【導(dǎo)讀】不及時(shí)、精度不夠的缺點(diǎn)，不利于工業(yè)控制者根據(jù)溫度變化及時(shí)做出決定。本課題以AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)為核心，能對(duì)多點(diǎn)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)巡檢。它是目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器，典型。產(chǎn)品有AD590、AD592、TMP17、LM135等。中還包含了A/D轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序，這與智能溫度傳感器有某些相似之處。成系統(tǒng)，工作時(shí)并不受微處理器的控制，這是二者的主要區(qū)別。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)。目前市場(chǎng)主要存在單點(diǎn)和多點(diǎn)兩種溫度測(cè)量?jī)x表。的模擬集成溫度傳感器，其中又以熱電阻、熱電偶等傳感器的測(cè)量精度高，測(cè)量范圍大，該類儀表可很好的滿足單個(gè)用戶單點(diǎn)測(cè)量的需要。多點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x表，相對(duì)與單點(diǎn)的測(cè)量精度有一定的差距，雖然實(shí)現(xiàn)了多路溫度的測(cè)控，目前溫度傳感器有。補(bǔ)償、多點(diǎn)測(cè)量中的切換誤差和信號(hào)調(diào)整電路的誤差等問(wèn)題；而其中某一環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能的降低。術(shù)的發(fā)展，微型化、集成化、數(shù)字化正成為傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向。

　　

【正文】 （ 2）減少程序錯(cuò)誤 我們?cè)诰帉?xiě)程序時(shí)，要注重考慮如下方面。 [1]物理參數(shù) [2]資源參數(shù) [3]應(yīng)用參數(shù) [4]過(guò)程參數(shù) （ 3）單片機(jī)的抗干擾性 防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔離干擾路徑。單片機(jī)干擾最常見(jiàn)的現(xiàn)象就是復(fù)位，導(dǎo)致程序運(yùn)行異常。設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一般需要添加一個(gè)“看門(mén)狗”監(jiān)控模塊，在系統(tǒng)出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的干擾時(shí)，監(jiān)控模塊將重啟系統(tǒng)，并從斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行。 （ 4）系統(tǒng)的可靠性 [1]要測(cè)試單片機(jī)軟件功能的完善性。 [2]上電、掉電測(cè)試。 [3]系統(tǒng)耗損測(cè)試。 4. 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的一般步驟 系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，先要對(duì)本課題硬件有一個(gè)熟練的掌握，知道系統(tǒng)的組成，數(shù)據(jù)的傳輸，信號(hào)是如何被控制的，以及信號(hào)的顯示。然后進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，先搞 清楚各個(gè)部分的子程序及他們的流程圖，然后進(jìn)行 C 語(yǔ)言編程，最后將它們系統(tǒng)的編程 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，復(fù)位應(yīng)答子程序，寫(xiě)入子程序等。 （ 1） 主程序 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(jiàn)圖41 所示。 通過(guò)調(diào)用讀溫度子程序把存入內(nèi)存儲(chǔ)中的整數(shù)部分與小數(shù)部分分開(kāi)存放在不同的兩個(gè)單元中，然后通過(guò)調(diào)用顯示子程序顯示出來(lái)。 圖 41 主程序流程圖 23 （ 2）讀出 溫度子程序 讀出溫度子程序流程圖如圖 42所示。其主要功能是讀出 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(xiě)。 DS18B20 的各個(gè)命令對(duì)時(shí)序的要求特別嚴(yán)格，所以必須按照所要求的時(shí)序才能達(dá)到預(yù)期的目的，同時(shí)，要注意讀進(jìn)來(lái)的是高位在后低位在前，共有 12 位數(shù)，小數(shù) 4位，整數(shù) 7 位，還有一位符號(hào)位。 