能夠方便對硬件各個部件進(jìn)行測試與維護(hù)。2) 國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模少，并且企業(yè)坐落位置較不集中，造成技術(shù)力量不團(tuán)結(jié)，引發(fā)研發(fā)力量薄弱，研發(fā)能力不強(qiáng)，制約著工業(yè)的發(fā)展。以德國、日本、美國等發(fā)達(dá)國家為例，在上個世紀(jì)，他們已經(jīng)成功生產(chǎn)出了一批商業(yè)化的、性能優(yōu)異的溫度監(jiān)控器以及儀表設(shè)備，并且已經(jīng)投入市場，在工業(yè)、家庭等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而中國才處于研究的初級階段，相對于國內(nèi)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)，國外的溫度監(jiān)控系統(tǒng)具有以下的特點(diǎn)。 目前，在日新月異的生活變化中，工業(yè)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展與進(jìn)步,人們的需求也是不斷地擴(kuò)張，對于電子工業(yè)領(lǐng)域，自動化的產(chǎn)品無疑是得到大家的歡迎，隨著微型處理器功能的不斷強(qiáng)大，單片機(jī)無疑成了人們心目中最美好的選擇，它的出現(xiàn)為人民的生活帶來了不可否認(rèn)利益，對于工業(yè)領(lǐng)域，提高了生產(chǎn)效率，方便了人民的生活?，F(xiàn)階段我國過的總體水平技術(shù)相對國外一些發(fā)達(dá)國家仍然比較落后，目前處于上世紀(jì)80年代的水平。若實(shí)時的溫度在正常的范圍之內(nèi)，綠色指示燈將會常亮，表示設(shè)備運(yùn)行一切正常。電阻傳感器主要應(yīng)用于溫度很低的場合，一般常用于200℃至500℃之間，由于熱電阻傳感器的不斷發(fā)展與改善，目前低溫測量已經(jīng)成功應(yīng)用于1K3K的極低溫度。能夠輕松的實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫。 DS18B20的高速暫存RAM的寄存器分布LSB（50H）：溫度寄存器的低位字節(jié)保留（FFH）MSB（05H）：溫度寄存器的高位字節(jié)保留用戶字節(jié)1 TH保留（10H）用戶字節(jié)2 TLCRC配置寄存器（見下表） 位字節(jié)Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0LSB2322212021222324MSBSSSSS262524 3DS18B20溫度寄存器字節(jié)格式 配置寄存器各位的定義TMR1R011111 DS18B20的分辨率及轉(zhuǎn)換時間R0 R1溫度分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時間0 00 11 01 19位10位11位12位375ms750ms我們根據(jù)DS18B20數(shù)字傳感器與單片機(jī)之間的通訊協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）對DS18B20數(shù)字式傳感器的數(shù)據(jù)處理過程相對比較復(fù)雜， 這一過程的實(shí)現(xiàn)大致的分為三個步驟：首先在處理信息之前，先對單總線進(jìn)行復(fù)位的操作，進(jìn)行初始化，初始化之后通過單總線發(fā)送ROM 指令，緊接著在發(fā)送一條RAM指令，這個過程我們已經(jīng)完成了對DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器的預(yù)定設(shè)置。我們可以通過給予端口連接一個電位器（滑動變阻器）來調(diào)整其對比度的大小。l I/D：顯示地址計數(shù)器模式選擇。當(dāng)DL=0時，表示有數(shù)據(jù)的有效長度位為4位；若DL=1時，則有效位長度為8位。P3接口同時還具有第二功能，根據(jù)引腳不同的功能我們可以將其劃分為以下幾類。l 全靜態(tài)操作，6個中斷源。EX1為外部中斷0/INT1的中斷允許位。晶振電路中的晶振又叫晶振振蕩器，它是一直不停的振蕩，為單片機(jī)系統(tǒng)提供基準(zhǔn)時鐘信號。該報警電路的核心硬件主要是蜂鳴器。起到了及其重要的作用。設(shè)計溫度報警上、下值為20℃和0℃。將數(shù)據(jù)寫入到LCD1602。第二節(jié) 課題研究成果本畢業(yè)設(shè)計“溫度報警器”對于我來說具有重要的研究價值。在每個環(huán)節(jié)，老師都是認(rèn)真、耐心的給予指導(dǎo)。l 在DS18B20測溫程序設(shè)計中,向DS18B20傳感器發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS18B29的返回信號，一旦一個或多個DS18B20接觸不好或斷線時，當(dāng)程序讀該DS18B20時，將沒有返回信號，程序進(jìn)入相應(yīng)的死循環(huán)【11】。對于報警值上下限設(shè)計通過2個按鍵實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的加減，對于設(shè)定較大的報警值，操作上比較麻煩，需要操作很多次。其中具體的讀寫操作都會離不開相應(yīng)的控制子程序。分別為0003H和0013H，用戶通過2個中斷實(shí)現(xiàn)對溫度報警值上下限的調(diào)節(jié)。： 溫度報警器原理圖 該溫度報警器電路原理圖實(shí)現(xiàn)了對周圍環(huán)境溫度的測量，將實(shí)時的溫度值顯示LCD1602液晶顯示器上，供用戶獲取實(shí)時的溫度值，同時用戶可以通過按鈕實(shí)現(xiàn)對溫度報警值的上下限設(shè)定。在進(jìn)行電路設(shè)計實(shí)驗(yàn)的時候，通常的辦法是在這個引腳上接個電位器，也就是我們常說的滑動變阻器，通過調(diào)整變阻器的分壓值，來調(diào)整3 腳的電壓。對于復(fù)位電路的作用主要是確保單片機(jī)芯片的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，常見的復(fù)位電路一般包括以下幾種：上電復(fù)位、手動復(fù)位、程序自動復(fù)位。當(dāng)為1時，表示CPU將中斷總開關(guān)打開，使其處于開中斷狀態(tài)。4. 輸入/輸出 (I/O)引腳P0、PPP3（共32根）P0端口是雙向8位三態(tài)I/O口，如果需要連接部存儲器時，該端口與地址總線的低8位及數(shù)據(jù)總線進(jìn)行復(fù)用，以吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL負(fù)載。按總線結(jié)構(gòu)可劃分為總線型和非總線型。當(dāng)S/C=1時，表示顯示屏移位；當(dāng)S/C=0時，表示光標(biāo)移位。 具體的LCD1602模塊指令集指令功能RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0清