【文章內(nèi)容簡介】 。176。C?，F(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(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持 3V～ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。 1. DS18B20 的特性 （ 1）適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供。 （ 2）獨特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 （ 3） DS18B20 支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。 （ 4） DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 （ 5） 溫范圍－ 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10～ +85℃ 時精度為 177。℃ 。 （ 6）可編程的分辨率為 9～ 12 位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、 ℃ 和℃ ，可實現(xiàn)高精度測溫。 基于單片機的電冰箱液晶顯示溫控器 9 （ 7）在 9 位分辨率時最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12 位分辨率時最多在 750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。 （ 8）測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以 “一線總線 ”串行傳送給 CPU，同時可傳送 CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。 （ 9）負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及 DS18B20 的管腳排列 64 位光刻 ROM 是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列號。不同的器件地址序列號不同。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM,溫度傳感器 ,非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL,高速暫存器。 DS18B20 的引腳定義： (1)DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端 (2)GND 為電源地 (3)VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地） 第四章 硬件設(shè)計 、微處理器 AT89S51是美國 ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗， 高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 4k bytes的可系統(tǒng)編程的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 8051 指令系統(tǒng)及引腳。它集 Flash 程序存儲器既可在線編程（ ISP)也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用 8 位微處理器于單片芯片中。 AT89S51 提供以下標準功能： 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個 I/O口線，看門狗（ WDT），兩個數(shù)據(jù)指針，兩個 16 位定時 /計數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時， AT89S51 可降至 0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。 、數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 與傳統(tǒng)的溫度傳感器相比， DS18B20 溫度數(shù)字溫度傳感器 具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網(wǎng)等優(yōu)點，在實際應(yīng)用中取得了良好的測溫效果。 美國 Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 是世界上第一片支持 “一線總線 ”接口的溫度傳感器，在其內(nèi)部使用了在板（ ONB0ARD）專利技術(shù)。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 “一線總線 ”獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念?，F(xiàn)在，新一代的 DS18B20 體積更小、更經(jīng)濟、更靈活。使你可以充分發(fā)揮 “一線總線 ”的優(yōu)點。 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(nèi)，精度為 177。176。C?，F(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(shè)備或過程控制、測溫基于單片機的電冰箱液晶顯示溫控器 10 類消費電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持 3V～ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。 