【導(dǎo)讀】之一，所以溫度測(cè)量技術(shù)和測(cè)量?jī)x器的研究是一個(gè)重要的課題。計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，其輸出溫度采用數(shù)字顯示。該論文仔細(xì)研究了美國(guó)Dallas公司開(kāi)發(fā)的一線總線技術(shù)及其通信協(xié)議。礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件原理圖及軟件程序，實(shí)現(xiàn)了溫度檢測(cè)與顯示環(huán)節(jié)。

　　

【正文】 ， “ 1” 代表準(zhǔn)備就緒。 （ 11） Read Power Supply（ 讀電源 ） [B4H] 對(duì)于在此命令送至 DS18B20 之后所發(fā)出的第一讀出數(shù)據(jù)的時(shí)間片器件都會(huì)給出其電源方式的： “ 0” 代表寄生電源供電； “ 1” 代表外部電源供電。 表 56 存儲(chǔ)器操作命令 指令 說(shuō)明 代碼 總線操作 Convert T 啟動(dòng)溫度變換 [44H] 總線釋放等待 1~2 秒 Read Scratchpad 從暫存存儲(chǔ)器讀字節(jié) [BEH] DS18B20發(fā)出存儲(chǔ)器內(nèi)數(shù)據(jù) Write Scratchpad 寫(xiě)字節(jié)入 TH 和 TL [4EH] 主機(jī)向存儲(chǔ)器發(fā)送數(shù)據(jù) Copy Scratchpad 存儲(chǔ)器內(nèi)容復(fù)制 E2 [43H] DS18B20“ 復(fù)制忙 ” 狀態(tài) Recall E2 E2 內(nèi)容重新調(diào)入存儲(chǔ)器 [E3H] DS18B20“ 讀數(shù)據(jù)忙 ”狀態(tài) Read Power Supply 檢測(cè) DS18B20 供電方式 [B4H] 讀電源 從 DS18B20 讀取的二進(jìn)制數(shù)值必須先轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)值，才能用于字符的顯示。因?yàn)?DS18B20 的轉(zhuǎn)換精度為 9~12 位可選，為了提高精度采用 12位。在采用12位轉(zhuǎn)換精度時(shí)，溫度寄存器里的值以 為步進(jìn) ，即溫度值為溫度寄存器里的二進(jìn)制值乘以 ，就是實(shí)際的十進(jìn)制溫度值 [19]。通過(guò)觀察表 35 可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)十進(jìn)制值與二進(jìn)制值之間有明顯的關(guān)系，就是把二進(jìn)制高字節(jié)的低半字節(jié)和低字節(jié)的高半字節(jié)組成一個(gè)字節(jié)，這個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制值化為十進(jìn)制值后，就是溫度值的百、十、個(gè)位值，而剩下的低字節(jié)的低半字節(jié)化為十進(jìn)制后，就是溫度值的小數(shù)部分。因?yàn)樾?shù)部分是半字節(jié)，所以二進(jìn)制值的范圍為 0~F，轉(zhuǎn)換 27 成十進(jìn)制小數(shù)值就是 的倍數(shù) （ 0~15 倍）。這樣需要 4 位數(shù)碼管來(lái)顯示小數(shù)部分，實(shí)際應(yīng)用不必有這樣高的精度，采用一位數(shù)碼管 來(lái)顯示小數(shù)，可以精確到 ℃ [20]。 28 總 結(jié) 本次設(shè)計(jì)已完成，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于溫度傳感器的選擇花費(fèi)了我大量的時(shí)間，在傳統(tǒng)溫度傳感器和新型智能溫度傳感器之間，我最終選擇了 Dallas公司生產(chǎn) 的 智能溫度傳感器 DS18B20，實(shí)踐證明使用 DS18B20 的測(cè)溫系統(tǒng)電路簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便靈活，而且測(cè)溫準(zhǔn)確。在常溫測(cè)量中有較大優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用前景廣闊。如在工業(yè)、空調(diào)系統(tǒng)、智能樓宇等領(lǐng)域的溫度測(cè)量中可以有廣泛的應(yīng)用。 作為新型的通信協(xié)議， 1Wire Bus 協(xié)議和 1Wire網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在很多方面表現(xiàn)出特有的優(yōu)勢(shì)，己經(jīng)成為一種非常有發(fā)展?jié)摿蛷V闊應(yīng)用前景的通信協(xié)議。而智能化的數(shù)字溫度傳感器是傳感器發(fā)展上的一次革命，將會(huì)給諸多領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展帶來(lái)深刻的變化。 我根據(jù)已經(jīng)掌握的理論基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)踐，經(jīng)歷幾個(gè)月的努力，終于完成的單片機(jī)數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，該溫度計(jì)已成功通過(guò)測(cè)試，運(yùn)行良好。 系統(tǒng)調(diào)試以程序?yàn)橹?。硬件調(diào)試比較簡(jiǎn)單，首先檢查電路的連接是否正確，然后用萬(wàn)用表測(cè)試或通電檢測(cè)。