【正文】 郭怡倩 DS18B20 在溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用 [期刊論文 ]農(nóng)機(jī)化研究 2020(01) 3. 趙娜 。 寫(xiě)作畢業(yè)論文是 再 一次系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過(guò)程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開(kāi)始。 中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 38 致謝 在本論文的寫(xiě)作過(guò)程中，我的導(dǎo)師何進(jìn)老師傾注了大量的心血，從選題到開(kāi)題報(bào)告，從寫(xiě)作提綱，到一遍又一遍地指出每 次交 稿中的具體問(wèn)題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘。 (3) 軟件設(shè)計(jì)要有完善的思路，要充分考慮到各傳感器的時(shí)序，做到程序簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。更讓我深刻領(lǐng)悟到―實(shí)踐出真知 ‖這句俗語(yǔ)。這次課題設(shè)計(jì)的經(jīng)歷將使我終生受益，因?yàn)槲覐闹袑W(xué)習(xí)了很多知識(shí)。 程 序仿真 結(jié)果 LCD 測(cè)試程序 在嵌入式系統(tǒng)編程的時(shí)候， LCD 顯示程序尤其重要，通過(guò)圖 可以看出，LCD1602 能夠正常顯示我們想顯示的內(nèi)容。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件， 以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫(xiě)入程序存貯器如EPROM 中。 Keil C51 單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)中 uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開(kāi)發(fā)流程。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻 [13]。 } } 中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 開(kāi)始 LCD 初始化 延時(shí) 結(jié)束 設(shè)置第一行顯示位置 顯示第一行 設(shè)置第二行顯示位置 顯示第二行 圖 LCD 顯示 流程圖 中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 32 第四章 系統(tǒng)測(cè)試 工具介紹 在單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中通常用到兩個(gè)工具： Keil 和 Protues。 } setAddrLCD(0x40)。 setAddrLCD(0x00)。 液晶顯示程序 LCD 顯示內(nèi)容，先設(shè)置顯示位置，即可將欲顯示的內(nèi)容顯示在屏幕上。 /* 下降沿寫(xiě)數(shù)據(jù) */ } 寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)到 LCD 流程圖見(jiàn)圖 。 /* 輸出命令 */ delay_11us(1)。 /* LCD 空閑時(shí)執(zhí)行下一句 */ LCD_RS = 1 。 LCD_EN = 0 。 /* LCD 使能端賦 0 */ LCD_DB = cmd 。 寫(xiě)指令或顯示數(shù)據(jù)到 LCD void wrLCDCmd(uchar cmd) { while(isLCDBusy())。 isBusy = LCD_BF。 LCD_RS = 0 。 /* 輸入模式設(shè)置 AC 自動(dòng)加 1 */ delay_11us(5)。 /* 功能設(shè)置 */ delay_11us(5)。 LCD 初始化及讀寫(xiě)數(shù)據(jù) LCD 初始化 LCD 的初始化設(shè)定 LCD 的功能和顯示模式以及輸入模式，流程圖如圖 。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖 是 1602 的內(nèi)部顯示地址。 指令 9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令 或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。在 RS=0、 R/W=1 以及 E 為高電平時(shí)， AC 的內(nèi)容送到 DB6~DB0。 地址計(jì)數(shù)器 AC AC 地址計(jì)數(shù)器是 DDRAM 或者 CGRAM 的地址指針。 控制器主要由指令寄存器 IR、數(shù)據(jù)寄存器 DR、忙標(biāo)志 BF、地址計(jì)數(shù)器 AC、DDRAM、 CGROM、 CGRAM 以及時(shí)序發(fā)生電路組成： 指令寄存器 IR 和數(shù)據(jù)寄存器 DR 本模塊內(nèi)部具有兩個(gè) 8 位寄存器：指令寄存器 IR 和數(shù)據(jù)寄存器 DR。 控制器接收來(lái)自 MPU的指令和數(shù)據(jù)，控制著整個(gè)模塊的工作，由 CGTOM、 CGRAM和 DDRAM 等字符存儲(chǔ)區(qū)域、以及與 MPU 和列驅(qū)動(dòng)器的 I/O 接口、指令寄存和譯碼機(jī)構(gòu)、地址計(jì)數(shù)器等部分組成。當(dāng) RS=0， R/W=1 時(shí)可以讀狀態(tài)信號(hào)，當(dāng) RS=1 和R/W=0 時(shí)可以讀出數(shù)據(jù)。 LCD 操作時(shí)序 本設(shè)計(jì)選用的是 LCDl602 液晶顯示模塊，外圍電路配置簡(jiǎn)單，編程時(shí)需要明確 LCD的操作時(shí)序。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 // 兩字節(jié)合成一個(gè)整型變量 return temp。 //讀溫度值的低字節(jié) tempdata[1]=readByte()。 //發(fā)轉(zhuǎn)換命令 resetDQ()。 中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 resetDQ()。j50000。i++) { SBUF=ids[i]。 // 1200 波特率 TL1= 0xe8。 //串口方式 1 PCON=0。 // 寫(xiě) ReadRom命令 for(i=0。 void main(void) { uchar i。i++) { writeByte(id[select][i])。 if(select3) writeByte(0xcc)。 當(dāng)單總線上接多個(gè) DSl8B20 時(shí)，用各個(gè)芯片的 ID 號(hào)選中特定的芯片進(jìn)行操作。 讀暫存器 0BEH 內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的內(nèi)容 寫(xiě)暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的 4 字節(jié)寫(xiě)上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。適用于單片工作。 