【導(dǎo)讀】度點數(shù)值，并能實現(xiàn)溫度超限報警。1）系統(tǒng)供電電壓：DC5V。2）檢測精度：1度。工作狀態(tài)燈常亮。是有多點報警則間隔2秒循環(huán)顯示。整體可分為五部分:單片機、傳感器、按鍵、數(shù)碼管、聲光報警。1）單片機負責(zé)溫度數(shù)據(jù)采集并進行分析處理。3）數(shù)碼管顯示部分，負責(zé)顯示數(shù)據(jù)。4）聲光報警溫度超限時給予報警。2）高峰.單片微型計算機原理與接口技術(shù)[M].科學(xué)出版社,~131.第1周：收集資料，完成開題報告。第8周：中期檢查。常年工廠化，進行高效率，高產(chǎn)值和高效益的生產(chǎn)。第二種是傳統(tǒng)的檢測方式，采用雙金屬式測量計等測試器材進行測量，人工檢測。測量，并進行報警，相應(yīng)的控制機構(gòu)進行加熱、降溫等動作。使作物處在最佳的生產(chǎn)狀態(tài)。本設(shè)計采用的是DS18B20. 際應(yīng)用意義更加廣泛。本文是選用AT89C51單片機與DS18B20組成的蔬菜大棚多點測溫系統(tǒng)。數(shù)字式溫度傳感器，每個DS18B20都有一個唯一的64位ROM序列號，通過查詢此序列號，唯一標識，以實現(xiàn)對對象的準確控制。

　　

【正文】 根線 RX 和 TX 來控制單總線期間，這樣是為了方便描述，實際使用時是用 一個引腳來完成讀寫操作。單線總線的空閑狀態(tài)時高電平。無論任何理由需要暫停某一執(zhí)行過程時，如果還想恢復(fù)執(zhí)行，總線必須停留在空閑狀態(tài)。在恢復(fù)期間，如果單總線處于非活動（高電平）狀態(tài)，位與位間的恢復(fù)時間可以無限長。如果總線停止在低電平超過 480Μs,總線上的所有器件將被復(fù)位 [8]。 1） 操作流程 通過單總線端口訪問 DS18B20 的協(xié)議如下： 步驟 1，初始化； 步驟 2， ROM 操作指令； 步驟 3； DS18B20 功能指令。 每一次 DS18B20 的操作都不許滿足以上步驟，若缺少步驟或者順序混亂，器件將不會返回。 2） 操作指令 ① 初 始化。 通過單總線的所有執(zhí)行操作處理都從一個初始化序列開始。初始化序列包括一個由總線控制器發(fā)出的復(fù)位脈沖和其后由從機發(fā)出的存在脈沖。存在脈沖讓總線控制器知道 DS18B20 在總線上且準備好操作。 ② ROM 操作指令。 DS18B20 有關(guān) ROM 的操作指令如表 314 所示。 表 314 ROM指令表 指 令 約定代碼 功 能 讀 ROM 33H 讀 DS1820 溫度傳感器 ROM 中的編碼（即64 位地址） 符合 ROM 55H 發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對應(yīng)的 DS18B20 使之作出響應(yīng)，為下一步對該 DS18B20 的讀寫作準備。 搜索 ROM 0FOH 用于確定掛接在同一總線上 DS18B20 的個數(shù)和識別 64 位 ROM 地址。為操作各器件作好準備。 跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20 發(fā)溫度變換命令。適用于單片工作。 告警搜索命令 0ECH 執(zhí)行后只有溫度超過設(shè)定值上限或下限的片 子才做出響應(yīng)。 石家莊 鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 14 ③ 存儲器操作指令。 DS18B20 有關(guān)的存儲器指 令如表 315 所示。 表 315 RAM指令表 指 令 約定代碼 功 能 溫度變換 44H 啟動 DS18B20 進行溫度轉(zhuǎn)換， 12 位轉(zhuǎn)換時最長為 750ms（ 9 位為 ）。結(jié)果存入內(nèi)部 9 字節(jié) RAM 中。 讀暫存器 0BEH 讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的內(nèi)容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的 4 字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。 復(fù)制暫存器 48H 將 RAM 中第 3 、 4 字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到EEPROM 中。 重調(diào) EEPROM 0B8H 將 EEPROM 中內(nèi)容恢復(fù)到 RAM 中的第 3 、4 字節(jié)。 讀供電方式 0B4H 讀 DS1B820 的供電模式。寄生供電時DS18B20 發(fā)送 “ 0 ” ，外接電源供電 DS1B820 發(fā)送 “ 1 ” 。 有關(guān) DS18B20 的初始化、讀、寫時序問題請參見軟件部分。 