【文章內容簡介】 圖 44 添加源文件 圖 45 源文件 17 DS18B20 測溫程序設計 DS18B20 的控制指令如下： ① CCH— 跳過 ROM。忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20 發(fā)送溫度變換命令。 ② 55H— 匹配 ROM，發(fā)出此命令后發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對應的 DS18B20 并使之做出響應。 ③ 33H— 讀 ROM 中的編碼。 如果主機只對一個 DS18B20 進行操作（即本設計這樣的情況），只需用跳過 ROM（ CCH）命令就可進行溫度轉換和讀取操作。如下： ① 44H— 溫度轉 換。啟動 DS18B20 進行溫度轉換，結果存入內部 9 字節(jié)的 RAM 中。 ② BEH— 讀暫存器。讀內部 RAM 中 9 字節(jié)的溫度數(shù)據(jù)。 ③ 4EH— 寫暫存器。發(fā)出向內部 RAM 的第 3 字節(jié)寫上下限溫度數(shù)據(jù)命令，隨后傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。 工作時序及相應程序： ⑴ 初始化：① 先將數(shù)據(jù)線置高電平 1； ② 延時； ③ 數(shù)據(jù)線拉到低電平 0； ④ 延時； ⑤ 數(shù)據(jù)線拉到高電平 1； ⑥ 延時等待； ⑦ 數(shù)據(jù)線再次拉到高電平 1。 具體的程序應用如下： void dsreset(void) { uint i。 ds=0。 i=103。 while(i0)i。 ds=1。 i=4。 while(i0)i。 } ⑵ 寫數(shù)據(jù)：① 數(shù)據(jù)線置低電平 0； ② 延時 15us； ③ 按從低位到高位的順序發(fā)送數(shù)據(jù)； ④ 延時 45 us； ⑤ 將數(shù)據(jù)線拉到高電平 1； ⑥ 重復步驟①～⑤，直到發(fā)送完整個字節(jié)； ⑦ 再次將數(shù)據(jù)線拉高到 1。 ⑶ 讀數(shù)據(jù)：① 將數(shù)據(jù)線拉高到 1； ② 延時 2us； ③ 將數(shù)據(jù)線拉低到 0； ④ 延時 6us； ⑤ 將數(shù) 據(jù)線拉高到 1； ⑥ 延時 4us； 18 ⑦ 讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到一個狀態(tài)位，并進行數(shù)據(jù)處理； ⑧ 延時 30us； ⑨ 重復步驟①～⑨，直到讀取完一個字節(jié)。 在編寫具體的程序時，首先要對 DS18B20 進行復位初始化，其次編寫讀一位數(shù)據(jù)函數(shù)、讀一個字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)、寫一個字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)、溫度的獲取轉換程序、讀溫度程序等子程序。詳細程序見附錄。 LM016L 顯示程序設計 基本工作時序： 初始化設置： 原則上每次進行讀 /寫之前都必須進行讀 /寫檢測，但由于單片機的操作速度慢于液晶控制器的反應速度，因此可以用簡單延時代替讀 /寫檢測。本設計所用初始化指令如下： 寫操作時序： ① 通過 RS 確定是寫數(shù)據(jù)還是寫命令。寫命令包括使液晶的光標顯示 /不顯示，需 /不需要移屏，在液晶的什么位置顯示等等，寫數(shù)據(jù)是寫要顯示的內容。 ② 讀 /寫控制端設置為寫模式，即低電平。 ③ 將數(shù)據(jù)或命令送達數(shù)據(jù)線上。 ④ 給 E 使能端一個高脈沖將數(shù)據(jù)送入液晶控制器，完成寫操作。 例如，寫控制字程序如 下： write_(0X01)。 顯示清 0，數(shù)據(jù)指針清 0 write_(0X38)。 設置 16*2 顯示， 5*7 點陣， 8 位數(shù)據(jù)接口 write_(0X0C)。 設置開顯示，不顯示光標 write_(0X06)。 寫一個字符后地址指針自動加 1 write_(0x80)。 在第一排開始顯示 write_(0xC0)。 