【正文】 應用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費品、溫度計和任何熱感測系統(tǒng) 負壓特性：電源極性接反時，傳感器不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作 中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 9 DS18B20 引腳說明 DS18B20 內(nèi)部結構主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置 寄存器。 由于他主要通過控制接觸器的通斷時間比例來達到改變加熱功率的目的，受儀表本身誤差和交流接觸器的壽命限制，通斷頻率很低。 本溫度計屬于多功能溫度計，可以設置上下 限 報警溫度，當溫度不在設置范圍內(nèi)時，可以報警。 本課題的研究方法是利用單片機和數(shù)字溫度傳感器 DS18B20設計一臺數(shù)字溫度計。 圖中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性 ， 其輸出用 于修正減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù)門仍未關閉就重復上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值，這就 是 DS18B20 的測溫原理。 圖 17 顯示電路 串 口電路 設計 單片機與上位機（ PC機）的接口電路如圖 18所示 ： 圖 18 接口電路 中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 14 第 二 章 系統(tǒng)軟件設計 各模塊的程序設計 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉換命令子程序，計算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序和按鍵掃描處理子程序等。工程的建立、設置、編譯 /匯編及連接產(chǎn)生目標文件的方法非常易于掌握。 2. 提供了多種虛擬儀器。溫度傳感器的仿真效果圖如圖 32 所示，此圖驗證了傳感器的溫度與數(shù)碼管顯示的數(shù)字一致。 軟件方面 本次設計利用 Protues 軟件對系統(tǒng)進行仿真，利用 Keil C51 軟件對系統(tǒng)進行編程。 //溫度輸入口 sbit L1=P2^0。 uchar scale。//小數(shù) case 1: dm=table_dm1[display[1]]。} } } 中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 29 } ow_reset(void) //DS18B20 復位函數(shù) { char presence=1。_nop_()。i0。 delay(6)。 // 兩字節(jié)合成一個整型變量。 //次高位為 0 時不顯示 } } if(n){display[3]=0x0b。 while(!set) 中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 34 scan()。 } else { beep=0。 //處理溫度數(shù)據(jù) BEEP()。 //開機先轉換一次 write_byte(0xcc)。 } if(dec==0) { while(!dec) 中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 35 scan()。 if(!display[3]) { display[3]=0x0a。 // 取百位數(shù)據(jù)暫存 display[1]=display[4]%100。 //發(fā)命令 write_byte(0xbe)。 //4 us DQ=1。 //66 us val=val/2。 //延時 45 us presence=~DQ。delay(50)。 for(j=0。 uint temp。 中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 25 參考文獻 [1] 金發(fā)慶 .傳感器技術與應用 .北京 :機械工業(yè)出版社 , [2] 沙占友 .智能化集成溫度傳感器原理與應用 . 機北京：械工業(yè)出版社， [3] 曹巧媛 .單片機原理及應用 (第二版 ). 北京 :電子工業(yè)出版社 , [4] 李建忠 .單片機原理及應用 . 西安：西安電子科技大學出版社， [5] 李朝青 .單片機原理及接口技術（簡明修訂版） .杭州：北京航空航天大學出版社， [6] 趙文博，劉濤 .單片機語言 C51 程序設計 .北京：人民郵電出版社 , [7] 王巧芝 .51 單片機開發(fā)應用從入門到精通 .北京：中國鐵道出版社， [8] 王守中 .51 單片機開發(fā)入門與典型實例 .北京：人民郵電出版社， [9] 周潤景，張麗娜，丁莉 .基于 PROTUES 的電路及單片機設計與仿真 .北京：北京航空航天大學出版社 , [10] 從宏壽 .電子設計自動化： Proteus 在電子電路與 51 單片機中的應用 .西安：西安電子科技大學出版社， 中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 26 致 謝 值此之際，向在我畢業(yè)設計期間給予我諄諄教誨的 朱玉華 老師表示衷心的感謝！ 感謝老師給了我很大的幫助 。 總結 本次設計主要是通過 AT89C51 單片機為核心設計的一款數(shù)字溫度計，該溫度計不僅能夠實時測量溫度值 并 顯示出來 ， 還能夠設定溫度上下限進行監(jiān)控，若溫度高于設定上限值或低于下限值，則報警電路將進行報警。通過工 具欄中的 p 命令，在 pick devices 窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào) 整其相對位置，元件參數(shù)設置，元器件間連線，編寫程序；在 source 菜 單的 Define code generation tools 菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴展名等項目；在 source 菜單的 Add/removesource files 命令下，加入單片機硬件電路的對應程中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 21 序；通過 debug 菜單的相應命令仿真程序和電路的運行情況。 中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 20 第 三 章 系統(tǒng)的 仿真 與總結 Protues 仿真 Protues 簡 介 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件 。