使用中注意事項 DS18B20 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題 [9]： 1) 較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進行補償，由于 DS18B20 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此 ，在對 DS18B20 進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使用 PL/M、 C 等高級語言進行系統(tǒng)程序設(shè)計時，對 DS18B20 操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。 2) 在 DS18B20 的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛 DS18B20 數(shù)量問題，容易使人誤 認為可以掛任意多個 DS18B20，在實際應(yīng)用中并非如此。當單總線上所掛DS18B20 超過 8 個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意。 3) 在 DS18B20 測溫程序設(shè)計中，向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令 后，程序總要等待 DS18B20的返回信號，一旦某個 DS18B20接觸不好或斷線，當程序讀該 DS18B20時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。這一點在進行 DS18B20 硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予一定的重視。 石家莊 鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 聲光報警模塊 圖 316 聲光報警模塊硬件電路圖 聲光報警模塊硬件電路圖如圖 316 所示，當 DS18B20 溫度超限 LED3 燈亮，蜂鳴器響報警。由于蜂鳴器為感性負載，所以并聯(lián)反向二極管，牽引回流。其中 Q5 為NPN 型三極管，型號為 9014。 D4 為續(xù)流二極管，型號為 IN5204。蜂鳴器為壓電式蜂 鳴器，型號為 KS1201。 R R17 為限流電阻 1KΩ。 按鍵控制模塊 按鍵控制模塊硬件電路圖如圖 317 所示，其具體按鍵說明如下： SET： S1 進入報警值設(shè)置狀態(tài) ENTER： S2 確定，跳出當前工作狀態(tài) ADD： S3 溫度報警值加 DEC： S4 溫度報警值減 圖 317 按鍵控制模塊 石家莊 鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 16 數(shù)碼管顯示模塊 數(shù)碼管顯示模塊硬件電路圖如圖 318 所示，數(shù)碼管采用共陰極連接，型號為SR420561K,P0 口對數(shù)碼管進行段選， P2 口對數(shù)碼 管進行位選。數(shù)碼管為共陰極連接的工作方式，采用 NPN 型三極管（型號為 8050）作為片選控制開關(guān)，基極限流電阻為 1KΩ。當三極管基極輸入高電壓時，三極管導(dǎo)通，相應(yīng)的數(shù)碼管片選成功。數(shù)碼管上拉電阻采用直插型排阻， 阻值 為 10K。 圖 318 數(shù)碼管顯示模塊 石家莊 鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 17 第 4 章 系統(tǒng)的軟件部分 系統(tǒng)軟件部分主要有主程序 , 按鍵處理子程序，循環(huán)檢測溫度子程序流程圖 ，DS18B20 初始化子程序以及讀寫子程序 [10]，總程序見附錄 C。 主程序流程圖 程序開始執(zhí)行，首先進行初始化 DS18B20，搜索完畢儲存 DS18B20 地點編號及序列號，進行循環(huán)顯示各點的溫度及地點編號，再進行按鍵掃描，看是否有鍵按下，若有鍵按下則跳到處理按鍵子程序，否則繼續(xù)循環(huán)顯示各點溫度及地點編號。 開始 初始化 搜索所有 18B20 循環(huán)顯示各點溫度及地點編號 SET 鍵按下？ 處理按鍵 Y N 圖 41 主程序流程圖 有 無 有 無 未 是 關(guān)閉視頻對講 掛機開鎖？ 開放視頻對講 有無摘機？ 調(diào)用戶電話 震鈴程序 系統(tǒng)初始化 按鍵？ 樓房識別號？ 開始 開鎖 石家莊 鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 18 按鍵處理子程序流程圖 圖 42 按鍵處理子程序流程圖 按鍵處理子程序是系統(tǒng)進入報警值設(shè)定狀態(tài)時的程序處理。