圖 42 讀 出溫度子程序 跳過(guò) ROM 匹配命令 寫(xiě)入子程序 溫度轉(zhuǎn)換命令 顯示子程序 (延時(shí) ) 寫(xiě)入子程序 寫(xiě)入子程序 DS18B20 復(fù)位、應(yīng)答子程序 DS18B20 復(fù)位、應(yīng)答子程序 跳過(guò) ROM 匹配命令 讀溫度命令子程序 終 止 24 （ 3）復(fù)位、應(yīng)答子程序 圖 43 復(fù)位、應(yīng)答子程序 開(kāi)始 口清 0 延時(shí) 537US 口置 1 標(biāo)志位置 1 50US 是否有低電平 有 234US低電平 口置 1 終止 標(biāo)志位置 1 是 否 是 否 25 （ 4）寫(xiě)入子程序 圖 44 寫(xiě)入子程序 開(kāi)始 進(jìn)位 C 清 0 清 0 延時(shí) 12US 帶進(jìn)位右移 延時(shí) 46US 置 0 R2 是否為 0 結(jié)束 26 （ 5)系統(tǒng)總的流程圖 圖 45 系統(tǒng)總的流程圖 開(kāi) 始 初始化 DS18B20 顯示當(dāng)前溫度 判斷當(dāng)前溫度值 超過(guò)設(shè)定 溫度上限 啟動(dòng)風(fēng)扇 降低溫度 紅燈亮 設(shè)定溫度上、下限 啟動(dòng)電熱爐升高溫度 是 否 低于設(shè)定 溫度下限 是 綠燈亮 否 27 第五章 小結(jié) 本 she1利用 Proteus與 KEIL C51對(duì)單片機(jī)多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì)．從 本文結(jié)果可以看出，利用 Proteus進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)可以極大地簡(jiǎn)化單片機(jī)程序在目標(biāo)硬件上的調(diào)試工作，大幅度節(jié)省制作電路板的時(shí)間，對(duì)于提高產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)效率、降低開(kāi)發(fā)成本等有重要作用． 硬件電路的簡(jiǎn)單是以軟件的復(fù)雜為代價(jià)的，所以在程序編寫(xiě)和調(diào)試的過(guò)程中稍一粗心就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，包括時(shí)間延時(shí)不夠，設(shè)置參數(shù)的類型有誤，按鍵子程序放置位置不妥等錯(cuò)誤。本程序經(jīng)過(guò)反復(fù)的調(diào)試修改，雖然能達(dá)到預(yù)期的基本目標(biāo)，但是還有很多地方需要完善，如開(kāi)始仿真時(shí)機(jī)器會(huì)掃描錯(cuò)誤代碼而使電路報(bào)警，報(bào)警的同時(shí)可以使數(shù)碼管閃爍，還可以利用 剩余的 I/O口掛接更多的 DS18B20等。 本課題通過(guò)分析對(duì)比各種不同的溫度傳感器，選定 DS18B20，這種單總線數(shù)字溫度傳感器的通信方式比較獨(dú)特，軟件編寫(xiě)要求的比較新穎，特點(diǎn)突出。用其構(gòu)建的系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)：硬件連線簡(jiǎn)單，省去了使用模擬傳感器要進(jìn)行放大、 A/D轉(zhuǎn)換等工作，由于它的級(jí)聯(lián)功能，一條總線可掛接多個(gè)傳感器測(cè)量不同位置的溫度，根據(jù) DS18B20唯一的序號(hào)識(shí)別不同傳感器在各自位置的溫度。 需要注意的是 , 在系統(tǒng)安裝及工作之前應(yīng)將主機(jī)逐個(gè)與 DS1820 掛接 ,以讀出其序列號(hào)。另外，由于 DS1820 單線通 信功能是分時(shí)完成的 ,遵循嚴(yán)格的時(shí)隙概念 ,因此 , 系統(tǒng)對(duì)DS1820 和各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行 ,即 :初始化 DS1820 (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)。 現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，每一個(gè)自帶地址，大大減少了系統(tǒng)的電纜數(shù)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性。 通過(guò)調(diào)試成型系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了 DS18B20 除了上述優(yōu)點(diǎn)外，還有一些缺點(diǎn)，如：簡(jiǎn)單的硬件連接的代價(jià)是復(fù)雜的軟件時(shí)序， DS18B20 在測(cè)量溫度的時(shí)候，靈敏度不夠高，溫度快速變化時(shí)無(wú)法迅速顯示出其變化。通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：由 DS18B20 構(gòu)建的測(cè)溫小系統(tǒng)適用于環(huán)境溫度監(jiān)控，對(duì)溫度小變化較敏感；不適合應(yīng)用于要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)、溫度跨度大的測(cè)溫方式。 