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。 測溫電路 設計 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 的測溫電路如圖 14 所示 ： 圖 14 測溫電路 中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 12 按鍵模塊 設計 利用單片機的 IO 口實現(xiàn)按鍵的中斷輸入。 可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） AT89C51 單片機有 4組 8位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個口有 8 位（ 8 根引腳），共 32 根。傳統(tǒng)的控制方式以不能滿足高精度，高速度的控制 要求，如溫度控制表溫度接觸器，其主要缺點是溫度波動范圍大。 關鍵詞： 單片機； 數(shù)字控制；溫度計； DS18B20； AT89C51 中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) ABSTRACT This paper introduces a temperature measurement system based on AT89C51 microcontroller, a detailed description of the process of using digital temperature sensor DS18B20 temperature measurement system development, focusing on the sensor under the SCM hardware connection, software programming and system flow of each mod ule were analyzed in detail on the part of the circuit, the system can realize temperature acquisition convenient and display, and can according to need, set the alarm temperature, it is suitable for our daily life and industrial and agricultural production in the temperature measurement, it can also be used as a temperature processing module embedded in other systems, as other auxiliary system. DS18B20 and AT89C51 bine to achieve the most simple temperature detection system. The multipurpose thermometer, you can set the alarm temperature, when the temperature is not in the set range,it can alarm. Keywords: single chip microputer。單片機作為主控制器，數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 作為測溫元件，傳感器 DS18B20 可以讀取被測量溫度值，進行轉換，從而用 4位共陰極 LED 數(shù)碼管來顯示轉換后的溫度值。 中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 10 圖 12 DS18B20 測溫原理圖 DS18B20 的工作時 序 DS18B20的 工作協(xié)議流程是：初始化→ ROM操作指令→存儲器操作指令→數(shù)據(jù)傳輸。 主 程序流程圖 主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理 DS18B20 測量的當前溫度值，溫度測量每 1s 進行一次。首先選擇菜單 File→ New? ，在源程序編輯器中輸入?yún)R編語言或 C 語言源程序 (或選擇 File→ Open? ，直接打開已用其它編輯器編輯好的源程序文檔 )并保存，注意保存時必須在文件名后加上擴展名 .asm(.a51)或 .c；然后選擇菜單 Project→ New Project，建立新工程并保存 (保存時無需加擴展名，也可加上擴展名 .uv2)；工程保存后會立即彈出一個設備選擇對話框 ，選擇 CPU 后點確定返回主界面。如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等，調(diào)試非常方便。 圖 31 Protues 仿真圖 圖 32 DS18B20 仿真圖 中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 22 當按下 K1 鍵一次時，進入溫度報警上線調(diào)節(jié)，此時顯示軟件設置的溫度報警上線，按 K2 或 K3 分別對報警溫度進行加一或減一。C 語言設計了溫度的讀、寫程序，并利用程序實時 對顯示電路進行更新操作。 //數(shù)碼管 1 sbit L2=P2^1。 uchar code ditab[16]={0x00,0x01,0x01,0x02, //溫度小數(shù)部分用查表法 0x03,0x03,0x04,0x04, 0x05,0x06,0x06,0x07, 中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 28 0x08,0x08,0x09,0x09}。L3=0。 while(presence) { while(presence) { DQ=1。 中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 30 _nop_()。i) { DQ=1。 //延時 66 us } DQ=1。 return temp。} //負溫度時最高位顯示 } void xianshi(int horl) //設置溫度顯示轉換 { int n=0。 } if(temp1==1) { xianshi(high)。 } } void main() //主函數(shù) { dm=0x00。 scan()。 } ow_reset()。 low+=1。 display[0]=0。 // 取中間八位 ,即整數(shù)部分的值 display[3]=displa