【導(dǎo)讀】~查資料，初步方案設(shè)計；~確定最佳方案；~設(shè)計電路，繪制電路，寫畢業(yè)論文。~修改、完善畢業(yè)論文，并做答辯準(zhǔn)備。安全生產(chǎn)等方面起著關(guān)鍵的作用。因此,能夠確?？焖?、準(zhǔn)確地測量溫濕度的技。術(shù)及其裝置普遍受到各國的重視。現(xiàn)溫度信息的在線檢測已成為溫濕度測技術(shù)的一種發(fā)展趨勢。個具有CPU功能的大規(guī)模集成電路芯片就稱之為微處理器。“電腦”作用，受到電子專業(yè)技術(shù)人員的青睞。單片機(jī)以其體積小、可靠性高、沿著與適用微處理器不同的方向發(fā)展。本課題主要為采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與溫濕度檢測的制作。按照選題要求應(yīng)實(shí)現(xiàn)溫濕度的測量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)。數(shù)字鐘和測量部分的通過鍵盤進(jìn)行控制。度與濕度進(jìn)行測量及控制。準(zhǔn)確測量溫濕度對于生物制藥、食品加工、造紙等行。業(yè)更是至關(guān)重要的。相比之下，測量濕度要比測量溫度更復(fù)雜，這是因?yàn)闇囟仁?

　　

【正文】 很大的市場。其原因有下列 幾 點(diǎn)： （ 1） 51 采用的是 MCS51 的核心，十分容易為廣大用戶所接受； （ 2） 51 內(nèi)部基本保持了 80C31 的硬件 I/O 功能 ； 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 30 （ 3） 51 的 Flash 存貯器技術(shù)，可重復(fù)擦 /寫 1000 次以上，容易解悶調(diào)試手段； （ 4）更適合小批量系統(tǒng)的應(yīng)用，容易實(shí)現(xiàn)軟件的升級。 89C51 適合于家用電器控制，分布式測控網(wǎng)絡(luò)， I/O 量不足不是很大的應(yīng)用系統(tǒng)。 顯示電路 常用的 LED 顯示器有 LED 狀態(tài)顯示器（俗稱發(fā)光二極管） LED 七段顯示器（俗稱數(shù)碼管和 LED 十六段顯示器，發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài)，用于系統(tǒng)顯示；數(shù)碼管用于數(shù)字顯示； LED 十六段顯示器，用于字符顯示） 圖 52 數(shù)碼管與單片機(jī)接口 溫度傳感器 DS18B20 的測溫原理如圖 5— 3 所示 . 圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器 1；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯變，所以產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器 2 的脈沖輸入。圖中還隱含著計數(shù)門，當(dāng)計數(shù)門打開時， DS18B20 對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖進(jìn)行計數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器決定，每次測量前，首先將 — 55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)分別置入減法計數(shù)器 溫度寄存器中，減法計數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在 — 55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 31 圖 53 DS18B20 測溫原理圖 減法計數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)減法計數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時，溫度寄存器的值將加 1，減法計數(shù)器 1 的預(yù)置值將重新被裝入，減法計數(shù)器 1 重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器 2 計數(shù)到 0 時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值。斜率累加器用于溫度補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線形性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直到溫度寄存器值達(dá)到被測溫度值。 另外，由于 DS18B20 單 線通信功能是分時完成的，它有嚴(yán)格的時隙概念，因此讀寫時很重要。系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖） → 發(fā) ROM 功能命令→發(fā)存儲器操作命令→ 處理數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)整體硬件電路 主板電路 系統(tǒng)整體硬件電路包括，傳感器數(shù)據(jù)采集電路，溫度顯示電路，上下限報警調(diào)整電路，單片機(jī)主板電路等，如圖 54 所示。 圖 54 中有三個獨(dú)立式按鍵可以分別調(diào)整溫度計的上下限報警設(shè)置，圖中蜂鳴器可以在被測溫度不在上下限范圍內(nèi)時，發(fā)出報警鳴叫聲音，同時 LED 數(shù) 碼管將沒有被測溫度值顯示，這時可以調(diào)整報警上下限，從而測出被測的溫度值。 圖 54 中的按健復(fù)位電路是上電復(fù)位加手動復(fù)位，使用比較方便，在程序跑飛時，可以手動復(fù)位，這樣就不用在重起單片機(jī)電源，就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 32 顯示電路 顯示電路是使用的串口顯示，這種顯示最大的優(yōu)點(diǎn)就是使用口資源比較少，只用 p3 口的 RXD,和 TXD,串口的發(fā)送和接收，四只數(shù)碼管采用 74LS164 右移寄存器驅(qū)動，顯示比較清晰。 圖 54 主板電路 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 33 圖 55 硬件原理圖 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 34 6 硬件電路 系統(tǒng)硬件主要構(gòu)成 整個系統(tǒng)硬件可以分為主控制器模塊，測溫電路模塊和顯示電路模塊。每個模塊執(zhí)行其相應(yīng)的功能，共同組成了一個有序，協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。主要元件有控制器— AT89C2051,溫度傳感器 DS18B數(shù)碼管 — LED 和三極管 9012。 調(diào)試及性能分析 系統(tǒng)調(diào)試以程序?yàn)橹?。硬件調(diào)試比較簡單，首先檢查電路的焊 接是否正確，然后可用萬用表測試或通電檢測。軟件調(diào)試可以先編寫顯示程序并進(jìn)行硬件正確性檢驗(yàn)，然后分別進(jìn)行主程序、讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計算溫度子程序、顯示刷新等子程序的編程及調(diào)試，由于 DS18B20 與單片機(jī)采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，對 DS18B20 進(jìn)行讀寫編程時必須嚴(yán)格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測量結(jié)果。