【正文】 的價格高于PIC的OTP型號，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)、串等通訊筆定時器系統(tǒng)都大大強于PIC系統(tǒng)。由于PIC芯片中無標準串等口，所以在單片機的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上面，PIC不太適合。與PIC相比2051更適合于較復雜的應(yīng)用場合，適合一些軟件需要多次修改的應(yīng)用。在應(yīng)用方面就目前中國市場的情況來看，89C2051有很大的市場。其原因有下列幾點：（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，容易實現(xiàn)軟件的升級。89C2051適合于家用電器控制，分布式測控網(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LED數(shù)碼管，從P3口RXD,TXD串口輸出段碼。DS18B20 的測溫原理如圖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)生的信號作為減法計數(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)生的信號作為減法計數(shù)器2 的脈沖輸入。圖中還隱含著計數(shù)門，當計數(shù)門打開時，DS18B20 對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖進行計數(shù)，進而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器決定，每次測量前，首先將—55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)分別置入減法計數(shù)器溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在—55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。圖52 DS18B20 測溫原理圖減法計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器1的預(yù)置值減到0時，溫度寄存器的值將加1，減法計數(shù)器1的預(yù)置值將重新被裝入，減法計數(shù)器1 重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器2計數(shù)到0 時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值。圖2—8中的斜 率累加器用于溫度補償和修正測溫過程中的非線形性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復上述過程，直到溫度寄存器值達到被測溫度值。 另外，由于DS18B20 單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時很重要。系統(tǒng)對DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復位脈沖）→ 發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→ 處理數(shù)據(jù)。 在上一章中一明確說明，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，上下限報警調(diào)整電路，單片機主板電路等，如圖51 所示。圖51中有三個獨立式按鍵可以分別調(diào)整溫度計的上下限報警設(shè)置，圖中蜂鳴器可以在被測溫度不在上下限范圍內(nèi)時，發(fā)出報警鳴叫聲音，同時LED數(shù)碼管將沒有被測溫度值顯示，這時可以調(diào)整報警上下限，從而測出被測的溫度值。 圖51 單片機主板電路圖51 中的按健復位電路是上電復位加手動復位，使用比較方便，在程序跑飛時，可以手動復位，這樣就不用在重起單片機電源，就可以實現(xiàn)復位。顯示電路是使用的串口顯示，這種顯示最大的優(yōu)點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，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責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值，溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度，其程序流程見圖53所示。 Y發(fā)DS18B20復位命令發(fā)跳過ROM命令發(fā)讀取溫度命令讀取操作，CRC校驗9字節(jié)完？CRC校驗正？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)，在讀出時需進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。其程序流程圖如圖54示發(fā)DS18B20復位命令發(fā)跳過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，當采用12位分辨率時轉(zhuǎn)換時間約為750ms，在本程序設(shè)計中采用1s顯示程序延時法等待轉(zhuǎn)換的完成。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如上圖，圖55所示計算溫度子程序?qū)AM中讀取值進行BCD碼的轉(zhuǎn)換運算，并進行溫度值正負的判定，其程序流程圖如圖56所示。 開始溫度零下?溫度值取補碼置“—”標志計算小數(shù)位溫度BCD值 計算整數(shù)位溫度BCD值 結(jié)束置“+”標志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)顯示符號百位數(shù)不顯示百位數(shù)顯示數(shù)據(jù)（不顯示符號） 結(jié)束NNYY 圖56　計算溫度流程圖 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顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進行刷新操作，當最高顯示位為0時將符號顯示位移入下一位。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)成整個系統(tǒng)硬件可以分為主控制器模塊，測溫電路模塊和顯示電路模塊。每個模塊執(zhí)行其相應(yīng)的功能，共同組成了一個有序，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)試以程序為主。硬件調(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行硬件正確性檢驗，然后分別進行主程序、讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計算溫度子程序、顯示刷新等子程序的編程及調(diào)試，由于DS18B20 與單片機采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，對DS18B20 進行讀寫編程時必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測量結(jié)果。本程序采用單片機匯編編寫，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（例如用手去接觸）顯示溫度能改變就基本完成。性能測試可用制作的溫度計和已有的成品溫度計來同時測量比較，由于DS18B20 的精度很高， ℃ 以內(nèi)，另外—55 至+125 ℃ 的測溫范圍使得該溫度計完全適合一般的應(yīng)用場合，其低壓供電特性可作成用電池供電的手持電子溫度計。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)計中，經(jīng)過老師的指導和自身的努力，不但加深了對單片機與傳感器的進一步的認識和理解，并將所學的知識充分應(yīng)用于實踐中。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我認識到理論聯(lián)系實際的重要性，在實踐中擴展了知識面，不但掌握了本專業(yè)的相關(guān)知識，而且對其他專業(yè)的知識也有所了解，從各方面提高了自身的綜合素質(zhì)。經(jīng)過這次一個較完整的產(chǎn)品設(shè)計和制作過程，對于將來學習和工作也是有所裨益的。 在畢業(yè)設(shè)計過程中，得到了老師的悉心指導與幫助，在我做畢業(yè)設(shè)計的過程中給我提出了很多指導性的意見，使我受益匪淺；同時老師淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W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)計中，要感謝我的導師 老師，不僅系統(tǒng)的為我們講授了畢業(yè)設(shè)計論文的撰寫方法，并通過創(chuàng)新論文的撰寫，學以致用，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學校，為我們提供了自主創(chuàng)新的平臺，為我們創(chuàng)造了展示自我、提高自我的機會，這次訓練必將成為我們求知旅途中的寶貴財富！參考文獻[1]　（簡明修訂版）.杭州：北京航空航天大學出版社，1998[2]?。郏停?北京：北京航空航天大學出版社，1994[3]　（第三版）. 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:武漢大學出版社,2003 [6] [M].北京:機械工業(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