【文章內容簡介】 的傳輸。 （ 3） 報警模塊，溫度變化的大小觸發(fā)模塊報警。 （ 4） 顯示器，采用 LED 顯示器。 （ 5） 電加熱器，通過報警模塊的警報觸發(fā)電加熱器自動調節(jié)溫度。 本科畢業(yè) 論文 (設計 ) 第 5 頁 第二章總體設計方案 程序電路設計總體設計方框圖如圖（ 11） 所示，控制器采用單片機AT89C51， 溫度傳感器采用 DS18B20，用 4位 LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實現(xiàn)溫度輪流顯示。 圖 11程序電路總體設計框圖 單片機的選擇與簡介 本次設計主要是以單片機 AT89C51 作為主控核心，單片機是一種集成的電路芯片，主要是利用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據(jù)處理能力的 CPU(中央處理器 )、 RAM（隨機存儲器）、 ROM(只讀存儲器 )等功能集成在一塊硅片上來構成規(guī)模小、攜帶方便、實用的微型計算 機系統(tǒng)。單片機（ MCU）又名為單片微控制器，它不具有完整邏輯功能的芯片，而是把一個計算機的系統(tǒng)縮小拓展到一個可以承載的芯片上。單片機是由 4 部分組成，其基本組成類似最小系統(tǒng)的微型單片機，但是和計算機相比，它缺少了計算機的外圍設備。簡單地說：一塊芯片類似一臺計算機。在早期，單片機僅僅是由 CPU 的專用處理器芯片發(fā)展而來的，其中最主要是的設計理念是將大量的外圍設備和 CPU 集成到一起，使得系統(tǒng)小，而更容易進行復雜的控制中。 INTEL 的 8080 就是按照這種設計理念設計的，其規(guī)格都是84 位的，其中最成功的是 INTEL 的 8051，隨后發(fā)展出來的 MCS51 系列單片機就是在 INTEL 基礎上設計出來的，因為簡單可靠而性能不錯獲得廣大用戶的好評。 單片機主控制器 時鐘震蕩電路 復位電路 DS18B201 DS18B202 LED 顯示 黃色警告和電加熱器驅動電路 紅色警告和電加熱器驅動電路 本科畢業(yè) 論文 (設計 ) 第 6 頁 雖然 2021 年以來 ARM 發(fā)展出 32 位的超高主頻 300M 的高級單片機，但是基于8051 單片機已經被廣泛使用并且使用后的效果已被眾人所青睞。 本次設計利用的單片機，通過單片機來控制目標實現(xiàn)所需目的，考慮在設計環(huán)節(jié)中的種種因素我們不得不考慮單片機的選擇。按照單片機的應用分類，我們不能去選擇那種控制大型的即工控型，我們要選擇那種適合我們做本次設計的單片機。例如： 80C51類單片機即是通用型又是總線 型的，它的體積小、質量輕、價格還便宜、為學習、應用和開發(fā)都提供著不可或缺的條件，同時它的功能很適合本次設計的實施。外形及引腳如圖 21 所示。 圖 21單片機的種類 溫度傳感器的選擇 溫度傳感器是指能感受溫度變化，把這種變化轉成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器的種類是非常多的，按照測量方式：接觸式和非接觸式兩種，按照傳感器的制作材料及電子元件特性：熱電阻和熱電偶兩種。 利用傳感器 DS18B20 來實現(xiàn)控制溫度自動調節(jié)， DS18B20 作為新的 ‘一線器件’，具有體積更小、適用電壓更寬廣、更經濟的數(shù)字化傳感器，結合一線總線 本科畢業(yè) 論文 (設計 ) 第 7 頁 特性，可以使用戶輕松地組建傳感器，為測量系統(tǒng)溫度的構建引入全新的理念。 DS18B DS1822 “ 一線總線 ” 數(shù)字化溫度傳感器 同 DS1820一樣， DS18B20也 支持 “ 一線總線 ” 接口，測量溫度范圍為 55176。C~+125176。C ，在 10~+85176。C范圍內 ,精度為 177。176。C 。 DS1822 的精度較差為 177。 2176。C 。現(xiàn)場溫度直接以 “ 一線總線 ” 的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、 設備或過程控制、測溫類 消費電子產品 等。新的產品支持 3V~ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設計更靈活、方便。而且新一代產品更便宜，體積更小。 