【正文】 一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。 DS18B DS1822 的特性 DS18B20可以程序設(shè)定9~12位的分辨率，精度為177。176。C?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPROM中，掉電后依然保存。DS18B20的性能是新一代產(chǎn)品中最好的！性能價(jià)格比也非常出色！ DS1822與 DS18B20軟件兼容，是DS18B20的簡化版本。省略了存儲(chǔ)用戶定義報(bào)警溫度、分辨率參數(shù)的EEPROM，精度降低為177。2176。C，適用于對性能要求不高，成本控制嚴(yán)格的應(yīng)用，是經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品。 繼“一線總線”的早期產(chǎn)品后，DS1820開辟了溫度傳感器技術(shù)的新概念。DS18B20和DS1822使電壓、特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟(jì)的測溫系統(tǒng)。 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管腳排列如下DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以12位轉(zhuǎn)化為例:用16位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，℃/LSB形式表達(dá)，其中S為符號位。這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在18B20的兩個(gè)8比特的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于0，這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1。例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+℃的數(shù)字輸出為0191H，℃的數(shù)字輸出為FF6FH，55℃的數(shù)字輸出為FC90H。 DS18B20溫度傳感器的存儲(chǔ)器DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的E2RAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。暫存存儲(chǔ)器包含了8個(gè)連續(xù)字節(jié)，前兩個(gè)字節(jié)是測得的溫度信息，第一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第二個(gè)字節(jié)是溫度的高八位。第三個(gè)和第四個(gè)字節(jié)是TH、TL的易失性拷貝，第五個(gè)字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個(gè)字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第六、七、八個(gè)字節(jié)用于內(nèi)部計(jì)算。第九個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié)。該字節(jié)各位的意義如下：TM R1 R0 1 1 1 1 1低五位一直都是1 ，TM是測試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動(dòng)。R1和R0用來設(shè)置分辨率，如下表所示：（DS18B20出廠時(shí)被設(shè)置為12位）分辨率設(shè)置表:R1 R0 分辨率 溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間0 0 9位 0 1 10位 1 0 11位 375ms 1 1 12位 750ms 根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。 DS1820使用中注意事項(xiàng)DS1820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(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題：(1) 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(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使用PL/M、C等高級語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對DS1820操作部分最好采用匯編語言實(shí)現(xiàn)。(2)在DS1820的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè)DS1820，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS1820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。(3)連接DS1820的總線電纜是有長度限制的。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過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)采用每米絞合次數(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。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。