顯示第二排 讀狀態(tài) 輸入： RS=0,RW=1,E=1 輸 出： D0～ D7=狀態(tài)字 讀數(shù)據(jù) 輸入： RS=1,RW=1,E=1 輸出：無 寫指令 輸入： RS=0,RW=0,D0～ D7=指令碼， E=高脈沖 輸出： D0～ D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入： RS=1,RW=0,D0～ D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出：無 void write_(unsigned char c) //寫入控制命令的子程序 { int i。 for(i=80。i0。i)。 //用延時代替忙檢測 RS=0。 //選擇寫命令模式 RW=0。 //選擇寫模式 E=0。 P0=c。 //要寫的數(shù)據(jù) E=1。 //給使能端一個高脈沖 E=0。 } 19 本設計顯示程序包括 LCD 清屏程序、寫入控制命令子程序、寫入數(shù)據(jù)子程序、初始化程序等，具體程序見附錄。 第 5 章 總結與展望 總結 經(jīng)過半個多學期的學習，基本完成了本次畢業(yè)設計的預期要求，熟練掌握了基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的設計原理，并運用了相關自動控制原理。 Keil 的功能都非常強大，是現(xiàn)在單片機仿真使用的主流軟件，通過本次設計能熟練使用這兩個軟件，并制作出自己相關的成果。同時接觸到了新的硬件并熟悉了這些硬件的資料及使用方法。 到目前為止， 對本設計涉及的硬件的使用已基本掌握，如 DS18B顯示器 LM016L的使用及相關程序的編寫，實現(xiàn)了溫度顯示，未能很好的實現(xiàn)溫度的自動控制。由于時間的原因，沒有制作硬件電路板。 通過設計，學習到了新的元器件知識，加強了 C 程序編寫能力和單片機的控制知識，鍛煉了文獻搜索、資料整理能力，自學能力，調試、查錯能力。 展望 電熱爐在工業(yè)溫度控制中具有重要作用，結構簡單，用途十分廣泛。隨著單片機的不斷發(fā)展，用單片機控制電熱爐的溫度已被廣泛采用，控制精度、可靠性等都不斷提高?，F(xiàn)在的單片機逐漸向嵌入式系統(tǒng)靠攏，使 得控制功能更強大。溫度傳感器 DS18B20 代替了傳統(tǒng)模擬傳感器，使得溫度控制外圍電路簡單，程序功能相對集中。這種傳感器雖然是單總線結構，但是可以將多個 DS18B20 連接在一根總線上，實現(xiàn)溫度的多點檢測。只需通過程序控制各個 DS18B20 的使用情況。顯示器LM016L 是 1602 顯示器的一種，用顯示器顯示不僅界面清晰明了，控制也更簡單。其他類型的顯示器如 1223 12864 等可以顯示更多的內容，與數(shù)碼管相比節(jié)省了很多外圍元件，并且程序也比較簡單。 本設計的課題任務是顯示實際溫度值、設定溫度值，并對這兩個溫度進 行比較控制，使實際溫度始終保持在一定范圍內。在實際工業(yè)生產(chǎn)中，設定溫度的范圍會比較廣泛，相應的實際溫度范圍可能也比較寬泛， DS18B20 溫度范圍窄有可能不適合，需要選用其他適合的溫度傳感器。生產(chǎn)中的溫度控制精度會比較高，需要使用先進控制算法，比如模糊 PID 控制。本設計中報警系統(tǒng)采用了發(fā)光二極管，還可以加上蜂鳴器報警。顯示器也有使用溫度的限制，總之，對不同的要求要選用合適的元器件。 本設計初步實現(xiàn)了溫度的控制功能，在此基礎上可以提高控制精度及顯示精度，擴大溫度控制范圍，實現(xiàn)更多的控制報警功能，并可根據(jù) 本設計制作出硬件電路板。用單片機控制電熱爐的溫度是一種主流趨勢，并有可能在今后用嵌入式系統(tǒng)來進行溫度控制，采用先進控制算法來進行設計。20 參考文獻 [1]. 張慰兮、王穎 . 微型計算機（ MCS51系列）原理、接口及應用 . 南京：南京大學出版社， 2021:4355。 [2]. 李俊 、 張曉東 . 基于單片機的溫濕度檢測與控制系統(tǒng)研究 . 微計算機信息 , 2021,17(3):116118。 [3]. 郭天祥 . 51 單片機 C 語言教程 . 北京：電子工業(yè)出版社， 2021: 124258。 [4]. 鄭金輝、張齊、李登紅、帥仁俊 . 基于單片機的數(shù)字溫度測 控系統(tǒng)設計 . 單片機開發(fā)與應用 , 2021,2(23):9395。 [5]. 趙鴻圖 . 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) . 單片機開發(fā)與應用 , 2021,9(2):5456。 [6]. 