【導(dǎo)讀】隨著時代的進步和發(fā)展，單片機技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個領(lǐng)域，如電壓、濕度、溫度、速度、硬度、壓力等的物理量的測量。本文將介紹一種基于單片。機控制理論及其應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的數(shù)字溫度計?？梢援斪鰷囟忍幚砟K嵌入其他系統(tǒng)中，作為其他主系統(tǒng)的輔助擴展。境下進行現(xiàn)場溫度測量，有廣泛的應(yīng)用前景。本溫度計屬于多功能溫度計，對環(huán)境可以做到多點溫度監(jiān)控，通過模擬打開或者關(guān)閉窗戶來進行控溫。由于是多點測溫，所以達到的監(jiān)測效果也比較?；钪杏休^好的前景。Keywords:SCM；Digitalcontrol；Thethermometer；Temperaturesenso；Control

　　

【正文】 TR0=1。 OneSensor()。 } if(chs==2) { 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 TR0=1。 TwoSensor()。 } if(chs==3) { TR0=0。 DisplaySensor()。 TR0=1。 ThreeSensor()。 } if(chs==4) { TR0=1。 writestring(0,1,C)。 writestring(9,1,D)。 FourSensor()。 } } SetFun()。 Alarm()。 } 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 發(fā) DS18B20 復(fù)位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 結(jié)束 } 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 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圖 所示。 圖 溫度轉(zhuǎn)換流程圖 讀出溫度子程序 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。其流程圖如圖 。 發(fā) DS18B20 復(fù)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 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 圖 讀溫度流程圖 計算溫度子程序 計算溫度子程序?qū)?RAM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 所示。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 35 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 N Y 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 36 圖 計算溫度流程圖 圖 顯示數(shù)據(jù)刷新流程圖 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 N N Y Y 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 37 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 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。其流程圖如上圖 。 1602 的液晶顯示 圖 1602的液晶顯示圖 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 38 圖 1602 的液晶顯示流程圖 由于本設(shè)計用了四個溫度傳感器，因為這四個溫度傳感器用的程序都類似，所以在這就列舉一個傳感器的程序，請看部分程序： void Display_Temperature(uint vt,uchar tg,uchar x,uchar y) //顯示溫度 { uchar flagdat。 disdata[0]=vt/1000+0x30。//百位數(shù) disdata[1]=vt%1000/100+0x30。//十位數(shù) disdata[2]=vt%100/10+0x30。//個位數(shù) disdata[3]=vt%10+0x30。//小數(shù)位 if(tg==0) flagdat=43。//正溫度不顯示符號 else flagdat=0x2d。//負溫度顯示負號 : writeChar(x,y,flagdat)。//顯示符號位 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 39 writeChar(x+1,y,disdata[0])。//顯示百位 writeChar(x+2,y,disdata[1])。//顯示十位 writeChar(x+3,y,disdata[2])。//顯示個位 writeChar(x+4,y,0X2E)。//顯示小數(shù)點 writeChar(x+5,y,disdata[3])。//顯示小數(shù)位 } 報警控制模塊 在 本設(shè)計的報警系統(tǒng)中分為蜂鳴器報警 、 燈光報警 和繼電器模擬糧倉窗戶開關(guān)三 部分， 只要 溫度值超過 正常 溫度的范圍蜂鳴器就會發(fā) 出聲音 報警。在 燈光 報警中，上限為黃色 LED 燈 ，下限 為 綠色 LED 燈。 當某一路的溫度值超 過 限定高溫 上限 時候， 該路 對應(yīng)的 黃 色 LED 亮并且繼電器一 吸合模擬糧倉窗戶開 ；同理 當 某一路的溫度值低于限定的低溫下限時候，該路對應(yīng)的綠色 LED 燈 亮 并且繼電器二吸合模擬糧倉窗戶關(guān) 。 詳細流程圖，如圖 。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 40 N Y N Y 開始 T1＞最高 T 或 T2＞最高 T 或 T3＞最高 T 報警燈亮 繼電器 1 開 聲音報警開 T1＜最低 T 或 T2＜最低 T 或 T3＜最低 T 報警燈亮 繼電器 2 開 聲音報警開 報警燈滅 繼電器 2 關(guān) 繼電器 1 關(guān) 聲音報警關(guān) 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 41 圖 報警控制模塊流程圖 本設(shè)計的控溫環(huán)節(jié)是利用繼電器開關(guān)模擬糧倉窗戶開關(guān)，部分程序如下： void Alarm(void) { if((ch1==0 amp。