【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 18R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10U2A T 8 9S 5 2DQ2GND1VCC3U3D S 18 2 0V C CR 15 K 圖 48 DS18B20 與單片機(jī)連接圖 5 水溫表的軟件 設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用的是循環(huán)查詢方式，來(lái)顯示和控制溫度的。主要包括四段程序的設(shè)計(jì)：DS18B20讀溫度程序，數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)程序，鍵盤掃描程序，以及抱經(jīng)處理程序。 主程序流程圖 圖 51 主程序流程 圖 讀取溫度 DS18B20 模塊的流程圖 由于 DS18B20采用的是一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì) AT89S52單片機(jī)來(lái)說(shuō)，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(lái)模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來(lái)完成對(duì) DS18B20芯片的訪問(wèn)。 DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念。因此系統(tǒng)對(duì) DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。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雖然具有 測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)， DS18B20必須首先調(diào)用啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)上對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換時(shí)間來(lái)超作，如為 12位轉(zhuǎn)換，則應(yīng)該是最大 750mS，另外在對(duì) DS18B20超作時(shí)，時(shí)序要求非常嚴(yán)格，因此最好禁止系統(tǒng)中斷。 由于 DS18B20是在一根 I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，而每一次命初始化 開(kāi)始 讀 D18B20 溫度轉(zhuǎn)換 顯示溫度 返回 令和數(shù)據(jù)的傳輸都 是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫時(shí)序開(kāi)始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 DS18B20的讀時(shí)序： （ 1）對(duì)于 DS18B20的讀時(shí)序分為讀 0時(shí)序和讀 1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。 （ 2）對(duì)于 DS18B20的讀時(shí)隙是從主機(jī)把單總線拉低之后，在 15秒之內(nèi)就得釋放單總線 ,以讓 DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。 DS18B20在完成一個(gè)讀時(shí)序過(guò)程，至少需要 60us才能完成。 DS18B20的寫時(shí)序 ： （ 1）對(duì)于 DS18B20的寫時(shí)序仍然分為寫 0時(shí)序和寫 1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。 （ 2）對(duì)于 DS18B20寫 0時(shí)序和寫 1時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫 0時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20能夠在 15us到 45us之間能夠正確地采樣 IO總線上的 “ 0” 電平，當(dāng)要寫 1時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在 15us之內(nèi)就得釋放單總線。 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主要包括三部分：讀出溫度子程序 、 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 、顯示溫度子程序。 開(kāi) 始初 始 化D S 1 8 B 2 0 存 在 嗎 ？R O M 操 作 命 令存 儲(chǔ) 操 作 命 令讀 取 溫 度 值返 回YN 圖 52 讀取溫度 DS18B20 模塊的流程 圖 程序代碼為： unsigned int ReadTemperature(void) { unsigned char a=0。 unsigned int b=0。 unsigned int t=0。 Init_DS18B20()。 WriteOneChar(0xCC)。 // 跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作 WriteOneChar(0x44)。 // 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 DelayMs(10)。 Init_DS18B20()。 WriteOneChar(0xCC)。 //跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作 WriteOneChar(0xBE)。 //讀取溫度寄存器等 a=ReadOneChar()。 //低位 b=ReadOneChar()。 //高位 b=8。 t=a+b。 return(t)。 } 6 水溫表的 系統(tǒng)調(diào)試 硬件電路調(diào)試 仔細(xì)檢查所接電路，按照硬件原理圖接線，理論上是能實(shí)現(xiàn)的，如果數(shù)碼管不顯示，則應(yīng)該檢查線路是否正確，或是因?yàn)閱纹瑱C(jī)沒(méi)有工作，還有集電極和發(fā)射極是否接對(duì)。如果只顯示兩個(gè)八，則可能是 DS18B20沒(méi)有接正確，檢查上拉電路是否接好。如果能注意這些問(wèn)題，電路基本不會(huì)出錯(cuò)。 軟件調(diào)試 如果硬件電路檢查后，沒(méi)有問(wèn)題卻實(shí)現(xiàn)不了設(shè)計(jì)要求，則可 能是軟件編程的問(wèn)題，首先應(yīng)檢查初始化程序，然后是讀溫度程序，顯示程序， 對(duì)這些分段程序，要注意邏輯順序，調(diào)用關(guān)系，除此之外，還要熟悉各 語(yǔ)句 的用法，以免出錯(cuò)。還有一個(gè)容易忽略的問(wèn)題就是，源程序生成的代碼是否燒入到單片機(jī)中，如果這一過(guò)程出錯(cuò)，那不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求也是情理之中的事。 硬件與軟件調(diào)試相結(jié)合，仔細(xì)檢查各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，舊能順利完成任務(wù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，在調(diào)試過(guò)程中必須認(rèn)真耐心，不能有一點(diǎn)馬虎，否則遺漏一個(gè)小的問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)的失敗。 總 結(jié) 通過(guò)本次的設(shè)計(jì)，使我們不僅對(duì)單片機(jī)這門課程有了更深刻的認(rèn) 識(shí)，懂得了如何運(yùn)用課本知識(shí)結(jié)合實(shí)際來(lái)完成定時(shí)器的顯示和編程方法以及數(shù)碼顯示電路的驅(qū)動(dòng)方法，使我們能夠很快的適應(yīng)現(xiàn)代控制技術(shù)發(fā)展的需求，同時(shí)也提高了我們的思維能力和實(shí)際操作能力，為以后更好的走上工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 另外，這次的設(shè)計(jì)還讓我更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)了關(guān)于 AT89S51 等芯片的引腳功能以及使用方法，使我學(xué)會(huì)了應(yīng)用不同的芯片來(lái)配合完成整個(gè)設(shè)計(jì)的操作。 在做硬件電路的這段時(shí)間里，從思考設(shè)計(jì)到對(duì)電路的調(diào)試經(jīng)過(guò)了一些困難。同樣在對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，也可為一路坎坷。但是通過(guò)對(duì)軟硬件不斷撞墻，不 斷思考解決問(wèn)題的過(guò)程中，我學(xué)會(huì)了很多東西，同時(shí)對(duì)單片機(jī)也有了更深的認(rèn)識(shí)。在做設(shè)計(jì)的時(shí)候，很需要耐心和對(duì)事物的細(xì)心，很多時(shí)候一個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題的一個(gè)簡(jiǎn)單的疏忽就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路的不工作，只有不斷的檢查不斷的調(diào)試，才能真正完成一個(gè)設(shè)計(jì)的制作。只有不斷的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，才能從問(wèn)題中改變自己，提升自己對(duì)單片機(jī)的能力。 此設(shè)計(jì)雖然能夠完成溫度的顯示 ，但功能和精度有待于進(jìn)一步提高。以后可以通過(guò)加入 一些 算法優(yōu)化控制功能，并通過(guò)液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示溫度 ，增加、拓展一些功能 。 參考文獻(xiàn) [l] 樂(lè)建波 編著《溫度控制系統(tǒng)》化學(xué) 工業(yè)出版社 [2] 謝自美 編著 《電子線路設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn) 測(cè)試（第二版）》 華中科技大學(xué)出版社 2021 [3] 陳東光 編著《單片微型計(jì)算機(jī)原理及 C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》華中科技大學(xué)出版社 [4] 武慶生 仇梅 編著 《單片機(jī)原理與應(yīng)用》 電子科技大學(xué)出版社 [5] 譚浩強(qiáng) 編著《 C 程序設(shè)計(jì)》 .北京 :清華大學(xué)出版社 1999 年 [6] 華中理工大學(xué)電子學(xué)教研室編 《電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第四版）》高等教育出版社 [7] 華中理工大學(xué)電子學(xué)教研室編 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