安宏、姚彩虹、蔣興加 . 用于電熱爐的智能溫控儀的設計 .自動化儀表 , 2021,29(10):6469。 [7]. 劉淑榮、丁錄軍 . 基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng) . 微計算機信息 , 2021,7(2):5657。 [8]. 徐鳳霞、趙成安 . AT89C51 單片機溫度控制系統(tǒng) . 齊齊哈爾大學學報 , 2021,20(1):6466。 [9]. 鄭惟暉 . 單片機智能溫 度控制系統(tǒng)的設計 . 黃山學院學報 , 2021,10(5):2325。 [10]. 李浩波 . 集散控制系統(tǒng)在黃磷電熱爐生產(chǎn)中的應用 . 四川有色金屬 , 2021,4(4):5759。 [11]. 張俊芳、張忠民、劉利民 . 智能單片機溫度控制系統(tǒng) . 遼寧工程技術大學學報 , 2021,6(23):6971。 [12]. 趙巧妮 . Proteus 在單片機仿真中的應用 . 自動化技術與應用 , 2021,28(6):113115。 [13]. 李東勛、沈文浩、陳小泉 . 基于 Proteus 的液晶模塊的仿真 . 華南理工大學制漿造紙工程國家重點實驗室。 [14]. 郭廷杰 . 日 本新型電熱爐情況綜述 . 工業(yè)爐 ,1994， 2(72):5559。 [15]. 深圳中源單片機發(fā)展有限公司 .AT89C51 中文資料 .深圳中源單片機發(fā)展有限公司。 [16]. 譚浩強 . C 程序設計 . 北京： 清華大學出版社 ,1999(2):45364。 [17]. 陳忠華 . 基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) . 大連理工大學碩士學位論文， 2021。 [18]. 徐建林 . 熱處理電阻爐爐溫控制系統(tǒng)的分析與仿真 . 金屬熱處理， 2021, 27(11):3338。 [19]. 王海寧 . 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的研究 . 合肥工業(yè)大學碩士學位論文， 2021。 [20]. 許麗川 . 過程控制調節(jié)規(guī)律的研究 單片機溫度控制系統(tǒng)的設計制作 . 電子科技大學碩士學位論文， 2021。 21 附 錄 根據(jù)第三章系統(tǒng)硬件的設計，程序編寫如下： include include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit ds=P1^0。 //溫度傳感器信號線 sbit RS=P1^1。 sbit RW=P1^2。 sbit E=P1^3。 sbit led1=P3^0。 sbit led2=P3^1。 sbit led3=P3^2。 sbit led4=P3^3。 sbit hot=P3^7。 sbit beep=P3^4。 uint warn_l=10。 //溫度下限值 uint warn_h=90。 //溫度上限值 uint settemp。 uint temp。 uint count=0。 uchar f_temp。 data unsigned char SET[15]={settemp: }。 data unsigned char REAL[15]={realtemp: }。 char code tab[3][4]={ {39。139。,39。239。,39。339。,39。439。}, {39。539。,39。639。,39。739。,39。839。}, {39。939。,39。039。,39。 39。,39。 39。}}。 //0 到 F 的 16 個鍵植 void delay(uint z) //延時函數(shù) { uint x,y。 for (x=z。x0。x) for (y=110。y0。y)。 } //以下是 DS18B20 的相關程序 void dsreset(void) //DS18B20 復位，初始化函數(shù) { uint i。 ds=0。 i=103。 22 while(i0)i。 ds=1。 i=4。 while(i0)i。 } bit tempreadbit(void) //讀一位數(shù)據(jù)函數(shù) { uint i。 bit dat。 ds=0。 i++。 //i++起延時作用 ds=1。 i++。 i++。 dat=ds。 i=8。 while(i0)i。 retur