【導(dǎo)讀】究溫度的測量方法和控制具有重要的意義。路采用8位共陰極LED數(shù)碼管，ULN2803A為驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)掃描直讀顯示。值大于預(yù)置溫度值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，即發(fā)光二極管亮。系統(tǒng)程序主要包括。主程序，測溫子程序和顯示子程序等。DS18B20新型單總線數(shù)字溫度傳感器。DS18B20溫度計(jì)還可以在高溫報(bào)警、遠(yuǎn)距離多點(diǎn)測溫控制等方面進(jìn)行應(yīng)。用開發(fā)，具有很好的發(fā)展前景。此外，還介紹了系統(tǒng)的調(diào)試和性能分析。

　　

【正文】 WR3: DJNZ R4,WR3 ；保證寫過程持續(xù) 40US DJNZ R3,WR1 ；未寫完一個(gè)字節(jié)轉(zhuǎn) WR1 繼續(xù) SETB ；寫完一個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)線置高 RET 167。 比較報(bào)警子程序 CMP: MOV A,DISBUF0 ； 實(shí)際測量溫度值放在 DISBUF8 中 SWAP A MOV DISBUF8, A MOV A, DISBUF1 ORL A, DISBUF8 MOV DISBUF8, A MOV A,DISBUF4 ；預(yù)置溫度值放在 DISBUF9 中 SWAP A MOV DISBUF9, A MOV A, DISBUF5 ORL A, DISBUF9 MOV DISBUF9, A CLR C MOV A, DISBUF8 SUBB A, DISBUF9 JNC KK ；沒有借位，即實(shí)際溫度值大于 ；預(yù)置溫度值轉(zhuǎn) KK CLR ；有借位，即實(shí)際溫度值小于預(yù)置溫度值 ； 置 0，不發(fā)報(bào)警信號(hào) RET KK: SETB ； 置 1，即發(fā)出報(bào)警標(biāo)志發(fā)光二極管亮 RET 167。 按鍵子程序 KEY: JNB , YZBW JNB , YZSW LJMP KEYRET YZBW: LCALL DELAY1 JB , KEYRET JNB , $ INC DISBUF5 MOV A, DISBUF4 CJNE A, 10, KEYRET MOV DISBUF4, 0 LJMP KEYRET YZSW: LCALL DELAY1 JB , KEYRET JNB , $ INC DISBUF5 MOV A, DISBUF5 CJNE A, 10, KEYRET MOV DISBUF5, 0 KEYRET: RET 167。 顯示子程序 DISPLAY: MOV A, DISBUF0 MOV DPTR, SEG MOVC A, @A+DPTR MOV P1, A MOV P2, 00000001B LCALL DELAY1 MOV P2, 00000000B MOV A, DISBUF1 MOV DPTR, SEG MOVC A, @A+DPTR ORL A, 80H MOV P1, A MOV P2, 00000010B LCALL DELAY1 MOV P2, 00000000B MOV A, DISBUF2 MOV DPTR, SEG MOVC A, @A+DPTR MOV P1, A MOV P2, 00000100B LCALL DELAY1 MOV P2, 00000000B ……………………… ……………………… MOV A, DISBUF7 MOV DPTR, SEG MOVC A, @A+DPTR MOV P1, A MOV P2, 00000000B LCALL DELAY1 MOV P2, 00000000B RET 。 (00) (01) (02) (03) (04) SEG: DB 03FH, 06H, 05BH, 04FH, 066H 。 (05) (06) (07) (08) (09) DB 06DH, 07DH, 007H, 07FH, 06FH ；延時(shí)子程序 DELAY1: MOV R1, 0A0H DEL11: NOP DJNZ R1, DEL11 RET END ；工作內(nèi)存定義 : DISBUF0 EQU 10H DISBUF1 EQU DISBUF0+1 DISBUF2 EQU DISBUF1+1 …………………………………………… .. DISBUF9 EQU DISBUF8+1 167。 調(diào)試性能分析和注意事項(xiàng) 167。 調(diào)試性能分析 系統(tǒng)的調(diào)試 [1] 以程序?yàn)橹鳌Ｓ布{(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)行硬件的正確性檢驗(yàn)，然后分別進(jìn)行主程序 、 測溫子程序 、 預(yù)置數(shù) 、 報(bào)警子程序等的編程及調(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)行編程時(shí)必須嚴(yán)格地保證讀寫時(shí)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 YS— 51 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(shí)（例如用手去接觸）顯示溫度改變。 性能測試可用制作的溫度計(jì)和已有的成品溫度計(jì)來同時(shí)測量比較，由于DS18B20 的精確度很高，所以誤差指標(biāo)可以限制在 ℃ 以內(nèi)，另外 － 55℃～＋ 125℃ 的測量范圍使得該溫度計(jì)完全適合一般的應(yīng)用場合，其低電壓供電特性可做成電池供電的手持電子溫度計(jì)。 