因此，在用DS1820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。(4)在DS1820測溫程序設(shè)計(jì)中，向DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號，一旦某個(gè)DS1820接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS1820時(shí)，將沒有返回信號，程序進(jìn)入死循環(huán)。這一點(diǎn)在進(jìn)行DS1820硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。4軟件設(shè)計(jì) 在微機(jī)測控系統(tǒng)中，軟件的重要性與硬件設(shè)置同樣重要。硬件是軀體，軟件是靈魂，當(dāng)系統(tǒng)的硬件電路確定之后，系統(tǒng)的主要功能還要靠軟件來實(shí)現(xiàn)。如果說硬件決定了產(chǎn)品的造價(jià)，那么在硬件搭配合理的前提下軟件在很大程度上就決定了產(chǎn)品的性能。為了滿足系統(tǒng)的要求，編制軟件時(shí)必須符合以下基本要求:易理解性、易維護(hù)性。通常是指軟件系統(tǒng)容易閱讀和理解，容易發(fā)現(xiàn)和糾正錯(cuò)誤，容易修改和補(bǔ)充。由于生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度的不斷提高，測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員很難在短時(shí)間內(nèi)就對整個(gè)系統(tǒng)理解無誤，軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試不可能一次完成，有些問題是在運(yùn)行中逐步暴露出來，這就要求編制的軟件容易理解和修改。在軟件的設(shè)計(jì)方法中，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)是最好的一種設(shè)計(jì)方法，這種設(shè)計(jì)方法是由整體到局部，然后再由局部到細(xì)節(jié)，先考慮整個(gè)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能，確定整體目標(biāo)，然后把這個(gè)目標(biāo)分成一個(gè)個(gè)的任務(wù)。任務(wù)中可以分成若干個(gè)子任務(wù)，送樣逐層細(xì)分，逐個(gè)實(shí)現(xiàn)。本儀表就是采用這種模塊化的設(shè)計(jì)方法。這樣不但使得設(shè)計(jì)目標(biāo)明確、思路清晰，而且在檢錯(cuò)、調(diào)試時(shí)也很方便。當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，可以根據(jù)問題的種類和現(xiàn)象來判斷是哪一部分出的問題，很容易找出故障所在和故障原因。同時(shí)，采用模塊化程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，對于系統(tǒng)功能的擴(kuò)充和修改也提供了很大的方便。 實(shí)時(shí)性。實(shí)時(shí)性是本系統(tǒng)的基本要求。即要求系統(tǒng)及時(shí)響應(yīng)外部事件的發(fā)生，并及時(shí)給出處理結(jié)果。近年來，由于硬件的集成度與速度的提高，配合相應(yīng)的軟件，實(shí)時(shí)性容易滿足要求，特別是對于匯編語言編制的軟件。 可測試性。系統(tǒng)軟件的可測試性具有兩方面的含義:其一是指比較容易地制定出測試準(zhǔn)則，并根據(jù)這些準(zhǔn)則對軟件進(jìn)行測定；其二是軟件設(shè)計(jì)完成后，首先在模擬環(huán)境下運(yùn)行，經(jīng)過靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)仿真運(yùn)行，證明準(zhǔn)確無誤后才可投入實(shí)際運(yùn)行。 準(zhǔn)確性。準(zhǔn)確性對整個(gè)系統(tǒng)具有重要意義。系統(tǒng)要進(jìn)行大量運(yùn)算，算法的正確性和準(zhǔn)確性問題對控制結(jié)果有直接影響，因此在算法選擇、位數(shù)選擇方面要適合要求。 可靠性?？煽啃允窍到y(tǒng)軟件最重要的指標(biāo)之一，它要求兩方面的意義:第一是運(yùn)行參數(shù)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，軟件都能可靠運(yùn)行并給出正確結(jié)果，也就是要求軟件具有自適應(yīng)性:第二是在環(huán)境惡劣干擾嚴(yán)重情況下，軟件必須保證也能可靠運(yùn)行，這對整個(gè)系統(tǒng)尤為重要。 程序結(jié)構(gòu)分析 主程序調(diào)用了4個(gè)子程序，分別是溫度傳感器讀取程序，數(shù)碼管顯示程序、鍵盤掃描及按鍵處理程序、溫度信號處理程序。 鍵盤掃描電路及按鍵處理程序：實(shí)現(xiàn)鍵盤的輸入按鍵的識(shí)別及進(jìn)入相應(yīng)的程序。 溫度信號處理程序：對溫度芯片送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)行判斷和顯示。 數(shù)碼管顯示程序：向數(shù)碼的顯示送數(shù)，控制系統(tǒng)的顯示部分。 