【正文】 的價(jià)格高于PIC的OTP型號(hào)，但大大低于PIC的EPROM型，89C2051片內(nèi)不含WatchDog，這是89C2051的不足之處，中斷系統(tǒng)堆棧結(jié)構(gòu)、串等通訊筆定時(shí)器系統(tǒng)都大大強(qiáng)于PIC系統(tǒng)。由于PIC芯片中無(wú)標(biāo)準(zhǔn)串等口，所以在單片機(jī)的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上面，PIC不太適合。與PIC相比2051更適合于較復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合，適合一些軟件需要多次修改的應(yīng)用。在應(yīng)用方面就目前中國(guó)市場(chǎng)的情況來(lái)看，89C2051有很大的市場(chǎng)。其原因有下列幾點(diǎn)：（1）2051采用的是MCS51的核心，十分容易為廣大用戶所接受；（2）2051內(nèi)部基本保持了80C31的硬件I/O功能；（3）2051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(jí)。89C2051適合于家用電器控制，分布式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，I/O量不足不是很大的應(yīng)用系統(tǒng)。顯示電路采用3位共陽(yáng)LED數(shù)碼管，從P3口RXD,TXD串口輸出段碼。DS18B20 的測(cè)溫原理如圖5—2 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(hào)作為減法計(jì)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(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2 的脈沖輸入。圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，DS18B20 對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器決定，每次測(cè)量前，首先將—55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在—55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。圖52 DS18B20 測(cè)溫原理圖減法計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器1 重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測(cè)溫度值。圖2—8中的斜 率累加器用于溫度補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線形性，其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直到溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值。 另外，由于DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)很重要。系統(tǒng)對(duì)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(chǔ)器操作命令→ 處理數(shù)據(jù)。 在上一章中一明確說(shuō)明，在此略去。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(bào)警調(diào)整電路，單片機(jī)主板電路等，如圖51 所示。圖51中有三個(gè)獨(dú)立式按鍵可以分別調(diào)整溫度計(jì)的上下限報(bào)警設(shè)置，圖中蜂鳴器可以在被測(cè)溫度不在上下限范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)出報(bào)警鳴叫聲音，同時(shí)LED數(shù)碼管將沒(méi)有被測(cè)溫度值顯示，這時(shí)可以調(diào)整報(bào)警上下限，從而測(cè)出被測(cè)的溫度值。 圖51 單片機(jī)主板電路圖51 中的按健復(fù)位電路是上電復(fù)位加手動(dòng)復(fù)位，使用比較方便，在程序跑飛時(shí)，可以手動(dòng)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。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(dòng)，顯示比較清晰。硬件原理圖圖52 硬件原理圖系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理DS18B20的測(cè)量的當(dāng)前溫度值，溫度測(cè)量每1s進(jìn)行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測(cè)量一次被測(cè)溫度，其程序流程見圖53所示。 Y發(fā)DS18B20復(fù)位命令發(fā)跳過(guò)ROM命令發(fā)讀取溫度命令讀取操作，CRC校驗(yàn)9字節(jié)完？CRC校驗(yàn)正？確？移入溫度暫存器結(jié)束　NNY初始化調(diào)用顯示子程序1S到？初次上電讀出溫度值溫度計(jì)算處理顯示數(shù)據(jù)刷新發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令NYNY 圖53 主程序流程圖 圖54讀溫度流程圖讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時(shí)需進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。