167。 DS18B20 使用中的注意事項(xiàng) DS18B20溫度計(jì)還可以在高低溫報(bào)警 、 遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度控制等方面開發(fā)應(yīng)用 ，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題： （ 1） DS18B20從 測量溫度 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(shí)間，這是必須保證的，不然會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤的現(xiàn)象，使溫度輸出總是顯示85℃ 。 （ 2）在實(shí)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(huì)使所測得的溫度與實(shí)際溫度出現(xiàn)偏高現(xiàn)象，經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一般在 5V左右。 （ 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 DS18B20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對 DS18B20進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格保證讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測溫結(jié)果，在使用 PL/M、 C等高級(jí)語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對 DS18B20操作部分最好 采用匯編語言實(shí)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(gè) DS18B20，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此，當(dāng)單總線上所掛 DS18B20超過 8個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。 （ 5） 連接 DS18B20的總線電纜是有長度限制的。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長度超過 50m時(shí)，讀取的測溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤，當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá) 150m，當(dāng)采用每米膠合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)， 正常通訊距離進(jìn)一步加長。這種情況主要由總線分布電容使信號(hào)波形產(chǎn)生畸變造成的。因此，在用 DS18B20進(jìn)行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。 （ 6） 在 DS18B20測溫程序設(shè)計(jì)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(hào)，一旦某個(gè) DS18B20接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該 DS18B20時(shí)，將沒有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)，這一點(diǎn)在進(jìn)行DS18B20硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。 結(jié) 論 本文設(shè)計(jì)的數(shù)字溫度計(jì)能測量 － 55℃ ～＋ 125℃ 的溫度值，具 有用按鍵設(shè)定溫度值和比較報(bào)警功能，用 LED 顯示設(shè)定溫度值和實(shí)際測量的溫度值。本設(shè)計(jì)在硬件電路相同的條件下，可以通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)顯示不同范圍和兩位小數(shù)的溫度值。 本設(shè)計(jì)預(yù)想可以顯示 － 55℃ ～＋ 125℃ 范圍的溫度值，并且可以顯示多位小數(shù)和具有溫度設(shè)定，溫度檢測，溫度報(bào)警及對超過設(shè)定溫度值處理等多種功能的數(shù)字溫度計(jì)。但由于時(shí)間關(guān)系，有的功能未能實(shí)現(xiàn) ，有待于進(jìn)一步提高。在以后設(shè)計(jì)數(shù)字溫度計(jì)時(shí)可以考慮：根據(jù) DS18B20 單總線協(xié)議，在總線上掛接多個(gè) DS18B20，主機(jī)根據(jù) DS18B20 的唯一序列號(hào)，確定某一時(shí)刻與哪 個(gè)器件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；用 24C02 芯片增加掉電存儲(chǔ)功能，即保存斷電那一時(shí)刻顯示的 數(shù)據(jù)，在下次接上電源時(shí)可以顯示出來，以便參考；還可以增加對不在設(shè)定范圍內(nèi)的測量溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能。