【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 25℃ ，固有測(cè)溫分辨率 ℃ ； （ 4） 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8 個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫 ，如果數(shù)量過(guò)多，會(huì)使供電電源電壓過(guò)低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定 ； （ 5） 工作電源 為 3~5V/DC； （ 6） 在使用中不需要任何外圍元件 ； （ 7） 測(cè)量結(jié)果以 9~12 位數(shù)字量方式串行傳送 ； （ 8） 負(fù) 壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì) 燒毀，但不能正常 工作 . DS28B20 的引腳及功能介紹 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器的引腳圖如圖 22 所示， DS18B20 數(shù) 字溫度傳感器 引腳的功能描述見(jiàn)表 22。 圖 22 DS18B20引腳圖 9 表 22 DS18B20詳細(xì)引腳功能描述 圖 2． 3 七段 LED 數(shù)碼管介紹 LED 數(shù)碼管顯示器由 8 個(gè)發(fā)光二極管中的 7 個(gè)長(zhǎng)條發(fā)光二極管（稱(chēng)七筆段）按a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 順序組成“ 8”字形，另一個(gè) 點(diǎn)形的發(fā)光二極管放在右下方，用來(lái)顯示小數(shù)點(diǎn)。數(shù)碼管按內(nèi)部連接方式又分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管兩種。若內(nèi)部 8 個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起接電源正極，就成為共陽(yáng)極數(shù)碼管；若 8 個(gè)發(fā)光二極管的陰極連在一起接地，則稱(chēng)為共陰極數(shù)碼管，本次設(shè)計(jì)所用 到的四位 數(shù)碼管的引腳如圖 23 所示，外部有 12 個(gè)引腳 。 LED 顯示器工作在動(dòng)態(tài)顯示方式時(shí)，段選碼端口 I/O1 用來(lái)輸出顯示字符的段選碼， I/O2 輸出位選碼。 I/O1 不斷送待顯示字符的段選碼， I/O2 不斷送出不同的位掃描碼，并使每位顯示字符顯示一段時(shí)間 ，一般為 1— 5mS。利用眼睛的 視覺(jué)慣性，從顯示器上便可以見(jiàn)到相當(dāng)穩(wěn)定的數(shù)字顯示。 段選（ a,b,c,d,e,f,g,p） ：對(duì)應(yīng) 8 個(gè)發(fā)光二極管，接 I/O 口，共陰（或共陽(yáng)）時(shí)接地（或 +5V），根據(jù)條件控制發(fā)光二極管的亮或滅。 位選（ A,B,C,D） :共陰（或共陽(yáng)）時(shí)接地（或 +5V）分別用選中對(duì)應(yīng)位的 LED[11]。 圖 23 四位 LED數(shù)碼管引腳圖 序號(hào) 名稱(chēng) 引腳功能描述 1 GND 地信號(hào) 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。開(kāi)漏單總線接口引腳。當(dāng)被用 在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須 接地。 10 3 硬件電路 設(shè)計(jì) 硬件電路框圖 本課題設(shè)計(jì)的是一種以 AT89S52 單片機(jī)為主控制單元，以 DS18B20 為溫度傳感器的溫度控制系統(tǒng) 。該控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)存儲(chǔ)相關(guān)的溫度數(shù)據(jù)并記錄當(dāng)前的時(shí)間。其主要包括：電源模塊、溫度采集模塊、按鍵處理模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、 LED 顯 示模塊 以及單片機(jī)最小系統(tǒng) [12]。 系統(tǒng)硬件框圖如圖 31 所示 。 數(shù)碼管顯示微控制器按鍵控制當(dāng)前溫度聲光控制 圖 31 系統(tǒng)硬件圖 硬件電路圖 系統(tǒng)硬件電路圖 恒溫箱硬件平臺(tái) 采用 AT89S52 作為電路系統(tǒng)的控制核心 。按鍵將設(shè)置好的溫度值傳給單片機(jī)，通過(guò)溫度顯示模塊顯示出來(lái)。初始溫度設(shè)置好后，單片 機(jī)開(kāi)啟輸出控制模塊，使電熱器開(kāi)始加熱，同時(shí)將從數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 測(cè)量到的溫度值實(shí)時(shí)的顯示出來(lái)，當(dāng)加熱到設(shè)定溫度值時(shí)關(guān)閉加熱器。 當(dāng)自然冷卻到設(shè)定溫度 3℃以下時(shí)，單片機(jī)再次啟動(dòng)加熱器，如此循環(huán)往復(fù)，以達(dá)到恒溫控制的目的 [13]。系統(tǒng)硬件電路圖如圖 32 所示。在本系統(tǒng)中， DP1~DP3 用于七段碼顯示 ； 用于接收DS18B20 采集到的數(shù)字溫度信號(hào)； FUZAI 控制光電開(kāi)關(guān)，決定電加熱器是否工作；K1~K3 用于按鍵控制；串行口用于輸出顯示段碼 ； ， 用于對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描 [14]。 11 R14 .7 KV C C 3DQ 2GND 1I C 2D S 1 8 B 2 0V C CP 1 .0P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78I N T 09I N T 110T111T012/E A /V P13X114X215R E S E T16P 0. 019P 0. 120P 0. 221P 0. 322P 0. 423P 0. 524P 0. 625P 0. 726P 2. 027P 2. 128P 2. 229P 2. 330P 2. 431P 2. 532P 2. 