【導讀】溫度檢測和溫度控制。隨著溫度控制器應用范圍的日益廣泛和多樣性，各種適用。于不同場合的智能溫度控制器應運而生。電子溫度計的出現，給人類的生活帶來。子溫度計主要應用還是在生產過程、實驗室及研究所。提供電壓，用溫度傳感器檢測溫度，因此電子溫度計屬溫度系統。大系統發(fā)展到今天的復雜系統。元件有熱電偶和熱電阻。的溫度，需要比較多的外部硬件支持。管顯示的數字溫度計，其電路簡單，軟硬件結構模塊化，易于實現。感器DS18B20，它集溫度測量、A／D轉換于一體，其測量范圍寬，DS18B20是一款具有單總線結構的器件。由DS18B20組建的溫度測量單元體積小，便于攜帶、安裝。實時性，通用性和經濟性。其次是設計可靠的控制方案，并具有各種安全保護措施，如報警、事故預測、事故處理和不間斷電源等。應，并做出相應的處理。并采用積木式結構，按照控制要求靈活構成系統。編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。

　　

【正文】 1s 顯示程序延時法等待轉換的完成。溫度轉換命令子程序流程圖，如圖 所示 圖 溫度轉換流程圖 發(fā) DS18B20 復位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)溫度轉換開始命令 結束 發(fā) DS18B20 復位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)讀取溫度命令 讀取操作， CRC校驗 9 字節(jié)完？ CRC 校驗正？ 確？ 移入溫度暫存器 結束 N N Y Y 第 頁 21 計算溫度子程序 計算溫度子程序將 RAM 中讀取值進行 BCD 碼的轉換運算，并進行溫度值正負的判定，其程序流程圖如圖 所示。 圖 計算溫度流程圖 溫度數據顯示子程序 顯示數據子程序 主要 是對顯示緩沖器中的顯示數據進行刷新操作，查表送段碼至 LED，開位碼顯示，采用動態(tài)掃描方式。 開始 溫度零下 ? 溫度 值取補碼置“ ”標志 計算小數位溫度 BCD值 計算整數位溫度 BCD 值 結束 置“ +”標志 N Y 第 頁 22 第四章 實物制作與調試說明 原材料的選擇與采購 本次設計在原材料的選擇與采購上做到了設計最優(yōu)化 ,即用最小的開支 ,獲得性價比較高的元 器件和材料。 設計中，印刷電路板采用 單面板 ，給人看起來沒有太復雜的感覺。選元器件時，盡量選擇能使電路簡化的器件。例如，為了不增大電路板的體積及減小功耗，本設計采用 ATMEL 公司的 89S51 單片機，體積小，工作電壓低。 印刷電路板的設計與制作 電路板的設計與制作是整個電路制作過程中比較重要的一步，如果電路板做不好，再好的電路設計也不行。下面就對簡單電路板的設計及制作過程做一個簡單的介紹。 利用 Protel 99SE 畫原理圖。在畫原理圖的時候為了電路板比較好看，要注意布局，同時還得注意元件 封裝，命名等。畫好原理圖后要對其進行電氣檢測，檢查原理圖是否有錯，同時還要創(chuàng)建網絡表為下一步的工作做好準備。 PCB 版圖的設計。在對 PCB 圖設計時首先要添加封裝庫，這樣原理圖中給予的封裝才能有效，然后調入網絡表看原理圖的封裝，命名等是否有錯，如果沒錯便可進行下一步操作。對其進行布線，首先先對布線規(guī)則作一些必要的設置，如焊盤的大小，導線的粗細等。做好這些設置后便可進行自動布線，自動布線后如果布線不是很理想還可用手動布線進行手動修改，這樣 PCB 圖就畫好了。 電路板的制作。把設計布局好的 PCB 圖打印出來之 后，然后進行壓板、腐蝕、鉆孔。注意，腐蝕之前要檢查是否有斷線及焊盤的脫落等。 元件的焊接。元件焊接的時候要先查看跳線，首先焊接所有的跳線，其次再焊接分離元件，最后焊接集成塊和外接的引線。當然為了美觀在布線中最好不要出現跳線。 整體檢查。查看是否有斷線和虛焊等。 燒錄程序 第 頁 23 單片機測試 判斷單片機芯片及時鐘系統是否正常工作有一個簡單的辦法，就是用萬用表測量單片機晶振引腳（ 1 19 腳）的對地電壓，以正常工作的單片機用數字萬用表測量為例： 18 腳對地約 ， 19 腳對地約 。對于懷 疑是復位電路故障而不能正常工作的單片機也可以采用模擬復位的方法來判斷，單片機正常工作時第 9 腳對地電壓為零，可以用導線短時間和＋ 5V 連接一下，模擬一下上電復位，如果單片機能正常工作了，說明這個復位電路有問題。 硬件及軟件調試 硬件調試，第一步是目測，在印好電路板之后，先檢查印制線是否有斷線、是否有毛刺、是否與其它線或焊盤粘連、焊盤是否有脫落、過孔是否有未金屬化現象。而在目測的過程中，我們 發(fā)現 有一條印制線斷開，因此我們用焊錫使這條斷線連在一起。第二步是用萬用表測量。在目測完之后，利用萬用表來測量連線和接 點，檢查它們的通斷狀態(tài)是否和設計一樣。