【正文】 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： 1. DS18B20 從測溫結(jié)束到將溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量需要一定的轉(zhuǎn)換時間，這是必須保證的，不然會出現(xiàn)轉(zhuǎn)換錯誤的現(xiàn)象，使溫度輸出總是顯示 85。 2. 在實際使用中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)使電源電壓保持在 5V 左右，若電源電壓過低， 會使所測得的溫度精度降低。 3. 較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于 DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對 DS1820進(jìn)行讀寫編程時，必須嚴(yán)格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使用 PL/M、 C等高級語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計時，對 DS1820操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。 4. 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(rèn)為可以掛任意多個 DS18B20，在實際應(yīng)用中并非如此，當(dāng)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(jìn)行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意。 5. 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(dāng)程序讀該DS18B20 時，將沒有返回信號，程序進(jìn)入死循環(huán)，這一點在進(jìn)行 DS18B20硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予一定的重視。 5系統(tǒng)軟件設(shè)計 整個系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來實現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，軟件的功能也就基本定下來了。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（ 主程序），它是整個控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。二是執(zhí)行軟件（子程序），它是用來完成各種實質(zhì)性的功能如測量、計算、顯示、信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 單片機(jī)電子溫度計設(shè)計 25 通訊等。每一個執(zhí)行軟件也就是一個小的功能執(zhí)行模塊。這里將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以規(guī)劃監(jiān)控程序了。首先要根據(jù)系統(tǒng)的總體功能選擇一種最合適的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實時性的要求，合理地安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊之間地調(diào)度關(guān)系。主程序流程見圖 51。 主程序： 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實時顯示、讀出并處理 DS18B20的測量的當(dāng)前溫度值，溫度測量每 1s進(jìn)行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度，其程序流程如 51所示： DS18b20 的讀寫操作 DS18B20 的讀操作 DSl8B20 的主要數(shù)據(jù)元件有： 64 位激光 Lasered ROM，溫度靈敏元件和非易失性溫度告警觸發(fā)器 TH 和 TL。 DSl8B20 可以從單總線獲取電源，當(dāng)信號線為高電平時，將能量貯存在內(nèi)部電容器中；當(dāng)單信號線為低電平時，將該電源斷開 ，直到信號線變?yōu)楦唠娖街匦陆由霞纳?(電容 )電源為止。此外，還可外接 5 V 電源，給 DSl8B20 供電。 DSl8B20 的供電方式靈活，利用外接電源還可增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 DS18B20 讀寫時序如圖 5 5 53： [8] 信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 單片機(jī)電子溫度計設(shè)計 26 圖 51 DS18B20 的復(fù)位時序圖 圖 52 DS18B20 的寫數(shù)據(jù)時序圖 圖 53 DS18B20 的讀數(shù)據(jù)時序圖 由時序圖可知， DS18B20 在復(fù)位時需要 480us 的低電平，等待 15us 后 MCU將總線拉高，等待 DS18B20 的響應(yīng)信號； DS18B20 在寫數(shù)據(jù)時 分為寫“ 0”和寫“ 1”操作，寫“ 0”操作時， DS18B20 需要至少 60us 的總線被拉低，然后在60us 內(nèi)將“ 0”寫入 DS18B20 中，持續(xù)時間至少 1us，寫“ 1”操作是只需將寫入的“ 0”改為“ 1”即可； DS18B20 讀操作也分為讀“ 0”和讀“ 1”操作，讀“ 0”操作時，總線需要 15us 被拉低，再拉高 45us，然后再 15us 內(nèi)將數(shù)據(jù)讀走，讀“ 1”操作同讀“ 0”操作。程序流程圖如圖 53： 信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 單片機(jī)電子溫度計設(shè)計 27 圖 53 DS18B20 讀取 溫度 的流程圖 DS18b20 的溫度數(shù)據(jù)處理 讀出溫度數(shù)據(jù)后， LOW 的低四位為溫度的小數(shù)部分，可以精確到 ℃[9]， LOW 的高四位和 HIGH 的低四位為溫度的整數(shù)部分， HIGH 的高四位全部為 1 表示負(fù)數(shù)，全為 0 表示正數(shù)。所以先將數(shù)據(jù)提取出來，分為三個部分：小數(shù)部分、整數(shù)部分和符號部分。