本程序采用單片機(jī)匯編編寫，用 編譯器編程調(diào)試。軟件調(diào)試到能顯示溫度值，而且在有溫度變化時（例如用手去接觸）顯示溫度能改變就基本完成。 性能測試可用制作的溫度計和已有的成品溫 度計來同時測量比較，由于DS18B20 的精度很高，所以誤差指標(biāo)可以限制在 ℃ 以內(nèi)，另外 — 55 至+125 ℃ 的測溫范圍使得該溫度計完全適合一般的應(yīng)用場合，其低壓供電特性可作成用電池供電的手持電子溫度計。圖 61 為它的暫存器操作命令流程圖。 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 35 圖 61 暫存器操作命令流程圖 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 36 附 錄 附錄 1： 原理圖 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 37 附錄 2： PCB 圖 附錄 3：部分 源程序 LED_0 EQU 30H 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 38 LED_1 EQU 31H WENDU EQU 35H TEMPER_L EQU 29H 。存取低位 TEMPER_H EQU 28H FLAG EQU 38H FLAG1 BIT 00H DISP_SET EQU 37H H_TEM EQU 50H L_TEM EQU 51H 。差 5 度時的提示溫度 ALARM_L BIT ALARM_H BIT GEWE BIT SHIWE BIT SOUND BIT DQ BIT LIGHT BIT 。傳感器工作檢測燈 SHEWEN BIT 。溫度設(shè)置開關(guān) CLOSE BIT 。關(guān)閉響聲 CLOSE2 BIT 01H SET1_A BIT 02H ORG 0000H SJMP START ORG 0050H START: MOV SP,70H SETB CLOSE2 CLR SET1_A MOV LED_0,00H MOV LED_1,00H 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 39 CLR SOUND MOV H_TEM,60 MOV L_TEM,55 MAIN:LCALL GET_TEMPER MOV A,TEMPER_L MOV C,40H 。將 28H 中的最低位移入 C RRC A MOV C,41H RRC A MOV C,42H RRC A MOV C,43H RRC A MOV TEMPER_L,A WAIT: SETB ALARM_L SETB ALARM_H CLR SOUND JB ,SET1 CLR SET1_A MOV WENDU,29H 。讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOV A,99 MOV R7,WENDU SUBB A,R7 JC OUT CLR C MOV A,H_TEM DEC A MOV R0,WENDU 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 40 SUBB A,R0 。判斷是否高于上限 JC HALM SETB CLOSE2 MOV A,L_TEM DEC A SUBB A,WENDU 。判斷是否低于下限 JC LALM NOP LJMP MAIN LALM: 。低溫報警 CLR ALARM_L LJMP MAIN HALM: 。高溫報警 JNB CLOSE2,CL 。關(guān)閉報警聲 JNB CLOSE,CL2 MOV R2,235 。置計數(shù)值 SETB SOUND DV: LCALL DELY500 LCALL DELY500 。延時 1 毫秒 DJNZ R2,DV CPL ALARM_H 。標(biāo)志位取反 SJMP CL CL2: CLR CLOSE2 CL: LJMP MAIN OUT: 。超過 99 度上限顯示 LCALL GET_TEMPER_2 MOV A,TEMPER_L MOV C,40H 。將 28H 中的最低位移入 C RRC A 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 41 MOV C,41H RRC A MOV C,42H RRC A MOV C,43H RRC A MOV TEMPER_L,A SETB CLOSE2 LJMP WAIT SET1: JB SET1_A,SET1_1 MOV LED_0,00H MOV LED_1,00H SET1_1: MOV A,LED_1 MOV B,10 MUL AB ADD A,LED_0 MOV DISP_SET,A MOV H_TEM,DISP_SET MOV A,H_TEM SUBB A,05H MOV L_TEM,A CLR C SETB CLOSE2 JNB ,SER1 JNB ,SER2 LCALL DISP_3 LJMP WAIT SER1: JNB ,SER1 。判斷 SP1 是否按下 LCALL DELAY10MS 。若按下，則延時 10ms 左右 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 42 JNB ,SER1 SETB SET1_A INC LED_0 MOV A,9 SUBB A,LED_0 JNC CLR1 MOV LED_0,00H CLR1: JNB ,$ AJMP SET1 SER2: JNB ,SER2 。判斷 SP1 是否按下 LCALL DELAY10MS 。若按下 ，則延時 10ms 左右 JNB ,SER2 SETB SET1_A INC LED_1 MOV A,9 SUBB A,LED_1 JNC CLR2 MOV LED_1,00H CLR2: JNB ,$ AJMP SET1 無 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 43 附錄 4： 元器件清單 89C52 單片機(jī)一片 DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器一個， +5V 無源蜂鳴器 1 個 12MHZ 晶振一個 四個按鍵開關(guān) 數(shù)碼管兩個 常用電容電阻，連接線，三極管，二極管若干 參考文獻(xiàn) [1] 李朝青 .單片機(jī)原理及接口技術(shù)（簡明 修訂版） .杭州：北京航空航天大學(xué)出版社， 1998 [2] 李廣弟 .單片機(jī)基礎(chǔ) ［Ｍ］ .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1994 [3] 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版） . 北京：高等教育出版社， 1989 [4] 廖常初 .現(xiàn)場總線概述 ［ J］ .電工技術(shù)， 1999 [5] 李道華 ,李玲 ,朱艷編著 .傳感器電路分析與設(shè)計 [M].武漢 :武漢大學(xué)出版社 ,2020 [6] 沙占友編著 .智能化集成溫度傳感器原理與應(yīng)用 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020 [7] 方佩敏編著 .新編傳感器原理 應(yīng)用 電路詳解 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,1993