【文章內(nèi)容簡介】 20 進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 500μs ，然后釋放， DS18B20 收到信號(hào)后等待 16~60μs ，發(fā)出 60~240μs 脈沖， CPU 收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。 表 6 RAM 操作命令 RAM操作指令 指令代碼 RAM操作指令 指令代碼 Write Scratchpad (寫暫存存儲(chǔ)器 ) [4EH] Convert Temperature (溫度變換 ) [44H] Read Scratchpad (讀暫存存儲(chǔ)器 ) [BEH] Recall EPROM (重新調(diào)出 ) [B8H] Copy Scratchpad (復(fù)制暫存存儲(chǔ)器 ) [48H] Read Power Supply (讀電源 ) [B4H] 系統(tǒng)總體構(gòu)成圖和系統(tǒng)總電路圖如圖 41 和圖 42 圖 41 系統(tǒng)總體構(gòu)成圖 STC89C52RC MAX282 電平轉(zhuǎn)換 PC機(jī) DS18B20 溫度傳感器 數(shù)碼管顯示 晶振電路 發(fā)光二極管 圖 42 系統(tǒng)總電路圖 數(shù)碼管顯示模塊 數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（ 多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“ 8”可分為 1位、 2位、 4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM接到地線 GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電 平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O 端口多，個(gè)數(shù)碼管，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口 是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng) 。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O端口，而且功耗更低。 發(fā)光二極管報(bào)警 模塊 發(fā)光二極管 (LightEmittingDiode,LED)，是一種半導(dǎo)體組件。初時(shí)多用作為指示燈、顯示發(fā)光二極管板等；隨著白光 LED 的出現(xiàn)，也被用作照明。 發(fā)光二極管的兩根引線中較長的一根為正極，應(yīng)接電源正極 。有的發(fā)光二極管的兩根引線一樣長，但管殼上有一凸起的小舌，靠近小舌的引線是正極。與小白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點(diǎn)是：工作電壓很低（有的僅一點(diǎn)幾伏）；工作電流很?。ㄓ械膬H零點(diǎn)幾毫安即可發(fā)光）；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調(diào)制通過的電流強(qiáng)弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強(qiáng)弱。由于有這些特點(diǎn)，發(fā)光二極管在一些光電控制設(shè)備中用作光源，在許多電子設(shè)備中用作信號(hào)顯示器。把它的管心做成條狀，用 7 條條狀的發(fā)光管組成 7段式半導(dǎo)體數(shù)碼管，每個(gè)數(shù)碼管可顯示 0～ 9十個(gè)數(shù)目字。 圖 43發(fā)光二極管 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) DS18B20 的 工作過程 DS18B20 復(fù)位初始化程序 → 讀出轉(zhuǎn)換后的溫度值 → 寫 DS18B20 程序 → 讀 DS18B20程序。 DS18B20 實(shí)現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)換讀取溫度數(shù)值程序流程圖如圖 51 所示。 圖 51 DS18B20 實(shí)現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)換讀取溫度數(shù)值程序流程圖 主程序設(shè)計(jì) 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示，讀出并處理 DS18B20 的測量的當(dāng)前溫度值，溫度測量 1s進(jìn)行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度，其程序流程如 52所示：開始 DS18B20 的初始化 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 讀取溫度寄存器 跳過讀序列號(hào)的操作 跳過讀序列號(hào)的操作 DS18B20 的初始化 RET LOW低八位 HIGH高八位 圖 52 對(duì) DS18B20 讀出溫度 處理程序流程圖 總結(jié) 本文重點(diǎn)介紹了單片機(jī)和數(shù)字傳感器 DS18B20 的原理和功能，并用 DS18B20 與STC89C52RC單片機(jī)、數(shù)碼管 、 發(fā)光二極管 組成數(shù)字溫度計(jì)。該系統(tǒng)具有更高速、更靈敏、更簡捷地獲取被分析、檢測、控制對(duì)象的溫度信息的能力，同時(shí)具有良好的抗干擾及環(huán)境適應(yīng)能力 。 判斷溫度 正溫度 負(fù)溫度 讀出溫度的地位 LSB，讀出溫度的高位 MSB 取出 tempH的 最高 位 判斷是否為 1 補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換，取反加一 讀取 DS18B20 溫度數(shù)據(jù) 將 十六 進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制 輸出顯示 Yes No 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)習(xí)到了很多的東西，不僅加深了對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，而且更好地把理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，提高了自身的動(dòng)手能力和實(shí)踐水平 ，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)的興趣。 由于本人的知識(shí)有限，在本設(shè)計(jì)中不可避免存在一些不足之處，我會(huì)在后的學(xué)習(xí)生活中不斷加以完善。 參考文獻(xiàn) [1] 延安大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)手冊 [N]. 