DS18B DS1822 的特性 DS18B20 可以程序設定 9~12 位的分辨率，精度為 177。176。C 。可選更小的 封裝方式 ，更寬的電壓適用范圍。分辨率設定，及用戶設定的報警溫度存儲在 EEPROM 中，掉電后依然保存。 DS18B20 的性能是新一代產品中最好的！性能價格比也非常出色！ DS1822 與 DS18B20 軟件 兼容，是DS18B20 的簡化版本。省略了存儲用戶定義報警溫度、分辨率參數(shù)的 EEPROM，精度降低為 177。2176。C ，適用于對性能要求不高，成本控制嚴格的應用，是經濟型產品。 繼 “ 一線總 線 ” 的早期產品后， DS1820 開辟了溫度傳感器技術的新概念。DS18B20 和 DS1822 使電壓、特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構建適合自己的經濟的 。 圖 22 DS18B20 結構圖 溫度傳感器 DS1820 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際運用中應該注意一下幾點： 較小的硬件開銷需要相對復 本科畢業(yè) 論文 (設計 ) 第 8 頁 雜的 軟件 進行補償，由于 DS1820 與微處理器間采用串行 數(shù)據(jù)傳送 ，因此，在對 DS1820 進行讀寫 編程 時，必須嚴格的保證 讀寫時 序 ，否則將無法讀取測溫結果。在使用 PL/M、 C 等高級語言進行系統(tǒng)程序設計時，對 DS1820 操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。在 DS1820的有關資料中均未提及 單總線 上所掛 DS1820數(shù)量問題，容易使人誤認為可以掛任意多個 DS1820，在實際應用中并非如此。當 單總線 上所掛 DS1820 超過 8 個時，就需要解決微處理器的總線驅動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設計時要加以注意。連接 DS1820 的總線電纜是有長度限制的。試驗中，當采用普通信號電纜傳輸長度超過 50m 時，讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達 150m，當采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離進一步加長。這種情況主要是由 總線 分布電容使信號波形產生畸變造成的。因此，在用 DS1820 進行長距離測溫 系統(tǒng)設計 時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。在 DS1820 測溫程序設計中，向 DS1820 發(fā)出溫度轉換命令后，程序總要等待 DS1820 的返回信號，一旦某個 DS1820 接觸不好或斷線，當程序讀該 DS1820 時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。這一點在進行 DS1820 硬件連接和 軟件 設計時也要給予一定的重視。 顯示器選擇 為了能夠顯示所測得溫度值實現(xiàn)實時監(jiān)控，同時為了節(jié)約成本我們將利用多支 LED 數(shù)碼顯示管而且還要達到顯示器呈動態(tài)顯示狀態(tài)。 下面列出了 LED 的七段碼表（字型碼） 7406 和 7407 的結構和功能如下： 它們的外部引角完全相同，不同的是 7406是集電極開路反向驅動 y=a， 7407 是集電極開路同向驅動 Y=A。 740 7407 電路的外部引腳圖如下： VCC：正電源端， +5V GND：接地端 XA：輸入端 XY：輸出端 本科畢業(yè) 論文 (設計 ) 第 9 頁 圖 231 740 7407 外部結構圖 圖 232 740 7407 主要參數(shù) 圖 233 并行借口顯示電路 本科畢業(yè) 論文 (設計 ) 第 10 頁 鍵盤的選擇 在微機系統(tǒng)中鍵盤是最常用的輸入設備，鍵盤通常由 數(shù)字鍵和功能鍵組成，其規(guī)模取決于系統(tǒng)的要求。 鍵盤可以分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤，編碼鍵盤的按鍵識別、去抖動、鍵編碼都由硬件完成；非編碼鍵的上述功能在少量的硬件支持下由軟件完成。由此可見編碼