【正文】 動(dòng)態(tài)特性好的傳感器，其輸出量隨時(shí)間的變化規(guī)律將再現(xiàn)輸入量隨時(shí)間的變化規(guī)律，即它們具有同一時(shí)間函數(shù)。 DS18B20 常用的封裝有 TO92 和 8 引腳的 SOIC 封裝，如圖 5 所示 : 圖 5 DS18B20 的封裝和引腳 對(duì)圖 5中 DS18B20 的引腳功能說明如下 : NC:空引腳，不連接外部信號(hào)。該協(xié)議定義基于單片機(jī)的溫度檢測設(shè)計(jì)探討 第 12 頁 共 33 頁 了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。 溫度檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 33 頁 圖 7 DS18B20的內(nèi)部框圖 圖 8 DS18B20測溫原理圖 DS18B20 的測溫原 理如圖 8 所示。若高于 176。C ，而典型產(chǎn)品的誤差僅為士 0 .25176。七段數(shù)碼管加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，共計(jì) 8 段。有兩種類型的寫時(shí)序 :寫 1時(shí)序和寫 0時(shí)序。 _nop_()。i++) { temp=_cror_(temp,1)。 TMOD=0x01。單片機(jī)與溫度傳 感器之間采用單總線通信標(biāo)準(zhǔn)，用簡單、高效的通信電路實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的讀取。//共陰數(shù)碼管顯示0~F /* 共陰 LED 段碼表 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 不亮 */ uchar code ditab[16]={0,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9}。 //段碼 //P0=0X7F。 //段碼 P0=0X7F。 DQ=0。_nop_()。_nop_()。 } /***********讀出溫度函數(shù) **********/ read_temp() { 附錄 第 31 頁 共 33 頁 ow_reset()。 } display[4]=temp_data[0]amp。h25。//開機(jī)顯示 88881 秒 while(1){ wendu()。//負(fù)溫度時(shí)最高位顯示 flag3=0。0xf8)!=0x00) { temp_data[1]=~(temp_data[1])。 //4us if(DQ)value|=0x80。 for (i=8。_nop_()。 // 消隱 }*/ } /***********18B20 復(fù)位函數(shù) **********/ ow_reset(void) { 附錄 第 29 頁 共 33 頁 char presence=1。 //段碼 P0=0X5F。} } /***********11 微秒延時(shí)函數(shù) ****溫度用 ******************/ // void delay0(uint t) { for(。 附錄 第 25 頁 共 33 頁 附錄 A 軟件仿真圖 附圖 1 軟件仿真圖 基于單片機(jī)的溫度檢測設(shè)計(jì)探討 第 26 頁 共 33 頁 附錄 B 系統(tǒng)程序 include include //_nop_()。程序應(yīng)按照嚴(yán)格的時(shí)序進(jìn)行，以保證數(shù)據(jù)的完整性。以上三條同時(shí)滿足時(shí)， CPU才有可能響應(yīng)中斷。 unsigned char temp。 _nop_()。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯 示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示。系統(tǒng)對(duì) DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。圖中比較器的作用是以基于單片機(jī)的溫度檢測設(shè)計(jì)探討 第 14 頁 共 33 頁 四舍五入的量化方式確定溫度寄存器的最低有效位。接著總線主機(jī)便釋放此線并進(jìn)入接收方式 (Rx)。單總線通常要求外接一個(gè)約為 歐的上拉電阻，這樣，當(dāng)總線閑置時(shí)，其狀態(tài)為高電平。C (–67176。而實(shí)際中大量的被測量是隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)信號(hào)，傳感器的輸出不僅需要精確地顯示被測量的大小，還要顯示被測量隨時(shí)間變化的規(guī)律，即被測量的波形。在不訪問片外 存儲(chǔ)器時(shí)， 89C51 自動(dòng)在 ALE/PROG 上輸出頻率為 fosc/6 的脈沖序列。通常把 4個(gè)端口稱為 POP3(見圖 3)。 系統(tǒng)工作原理 電路圖如下： 圖 2 系統(tǒng)電路 系統(tǒng)的硬件電路連線如下 （ 1） 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 － 8芯排線連接到“動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的 ABCDEFGDP端子上。溫度的測量值用數(shù)碼管顯示 。在硬件方面主要介紹了以 MCS51系列單片機(jī) 805溫度傳感器 DS18B數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示等芯片組成的溫度測量電路。 20xx [3] 方佩敏主編 .新編傳感器原理應(yīng)用本文結(jié)合實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，完成了 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器在單片機(jī)下的硬件連接及軟件編程，并給出了軟件流程圖。 課題的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 33 頁 2 課題的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)概述 單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，并且在很多電子產(chǎn)品中也將其用到溫度檢測和溫度控制。 （ 2） 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 － 8芯排線連接到“動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的 S1S2S3S4S5S6S7S8端子上。 在無片外擴(kuò)展的存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，這 4 個(gè)端口的每一位都可以作為雙向通用I/0 端口使用。該脈沖序列可用作外部時(shí)鐘源或作為定時(shí)脈沖源使用。傳感器能測量動(dòng)態(tài)信號(hào)的能力用動(dòng)態(tài)特性表示。F ~+257176。 圖 6 DS18B20 內(nèi)部等效電路圖 DS18B20 的使用方法 由于 DS18B20 采用的是 1－ Wire 總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì) AT89S51單片機(jī)來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總 線的協(xié)議時(shí)序來完成對(duì) DS18B20 芯片的訪問。單線總線經(jīng) 過 5k的上拉電阻被拉至高電平狀態(tài)。在計(jì)數(shù)器 2 停止計(jì)數(shù)后，比較器將計(jì)數(shù)器 1 中的計(jì)數(shù)剩余值轉(zhuǎn)換為溫度值后與 176。