軟件調(diào)試可以先編寫(xiě)顯示程序并進(jìn)行硬件的正確性檢驗(yàn)，然后分別進(jìn)行主函數(shù)、 DS18B20 復(fù)位函數(shù)、 DS18B20 寫(xiě)字節(jié)函數(shù)、 DS18B20讀字節(jié)函數(shù)、溫度計(jì)算轉(zhuǎn)換函數(shù)、顯示函數(shù)的等程序的編程及調(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(xiě)編程時(shí)必須嚴(yán)格的保證讀寫(xiě)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) C語(yǔ)言編寫(xiě)，用 Keil C51編譯器編程調(diào)試。軟件調(diào)試到能顯示到溫度值，而且在有溫度變化時(shí)（例如用手去接觸），顯示溫度發(fā)生改變就基本完成。 性能測(cè)試可用制作溫度計(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，所以誤差指標(biāo)可以限制在 ? ℃ 以?xún)?nèi)，另外， 55～ +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，其低電壓供電特性可做成電池供電的手持電子溫度計(jì)。 DS18B20 溫度計(jì)還可以在高低溫報(bào)警，遠(yuǎn)距離多點(diǎn)測(cè)溫控制方面進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下問(wèn)題： （ 1） DS18B20 工作時(shí)電流高達(dá) ，總線上掛接點(diǎn)數(shù)較多時(shí)且同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)要考慮增加總線驅(qū)動(dòng)，可用單片機(jī)端口在溫度轉(zhuǎn)換時(shí)導(dǎo)通一個(gè) MOSFET 供電。 29 （ 2） 連接 DS18B20 的總線電纜是有長(zhǎng)度限制的，因此在用 DS18B20 進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 時(shí)要充分考慮總線分 布 電容和阻抗匹配等問(wèn)題。 （ 3） 在 DS18B20 測(cè)溫系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)中，向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)化命令以后，程序總要等待 其 返回信號(hào)，一旦某個(gè) DS18B20 接觸不好或者斷線，當(dāng)程序讀DS18B20 時(shí)，將沒(méi)有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)，這一點(diǎn)在進(jìn)行 DS18B20 硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)要充分重視。 盡管我的設(shè)計(jì)還存在一定缺陷，但這不是最重要的，最重要的是我學(xué)到了很多東西，首先我對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用有了進(jìn)一步了解，單片機(jī)有很多系列，怎樣來(lái)選者適合自己工作需要的單片機(jī)很重要。對(duì)單片機(jī)的編程是整個(gè)設(shè)計(jì)中最重要的一個(gè)部分，畢業(yè)設(shè)計(jì)中我使用的是 C語(yǔ)言對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程，讓我對(duì)單片機(jī) C語(yǔ)言的認(rèn)識(shí)有了進(jìn)一步的提高。再者，經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我對(duì)思考問(wèn)題的方法有了新的認(rèn)識(shí)，剛剛開(kāi)始做的時(shí)候我真的比較茫然，因?yàn)楫?dāng)時(shí)我都不是很清楚該做什么、怎么做，后來(lái)通過(guò)查找資料，借鑒別人的設(shè)計(jì)思路，將別人的思想融會(huì)貫通，終于實(shí)現(xiàn)的自己的設(shè)計(jì)方案?，F(xiàn)在我意識(shí)到無(wú)論自己在做什么都要清楚自己的目的，清楚自己的目的后，并不一定要按照前人的思想去完成自己的任務(wù)，自己完全可以按照自己的思想去做，盡管可能到最后發(fā)現(xiàn)自己失敗了，失敗并不是最可怕的，因?yàn)樗偰茏?你認(rèn)識(shí)到或?qū)W到些什么。最后，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我的自信心變 得 更強(qiáng)了，我證明給自己看我能做到很多東西，只要我認(rèn)真去做了。但我也同時(shí)認(rèn)識(shí)到我自己真的太渺小了，我需要提升自己，讓自己站得更高，看得更遠(yuǎn)。 腳踏實(shí)地，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅(jiān)持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計(jì)中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對(duì)我實(shí)際能力的一次提升，也會(huì)對(duì)我未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。 