1. DS18B20 的特性 （ 1）適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供。 （ 2）獨特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 （ 3） DS18B20 支持多點組網(wǎng)功能， 多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。 （ 4） DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 （ 5）溫范圍－ 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10～ +85℃ 時精度為 177?！?。 （ 6）可編程的分辨率為 9～ 12 位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、 ℃ 和℃ ，可實現(xiàn)高精度測溫。 （ 7）在 9 位分辨率時最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12 位分辨率時最多在 750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。 （ 8）測量結(jié)果直接 輸出數(shù)字溫度信號，以 “一線總線 ”串行傳送給 CPU，同時可傳送 CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。 （ 9）負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及 DS18B20 的管腳排列 64 位光刻 ROM 是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列號。不同的器件地址序列號不同。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM,溫度傳感器 ,非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL,高速暫存器。 DS18B20 的引腳定義： (1)DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端 (2)GND 為電源地 (3)VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地） 、顯示電路設(shè)計 顯示電路采用 1602 液晶顯示模塊。 1602 采用標準的 16 腳接口，其中 VSS 為地電源， VDD 接 5V 正電源， V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，可通過一 10KΩ的電位器調(diào)整對比度。RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 RW 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當 RS 和 RW 共同為低電平時可以寫入指 令或者顯示地址，當 RS 為低電平 RW 為高電平時可以讀忙信號，當 RS 為高電平 RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 D0~D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 基于單片機的電冰箱液晶顯示溫控器 11 VDD/VSS：電源 5（ 1177。 10%） V 或接地。 VSS/VDD：接地或電源 5（ 1177。 10%） V。 VDD：反視度調(diào)整。使用可變電阻調(diào)整，通常接地。 RS：寄存器選擇。 1 為選擇數(shù)據(jù)寄存器； 0 為選擇指令寄存器。 R/W：讀 /寫選擇。 1 為讀； 0 為寫。 E：使能操作。 1 為 LCM 可做讀寫操作； 0 為 LCM 不能做讀寫操作。 DB0～ DB7：雙向數(shù)據(jù)總線的第 0— 7 位。 VDD：背光顯示器電源 +5V。 VSS：背光顯示器接地。 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表所示 : 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 光標返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 光標或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 置字符發(fā)生存儲器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存儲器地址（ ACG） 置數(shù)據(jù)存儲器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存儲器地址（ ADD） 讀忙標志或地址 0 1 BF 計數(shù)器地址（ AC） 寫數(shù)到 CGRAM 或 DDRRAM 1 0 要寫的數(shù)據(jù) 從 CGRAM 或 DDRRAM 1 1 讀出的數(shù)據(jù) 1602 液晶模塊指令表 、按鍵設(shè)計 本系統(tǒng)使用的按鍵數(shù)目少，故按鍵采用硬件去抖。按鍵電路如圖所示。用兩個與非門構(gòu)成一個 RS 觸發(fā)器。當按鍵未按下時輸出為 1，剛鍵按下時輸出為 0。此時即使用按鍵的機器性能，使按鍵因彈性抖動而產(chǎn)生瞬時斷開 (抖動跳開 B)，只要按鍵不返回原來狀態(tài) A，雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不會改變，輸出保持為 0,不會產(chǎn)生抖動的波形。也就是說，即使 B 點的電壓波形是抖動的，但經(jīng)雙穩(wěn)態(tài)電路之后，其輸出為正規(guī)的矩形波。 基于單片機的電冰箱液晶顯示溫控器 12 第五章 軟件設(shè)計 、主程序流程框圖 系統(tǒng)初始化 開始 P．顯示 A 鍵按下？ 