633P 2. 734R X D35T X D36A L E //P37P S E N38/R D18/W R19A T 8 9c 51U1A T 8 9C 51C13. 3P FC23. 3P FY1C R Y S T A LC310UR51kvc cR410KR310KR210KV C CR51KR61KK1S W P BK2S W P BK3S W P BL1L2V C Ca13b14c15d16e17f18g19dp20921LG3461BH102211231224Q1L G 3 46 1B HQ1 Q2 Q3 Q4R21K R31KR41KR11KV C CP 1 . 0P 1 . 6P 1 . 7300 圖 32 系統(tǒng)硬件電路圖 DS18B20 溫度傳感器電路 DS18B20 溫度傳感器電路如圖 33 所示： 圖 33 溫度傳感器硬件電路圖 加熱模塊電路 加熱電路如圖 34 所示 ： I C 4M O C 3041V C CF U Z A 11 2JPA C 220VR627R7330R839Q2C6RL 圖 34 加熱模塊電路圖 12 4 系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序流程 系統(tǒng)的軟件主要是采用 匯編 語(yǔ)言，對(duì)單片機(jī)寫(xiě)入程序以 實(shí)現(xiàn)預(yù)期 功能。主程序?qū)δK進(jìn)行初始化，而后調(diào)用讀溫度、處理溫度、顯示、鍵盤(pán)等模塊。用的是循環(huán)查詢方式，來(lái)顯示和控制溫度，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(cè)量的當(dāng)前溫度值并負(fù)責(zé)調(diào)用各子程序 [15]。 其程序流程如圖 41 所示 。 開(kāi) 始初 始 化啟 動(dòng) D S 1 8 B 2 0讀 溫 度計(jì) 算 溫 度L E D 顯 示 圖 41 系統(tǒng)程序流程圖 讀 溫度子程序 讀溫度流程圖 讀出溫度子程序的主要功能包括初始化 ,判斷 DS18B20 是否存在 ,若存在則進(jìn)行一系列的讀操作 ， 若不存在則返回。其程序流程圖如圖 42 所示。 13 圖 42 讀溫度 流程 圖 讀溫度子程序 讀取 DS18B20 中的溫度數(shù)據(jù)，由于是串行通信，每次讀取 1 個(gè) ，循環(huán) 8 次讀取，入口參數(shù)為 TEMPER_L,將溫度的高位和低位從 DS18B20 中讀出，低位存入 31H，高位存入 30H，由于令 R2 為 8，自減 1 不為 0 跳轉(zhuǎn)，直至為 0，從而循環(huán) 8 次。 。**************************************************** 。讀 DS18B20 的程 序 ,從 DS18B20 中讀出兩個(gè)字節(jié)的溫度數(shù)據(jù) 。**************************************************** READ_18200: MOV R4,2 。 將溫度高位和低位從 DS18B20 中讀出 MOV R1,TEMPER_L 。 低位存入 31H(TEMPER_L),高位存入 30H(TEMPER_H) RE00: MOV R2,8 RE01: CLR C 14 SETB DQ NOP NOP CLR DQ NOP NOP NOP SETB DQ MOV R3,7 DJNZ R3,$ MOV C,DQ MOV R3,23 DJNZ R3,$ RRC A DJNZ R2,RE01 MOV @R1,A DEC R1 DJNZ R4,RE00 RET 計(jì)算溫度度子程序 計(jì)算 溫度流程圖 計(jì)算溫度子程序?qū)?RAM 中讀取值進(jìn)行 BCD 碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定，其程序 流程圖如圖 43 所示。 15 開(kāi) 始溫 度 零 下 ？溫 度 值 取 補(bǔ) 置 “ ” 標(biāo) 志 位 置 “ + ” 標(biāo) 志 位計(jì) 算 小 數(shù) 位 溫 度 B C D 值計(jì) 算 整 數(shù) 位 溫 度 B C D 值結(jié) 束N Y 圖 43 計(jì)算溫度流程圖 計(jì)算溫度子程序 取溫度值低位的整數(shù)部分，通過(guò)“邏輯與”得到十位單個(gè)數(shù)值，再通過(guò)半字節(jié)交換指令得到真正的個(gè)位；同理，對(duì)溫度的高位再通過(guò)“邏輯與”命令和半字節(jié)交換指令得到十位真正的十位，兩數(shù)值相加之和，再通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將十六進(jìn)制溫度轉(zhuǎn)換為壓縮 BCD 碼，從而得出用十進(jìn)制的溫度值。 。**************************************************** 。將從 DS18B20 中讀出的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換 。**************************************************** TEMPER_COV: MOV A,0F0H ANL A,TEMPER_L 。 舍去溫度低位中小數(shù)點(diǎn)后的四位溫度數(shù)值 SWAP A MOV TEMPER_NUM,A 。得到低四位 MOV A,TEMPER_L JNB ,TEMPER_COV1 。 四舍五入去溫度值 16 INC TEMPER_NUM TEMPER_COV1: MOV A,TEMPER_H ANL A,07H SWAP A ORL A,TEMPER_NUM 。得到高四位，再與低四位相或得到值 MOV TEMPER_NUM,A 。 保存變換后的溫度數(shù)據(jù) LCALL BIN_BCD RET 。**************************************************** 。將 16 進(jìn)制的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成壓縮 BCD 碼 。**************************************************** BIN_BCD: MOV A,TEMPER_NUM MOV B,10 DIV AB MOV TEMPER_SHI,A MOV TEMPER_GE,B MOV A,TEMPER_SAVE CJNE A,TEMPER_GE,ZW FHRET: MOV TEMPER_SAVE,TEMPER