其程序流程圖如圖54示發(fā)DS18B20復(fù)位命令發(fā)跳過(guò)ROM命令發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 結(jié)束 圖55 溫度轉(zhuǎn)換流程圖溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令，當(dāng)采用12位分辨率時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為750ms，在本程序設(shè)計(jì)中采用1s顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如上圖，圖55所示計(jì)算溫度子程序?qū)AM中讀取值進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定，其程序流程圖如圖56所示。 開始溫度零下?溫度值取補(bǔ)碼置“—”標(biāo)志計(jì)算小數(shù)位溫度BCD值 計(jì)算整數(shù)位溫度BCD值 結(jié)束置“+”標(biāo)志NY溫度數(shù)據(jù)移入顯示寄存器十位數(shù)0？百位數(shù)0？十位數(shù)顯示符號(hào)百位數(shù)不顯示百位數(shù)顯示數(shù)據(jù)（不顯示符號(hào)） 結(jié)束NNYY 圖56　計(jì)算溫度流程圖 圖57　顯示數(shù)據(jù)刷新流程圖　顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高顯示位為0時(shí)將符號(hào)顯示位移入下一位。程序流程圖如圖57。 本章小結(jié) 本章主要講述本次設(shè)計(jì)的主要器件和硬件電路及軟件算法分析。第六章 硬件 系統(tǒng)硬件主要構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)硬件可以分為主控制器模塊，測(cè)溫電路模塊和顯示電路模塊。每個(gè)模塊執(zhí)行其相應(yīng)的功能，共同組成了一個(gè)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。系統(tǒng)調(diào)試以程序?yàn)橹鳌Ｓ布{(diào)試比較簡(jiǎn)單，首先檢查電路的焊接是否正確，然后可用萬(wàn)用表測(cè)試或通電檢測(cè)。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(jì)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(duì)DS18B20 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(wú)法讀取測(cè)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(shí)（例如用手去接觸）顯示溫度能改變就基本完成。性能測(cè)試可用制作的溫度計(jì)和已有的成品溫度計(jì)來(lái)同時(shí)測(cè)量比較，由于DS18B20 的精度很高， ℃ 以內(nèi)，另外—55 至+125 ℃ 的測(cè)溫范圍使得該溫度計(jì)完全適合一般的應(yīng)用場(chǎng)合，其低壓供電特性可作成用電池供電的手持電子溫度計(jì)。圖61為它的暫存器操作命令流程圖。圖61暫存器操作命令流程圖總結(jié)在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)和自身的努力，不但加深了對(duì)單片機(jī)與傳感器的進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和理解，并將所學(xué)的知識(shí)充分應(yīng)用于實(shí)踐中。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識(shí)到理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，在實(shí)踐中擴(kuò)展了知識(shí)面，不但掌握了本專業(yè)的相關(guān)知識(shí)，而且對(duì)其他專業(yè)的知識(shí)也有所了解，從各方面提高了自身的綜合素質(zhì)。經(jīng)過(guò)這次一個(gè)較完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制作過(guò)程，對(duì)于將來(lái)學(xué)習(xí)和工作也是有所裨益的。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到了老師的悉心指導(dǎo)與幫助，在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中給我提出了很多指導(dǎo)性的意見，使我受益匪淺；同時(shí)老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度給了我很大的教育，這些將使我終身受益。致謝在此次設(shè)計(jì)中，要感謝我的導(dǎo)師 老師，不僅系統(tǒng)的為我們講授了畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的撰寫方法，并通過(guò)創(chuàng)新論文的撰寫，學(xué)以致用，為今后畢業(yè)論文的規(guī)范化、合理化奠定了基礎(chǔ)?！　∽詈螅兄x學(xué)校，為我們提供了自主創(chuàng)新的平臺(tái)，為我們創(chuàng)造了展示自我、提高自我的機(jī)會(huì)，這次訓(xùn)練必將成為我們求知旅途中的寶貴財(cái)富！參考文獻(xiàn)[1]　（簡(jiǎn)明修訂版）.杭州：北京航空航天大學(xué)出版社，1998[2]?。郏停?北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1994[3]?。ǖ谌妫? 北京：高等教育出版社，1989[4]?。跩］.電工技術(shù)，1999[5] 李道華,李玲,[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2003 [6] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002 [7] 應(yīng)用電路詳解[M].北京:電子工業(yè)出版社,19