這些功能都需要軟硬件相結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)。 用 DS18B20 溫度傳感器設(shè)計(jì)數(shù)字溫度計(jì)，應(yīng)注意的問題 :在編寫程序時(shí)要嚴(yán)格按照 DS18B20 的時(shí)序圖來編程，否則無法實(shí)現(xiàn)預(yù)想的功能。 DS18B20 三線制應(yīng)用時(shí) ,應(yīng)將 VDD、 DQ、 GND 三 線焊接牢固 ； 兩線應(yīng)用時(shí) ,應(yīng)將其的VDD 與 GND 接在一起 ,焊接牢固。若 VDD 脫開未接 ,只顯示 +℃的溫度值。 以 DS18B20溫度傳感器設(shè)計(jì)的數(shù)字溫度計(jì)線路簡單、硬件少、成本低廉、軟件設(shè)計(jì)簡單等優(yōu)點(diǎn) ,有著廣闊的應(yīng)用前景。尤其是其具有完善的單總線通信協(xié)議 ,無需復(fù)雜、繁瑣的布線 ,只需 3 根連線就能很容易地組成多點(diǎn)測溫系統(tǒng) ,因此在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中有著廣闊的應(yīng)用前景。 參考文獻(xiàn) [1] 李光飛，樓然苗，胡佳文等 .單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,2020， 105125 [2] [3] 周月霞，孫傳友 .DS18B20 硬件連接及軟件編程 .傳感器世界， 2020， 12：2529 [4] 馬云峰 .單片機(jī)與數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 的接口設(shè)計(jì) .計(jì)算機(jī)測量與控制 ,2020,10（ 4） : 278280 [5] [6] 凌玉華 .單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) .長沙：中南大學(xué)出版社 ,2020，222228 [7] [8] 劉華東 .單片機(jī)原理與應(yīng)用 .北京：電子工業(yè)出版社 ,2020， 175180 [9] [10] 高鵬，安濤，寇懷成等 .電路設(shè)計(jì)與制版 Protel99 入門與提高 .北京：人 民郵電出版社 ,2020 [11] 王守剛 .電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程 .北京：北京希望電子出版社， 2020 [12] 姚四改 .Protel99SE 電子線路設(shè)計(jì)教程 .上海：上海交通大學(xué)出版社， 2020 [13] 余家春 .Protel99SE 電路設(shè)計(jì)實(shí)用教程 .北京：中國鐵道出版社， 2020 [14] 肖金球 .單片機(jī)原理與接口技術(shù) .北京： 清華大學(xué)出版社 ,2020， 160168 [15] 余 永權(quán) .FLASH 單片機(jī)原理及應(yīng)用 .北京 : 電子工業(yè)出版社 ,1997， 2036 [16] 何立民 .單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 .北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 ,1996，7586 [17] 胡漢才 .單片機(jī)原理及系統(tǒng) .北京 : 清華大學(xué)出版社 ,2020， 2838 [18] 張志良 .單片機(jī)原理與控制技術(shù) .北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020， 5678 [19] 趙海蘭 , 趙祥偉 . 智能溫度傳感器 DS18B20 的原理與應(yīng)用 .現(xiàn)代電子技術(shù) , 2020, 14(3): 3234 [20] 金偉正 .單線數(shù)字傳感器原理與應(yīng)用 .電子技術(shù)應(yīng)用 , 2020, (6): 6668 致 謝 伴隨著畢業(yè)論文的完成，大學(xué)生活也即將結(jié)束。在這最后短短的幾個(gè)月時(shí)間里，留下了難以忘懷的回憶。在此我要特別地向指導(dǎo)幫助我的王新勇老師表示最誠摯的謝意，還有給我提供幫助的同小組的同學(xué)。 在本次設(shè)計(jì)中，王老師給予了極大的幫助，做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給我們提供了比較方便的場所，別的同學(xué)基本上是每周和導(dǎo)師見一次或兩次面，而我們幾乎每天都在老師的試驗(yàn)室，看到其他同學(xué)為了上機(jī)而起早到機(jī)房占位，我們打心里感激電工教研室和王老師！ 我們導(dǎo)師的指導(dǎo)思想是不去盲目地追求高分，關(guān)鍵是要學(xué)到真東西，這使我受益匪淺。 在設(shè)計(jì)的過程中，王老師在軟件和硬件上都積極的指導(dǎo)，每次遇到自己想不通的問題時(shí)， 王老師總孜孜不倦地指導(dǎo)我如何正確地解決。王老師犧牲休息時(shí)間給予我的認(rèn)真輔導(dǎo)，以及他負(fù)責(zé)的態(tài)度，讓我很受鼓舞！無論是做事還是做人， 王老師都給了我許多積極的影響與教益！ 最后，再次向所有關(guān)心支持指導(dǎo)幫助過我完成論文的老師和同學(xué)，表示最誠摯的謝意！ 附 錄 附錄 1：整體電路原理圖，如圖所示 : 附錄 2： PCB 印制版電路圖如下： 外文資料原文