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(chǔ)器操作命令 → 處理數(shù)據(jù) DS18B20溫度傳感器的測溫誤差：在 0—— 70176。動(dòng)態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時(shí)應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。故主機(jī)控制 DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì) DS18B20 進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令，最后 發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對(duì) DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。 _nop_()。 temp=0。 定時(shí)器方式控制寄存器 TMOD 用于設(shè)置 Tn 的功能模式和工作方式以及門控制信號(hào)你，只能字節(jié)尋址，字節(jié)地址為 89H，高四位用于定時(shí)器 T1,低四位用于定時(shí)器 T0。最后由數(shù)碼管顯示出采集的溫度。延時(shí)函數(shù)用 define uint unsigned int define uchar unsigned char define Disdata P1 //段碼 輸出口 //sbit LEDC=P2^0。t0。 //選擇數(shù)碼管 2 Delay(2)。 while(presence) { while(presence) { DQ=1。_nop_()。i0。 delay0(6)。 temp_data[0]=~(temp_data[0])+1。 } } // // /*******************溫度調(diào)用函數(shù)********************************/ void wendu() { read_temp()。 /***************************/ //讀出溫度 } } 。 //處理溫度數(shù)據(jù) for(h=0。 }//負(fù)溫度求補(bǔ)碼 if(temp_data[0]255) { temp_data[1]++。 return(value)。_nop_()。_nop_()。_nop_()。 // 消隱 if(display[3]!=0){ //如果最高位為 0，不顯示 P1=table[display[3]]。 } /***********************顯示函數(shù) **********/ scan() { //P1=0x39。 unsigned char code table[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0xf4}。在本系統(tǒng)中，采用模塊化、層次化設(shè)計(jì)。復(fù)位時(shí)， TMOD 所有位均為 0。i8。 _nop_()。 往 DS18B20寫數(shù)據(jù) 當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從高邏輯電平拉至低邏輯電平時(shí)，產(chǎn)生寫時(shí)序。為了顯示數(shù)字或字符，必須對(duì)數(shù)字或字符進(jìn)行編碼。C 和 176。C ,溫度寄存器的最低位就置 0。 DS18B20的測溫原理 DS18B20 的內(nèi)部框圖如圖 7 所示，它主要包括寄生電源、溫度傳感器、 64位激光 ROM 單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器、用于存儲(chǔ)用戶設(shè)定的溫度上下限值、觸發(fā)器存儲(chǔ)與控制邏輯、 8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼發(fā)生器等 7 部分。DS18B20 有嚴(yán)格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。 （ 7） 多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。傳感器動(dòng)態(tài)特性的性能指標(biāo)可以通過時(shí)域、頻域以及試驗(yàn)分析的方法確定，其動(dòng)態(tài)特性參數(shù)如 :最大超調(diào)量、上升時(shí)間、調(diào)整時(shí)間、頻率響應(yīng)范圍、臨界頻率等。若 EA=0，則允許使用片內(nèi) R0M。各自特點(diǎn)如下： (1) PO 口為雙向 8 位三態(tài) I/0 口，它既可作為通用 I/O 口，又可作為外部擴(kuò)展時(shí)的數(shù)據(jù)總線及低 8 位地址總線的分時(shí)復(fù)用口。 （ 4） 把“四路單總線”區(qū)域中的對(duì)應(yīng)的 DQ 端子連接到“單片機(jī) 系統(tǒng)”區(qū)域中的 。 這是一種低成本的利用單片機(jī)多余 I/O口實(shí)現(xiàn)的溫度檢測電路，該電路非常簡單，易于實(shí)現(xiàn)，并且適用于幾乎所有 類型的單片機(jī)。該系統(tǒng)可應(yīng)用于倉庫測溫、樓宇空調(diào)控制和生產(chǎn)過程監(jiān)控等領(lǐng)域。例如：在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中 ,人們都需要對(duì)溫度進(jìn)行檢測和控制。 AT89C51 是美 國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含有 4K bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器和 128 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用 AEMEL 公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 FLASH 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 AT89C51 單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 評(píng)語： 評(píng)閱教師簽名： 評(píng)定成績（百分制）： ____分 VII 長江大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )答辯記錄及成績?cè)u(píng)定 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 畢 業(yè) 論 文(設(shè)計(jì) )題目 答辯時(shí)間 年 月 日 ～ 時(shí) 答辯地點(diǎn) 一、答辯小組組成 答辯小組組長： 成 員： 二、答辯記錄摘要 答辯小組 提問（分條摘要列舉） 學(xué)生 回答情況評(píng)判 三、答辯小組對(duì)學(xué)生答辯成績的評(píng)定 （百分制） ： _______分 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )最終成績?cè)u(píng)定 (依據(jù)指導(dǎo)教師評(píng)分、評(píng)閱教師評(píng)分、答辯小組評(píng)分和學(xué)校關(guān)于畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )評(píng)分的相關(guān)規(guī)定 ) 等級(jí) ( 五級(jí)制 )： _______ 答辯小組組長 (簽名 ) ： 秘書 (簽名 )： 年 月 日 院 (系 )答辯委員會(huì)主任 (簽名 )： 院 (系 )(蓋章 ) VIII 基于單片機(jī)的溫度檢測設(shè)計(jì)探討 學(xué)生：呂騰飛，電子信息學(xué)院 指導(dǎo)教師：陳英芝，長江大學(xué)電子信 息學(xué)院