【文章內(nèi)容簡介】 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)。 表 一部分溫度對應(yīng)值表 溫度 /℃ 二進制表示 十六進制表示 +125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H + 0000 0001 1001 0000 0191H + 0000 0000 1010 0001 00A2H + 0000 0000 0000 0010 0008H 0 0000 0000 0000 1000 0000H 1111 1111 1111 0000 FFF8H 1111 1111 0101 1110 FF5EH 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 9 3 總體設(shè)計方案 考慮使用溫度傳感器，結(jié)合單片機電路設(shè)計，采用一只 DS18B20 溫度傳感器，直接讀取被測溫度值，之后進行轉(zhuǎn)換，依次完成設(shè)計要求 。 在本 系統(tǒng)的電路設(shè)計方框圖如圖 所示，它由三部分組成 :①控制部分主芯片采用單片機 AT89S51；②顯示部分采用 3 位 LED 數(shù)碼管以動態(tài)掃描方式實現(xiàn)溫度顯示；③溫度采集部分采用 DS18B20 溫度傳感器。 圖 溫度計電路總體設(shè)計方案 設(shè)計原則 DS18B20 可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時 DS18B20 的 1 腳接地， 2 腳作為信號線， 3 腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，如圖 所示單片機端口接單線總線，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。本設(shè)計 采用電源供電方式， 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 管和 89S51 的 來完成對總線的上拉。當 DS18B20 處于寫存儲器操作和溫度 A/D 變換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為 10 μs 。采用寄生電源供電方式是 VDD和 GND 端均接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三 狀態(tài) 的。主機控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過 3 個步驟： 單 DS18B20 數(shù)碼管 顯示 蜂鳴器 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 10 ? 初始化 ； ? ROM 操作指令 ； ? 存儲器操作指令。 引腳連接 晶振電路 單片機 XIAL1 和 XIAL2 分別接 30PF 的電容，中間再并個 12MHZ 的晶振，形成單片機的晶振電路。 串口引腳 和 引腳接繼電器電路的 電阻上， P1 口其他引腳懸空 P2 口中 、 、 、 分別接到顯示電路的 電阻上， 接蜂鳴器電路，其他引腳懸空 P3 口中 、 、 接到按鍵電路。 ALE 引腳懸空，復(fù)位引腳接到復(fù)位電路、 VCC 接電源、 VSS 接地、 EA 接電源 。 顯示部分 顯示電路采用 3 位共陽 LED 數(shù)碼管，從 P0 口送數(shù)， P2 口掃描。 溫度采集部分 DS18B20 溫度傳感器是美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的， DS18B20 可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。 這一部分主要完成對溫度信號的采集和轉(zhuǎn)換工作，由DS18B20 數(shù)字溫度傳感器及其與單片機的接口部分組成。數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 把采集到的溫度通過數(shù)據(jù)引腳傳到單片機的 口，單片機接受溫度并存儲。此部分只用到 DS18B20 和單片機，硬件很簡單。沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 11 4 系統(tǒng)整體設(shè)計 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 主板電路設(shè)計 單片機的 接 DS18B20 的 2 號引腳， P0 口送數(shù) P2 口掃描， 、 控制加熱器和電風(fēng)扇的繼電器。如附錄 2。 各部分電路 (1) 顯示電路 顯示電路采用了 7段共陰數(shù)碼管掃描電路，節(jié)約了單片機的輸出端口，便于程序的編寫。 圖 顯示電路圖 (2) DS18B20溫度傳感器電路 圖 溫度傳感器電路引腳圖 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 12 (3) 單片機電路 圖 單片機電 路引腳圖 (4) 晶振控制電路 圖 晶振控制電路圖 (5) 復(fù)位電路 圖 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 13 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計整體思路 高級語言是面向問題和計算過程的語言，它可通過于各種不同的計算機，用戶編程時不必仔細了解所用的計算機的具體性能與指令系統(tǒng)，而且語句的功能強，常常一個語句已相當于很多條計算機指令，于是用高級語言編制程序的速度比較快，也便于學(xué)習(xí)和交流，但是本系統(tǒng)卻選用了匯編語言。 本裝置的軟件包括主程序、讀出溫度子程序、復(fù)位應(yīng)答子程序、寫入子程序、以及有關(guān) DS18B20的 程序（初始化子程序、寫程序和讀程序） 系統(tǒng)程序流圖 1）主程序 主程序的主要功能是負責(zé)溫度的實時顯示、讀出并處理 DS18B20 的測量的當前溫度值，溫度測量每 1s 進行一次。 通過調(diào)用讀溫度子程序把存入內(nèi)存儲中的整數(shù)部分與小數(shù)部分分開存放在不同的兩個單元中，然后通過調(diào)用顯示子程序顯示出來 圖 主程序流程圖 開始 初始化 示化 獲取溫度值 與溫度上下限比較 報警 轉(zhuǎn)換并顯示 YES 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 14 2）讀出溫度子程序 讀出溫度子程序的主要功能是讀出 RAM 中的 9 字節(jié)，在讀出時需進行 CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。 DS18B20 的各個命令對時序的要求特別嚴格，所以必須按照所要求的時序才能達到預(yù)期的目的，同時，要注意讀進來的是高位在后低位在前，共有 12 位數(shù)，小數(shù) 4 位，整數(shù) 7 位，還有一位符號位。 圖 讀出溫度子程序 跳過 ROM 匹配命令 寫入子程序 溫度轉(zhuǎn)換命令 顯示子程序 寫入子程序 寫入子程序 DS18B20 復(fù)位、應(yīng)答子程序 DS18B20 復(fù)位、應(yīng)答子程序 跳過 ROM 匹配命令 讀溫度命令子程序 結(jié) 束 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 15 系統(tǒng)程序代碼 include //將 頭文件包含到主程序 include //將 頭文件包含到主程序（調(diào)用其中的 _nop_()空操作函數(shù)延時） define uint unsigned int //變量類型宏定義，用 uint 表示無符號整形（ 16位） define uchar unsigned char //變量類型宏定義，用 uchar 表示無符號字符型（ 8 位） uchar max=0x00,min=0x00。 //max 是上限報警溫度， min 是下限報警溫度 bit s=0。 //s 是調(diào)整上下限溫度時溫度閃爍的標志位，s=0 不顯示 200ms， s=1 顯示 1s 左右 bit s1=0。 //s1 標志位用于上下限查看時的顯示 void display1(uint z)。 //聲明 display1（）函數(shù)（ 頭文件中的函數(shù)， 要用應(yīng)先聲明） include //將 頭文件包含到主程序 include //將 頭文件包含到主程序 include //將 頭文件包含到主程序 /***********************主函數(shù) ************************/ void main() { beer=1。 //關(guān)閉蜂鳴器 led=1。 //關(guān)閉 LED 燈 timer1_init(0)。 //初始化定時器 1（未啟動定時器 1） get_temperature(1)。 //首次啟動 DS18B20 獲取溫度（ DS18B20 上點后自動將 EEPROM 中的上下限溫度復(fù)制 到 TH 和 TL 寄存器） while(1) //主循環(huán) 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 16 { get_temperature(0)。 //獲取溫度函數(shù) display(temp,temp_d*)。//顯示函數(shù) alarm()。 //報警函數(shù) } } ifndef __ds18b20_h__ //定義頭文件 define __ds18b20_h__ define uint unsigned int //變量類型宏定義，用 uint 表示無符號整形（ 16位） define uchar unsigned char //變量類型宏定義，用 uchar 表示無符號字符型（ 8 位） sbit DQ= P2^3。 //可位