【文章內(nèi)容簡介】 25℃ ，固有測溫分辨率 ℃ ； （ 4） 支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8 個，實現(xiàn)多點測溫 ，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?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） 測量結(jié)果以 9~12 位數(shù)字量方式串行傳送 ； （ 8） 負 壓特性，電源極性接反時，溫度計不會 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 引腳的功能描述見表 22。 圖 22 DS18B20引腳圖 9 表 22 DS18B20詳細引腳功能描述 圖 2． 3 七段 LED 數(shù)碼管介紹 LED 數(shù)碼管顯示器由 8 個發(fā)光二極管中的 7 個長條發(fā)光二極管（稱七筆段）按a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 順序組成“ 8”字形，另一個 點形的發(fā)光二極管放在右下方，用來顯示小數(shù)點。數(shù)碼管按內(nèi)部連接方式又分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管兩種。若內(nèi)部 8 個發(fā)光二極管的陽極連在一起接電源正極，就成為共陽極數(shù)碼管；若 8 個發(fā)光二極管的陰極連在一起接地，則稱為共陰極數(shù)碼管，本次設(shè)計所用 到的四位 數(shù)碼管的引腳如圖 23 所示，外部有 12 個引腳 。 LED 顯示器工作在動態(tài)顯示方式時，段選碼端口 I/O1 用來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間 ，一般為 1— 5mS。利用眼睛的 視覺慣性，從顯示器上便可以見到相當穩(wěn)定的數(shù)字顯示。 段選（ a,b,c,d,e,f,g,p） ：對應(yīng) 8 個發(fā)光二極管，接 I/O 口，共陰（或共陽）時接地（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）時接地（或 +5V）分別用選中對應(yīng)位的 LED[11]。 圖 23 四位 LED數(shù)碼管引腳圖 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當被用 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。當工作于寄生電源時，此引腳必須 接地。 10 3 硬件電路 設(shè)計 硬件電路框圖 本課題設(shè)計的是一種以 AT89S52 單片機為主控制單元，以 DS18B20 為溫度傳感器的溫度控制系統(tǒng) 。該控制系統(tǒng)可以實時存儲相關(guān)的溫度數(shù)據(jù)并記錄當前的時間。其主要包括：電源模塊、溫度采集模塊、按鍵處理模塊、實時時鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、 LED 顯 示模塊 以及單片機最小系統(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 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，通過溫度顯示模塊顯示出來。初始溫度設(shè)置好后，單片 機開啟輸出控制模塊，使電熱器開始加熱，同時將從數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 測量到的溫度值實時的顯示出來，當加熱到設(shè)定溫度值時關(guān)閉加熱器。 當自然冷卻到設(shè)定溫度 3℃以下時，單片機再次啟動加熱器，如此循環(huán)往復(fù)，以達到恒溫控制的目的 [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； FUZAI 控制光電開關(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 ； ， 用于對數(shù)碼管進行動態(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 系統(tǒng)程序流程 系統(tǒng)的軟件主要是采用 匯編 語言，對單片機寫入程序以 實現(xiàn)預(yù)期 功能。主程序?qū)δK進行初始化，而后調(diào)用讀溫度、處理溫度、顯示、鍵盤等模塊。用的是循環(huán)查詢方式，來顯示和控制溫度，主程序的主要功能是負責(zé)溫度的實時顯示、讀出并處 理 DS18B20 的測量的當前溫度值并負責(zé)調(diào)用各子程序 [15]。 其程序流程如圖 41 所示 。 開 始初 始 化啟 動 D S 1 8 B 2 0讀 溫 度計 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 ，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 計算溫度度子程序 計算 溫度流程圖 計算溫度子程序?qū)?RAM 中讀取值進行 BCD 碼的轉(zhuǎn)換運算，并進行溫度值正負的判定，其程序 流程圖如圖 43 所示。 15 開 始溫 度 零 下 ？溫 度 值 取 補 置 “ ” 標 志 位 置 “ + ” 標 志 位計 算 小 數(shù) 位 溫 度 B C D 值計 算 整 數(shù) 位 溫 度 B C D 值結(jié) 束N Y 圖 43 計算溫度流程圖 計算溫度子程序 取溫度值低位的整數(shù)部分，通過“邏輯與”得到十位單個數(shù)值，再通過半字節(jié)交換指令得到真正的個位；同理，對溫度的高位再通過“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，再通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將十六進制溫度轉(zhuǎn)換為壓縮 BCD 碼，從而得出用十進制的溫度值。 。**************************************************** 。將從 DS18B20 中讀出的溫度數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換 。**************************************************** TEMPER_COV: MOV A,0F0H ANL A,TEMPER_L 。 舍去溫度低位中小數(shù)點后的四位溫度數(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