主程序的功能是：?jiǎn)?dòng) DS18B20 測(cè)量溫度，將測(cè)量值與給定值進(jìn)行比較，若測(cè)得溫度小于設(shè)定值，則進(jìn)入加熱階段，置 為低電平，這期間繼續(xù)對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，直到溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，置 為高電平斷開(kāi)可控硅，關(guān)閉加熱器，等待下一次的啟動(dòng)命令。當(dāng)測(cè)得溫度大于設(shè)定值，則進(jìn)入降溫階段，則置 為低電平，這期間繼續(xù)對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，直到溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，置 為高電平斷開(kāi)，關(guān)閉風(fēng)扇，等待下一次的 啟動(dòng)命令。 第一次接電調(diào)試，設(shè)置溫度上限為 90 攝氏度，溫度下限為 20 攝氏度。加熱后，溫度有時(shí)超過(guò) 90 攝氏度卻不報(bào)警，后經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)是 進(jìn)位 C 沒(méi)有清 0 再經(jīng)實(shí)際接電調(diào)試，一切運(yùn)行正常。加熱到 90 攝氏度時(shí)，紅燈亮起，自動(dòng)斷電，而低于20 攝氏度時(shí)，綠燈亮起，開(kāi)始加熱。 28 結(jié)束語(yǔ) 本設(shè)計(jì)使用的溫度控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)溫準(zhǔn)確，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。該智能溫度控制器只是 DS18B20 在溫度控制領(lǐng)域的一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)例，還有許多需要完善的地方，例如可以將測(cè)得的溫度通過(guò)單片機(jī)與通訊模塊相連接，以手機(jī)短消息的方式發(fā)送給用戶 ，使用戶能夠隨時(shí)對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控。此外，還能廣泛地應(yīng)用于其他一些工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，如建筑，倉(cāng)儲(chǔ)等行業(yè)。 本溫度控制系統(tǒng)可以應(yīng)用于多種場(chǎng)合，像花房的多點(diǎn)溫度、育嬰房的溫度、水溫的檢測(cè)與控制。用戶可靈活選擇本設(shè)計(jì)的用途，有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。 參考文獻(xiàn) ［ 1］ 馬家辰 .MCS51 單片機(jī)原理及接口技術(shù) .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 , 1997 ［ 2］ 胡漢才 .單片機(jī)原理與應(yīng)用 .清華大學(xué)出版社 ［ 3］ 何金田 .傳感器原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)指南 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ［ 4］ 周繼明 .傳感技術(shù)與應(yīng)用 .中南大學(xué)出版社 ［ 6］ 黃賢斌 .傳感器 原理與應(yīng)用 (第二版 ). 高等教育出版社 /電子科技大學(xué)出版社 致謝 但隨著本次課程設(shè)計(jì)的結(jié)束，這門(mén)課程的理論學(xué)習(xí)也隨之而結(jié)束了。但也讓我留下了 諸多體會(huì)。 首先要由衷感謝我們的授課老師和指導(dǎo)老師馬光喜老師，是你填補(bǔ)了我們?cè)谛畔⒉杉@一技術(shù)模塊中傳感器技術(shù)知識(shí)的空白，你教予了我諸多傳感器的理論知識(shí)，讓我接觸到了信息采集的奧妙。此外，又是你指導(dǎo)了我順利的獨(dú)立地完成了這一次的課程設(shè)計(jì)。期間，讓我學(xué)到了許多在實(shí)踐中需注意的問(wèn)題。包括如何去選課題，怎樣思考問(wèn)題，然后如何去收集整理資料，之后怎樣組織材料撰寫(xiě)論文等等， 這為我們即將面臨的畢業(yè)設(shè)計(jì)等各類課題的設(shè)計(jì)打下了一定的基礎(chǔ)。甚至在以后的工作和學(xué)習(xí)生活中也會(huì)受益。 其次，還要感謝周圍那些在本人作設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)期間曾幫助過(guò)我的朋友、老師和同學(xué)。謝謝你們讓我在學(xué)完這們課程后有了一定得成果和收獲。