30 參 考 文 獻(xiàn) [1]溫度傳感器和一線總線協(xié)議 林繼鵬 王君 凌振寶 傳感器技術(shù) 2021 [2]《單總線數(shù)字 溫度傳感器的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)》 羅文廣 電子產(chǎn)品世界 2021 [3]《傳熱學(xué)》 葛新石 科學(xué)出版社 2021 [4]解析 Dallas通用的單總線網(wǎng)絡(luò) 魏智 Semiconductor [5]《 Protel 99電路設(shè)計(jì)指南》 王彥平 任延群 危勝軍 清華大學(xué)出版社 1999 [6]《單片機(jī)基礎(chǔ)實(shí)用教程》 尹念東 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社 2021 [7]《單總線技術(shù)及其應(yīng)用電氣時(shí)代》 陳志英 李光輝 科學(xué)出版社 2021 [8]《單總線數(shù) 字溫度傳感器 DS18B20及其應(yīng)用》 黃攀 王俊杰 清華大學(xué)出版社 2021 [9] 一線總線的軟件接口自動(dòng)化技術(shù)及應(yīng)用 龔榮勝 張阿卜 2021 [10]《電子設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)攻略》 劉征宇 福建科學(xué)技術(shù)出版社 2021 [11]《數(shù)字電路與數(shù)字電子技術(shù)》 岳怡 西北工業(yè)大學(xué)出版社 2021 [12]溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 吳為民 王仁麗 2021 [13]基于熱敏電阻的溫度監(jiān)鋇 J系統(tǒng) 奕成強(qiáng) Electronic products China 2021 [14]基于數(shù)字溫度傳感器的電纜 故障在線監(jiān)測(cè)及火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)電力自動(dòng)化設(shè)備 張艾萍 萬(wàn)瑞軍 2021 [15]新型溫度計(jì) DS18B20 與 8031 的多路測(cè)溫接口 . 杜清府 楊永竹 微型機(jī)與應(yīng)用 1996 [16]《單片級(jí)高級(jí)語(yǔ)言 C51應(yīng)用程序設(shè)計(jì)》 徐愛(ài)鈞 彭秀華 電子工業(yè)出版社 2021 31 致 謝 畢業(yè)答辯是我們學(xué)業(yè)生涯的一個(gè)結(jié)束性的標(biāo)志，在這一過(guò)程中我特別想感謝我的家人為我付出的一切。他們無(wú)私地付出才有了今天的我，是我的家人給了我學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，讓我的人生有一個(gè)新的起點(diǎn)，三年來(lái)的學(xué)習(xí)生活讓自己懂得更多，使 我對(duì)未來(lái)的新生活充滿了信心和希望。 在論文完成之際，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師嚴(yán)蕊 老師 和專(zhuān)業(yè)老師 的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)， 使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。 在我撰寫(xiě)論文過(guò)程中， 在我的學(xué)業(yè)和論文的研究工作中無(wú)不傾注著導(dǎo)師和專(zhuān)業(yè)老師 們 的辛勤汗水和心血。 無(wú)論是論文的選題、構(gòu)思和資料的收方面，我都得到了嚴(yán) 老師悉心細(xì)致的教誨、耐心的指教和無(wú)私的幫助、莫大的鼓勵(lì)， 老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。 感謝我的班主任寇?chē)?guó)興 老師，他在學(xué)業(yè) 上給我以耐心指導(dǎo)，在生活上給我關(guān)心和幫助，在思想上給我教育和啟發(fā)。感謝所有教過(guò)我的老師，你們給我的不僅是知識(shí)，還有做人的道理和珍貴的人生經(jīng)歷。 感謝我的室友和同學(xué)們，三年來(lái)我們?nèi)谇⒌貙W(xué)習(xí)和生活在一起，有困難我們互相幫助互相關(guān)心，就像家人一樣，我會(huì)珍藏著這一切，一直到永遠(yuǎn)。 在我成長(zhǎng)的過(guò)程中，有許多老師、同學(xué)、朋友給了我?guī)椭?在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 32 附 錄 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0100H START: MOV DPTR,4000H 。ADC0809 的地址 MOVX @DPTR,A LOOP:CJNE ,0, LOOP MOVX A , @ DPTR COMP:MOV B,03 H MUL AB MOV B,06H DIV AB MOV B , A MOV A,0A0H CLR C SUBB A,B CJNE A,0AH,COMP1 COMP1:JNC COMP4 CJNE A,97H,COMP2 COMP2:JC COMP3 COMP4: MOV 2AH,0FH MOV 2BH,0FH MOV 2CH,0FH ACALL DISP COMP3:RET MOV R1 ,00H MOV R2 ,00H 33 CHAN:CLR C SUBB A,64H ； 溫度轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)程序 JC CHAN1 INC R1 AJMP CHAN2 CHAN1:ADD A,64H CHAN2:SUBB A,0AH JC CHAN3 INC R2 AJMP CHAN2 CHAN3:ADD A,0AH MOV 2AH,R1 MOV 2BH,R2 MOV 2CH,A DISP: MOV P2,0FEH 。位控 口地址 MOV R1,2AH 。段控口地址 MOV DPTR,DSEG MOVX P1,@DPTR+A ACALL DELAY MOV A, 0FB H MOV R1,2BH MOV DPTR,DSEG MOVX P1,@DPTR+A ACALL DELAY MOV A, 0FD H MOV R1,2CH MOV DPTR,DSEG 34 MOVX P1,@DPTR+A ACALL DELAY AJMP START DELAY:MOV R4,02H ；延時(shí)大約 1MS DELAY1:MOV R5,0FFH DJNZ R5,$ DJNZ R4,DELAY1 RET DSEG:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH DB 77H,7CH,39H,5EH,79H DB 71H,00H END