【文章內(nèi)容簡介】 .................................................... 9 MAX7219 簡介 .....................................................................................11 MAX7219 內(nèi)部寄存器和工作模式 .................................................... 12 電源 的設(shè)計 ................................................................................................... 13 3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 ..................................................................................................... 15 顯示子程序的設(shè)計 ....................................................................................... 15 DS18B20 數(shù)據(jù)采集子程序的設(shè)計 ............................................................... 16 結(jié)論 .................................................................................................................................... 19 附錄 A AT89S52 與 MAX7219 接口程序 ..................................................................... 21 附錄 B DS18B20 數(shù)據(jù)采集程序 ................................................................................... 25 致 謝 ................................................................................................................................ 28 II 插圖索引 圖 1 總體框圖 .................................................................................................................. 5 圖 2 DS18B20 外部形狀及管腳圖 ...................................................................................... 6 圖 3 DS18B20 測溫原理 .................................................................................................... 7 圖 4 單片機接口電路圖 .................................................................................................... 9 圖 5 顯示電路原理圖 ..................................................................................................... 10 圖 6 電源電路 ................................................................................................................ 13 圖 7 顯示字程序流程 ..................................................................................................... 15 圖 8 溫度采集程序流程 .................................................................................................. 17 III 基于 DS18B20 數(shù)字溫度計的設(shè)計 摘 要 本文研制的數(shù)字式定時溫控系統(tǒng)是一個 基于單總線數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，以單片機芯片為核心的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有對溫度的實時檢測功能，實時日歷時鐘、溫度和時間數(shù)值的設(shè)定等功能。該系統(tǒng)可以應(yīng)用于發(fā)面、菜窖溫度控制及保健等領(lǐng)域。 本文首先對測溫技術(shù)、溫度控制技術(shù)的現(xiàn)狀進行了介紹，對各種控制理論、方案進行了簡單的分析與比較 ； 其次根據(jù)用戶提出的總體要求和技術(shù)指標(biāo)，從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，以發(fā)面器為主要應(yīng)用對象進行了硬件部分的設(shè)計和選型、軟件的設(shè)計與分析，且在實現(xiàn)中遵循了簡單、經(jīng)濟、實用的原則：然后詳細(xì)介紹了本系統(tǒng)所用各芯片的特點、工作原理、應(yīng)用及其與 單片機間的通信協(xié)議。最后本文對實驗、調(diào)試和實踐應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題、誤差及采用的抗干擾措施進行了分 析和討論。 【關(guān)鍵詞】 ：數(shù)字溫度計、單片機、溫度傳感器、單線技術(shù)。 IV The design of digital thermometer Based on DS18B20 Abstract This paper developed by Digital Timing is a temperature control system based on singlebus digital temperature sensor DS18B20,microcontroller chip as the core to the system..The system has the temperature of the realtime detection,realtime calendar clock,temperature and time of setting numerical and other system can be applied to Famian,Caijiao temperature control and health and other fields. In this paper the temperature measurement technology,the status of temperature control technology was introduced the various control theory,the programme carried out a simple analysis and parison followed by