小數(shù)部分進(jìn)行四舍五入處理：大于 ℃ 的話，向個位進(jìn) 1；小于 ℃ 的時候，舍去不要。當(dāng)數(shù)據(jù)是個負(fù)數(shù)的時候，顯示之前要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將其整數(shù)部分取反加一。還因為 DS18B20 最低溫度只能為55℃ ，所以可以將整數(shù)部分的最高位換成一個 “”，表 示為負(fù)數(shù)。圖 54 為溫度數(shù)據(jù)處理程序的流程圖。 開始 DS18B20 的初始化 啟動溫度轉(zhuǎn)換 讀取溫度寄存器 跳過讀序列號的操作 跳過讀序 列號的操作 DS18B20 的初始化 RET LOW低八位 HIGH高八位 信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 單片機(jī)電子溫度計設(shè)計 28 圖 54 溫度數(shù)據(jù)處理流程圖 （ 2）溫度比較報警子程序 此程序是將實際溫度與設(shè)置的報警上下限比較，決定是否發(fā)出報警信號。由于 T 為實際溫度的絕對值， TH、 TL 也是溫度的絕對值，因此判斷大小關(guān)系時要通過其正負(fù)符號來確定。 開始 提取整數(shù)部分存入 HT 提取小數(shù)部分存入 LT LT 右移三位 ,將精度降低到 攝氏度 HT++ 將小數(shù)部分整數(shù)化 提取符號部分存入 sign LT 是否大于 5 是否為負(fù)數(shù) RET 負(fù)數(shù)標(biāo)志 flag=1 Y N N Y 信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 單片機(jī)電子溫度計設(shè)計 29 圖 55 溫度比較報警子程序 1602 顯示部分 1602 的讀寫時序圖如 56： 信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 單片機(jī)電子溫度計設(shè)計 30 圖 56 1602 液晶的讀時序圖 圖 57 1602 的寫時序圖 根據(jù)以上 時序圖可以得出讀寫程序流程圖如 圖 58 ： 圖 58 1602 的讀寫流程圖 開始 選擇寫數(shù)據(jù)寫命令 RS=1||RS=0 選擇寫操作RW=1 使能 EN 準(zhǔn)備好寫入的數(shù)據(jù) DB0~DB7 禁止 EN 結(jié)束 開始 選擇寫數(shù)據(jù)寫命令 RS=1||RS=0 選擇讀操作RW=0 使能 EN 禁止 EN 結(jié)束 1602 的寫流程圖 1602 的讀流程圖 信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 單片機(jī)電子溫度計設(shè)計 31 數(shù)據(jù)測試 用手觸摸溫度傳感器，可以發(fā)現(xiàn)溫度大概顯示為 ℃。將溫度傳感器與冰水混合物接觸，顯示讀數(shù)為 ℃，；把溫度傳感器放入沸水中，顯示器顯示 100℃，讀數(shù)精度為 ℃。對設(shè)計的溫度計進(jìn)行測試后，其結(jié)果表明能達(dá)到預(yù)設(shè)的要求。 信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 單片機(jī)電子溫度計設(shè)計 32 總結(jié) 本文重點介紹了單片機(jī)和數(shù)字傳感器 DS18B20 的原理和功能，并用DS18B20 與 STC89C52 單片機(jī)、 LCD1602 組成數(shù)字溫度計，有超溫報警功能。該系統(tǒng)具有更高速、更靈敏、更簡捷地獲取被分析、檢測、控制對象的溫度信息的能力，同時具有良好的抗干擾及環(huán)境適應(yīng)能力（測溫范圍 55 ℃ ~+ 125 ℃）。因其體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單，可大規(guī)模的采用，成本低廉。 通過這次畢業(yè)設(shè)計使我學(xué)習(xí)到了很多的東西，不僅加深了對專業(yè)知識的理解，而且更好地把理論知識與實踐相結(jié)合，提高了自身的動手能力和實 踐水平，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計的興趣。 由于本人的知識有限，在本設(shè)計中不可避免存在一些不足之處，我會在后的學(xué)習(xí)生活中不斷加以完善。 信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 單片機(jī)電子溫度計設(shè)計 33 致 謝 經(jīng)過一個學(xué)期的忙碌，畢業(yè)設(shè)計接近尾聲。在此，我要衷心感謝我的導(dǎo)師。在我做畢業(yè)設(shè)計期間，老師給了我很大的幫助和鼓勵。在選題和搜集資料的時候，老師給了很多有用的建議，每個星期老師都抽出時間關(guān)心我的設(shè)計進(jìn)度，督促我抓緊時間完成設(shè)計，在我遇到困難的時候給予我悉心的關(guān)懷、鼓勵與指導(dǎo)，盡心盡力。我能順利完成畢業(yè)設(shè)計與老師的幫助密不可分。同時也要感 謝我的舍友，他們給我提供了很多資料也給了我不少建設(shè)性的建議。 做畢業(yè)設(shè)計求期間最大的收獲是心理成熟了，期間遇到過很多困難，感謝老師和同學(xué)對我的關(guān)心、鼓勵、幫助，讓我用于面對困難，不斷前進(jìn)。 閔烊塵 二 O一五年六月 于重慶 信息工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 單片機(jī)電子溫度計設(shè)計 34 參 考 文 獻(xiàn)郭天祥 . 51 單片機(jī) c 語言教程 [M]. 北京 ： 電子工業(yè)出版社 , 2022.[2] 戴永成等 .基于 DS18B20 的數(shù)字溫度測量儀 [J]. 北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2022 [3] 于永 .51 單片機(jī) C 語言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計實 例精講 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2022 何立明 . [4] 康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）（第五版） [M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社 , 2022. [5] 王毅 . 單片機(jī)器件應(yīng)用手冊 [M]. 人民郵電出版社 , 1995. 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