【正文】 h100。 } if(temp1=3) { temp1=0。 //負(fù)溫度時(shí)最高位顯示 } } void keyscan() //按鍵查詢程序 { int temp1。 //個(gè)位數(shù)據(jù) r=display[1]+display[2]*10+display[3]*100。 //讀溫度值的高字節(jié) temp=temp_data[1]。 _nop_()。 } uchar read_byte(void) //DS18B20 讀 1 字節(jié)函數(shù) //從總線上取 1 個(gè)字節(jié) { uchar i。 for(i=8。w3=0。L4=0。 uchar sign。更深入了解并掌握了傳感器的基本理論知識(shí)， 并在單片機(jī)實(shí)際電路開發(fā)和常用編程設(shè)計(jì)思路掌握方面有了一定程度的掌握，盡管本次設(shè)計(jì)還不是很完善，但這為我以后的設(shè)計(jì)之路積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 硬件方面 本設(shè)計(jì)采用的是 AT89C51 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。 Protues 測(cè)溫仿真 通過仿真軟件驗(yàn)證該原理圖的可行性。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086和 MSP430等 。 Keil 提供包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，由以下幾部分組成： μVision IDE 集成開發(fā)環(huán)境 C51 編譯器、 A51 匯編器、 LIB51庫管理器、 BL51 連接 /定位器、 OH51 目標(biāo)文件生成器以及 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 。 圖 15 按鍵模塊 報(bào)警電路 設(shè)計(jì) 三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器：報(bào)警電路如圖 16所示 ， 三極管 Q5 來驅(qū)動(dòng)喇叭 LS1。 DS18B20 測(cè)溫 原理 DS18B20 的測(cè)溫原理如圖 12所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小 ， 用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)， DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖 進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量 。這些控制技術(shù)大大的提高了控制精度，不但使控制變得簡(jiǎn)便，而且使產(chǎn)品的質(zhì)量更好，降低了產(chǎn)品的成本，提高了生產(chǎn)效率。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 基 于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì) 的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 系 別 ： 機(jī)械與 電氣 工程系 專業(yè) 年級(jí)： 指導(dǎo)教師： 20xx 年 6 月 20 日中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 摘要 本文主要介紹了一個(gè)基 于 AT89C51 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)各部分的電路進(jìn)行 了 介紹，該系統(tǒng)可以方便的 實(shí)現(xiàn)溫度采集和顯示，并可以根據(jù)需要 ， 任意設(shè)定上下限報(bào)警溫 度，它 適合我們?nèi)粘Ｉ詈凸まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫度測(cè)量，也可以當(dāng)做溫度處理模塊嵌入其他系統(tǒng)中，作為其他主系統(tǒng)的輔助擴(kuò)展。 本設(shè)計(jì)使 用單片機(jī)作為核心進(jìn)行控制。 計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測(cè)量前，首先將55 ℃ 所對(duì)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(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。 圖 16 報(bào)警電路 中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 顯示電路 設(shè)計(jì) 采用四位共陰極 LED 數(shù)碼管來顯示溫度 ，可以直接讀取， 溫度精確到 ℃。 Keil C51 軟件應(yīng)用 應(yīng)用 Keil 進(jìn)行軟件仿真開發(fā)的主要步驟為：編寫源程序并保存 → 建立工程并添加K1 鍵按下 K2 鍵按下？ K3鍵按下？ 報(bào)警溫度加1 報(bào)警溫度減 1 顯示標(biāo)志位為 0？ 調(diào)用顯示子程序 中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 源文件 → 設(shè)置工程 → 編譯 /匯編、連接 → 程序調(diào)試。 在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。 采用 protues 軟件對(duì)電路仿真，可以得到預(yù)期效果。以DS18B20 為主要測(cè)溫元件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度值。 中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 附錄 附錄 A 程序清單 include include include //_nop_()。 uchar q=0。delay(50)。delay(50)。i0。 uchar value=0。 _nop_()。 temp=8。 if(!display[3])//符號(hào)位顯示判斷 { display[3]=0x0a。 //最高溫度和最低溫度標(biāo)志位 if(set==0) { while(1) { delay(500)。 break。h++) //開機(jī)顯示 0000 { scan()。 //發(fā)轉(zhuǎn)換命令 for(h=0。 } scan()。 //次高位為 0 時(shí)不顯示 } } if(n) { display[3]=0x0b。 // 取十位數(shù)據(jù)暫存 display[1]=display[1]%10。 //讀溫度值的第字節(jié) temp_data[1]=read_byte()。 中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 _nop_()。 delay(1)。 //拉高電平 } void write_byte(uchar val) //DS18B20 寫命令函 //向 1WIRE 總線上寫 1 個(gè)字節(jié) { uchar i。//百位 //else{dm=table_dm[b3]。