再檢查各種電源線和地線是否有短路現象，在檢查的過程中，發(fā)現不管是連線還是接點都符合設計規(guī)定，電源和地線也沒有短路現象。第三步是加電檢查。給印制板加電時，我們檢查到的器件的電源端符合要求的電壓值 +5V，同時接地端的電壓為 0。第四步是聯機檢查。利用系統和單片機開發(fā)系統用仿真電纜連接起來，發(fā)現聯機檢查完后以上是連接都正確、暢通、可靠。 軟件調試， 第一 步是在具有匯編軟件的主機上和用戶系統連接起來，進行調試準備。第二步是單步運行。第三步是系統連調，即進行軟件和硬件聯合調試。經調試 ，軟件運行良好。 整機的調試與測試 首先是測試顯示電路的正確性，根據硬件寫好一段顯示程序，寫入單片機中。安裝好硬件，上電，顯示正常，達到預期效果。證明顯示電路正常。按下復位按鍵， LED 無顯示，松開，顯示正常，證明復位電路正常。 然后測試得到溫度程序，將初始化程序， DS18B20 正常工作的初始化程序、寫 DS18B20 程序、讀 DS18B20 程序 ，得到溫度子程序，溫度轉換子程序，數據轉換子程序，顯示子程序正確編排后寫入單片機中，上電，顯示不正常。重新讀取源程序，經檢查后發(fā)現問題在于 DS18B20 初始化程序有 錯，修改后重新編譯并寫入單片機。上電后，顯示當前溫度。證明溫度傳感器 DS18B20 工作正常，各部分 第 頁 24 子程序運行正常。 最后是按鍵子程序及報警子程序的調試，將按鍵子程序及報警子程序及上述程序正確編排后，寫入單片機中，上電后，各個部分工作正常，在測得當前溫度超出設定溫度上下限后，蜂鳴器 發(fā)出 報警聲，調試基本成功。但后來發(fā)現，按鍵要在按下 1S 后才反應，再次研讀程序發(fā)現原因在于按鍵程序采用掃描方式，程序每執(zhí)行一遍才掃描按鍵一次。進而到考慮采用中斷方式解決此問題，但因為DS18B20 正常工作有嚴格的時序限制，否則不能正常 工作，而中斷則在很大可能上會影響到 DS18B20 正常工作。在嘗試并采用中斷方式卻失敗后，決定仍采用掃描方式。后來仔細排查發(fā)現按鍵反應遲緩是由于顯示程序占用時間過長造成的，修改顯示程序并且在主程序和按鍵子程序中增加調用顯示程序的次數，問題得以解決。至此，此次設計的調試部分完成。設計的所有功能全部得以實現。 第 頁 25 第五章 使用說明書 本電路額定工作直流電壓為 +5V，有極性判別保護功能，采用 7805 集成穩(wěn)壓芯片以保證電路的供電穩(wěn)定，用戶輸入電源在 725V 均可正常工作。 電 路中有五個按鍵，從左到右依次為 S S S S RESET，介紹如下： S1 為溫度 上下限 設置狀態(tài)的退出或確定按鍵 S2 為設置溫度上下限的 +鍵，每按下一次上下限值加一 S3 為設置溫度上下限的 鍵，每按下一次上下限值減一 S4 為設置溫度上下限設置狀態(tài)進入按鍵，第一次按下進入低限設置，按下S4后，再次按下 S1 進入高限設置。 RESET 為 復位 按鍵 使用方法及報警電路說明： 接通電源，紅色指示燈亮，表明電源正常。此時數碼管應顯示初值 025，由于顯示時間稍短，一閃即過。接下來顯示當前溫度，若不顯示則說明硬件有問題 ，此時蜂鳴器將報警，綠色指示燈也會點亮。硬件正常， LED就會顯示當前溫度。若此時檢測到當前環(huán)境溫度不在原來設定的上下限范圍之內，蜂鳴器也將報警同是綠燈點亮。直到采取措施改變環(huán)境溫度在上下限范圍內或調整溫度上下限。 第 頁 26 第六 章 參考文獻 [1]陳權昌，李興富單片機原理與應用華南理工大學出版社， 2021 年 [2]陳明 .protel 99se 原理圖與 pcb 設計教程 .北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [3]閻石 .數字電子技術基礎（第四版） . 北京：高等教育出版社， 1997 [4]王恩 榮 .MCS51 單片機應用技術 .北京：化學工業(yè)出版社， 2021 [5]黃河 .郭紀林 .單片機原理及應用 .大連：大連理工大學出版社， 2021 [6]周貴連 . 電子技術基礎 . 機械工業(yè)出版社， 2021 [7]孫萍電子技術專業(yè)英語機械工業(yè)出版社， 2021 年 6月 [8]李廣弟 . 單片機基礎 . 北京：北京航空航天大學出版社， 1994 [9]閻石 . 數字電子技術基礎 . 北京：高等教育出版社， 1989 [10]欒桂冬 傳感器及其應用西安電子科技大學出版社， 2021 [11]周荷琴，吳秀清，微型計算機原理 與接口技術。合肥，中國科學技術大學出版社， 2021. [12]范立南，謝子殿 .單片機原理及應用教程 .北京大學出版社， 2021. [13]沈德金 .MCS51 系列單片機接口電路與應用程序實例 .：北京航空航天大學 .2021. [14]潘松，趙敏笑 EDA 技術及其應用科學出版社， 2021 年 [15]丁元杰，單片機原理及應用，機械工業(yè)出版社， 1999