users in accordance with the general requirements and technical indicators, from the engineering point of view,to Famian for application as the main targets of a hardware part of the design and selection,software design and analysis,and follow in the realization of a simple,economic,practical principles:and then described in detail the system used by the chip characteristics,work Principle,and its application MCU and the munication protocol. Finally on this experiment,testing and practical application of the problems in error and the use of antijamming measures were discussed. 【 Key words】 Digital Thermometer MCU Temperature Sensor Oneway technology 1 緒論 本文設(shè)計的簡單實用的數(shù)字式溫度測控系統(tǒng)，亦可廣泛應(yīng)用于各種定時、溫度控制領(lǐng)域，如工業(yè)工控過程的溫度控制，發(fā)電廠、熱電廠、大型中央空調(diào)設(shè)備用戶端、自動化生產(chǎn)線、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖、溫棚、溫室、干燥 房、糧食倉庫、井下溫度控制等場合。系統(tǒng)能夠隨時測量環(huán)境溫度并且顯示當(dāng)前的溫度值，因此，研究和開發(fā)經(jīng)濟、實用的定時溫度測控系統(tǒng)具有現(xiàn)實意義，也有著廣泛的應(yīng)器上當(dāng)前室溫的顯示等等。不同的溫度傳感器測量的精度以及功能強弱各不相同用前景。溫度采集與顯示系統(tǒng)在工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域占有重要的地位，比如空調(diào)遙控，因此在不同的應(yīng)用場合可設(shè)計不同的系統(tǒng)對溫度進行檢測和控制，如在普通的室內(nèi)溫度檢測中，可用一般的溫度傳感器，通過 AD 轉(zhuǎn)換之后，由數(shù)碼管直接顯示該室內(nèi)的溫度。但是普通型傳感器芯片不僅體積大，而且輸出的信號都是模擬信 號，必須經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后才能被處理器識別，而且不能實現(xiàn)多點溫度的測量，最大的缺點就是它的精度不是很高。而在要求精度很高的溫度控制中，顯然普通的溫度采集和顯示系統(tǒng)已不能滿足設(shè)計的需要。因此，針對此現(xiàn)狀，本文設(shè)計了一種由單片機控制的智能溫度采集與顯示系統(tǒng)。它以 AT89S52單片機為核心，實現(xiàn)對溫度信號的采集和顯示。在溫度信號的采集方面，利用單總線數(shù)字溫度傳感器的特點及功能實現(xiàn)對溫度的采集，由 DALLAS 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 DS18B20 型單線智能溫度傳感器，屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相 比，它能夠直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn) 9~12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式，可在 55— +125℃的范圍內(nèi)測量溫度。從中央處理器到 DS18B20 僅需連接一條信號線 和地線，其指令信息和數(shù)據(jù)信息都經(jīng)過單總線接口與 DS18B20 進行數(shù)據(jù)交換，且每個DS18B20 有唯一的系列號。因此同一條單總線上可以掛接多個 DS18B20，構(gòu)成主從結(jié)構(gòu)的多點測溫傳感器網(wǎng)絡(luò)。而在顯示方面采用數(shù)碼管顯示。此系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、易于操作及系統(tǒng)擴展、性價比高等特點。它利用 89S52 單片機的強大功能和可擴充性為后盾 ， 可實現(xiàn)對某一路溫度和溫度的上下限進行有效的控制與輸出。 本文第一章主要是對單片機概述，第二章是系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計，第三章是系統(tǒng)軟件的設(shè)計。 2 1 單片機的概述 單片機的發(fā)展情況和應(yīng)用 當(dāng)國內(nèi)從 80 年代起開始了單片機的熱潮，二十多年過去了，單片機從研究所走出來， 成為日常生活中的一個不可缺少的部件。硬件方面日趨多樣化， 4 位、 8 位、 16 位、 32 位等型號共同并存，在不同的領(lǐng)域存在，如家電、玩具、工業(yè)設(shè)備、儀器、通訊等。軟件方面發(fā)展主要為匯編語言、 C 語言、嵌入式操作系統(tǒng)。速度、穩(wěn)定性特別要求的場合較多采用匯編語言和 C 語言。單片機作為微型計算機的一個重要分支，應(yīng)用面很廣，發(fā)展很快。自單片機誕生至今，已發(fā)展為上百種系列的近千個機種。目前，單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢將是進一步向著 CMOS 化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展。 單片機的品種繁多，按應(yīng)用范圍分為通用型和專用型。專用型是針對某種特定產(chǎn)品而設(shè)計的，例如用于洗衣機的單片機。通用型單片機有總線型和非總線型或者 8 位和 16 位之分， 總線型設(shè)有并行地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線的引腳，便于擴展外圍器件。非總線型沒有有總線引腳， 芯片體積小，要擴展可通過 I/O 口，因此非線型更適合中小系統(tǒng)。以下就單片機部分功能器件的應(yīng)用舉例簡要說明。首先以實時時鐘為例。一些單片機控制系統(tǒng)要求在確定的時刻進行某種檢測與操作，有的控制系統(tǒng)要求在進行某種操作時記下進行操作的具體時間，例如現(xiàn)在各公司廣泛用的員工考勤打卡機，有些網(wǎng)頁的登陸同時記下用戶的登陸時間等。要達(dá)到這個目的，就要給系統(tǒng)配置實時時鐘，一邊根據(jù)時鐘提供的時間，按時操作或記錄。當(dāng)然生產(chǎn)實時時鐘可以用軟件實現(xiàn)，但最方便的還是用時鐘芯片，常用的時鐘芯片又并行和串行兩種形式。看門狗是監(jiān)視程序正常運行的 一種定時器。它的定時時間固定不編，一旦定時時間到，就會產(chǎn)生中斷或產(chǎn)生溢出脈沖，使系統(tǒng)復(fù)位，為了不然系統(tǒng)復(fù)位，我們可以在運行的程序中，插入對看門狗定時器的清零指令，不時對它清零刷新。這樣溢出就不會發(fā)生。在許多單片機內(nèi)部就有看門狗電路。如 AT8951 以及 Microchip 公司的 PIC 系列產(chǎn)品等。如果單片機內(nèi)部沒有看門狗電路，可以用片內(nèi)多余的定時器通過軟件自行構(gòu)成。也可選用集成電路。近年來，新型單片機內(nèi)的接口，無論從類型和數(shù)量上都有很大的發(fā)展單片機從功能到形態(tài)