【導(dǎo)讀】等方面起著關(guān)鍵的作用。因此，能夠確保快速、準(zhǔn)確地測(cè)量溫度的技術(shù)及裝置普遍受到。近年來(lái)，利用數(shù)字式溫度傳感器以實(shí)現(xiàn)溫度信息的檢測(cè)已成為溫度檢測(cè)技。術(shù)的一種發(fā)展趨勢(shì)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)溫度檢測(cè)的準(zhǔn)確度和靈敏度要求越來(lái)。研制更靈敏、更可靠、更精確的溫度檢測(cè)系統(tǒng)越來(lái)越有必要。本課題即以上述任務(wù)為出發(fā)點(diǎn)，擬設(shè)計(jì)一種智能溫度檢測(cè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)大致可分為。該系統(tǒng)基于DS18B20數(shù)字溫度傳感器，以AT89S52單片機(jī)為核心，用數(shù)碼管。驅(qū)動(dòng)及鍵盤(pán)控制芯片CH452驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。通過(guò)時(shí)鐘芯片DS1302，該系統(tǒng)具有時(shí)鐘功能。軟件開(kāi)發(fā)采用C51進(jìn)行編程。該系統(tǒng)不僅能實(shí)時(shí)采集所測(cè)環(huán)境的溫度值，將其實(shí)時(shí)顯示。在數(shù)碼管上，并且在溫度達(dá)到所設(shè)定的最高限時(shí)進(jìn)行報(bào)警。上位機(jī)通過(guò)串行通訊與該系。統(tǒng)相連，具有實(shí)時(shí)分析和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能。

　　

【正文】 按鍵代碼，但一般在 CH452 檢測(cè)到按鍵有效而產(chǎn)生鍵盤(pán)中斷時(shí)讀取按鍵代碼，此時(shí)按鍵代碼的位 6 總是 1，另外，如果需要了解按鍵何時(shí)釋放，單片機(jī)可以通過(guò)查詢方式定期讀取按鍵代碼，直到按鍵代碼的位 6 為 0。 表 26 按鍵 編址 表 26 是 DIG7～DIG0 與 SEG7～ SEG0 之間 88 矩陣的順序編址，既是按鍵編址，也是數(shù)碼管段位、發(fā)光管 LED 陣列以及光柱的編址。由于按鍵代碼是 7 位，鍵按下時(shí)位 6 總是 1，所以當(dāng)鍵釋放時(shí) CH452 提供的實(shí)際按鍵代碼是表 中的按鍵編址減去 40H，也就是說(shuō)，此時(shí)按鍵代碼應(yīng)該在 00H 到 3FH 之間 。 操作命令 CH452 的操作命令均為 12 位， 表 27 列出了 CH452 的各個(gè)操作命令所對(duì)應(yīng)的 12位串行數(shù)據(jù)。其中標(biāo)注為 x 的表示該位可以是任意值， 標(biāo)有名稱的位表示該位在 CH452芯片內(nèi)部具有相應(yīng)的寄存器，其數(shù)據(jù)根據(jù)操作命令的不同而變化。 編址 DIG7 DIG6 DIG5 DIG4 DIG3 DIG2 DIG1 DIG0 SEG0 47H 46H 45H 44H 43H 42H 41H 40H SEG1 4FH 4EH 4DH 4CH 7BH 4AH 49H 48H SEG2 57H 56H 55H 54H 53H 52H 51H 50H SEG3 5FH 5EH 5DH 5CH 5BH 5AH 59H 58H SEG4 67H 66H 65H 64H 63H 62H 61H 60H SEG5 6FH 6EH 6DH 6CH 6BH 6AH 69H 68H SEG6 77H 76H 75H 74H 73H 72H 71H 70H SEG7 7FH 7EH 7DH 7CH 7BH 7AH 79H 78H 智能溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17 表 27 CH452 的操作命令 操作命令 位11 位10 位9 位8 位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0 空操作 0 0 0 0 x x x x x x x x 加載光柱值 0 0 0 1 0 LEVEL 段位尋址清 0 0 0 0 1 1 0 BIT_ADDR 段位尋址置 1 0 0 0 1 1 1 BIT_ADDR 芯片內(nèi)部復(fù)位 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 進(jìn)入睡眠狀態(tài) 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 字?jǐn)?shù)據(jù)左移 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 字?jǐn)?shù)據(jù)右移 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 字?jǐn)?shù)據(jù)左循環(huán) 