教發(fā)（ 2020） 61號(hào) [2] 童詩白 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 北京 :高等教育出版社 , . [3] 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 北京 :高等教育出版社 ,. [4] 余錫存 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M]. 西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,. [5] 劉法制 .常用電子元 器件及典型芯片應(yīng)用技術(shù) [M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， . [6] 黨豐，王敬農(nóng)，高國旺 .基于 DS18B20的數(shù)字式溫度計(jì)的實(shí)現(xiàn) [J] .應(yīng) 用實(shí)踐， 2020，（ 6）： 167－ 173. [7] 江世明 ， 劉先任 .基于 DS18B20的智能溫度測量裝置 [N] .邵陽學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 20201225（ 10） . [8] 李正浩，姜寶鈞，鄧興成 .51單片機(jī)在 LED數(shù)碼管顯示中的應(yīng)用 [J] .實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)， 2020，（ 3）：68－ 72. [9] 王明慧 .數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 在化學(xué) 工業(yè)現(xiàn)場溫度檢測中的應(yīng)用 [J] .計(jì)算機(jī)與化學(xué)應(yīng)用，2020，（ 8）： 82－ 87. [10] Sha Zhanyou， Wang Design of Multiple Channel Dustlike Object Temperature Measure and Control System [M] . . 謝辭 首先 ， 感謝我的指導(dǎo)老師，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中對(duì)我的熱心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求。在選題、技術(shù)方案和系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)上給了我許多寶貴的建議，幫助我建立了正確的設(shè)計(jì)思想，保證 了課題的順利完成。我從 他 那里不僅學(xué)到了學(xué)術(shù)方面的知識(shí)，更重要的是學(xué)到了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?教 學(xué)態(tài)度。 再次， 我還要感謝學(xué)院的各位老師，正是由于他們一絲不茍、任勞任怨的付出，才會(huì)使我，通過四年的理論學(xué)習(xí)，完成了今天的畢業(yè)設(shè)計(jì) ， 感謝學(xué)院為我們畢業(yè)設(shè)計(jì)提供的良好環(huán)境和儀器設(shè)備，有了這些，我們才能高效的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。 最后，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，給于我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)，致以誠摯的謝意。 (全文總共 9168 字 ) 附錄：程序清單 include include define uint unsigned int define uchar unsigned char sbit POINT = P0^7。 sbit DQ = P3^6。 //溫度輸入口 sbit MOTOR = P1^5。 sbit LAMP = P1^4。 sbit SPEAK = P3^7。 uchar code LEDData[]= { 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f }。 ///數(shù)碼管 void DelayMS(uint ms) { uchar i。 while(ms) { for(i=0。i120。i++)。 } } void Display_Result(uchar key) { P2 = 0xf7。 P0 = LEDData[disbuf[1]]。 DelayMS(5)。 P2 = 0xfb。 P0 = LEDData[disbuf[2]]。 POINT = 1。 DelayMS(5)。 P2 = 0xfd。 if (disbuf[3]0) { P0 = LEDData[disbuf[3]]。 } else { P0 = 0x00。 } DelayMS(5)。 P2 = 0xfe。 if (key==1) { P0 = 0x40。 } else { P0 = 0x00。 } DelayMS(5)。 } void Delay(uint x) { while(x)。 } /* ******************************************************************************** ** 函數(shù)名稱 ： Init_DS18B20(void) ** 函數(shù)功能 ： 初始化 ******************************************************************************** */ void Init_DS18B20(void) { unsigned char x=0。 DQ=1。 //DQ 先置高 Delay(8)。 //稍延時(shí) DQ=0。 //發(fā)送復(fù)位脈沖 Delay(80)。 //延時(shí)（ 480us) DQ=1。 //拉高數(shù)據(jù)線 Delay(5)。 //等待（ 15~60us) x=DQ。 //用 X 的值來判斷初始化有沒有成功， 18B20 存在的話 X=0，否則 X=1 Delay(20)。 } /* ******************************************************************************** ** 函數(shù)名稱 ： ReadOneChar() ** 函數(shù)功能 ： 讀一個(gè)字節(jié) ******************************************************************************** */ uchar ReadOneChar() //主機(jī)數(shù)據(jù)線先從高拉至低電平 1us 以上，再使數(shù)據(jù)線升為高電平，從而產(chǎn)生讀信號(hào) { unsigned char i=0。 //每個(gè)讀周期最短的持續(xù)時(shí)間為 60us，各 個(gè)讀周期之間必須有 1us 以上的高電平恢復(fù)期 unsigned char dat=0。 for (i=8。i0。i) //一個(gè)字節(jié)有 8位 { DQ=1。 Delay(1)。 DQ=0。 dat=1。 DQ=1。 if(DQ) dat|=