進入自動計時狀態(tài) 檢測到 A 鍵按下 進入時間設(shè)置狀態(tài) 檢測到 A 鍵按下 Y N N Y Y N 基于單片機的電冰箱液晶顯示溫控器 13 、鍵掃子程序流程 設(shè)計 掃描程序采用邊延時邊掃描的方法，當設(shè)置鍵 SET_KEY 按下一次，指示燈 L1 亮，按 ADD(+)鍵和 SUB(－ )鍵設(shè)置冷藏室溫度。當設(shè)置鍵 SET_KEY按下二次，指示燈 L2亮 ,L1滅，按 ADD(+)鍵和 SUB(－ )鍵設(shè)置冷凍室溫度。當設(shè)置鍵 SET_KEY 按下三次，設(shè)置完成，指示燈 L1， L2 均滅。如果 3S 內(nèi)無鍵按下，表示誤按或用戶放棄設(shè)置。退出掃描。 、數(shù)據(jù)采集子程序 主程序循環(huán)調(diào)用定時器和 其定時擴展寄存器中的 樹值，根據(jù)設(shè)定的脈沖個數(shù)計算出脈沖頻率。然后 根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)，計算出當前 冰箱中的 溫度。 定時器 1 中斷服務(wù)程序流程圖如 下 圖所示。 第六章 仿真調(diào)試 、編程仿真軟件 Keil 的簡介 KeilSoftware 公司推出的 uVision2 是一款可用于多種 8051MCU 的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，該 IDE 同時也是 PK51 及其它開發(fā)套件的一個重要組件。除增加了源代碼、功能導(dǎo)航器、模板編輯以及改進的搜索功能外， uVision2 還提供了一個配置向?qū)Чδ埽铀倭藛哟a和配置文件的生成。此外其內(nèi)置的仿真器可模擬目標 MCU，包括指令集、片上外圍設(shè)備及外部信號等。 uVision2 提供邏輯分析器，可監(jiān)控基于 MCUI/O 引腳和外設(shè)狀態(tài)變化下的程序變量。 A C C 入 棧P S W 入 棧選 擇 工 作 寄 存 器 二 區(qū)關(guān) 定 時 器 0 和 1是 否 為 粗 測 ？讀 取 T L 0是 否 有 頻 率 ？是否故障？讀 取 值 置 零計 數(shù) 器 賦 初 值清 中 斷 返 回 標 志計 數(shù) 器 賦 初 值 ， 正 式 測 量開 定 時 器 0 和 1清 粗 測 標 志 位選 擇 工 作 寄 存 器 一 區(qū)P S W 出 棧A C C 出 棧返 回NYYNYN基于單片機的電冰箱液晶顯示溫控器 14 uVision2 提供對多種最新的 8051 類微處理器的支持，包括 AnalogDevices 的 ADuC83x和 ADuC84x，以及 Infineon 的 XC866 等。 、源程序工程的錄入 點擊 “ ProjectNew Project? ” 菜單，出現(xiàn)一個對話框，在編緝框中輸入 一 個將要建立的工程名字，不需要擴展名。 點擊 “ 保存 ” 按鈕，出現(xiàn)第二個對話框，要求選擇目標 CPU（即你所用芯片的型號，一般選擇 AT89C51）。選擇后再點擊 “ 確定 ” 按鈕，回到主界面。 在工程窗口的文件頁中點擊 “ Target1” 前 面 “ +” 號展開，點擊 “ Source Group1” 使其反白顯示，點擊鼠標右鍵，選中下拉菜單的 “ Add file to Group” Source Group1” ，出現(xiàn)一個對話框，尋找源文件，注意 “ 文件類型 ” 的選擇，選中源文件后雙擊將其加入工程項目。（可加入多個文件） 、源程序的輸入 Keil 單片機模擬調(diào)試軟件內(nèi)集成了一個文本編輯器，用該文本編輯器可以編輯源程序。在如圖所示的集成開發(fā)環(huán)境中選擇 File→ New 命令、單擊新建工具按鈕或者按快捷鍵 Ctrl+N 將打開一個新的文本編輯窗口，如圖所示。在圖中已經(jīng) 完成了匯編語言源文件的輸入，并且完成了源程序向當前工程的添加。 第七章 總結(jié) 本系統(tǒng)采用了 AT89S51 單片機，從一定程度上提高了電冰箱的 智能程度，而數(shù)字溫基于單片機的電冰箱液晶顯示溫控器 15 度傳感器的使用更為電冰箱的使用提供了更好的操作體驗。從以上的設(shè)計中我們可以總結(jié)出 以下 結(jié)論： 、體積小、價格低廉的 8 位 MCS51 單片機 ,可以做出可行、可靠性強的自動控制產(chǎn)品 電冰箱溫度的控制系統(tǒng)。實現(xiàn)了電冰箱溫度的自動控制。 ，利用軟件抗干擾也可以達到精度不高的要求，而且，節(jié)省 了硬件資源，降低了產(chǎn)品設(shè)計成本，有助于產(chǎn)品的推廣、民用化。 ，提高軟件質(zhì)量。 。如果再加上少許外圍器件，如語音芯片，環(huán)境溫度傳感器，在軟件方面采用模糊控制技術(shù)，可以使電冰箱的智能化大大提高。 附錄 液晶顯示電冰箱溫控器源程序 include //器件配置文件 include sbit LCM_RS=P3^3。 //引腳定義 sbit LCM_RW=P3^4。 //引腳定義 sbit LCM_EN=P3^5。 //引腳定義 sbit OUT=P3^6。 //控制繼電器 sbit TSOR=P3^7。 //溫度測試端 define Busy 0x80 //常量定義 define uchar unsigned char define uint unsigned int define DATAPORT P1 define reset() {WDT=0x1e。WDT=0xe1。}//看門狗啟動 /復(fù)位宏定義 sfr WDT=0xa6。//看門狗寄存 器定義 bit ON_OFF。 bit outflag。 //============================================== uchar temp1,temp2。 uchar t。 uchar deda,sec。 //時間變量 char min,hour。 char set,T。 uchar data buff[10]。 uchar ReadStatusLCM(void)。//讀數(shù)據(jù)到 MCU 子函數(shù)聲明 基于單片機的電冰箱液晶顯示溫控器 16 u