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 字?jǐn)?shù)據(jù)右循環(huán) 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 自定義BCD 碼 0 0 1 1 1 SELF_BCD 設(shè)定系統(tǒng)參數(shù) 0 1 0 0 0 0 INTM SSPD DPLR 0 KEY DISP 設(shè)定顯示參數(shù) 0 1 0 1 MODE LIMIT 0 0 0 0 設(shè)定閃爍控制 0 1 1 0 D7S D6S D5S D4S D3S D2S D1S D0S 加載數(shù)據(jù) 0 1 0 0 0 DIG_DATA, DIG0 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 加載數(shù) 1 0 0 1 DIG_DATA, DIG1 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 18 據(jù) 1 加載數(shù)據(jù) 2 1 0 1 0 DIG_DATA, DIG2 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 加載數(shù)據(jù) 3 1 0 1 1 DIG_DATA, DIG3 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 加載數(shù)據(jù) 4 1 1 0 0 DIG_DATA, DIG4 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 加載數(shù)據(jù) 5 1 1 0 1 DIG_DATA, DIG5 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 加載數(shù)據(jù) 6 1 1 1 0 DIG_DATA, DIG6 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 加載數(shù)據(jù) 7 1 1 1 1 DIG_DATA, DIG7 對(duì)應(yīng)的字?jǐn)?shù)據(jù) 讀取按鍵代碼 0 1 1 1 x x x x x x x x (1) 空操 作： 0000xxxxxxxxB 空操作命令不對(duì) CH452 產(chǎn)生任何影響。該命令可以在多個(gè) CH452 級(jí)聯(lián)的應(yīng)用中，透過(guò)前級(jí) CH452 向后級(jí) CH452 發(fā)送操作命令而不影響前級(jí)的狀態(tài)。 (2) 芯片內(nèi)部復(fù)位 :001100000001B 內(nèi)部復(fù)位命令將 CH452 的各個(gè)寄存器和各種參數(shù)復(fù)位到默認(rèn)的狀態(tài)。芯片上電時(shí)，CH452 總是被復(fù)位，此時(shí)各個(gè)寄存器均復(fù)位為 0，各種參數(shù)均恢復(fù)為默認(rèn)值。該命令執(zhí)行時(shí)間為 30 微秒，也就是說(shuō)， CH452 在收到復(fù)位命令之后的 20 微秒內(nèi)不能接收其他命令。 (3) 字?jǐn)?shù)據(jù)左移： 001100000000B 字?jǐn)?shù)據(jù)左移命令將 CH452 的字?jǐn)?shù)據(jù)左移一次，即從 DIG0 向 DIG7 移動(dòng)一位，然后最右邊的 DIG0 補(bǔ)進(jìn)數(shù)據(jù) 00H。該命令執(zhí)行時(shí)間為 10 微秒。 (4) 字?jǐn)?shù)據(jù)右移： 001100000010B 字?jǐn)?shù)據(jù)右移命令將 CH452 的字?jǐn)?shù)據(jù)右移一次，即從 DIG7 向 DIG0 移動(dòng)一位，然后最左邊的 DIG7 補(bǔ)進(jìn)數(shù)據(jù) 00H。該命令執(zhí)行時(shí)間為 10 微秒。 (5) 字?jǐn)?shù)據(jù)左循環(huán)： 001100000001B 字?jǐn)?shù)據(jù)左循環(huán)命令將 CH452 的字?jǐn)?shù)據(jù)左循環(huán)一次，即從 DIG0 向 DIG7 移動(dòng)一位，然后最右邊的 DIG0 補(bǔ)進(jìn)原 DIG7 的 數(shù)據(jù)。該命令執(zhí)行時(shí)間為 10 微秒。 (6) 字?jǐn)?shù)據(jù)右循環(huán)： 001100000011B 字?jǐn)?shù)據(jù)右循環(huán)命令將 CH452 的字?jǐn)?shù)據(jù)右循環(huán)一次，即從 DIG7 向 DIG0 移動(dòng)一位，智能溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 然后最左邊的 DIG7 補(bǔ)進(jìn)原 DIG0 的數(shù)據(jù)。該命令執(zhí)行時(shí)間為 10 微秒。 (7) 設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)： 010000[INTM][SSPD][DPLR]0[KEYB][DISP]B 設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)命令用于設(shè)定 CH452 的系統(tǒng)級(jí)參數(shù)：顯示驅(qū)動(dòng)使能 DISP、鍵盤(pán)掃描使能 KEYB、字驅(qū)動(dòng)輸出極性 DPLR、閃爍速度 SSPD、中斷輸出方式 INTM。各個(gè)參數(shù)均通過(guò) 1 位數(shù)據(jù)控制。 (8) 設(shè)定顯示參數(shù)： 0101[MODE][LIMIT]000B 設(shè)定顯示參數(shù)命令用于設(shè)定 CH452 的顯示參數(shù)：譯碼方式 MODE，掃描極限 LIMIT。譯碼方式 MODE 通過(guò) 1 位數(shù)據(jù)控制，置 1 時(shí)選擇 BCD 譯碼方式，置 0 時(shí)選擇不譯碼方式（默認(rèn)值）。掃描極限 LIMIT 通過(guò) 3 位數(shù)據(jù)控制，數(shù)據(jù) 001B～ 111B 和 000B 分別設(shè)定掃描極限為 1～ 7 和 8（默認(rèn)值）。 (9) 設(shè)定閃爍控制 ： 0110[D7S][D6S][D5S][D4S][D3S][D2S][D1S][D0S]B 設(shè)定閃爍控制命令用 于設(shè)定 CH452 的閃爍顯示屬性： DS7～ DS0 分別對(duì)應(yīng)于 8 個(gè)字驅(qū)動(dòng) DIG7～ DIG0。閃爍屬性 DS7～ DS0 分別通過(guò) 1 位數(shù)據(jù)控制，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)位置為1 則使能閃爍顯示，否則為正常顯示，不閃爍（默認(rèn)）。 (10) 加載字?jǐn)?shù)據(jù)： 1[DIG_ADDR][DIG_DATA]B 加載字?jǐn)?shù)據(jù)命令用于將字?jǐn)?shù)據(jù) DIG_DATA 寫(xiě)入 DIG_ADDR 指定地址的數(shù)據(jù)寄存器中。 DIG_ADDR 通過(guò) 3 位數(shù)據(jù)指定數(shù)據(jù)寄存器的地址，數(shù)據(jù) 000B～ 111B 分別指定地址0～ 7，對(duì)應(yīng)于 DIG0～ DIG7 引腳驅(qū)動(dòng)的 8 個(gè)數(shù)碼管。 DIG_DATA 是 8 位的字?jǐn)?shù)據(jù)。該命令執(zhí)行時(shí)間為 5 微秒。 (11) 讀取鍵盤(pán)代碼： 0111xxxxxxxxB 讀取鍵盤(pán)代碼命令用于獲得 CH452 最近檢測(cè)到的有效按鍵代碼。該命令是唯一的具有數(shù)據(jù)返回的命令， CH452 從 4 線接口的 DOUT 引腳輸出按鍵代碼，按鍵代碼的有效數(shù)據(jù)是位 6～位 0，其中位 6 是狀態(tài)碼，位 5～位 0 是掃描碼和按鍵編址。讀取按鍵代碼命令的位數(shù)據(jù) B0～ B7 可以是任意值，所以單片機(jī)可以將該操作命令縮短為 4 位數(shù)據(jù)B8～ B11。 (12) 加載光柱值： 00010[LEVEL]B 加載光柱值命令用于指定新的光柱值 LEVEL，有效的光柱值是 00H 到 40H。該命令使編址小于光柱值的發(fā)光管點(diǎn)亮，而大于或者等于光柱值的發(fā)光管熄滅。該命令執(zhí)行時(shí)間位 20 微秒。 (13) 段位尋址清 0： 000110[BIT_ADDR]B 段位尋址清 0 命令用于將指定地址的發(fā)光管（或者數(shù)碼管的指定段）熄滅，該命令一次只能熄滅指定地址的一個(gè)發(fā)光管，并且完全不影響其他發(fā)光管的狀態(tài)。段位尋址的編址順序與按鍵代碼一致，可以用按鍵代碼減去 40H。該命令執(zhí)行時(shí)間位 10 微秒。 (14) 段位尋址置 1： 000111[BIT_ADDR]B 段位尋址置 1 命令用于將指定地址 的發(fā)光管（或者數(shù)碼管的指定段）點(diǎn)亮，該命令陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 20 一次只能點(diǎn)亮指定地址的一個(gè)發(fā)光管，并且完全不影響其他發(fā)光管的狀態(tài)。段位尋址的編址順序與按鍵代碼一致，可以用按鍵代碼減去 40H。該命令執(zhí)行時(shí)間位 10 微秒。 (15) 自定義 BCD 碼： 00111[SELF_BCD]B 自定義 BCD 碼命令用于自定義常規(guī) BCD 譯碼中未實(shí)現(xiàn)的特殊字符， CH452 支持一個(gè)自定義 BCD 碼，其 BCD 值為 1EH，顯示編碼由該命令指定，編碼共 7 位，分別對(duì)應(yīng)與數(shù)碼管的 7 個(gè)段，而小數(shù)點(diǎn)由 BCD 值的最高位單獨(dú)控制。 (16) 進(jìn)入睡眠狀態(tài)： 001000000010B 進(jìn)入睡眠狀態(tài)命令使 CH452 暫停顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤(pán)掃描，并進(jìn)入低功耗睡眠狀態(tài)，從而可以節(jié)約電能。處于低功耗睡眠狀態(tài)中的 CH452 可以被下述兩種事件中的任一種喚醒，第一種事件是檢測(cè)到 SEG3～ SEG0 上的按鍵，有效按鍵代碼是 40H 到 5FH；第二種事件是接收到單片機(jī)發(fā)出的操作命令，通常是空操作命令。睡眠和喚醒操作本身不會(huì)影響 CH452 的工作狀態(tài)。 CH452 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管及鍵盤(pán)硬件接口 CH452 的 4 線串行接口與單片機(jī)對(duì)應(yīng)的引腳相連，段驅(qū)動(dòng)引腳 SEG6～ SEG0 分別對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的段 G～段 A，段驅(qū) 動(dòng)引腳 SEG7 對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)，字驅(qū)動(dòng)引腳 DIG7～DIG0 分別連接 8 個(gè)數(shù)碼管的陰極。 CH452 的 DIG7～ GIG0 引腳用于列掃描輸出，SEG7～ SEG0 引腳都帶有內(nèi)部下拉電阻，用于行掃描輸入。當(dāng)啟用鍵盤(pán)掃描功能后， 4線串行接口中的 DOUT 引腳的功能由串行接口的數(shù)據(jù)輸出變?yōu)殒I盤(pán)中斷輸出以及按鍵數(shù)據(jù)輸出 。 圖 27 位 CH452 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管及鍵盤(pán)硬件接口圖 。 智能溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 圖 27 CH452驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管及鍵盤(pán)硬件接口圖 數(shù) 字溫度傳感器 本系統(tǒng)的的溫度數(shù)據(jù)采集由單總線溫度傳感器 DS18B20 完成 。 DS18B20 數(shù)字式溫度計(jì)提供 9～ 12 位（二進(jìn)制）溫度讀數(shù)，指示所測(cè)環(huán)境的溫度，信息經(jīng)過(guò)單線接口送入DS18B20 或從 DS18B20 送出。 下面將分別介紹其功能特點(diǎn)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和使用方法。 DS18B20 的性能特點(diǎn) ● 獨(dú)特的單線接口方式，只需一個(gè)接口引腳即可 通訊 ； ● 每一個(gè) DS18B20 都有一個(gè)唯一的 64 位 ROM 序列碼； ● 在使用中不需要任何外圍元件； ● 可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍： +～ + V； ● 測(cè)溫范圍： 55℃ ～ +125 ℃ ，在 10℃ ～ +85℃ 范圍內(nèi)精度為 177?！?，分辨率 ℃ 。； ● 通過(guò)編程可實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字讀數(shù)方式。溫度轉(zhuǎn)換成 12 位數(shù)字信號(hào)所需時(shí)間最長(zhǎng)為 750ms，而在 9 位分辯模式工作時(shí)僅需 ； ● 用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值； ● 告警搜索命令可識(shí)別和定位那些超過(guò)報(bào)警限值的 DS18B20； ● 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。 ● 電源極性接反時(shí) ， DS18B20 不會(huì) 因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 本設(shè)計(jì)采用 DS18B20 的 3 引腳的 TO92 小體積封裝形式，其引腳排列如圖 28 所示。 圖 28 DS18B20 的引腳 [2] DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由 4 部分組成： 64 位 ROM 序列碼、溫度傳感器、非易失性的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 ROM 中的 64 位序列碼是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼，每個(gè) DS18B20 的 64 位序列碼均不相同。開(kāi)始 8 位是單線產(chǎn)品系列編碼（ DS18B20 的編碼 是 28H， DS1820 的編碼是 10H，DS2438 的編碼是 26H） ，同一型號(hào)的單總線器件的編碼相同。接