j++) { switch (j) { case 0: dm=table_dm[display[0]]。 uchar high=120,low=20。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能和解決問題方法方面得到很大的提高。一旦學(xué)會(huì)了正確的使用方法，就能感覺到它帶來的便利是熱電偶不能比擬的，以后再次使用的話就能很快上手了。元件涉及數(shù)字和模擬、交流和直流等 。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的 完整設(shè)計(jì)。Keil C51 軟件是一個(gè)基于 32 位 Windows 環(huán)境的應(yīng)用程序，支持 C語言和匯編語言編程，其 以 上的版本將編譯和仿真軟件統(tǒng)一為 μVision( 通常稱為 μV2) 。按鍵電路如圖 15 所示 ，期中 按鍵 K1 為進(jìn)入 /退出設(shè)置鍵； K2 為增加鍵； K3 為減少鍵。 DS18B20 的管腳 有三個(gè) ， DQ 為數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳 ，當(dāng)被用 在寄生電源下，也可以向器件提供電源； GND 為地信號(hào)； VDD 為可選擇的 電源引腳，當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地；當(dāng) VDD 端口接 電源時(shí)是使用外部電源。近幾年來快速發(fā)展了多種先進(jìn)的溫度控制方式，如： PID 控制，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法控制等。 DS18B20 和 AT89C51 結(jié)合實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng) 。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。 減法計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置值減到 0 時(shí)溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入 ,減法計(jì)數(shù)器 1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù) ,如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累 加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫 度。四位數(shù)碼管的顯示電路如圖 17 所示，從左到右依次是百位，十位，個(gè)位，十分位。 Keil 使用 “ 工程 ”(Pro ject)的概念，對(duì)工程 (而不能對(duì)單一的源程序 )進(jìn)行編譯 /匯編、連接等操作。 該軟件的特點(diǎn)是： 1. 實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合，具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、各種單片機(jī)(51系列、 AVR、 PIG 等常用的 MCU)及其外圍電路 (如 LCD、 RAM、 ROM、鍵盤、 LED、 A/D、D/A 等 )組成的系統(tǒng)仿真。仿真圖如圖 31 所 示。以 4位數(shù)碼管為顯示器件，利用單片機(jī)的 P0 口和上拉電阻來驅(qū)動(dòng) 4 位數(shù)碼管的顯示；利用單片機(jī)的 來驅(qū)動(dòng)溫度傳感器DS18B20 測(cè)溫；報(bào)警電路利用三極管放大作用驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警；按鍵是利用單片機(jī)的P1口和上拉電阻來驅(qū)動(dòng)工作 的。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。 uchar tt=0。L4=1。w3=1。i) { DQ=1。 for(i=8。 //4 us if(DQ)value|=0x80。 temp=temp|temp_data[0]。 //最高位為 0 時(shí)不顯示 if(!display[2]) { display[2]=0x0a。//消抖 if(set==0) { temp1++。 } } } } void BEEP() { if(r=high||rlow) { beep=!beep。 } while(1) { if (temp1==0) { work_temp(read_temp())。 //Skip ROM write_byte(0x44)。 low=1。 //最高位為 0 時(shí)不顯示 if(!display[2]) { display[2]=0x0a。 // 取后兩位數(shù)據(jù)暫存 display[2]=display[1]/10。 temp_data[0]=read_byte()。 _nop_()。 //右移 1 位 } DQ=1。 } DQ=1。L1=1。j4。 uchar r。 同時(shí)也離不開很多同學(xué) 的 熱心幫助，是他們?cè)谖矣龅诫y題的時(shí)候給了我啟發(fā)。 此次課程設(shè)計(jì)中，難點(diǎn)在于 DS18B20 的使用，即對(duì)它的時(shí)序控制、初始化以及字節(jié)讀寫方法，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)或是時(shí)序控制不到位的話就不能得到正確的數(shù)據(jù)。 Proteus 軟件提供了 30 多個(gè)元件庫，數(shù)千種元件。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能 仿真單片機(jī)及外圍器件。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。另外需要一個(gè)與門實(shí)現(xiàn)與中斷端口的連接。 PO 口 ： 8位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P1 口 ： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2 口 ： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3 口 ： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 數(shù)字溫度傳感器模塊 DS18B20 性能 獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信 簡(jiǎn)單的多點(diǎn)分布應(yīng)用 無需外部器件 可通過數(shù)據(jù)線供電 零待機(jī)功耗 測(cè) 溫范圍 55～ +125℃，以 ℃ 遞增 可編程的分辨率為 9～ 12 位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、 ℃和 ℃ 溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時(shí)間 200ms， 12 位分辨率時(shí)最多在 750ms 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字