首先顯示一通道的地址編號及溫度報警值，隨后多次掃描是 ADD 還是 DEC 鍵按下，相應(yīng)的報警值加或減， ENTER 鍵確認，繼續(xù)判斷是否是最后一路，如果是最后一路則返回主程序，不是最后一路則繼續(xù)顯示下一路報警溫度值及地點編號，并進行設(shè)置，直到最后一路設(shè)開始 顯示第一路報警溫度值及地點編號 ADD 鍵按下？ 報警值 +1 Y Y N DEC 鍵按下？ 報警值 — 1 N ENTER 鍵按下？ 顯示下一路報警溫度值及地點編號 Y 是否為最后一路？ Y N N 返回 石家莊 鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 置完畢。 初始化時序及程序 一個復(fù)位脈沖跟著一個存在脈沖表明 DS18B20 已經(jīng)準備好發(fā)送 和接收數(shù)據(jù)（適當?shù)?ROM 命令和存儲器操作命令）。其初始化時序如圖 43 所示。 在初始化序列期間，總線控制器拉低總線并保持 480μs 以發(fā)出（ TX）一個復(fù)位脈沖，然后釋放總線，進入接收狀態(tài)（ RX）?？偩€由 上拉電阻拉到高電平。當 DS18B20 探測到 I/O引腳的上升沿后，等待 1560μs,然后發(fā)出一個由 60240μs 低電平信號構(gòu)成的存在脈沖 [7]，具體時序如圖 44 所示。具體程序如下： void reset(void) //ds18b20 初始化復(fù)位操作 { unsigned char x=0。 DQ = 1。 //DQ 復(fù)位 delay_nus(8)。 //稍做延時 DQ = 0。 //單片機將 DQ 拉低 delay_nus(80)。 //精確延時 大于 480us DQ = 1。 //拉高總線 delay_nus(10)。 圖 43 DS18B20初始化時序 石家莊 鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 20 x=DQ。 //稍做延時后 如果 x=0 則初始化成功 x=1 則初始化失敗 delay_nus(5)。 } 具體操作流程： ①數(shù)據(jù)線 DQ 拉高（置 1），短暫延時。 ② DQ 拉低（ 置 0），延時 480~960μs。 ③ DQ 拉高（置 1）。 ④延時等待，如果 DS18B20 初始化成功，會在 15~60μs 內(nèi)返回低電平 0。 ⑤控制器讀到 0 后，繼續(xù)延時，延時至少 480μs（延時步驟由步驟③算起）；如果讀不到 0。要注意做超時處理。 ⑥將數(shù)據(jù)線 DQ 再次拉高（置 1），結(jié)束復(fù)位操作。 寫時序及程序 總線控制器要產(chǎn)生一個寫時序，必須將數(shù)據(jù)線拉到低電平，然后釋放。在寫時序開始后的 15μs 釋放總線。當總線被釋放時， 5KΩ 的上拉電阻將拉高總線?？偪刂破饕梢粋€寫 0 時序，必須把數(shù)據(jù)線 拉到低電平并保持（至少 60μs）。具體操作時序，如圖 44 所示。 具體程序如下： void write_bit(uchar dat) //DS18B20 寫一位 操作 { DQ = 0。 _nop_()。 圖 44 DS18B20 寫 時序 石家莊 鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 21 _nop_()。 DQ = datamp。0x01。 delay_nus(5)。 DQ = 1。 } 具體操作流程： ① 數(shù)據(jù)線 DQ 置低電平（置 0），短暫延時。 ② 發(fā)送數(shù)據(jù)位（一次只發(fā)送一位數(shù)據(jù)），延時 ③ 將數(shù)據(jù)線 DQ 拉高電平（置 1）。 ④ 重復(fù)步驟 ① ~③ ，直到 1 字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送完成。 注 ：發(fā)送數(shù)據(jù)時，要從低位到高位的順序發(fā)送完成 。 讀時序及程序 所有的讀時序必須最少 60μs,包括兩個讀周期之間至少 1μs 的恢復(fù)時間。當總線控制器將數(shù)據(jù)線從高電平拉低到低電平時，讀時序開始，數(shù)據(jù)線必須至少保持 1μs，然后總線被釋放。在總線控制器發(fā)出讀時序后， DS18B20 通過拉高或拉低總線來傳輸 1 或 0。當傳輸邏輯 0 結(jié)束后，總線被釋放，通過上拉電阻回到上升沿狀態(tài)。從DS18B20 輸出的數(shù)據(jù)在讀時序的下降沿出現(xiàn)后 15μs 內(nèi)有效。因此。總線控制器在讀時序開始后必須停止把 I/O 驅(qū)動為低電平 15μs，以讀取 I/O 腳狀態(tài)，具體操作如圖 45所示，程序如下： 圖 45 DS18B20 讀時序 石家莊 鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 22 ucha