amp。 CurrentT1(AlarmTempTop*10))|| (ch2==0 amp。amp。 CurrentT2(AlarmTempTop*10))|| (ch3==0 amp。amp。 CurrentT3(AlarmTempTop*10))|| (ch4==0 amp。amp。 CurrentT4(AlarmTempTop*10)) ) { LED=0。 JQ1=0。 JQ2=1。 BEEP=0。 } else if((ch1==0 amp。amp。 CurrentT1(AlarmTempLow*10))|| (ch2==0 amp。amp。 CurrentT2(AlarmTempLow*10))|| (ch3==0 amp。amp。 CurrentT3(AlarmTempLow*10))|| (ch4==0 amp。amp。 CurrentT4(AlarmTempLow*10))) 結(jié)束 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 42 { LED=0。 JQ2=0。 JQ1=1。 BEEP=0。 } else { LED=1。 JQ1=1。 JQ2=1。 BEEP=1。 } //如果低于下限 } 按鍵模塊 當所設(shè)置的功能鍵按下時，計算機應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成該按鍵所規(guī)定的功能 。鍵信息輸入是與軟件編程密切相關(guān)的過程。對于一組鍵需要通過接口電路與 CPU 相連。 CPU 可以采用查詢或中斷方式了解有無鍵輸入并檢查是哪個鍵被按下，并將該鍵的信息送入 CPU，然后通過散轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵功能程序，執(zhí)行完畢又返回到原始狀態(tài)。部分程序如下： if((UpKey==0)amp。amp。(Set!=0)) { 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 43 delayms(20)。 延遲 20 秒 if(UpKey==0) { switch(Set) { case 1: if(AlarmTempLow125) AlarmTempLow++。 else AlarmTempLow=125。 break。 case 2: if(AlarmTempTop125) AlarmTempTop++。 else AlarmTempTop=125。 break。 } DispAlData()。 while(UpKey==0)。 } 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 44 5 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析 硬件電路調(diào)試 系統(tǒng)軟硬件調(diào)試的目的是通過控制程序和硬件電路的配合工作，進行一些操作，以驗證系統(tǒng)的軟、硬件是否能夠完成設(shè)計的功能。調(diào)試的過程是按照系統(tǒng)的設(shè)計功能來劃分的。硬件電路系統(tǒng)測試首先是保證各個元件之間以及各個模塊之間的連接正確并且接觸良好，這是整個硬件電路系統(tǒng)正常工作的前提。接著分別測試各個硬件模塊的性能。 在對硬件功能的檢測方面，我們的硬件電路主要是實現(xiàn)單片機對溫度的測溫、控制與報警，我們根據(jù)自己焊接的硬件得到的結(jié)果。當溫度在安全范圍內(nèi)時，硬件的狀態(tài)如下圖，此時的系統(tǒng)的狀態(tài)是工作指示燈亮，液晶顯示屏上面顯示當前四 個溫度傳感器監(jiān)測到的溫度。我們可以根據(jù)設(shè)計的三個按鈕來設(shè)定當前的溫度上下限，第一個開關(guān)按鈕按一次是進入設(shè)置溫度上下限界面，按第二次是選擇設(shè)置溫度下限，按第三次是選擇設(shè)置溫度上限，第二個開關(guān)按鈕是增加，第三個開關(guān)按鈕是減少。當溫度在允許范圍之間時就是下面的狀態(tài)。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 45 圖 安全范圍內(nèi)硬件顯示 根據(jù)我設(shè)置的溫度下限為 29 攝氏度，上限為 45 設(shè)置度，當溫度超過我所設(shè)置的溫度的上下限時會發(fā)生聲光報警，并且繼電器吸合模擬糧倉窗戶開關(guān)，由于超出上限或者下限的基本原理和硬件現(xiàn)象類似，所以我在此就列舉測試溫度超過 上限時的情況，由于只是圖片原因所以蜂鳴器響無法表現(xiàn)，具體請見下圖 。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 46 圖 超上限硬件顯示 軟件仿真調(diào)試 在 PROTEUS繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標代碼文件： *.HEX，可以在 PROTEUS的原理圖中看到模擬的實物運行狀態(tài)和過程。 PROTEUS不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化。前者可在相當程度上得到實物演示實驗的效果，后者則是實物演示實驗難以達到的效果。 它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機實驗硬件高度對應(yīng)。這在相當程度上替代了傳統(tǒng) 的單片機實驗教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調(diào)試、運行結(jié)果等。 我做此設(shè)計時是先做原理圖，再進行仿真測試調(diào)試，最后才落實到制作實物。這樣的優(yōu)點是我們可以對元器件的連線方式進行修改，對多種方案進行測試，怎樣的連線在實際操作中最方便，管腳之間的連線怎么布局，選取一種最可行的方案。這樣不僅節(jié)省沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文