程序結(jié)構(gòu)LED數(shù)碼顯示管顯示程序鍵盤掃描及按鍵處理程序溫度傳感器讀取溫度程序 溫度處理程序 圖41 程序結(jié)構(gòu)圖開始 溫度顯示 讀取傳感器溫度 系統(tǒng)初始化是否超過上下限是報(bào)警電路否是是否有按鍵否按鍵處理 比較設(shè)置溫度值與當(dāng)前溫度值大小 溫度控制　　　　　　　　　　　　　圖42　　系統(tǒng)主程序圖 子程序設(shè)計(jì) 讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能包括初始化,判斷DS18B20是否存在,若存在則進(jìn)行一系列的讀操,作若不存在則返回?！　￠_始是否　　返回　　　讀取溫度值　　存儲(chǔ)操作指令　　ＲＯＭ操作指令ＤＳ１８２０存在？　　　初始化 　　　　　　　　　　　　　　　圖43 　讀溫度流程圖　LED數(shù)碼顯示管程序ＹＮ　返回送完４個(gè)數(shù)據(jù)？　　顯示緩沖區(qū)指針加１取顯示數(shù)據(jù)查七段碼表，并將查的七段碼送８２７９的段數(shù)據(jù)出口，顯示　顯示緩沖區(qū)指針置初值　開始 　　　　　　　　　　圖44　　　顯示子程序流程圖 鍵盤掃描及按鍵處理子程序　　開始ＹＮ執(zhí)行其他程序 延時(shí)２０ms有鍵閉合Ｙ有鍵閉合NＮＮ是不是相同鍵Ｙ　　逐行掃描鍵盤Ｎ找到閉合鍵Ｙ 　　　　　　　　　　　　　　ＹＮ　返回　　　查表得鍵碼延時(shí)２０ｍｓ，消除釋放抖動(dòng)鍵已釋放？　　　形成鍵值 圖45　　鍵盤處理程序5結(jié)束語在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，對溫度控制系統(tǒng)的要求，主要是保證溫度在一定溫度范圍內(nèi)變化，穩(wěn)定性好，不振蕩，對系統(tǒng)的快速性要求不高。在論文中簡單分析了單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程及實(shí)現(xiàn)方法。溫度檢測系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定的溫度范圍完成一定范圍的溫度控制。通過此次畢業(yè)論文的課題設(shè)計(jì)，我們學(xué)會(huì)了怎樣把所學(xué)的書本知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中去，并學(xué)會(huì)了如何去思考整個(gè)控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。實(shí)踐過程中我們遇到了一些困難，但在解決問題的過程中，我們學(xué)會(huì)了怎樣發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，進(jìn)而解決問題。此次課程設(shè)計(jì)不僅增強(qiáng)了我們學(xué)習(xí)專業(yè)課的興趣，而且給了我們勇氣和信心，更重要的是它為我們以后的學(xué)習(xí)指明了方向。參考文獻(xiàn)[1] . 北京：電子工業(yè)出版社，2008.[2] . 北京：.[3] ：高等教育出版社，1999.[4] 99原理圖與PCB及仿真. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.[5] ：中國水利水電出版社，2008.[6] . 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.[7] :北京國防工業(yè)出版社,2005.[8] :機(jī)械工業(yè)出版社，2008.[9] ：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.[10] ：北京航空航天大學(xué)出版社，2001.[11]曹巧媛主編. 單片機(jī)原理及應(yīng)用(第二版). 北京:電子工業(yè)出版社,2002.[12](2001),北京:北京理工大學(xué)出版社，2003.[13]何力民編. 單片機(jī)高級教程. 北京:北京航空大學(xué)出版社,2000.[14]金發(fā)慶等編. ,2002.[15]王錦標(biāo)，方崇智．過程計(jì)算機(jī)控制．北京：清華大學(xué)出版社，1997.[16]邵惠鶴．工業(yè)過程高級控制．上海：上海交通大學(xué)出版社，1997.[17]胡壽松．自動(dòng)控制原理．北京：國防工業(yè)出版社，2000.[18]劉伯春．智能PID調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用．電子自動(dòng)化，1995.[19]Katsuhiko Ogata．Moden Control Engineering．Publishing house of electronics industry，2000：1 96—202.[20] Microchip 24C01B/02B 8 位PIC174。單片機(jī)產(chǎn)品手冊[ED/OL].[21]Borko H，Bernier C L．Indexing concepts and methods .New York:Academic .[22]Dallas products data Book[M]，1999.[23]Maxim products data Book[M]，2001.[24]Shao Jianlong, He Chun. Design of a Portable Popular Multifunctional Development System for 8051 Singlechip Microprocessor Family [J]. Computer Engineering and Applications, .致謝　　三年的讀書生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號，我將面對又一次征程的開始。在這三年的求學(xué)生涯中師長、親友給與了我大力支持，在這個(gè)翠綠的季節(jié)我將邁開腳步走向遠(yuǎn)方，懷念，思索，長長的問