表 ROM 指令表 指 令 約定代碼 功 能 讀 ROM 33H 讀 DS1820ROM 中的編碼（即 64 位地址） 符合 ROM 55H 發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問(wèn)單總線上與該編碼相對(duì)應(yīng)的 DS1820 使之作出響應(yīng)，為下一步對(duì)該 DS1820 的讀寫(xiě)作準(zhǔn)備。第六、七、八 個(gè)字節(jié)用于內(nèi)部計(jì)算。用戶還可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定非易失性溫度報(bào)警上下限值 TH 和 TL。 DS18B20 中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以 12 位轉(zhuǎn)化為例 :用 16 位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形 式提供，以 ℃ /LSB 形式表達(dá)，其中 S 為符號(hào)位。 主機(jī)寫(xiě) 0 時(shí)隙 60~120us DQ GND DS18B20 采樣 1us 15us 15us 30us 1us 圖 DS18B20 的寫(xiě) 0 時(shí)序 主機(jī)讀 0 或讀 1 時(shí)隙 DQ GND 主 CPU 采樣 1us 15us 15us 30us 圖 DS18B20 的讀時(shí)序 中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器 [14]。 主機(jī)發(fā)出復(fù)位脈沖min： 480us max： 960us 主 機(jī)接收所需最短時(shí)間 480us DS18B20 發(fā)出 應(yīng)答脈沖 15~ 60 us DQ GND 圖 DS18B20 的復(fù)位時(shí)序 中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 DS18B20 的讀時(shí)隙是從主機(jī)把單總線拉低之后，在 15us 之內(nèi)就得釋放單總線，以讓 DS18B20 把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 DS18B20 有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。 圖 LCD1602 與單片機(jī)的硬件連接圖 LCD1602 的數(shù)據(jù)總線接到單片機(jī)的 P3 口， RS、 R／ W 和 E 分別由單片機(jī)的 、 和 控制。 R／ W：讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。這樣一來(lái)就組成某個(gè)字符。 （ 1）線段的顯示 點(diǎn)陣圖形式液晶由 MN 個(gè)顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有 64 行，每行有 128列，每 8 列對(duì)應(yīng) 1 字節(jié)的 8 位，即每行由 16 字節(jié)，共 168=128 個(gè)點(diǎn)組成，屏上 6416個(gè)顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024 字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等眾多領(lǐng)域。目前字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件。 溫度采集端硬件連接圖 系統(tǒng)的溫度采集端 完成多點(diǎn)溫度采集，使用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電 纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá) 150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長(zhǎng)。在使用 PL/M、 C 等高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 DSl8B20 操作部分最好采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。DS18B20 的引腳排列如下 : (1) DQ 為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端。F) (9) 內(nèi)置 EEPROM，限溫報(bào)警功能。 (8) 檢測(cè)溫度范圍為 –55176。 (4) 12 位分辨率時(shí)的最大工作周期為 750 毫秒。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。讀、寫(xiě)和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，而不需中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 要外部電源。近年來(lái)，美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司開(kāi)發(fā)了一種新技術(shù)即單總線技術(shù)。 圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 溫度采集 硬件電路設(shè)計(jì) 數(shù)字式溫度傳感器 DSl8B20 DSl8B20 是美國(guó) DALLAS 公司推出 的數(shù)字式溫度傳感器，全部傳感組件及轉(zhuǎn)換電路集成在一個(gè)三極管的集成電路中。另外，該溫度計(jì)還能直接采用測(cè)溫器件測(cè)量溫度。與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，這里設(shè)計(jì)的數(shù)字溫度計(jì)具有讀數(shù)方便 ， 測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫精確，數(shù)字顯示，適用范圍寬等特點(diǎn)。 隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)發(fā)出將溫度傳感器和數(shù)字電路集成在一起的新型數(shù)字式集 成溫度傳感器。 AT89C51 。 系統(tǒng)軟件采用匯編語(yǔ)言和 C 語(yǔ)言混合編程實(shí)現(xiàn) 。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 智能型數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 王蓓蓓 系 別 ： 機(jī)械與電氣工程系 專業(yè) 年級(jí)： 2020級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè) 指導(dǎo)教師： 何進(jìn) 2020 年 6 月 20 日 中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 摘 要 本文設(shè)計(jì)了一種多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù) 進(jìn)行 采集 顯示系統(tǒng) ， 并 對(duì) 該 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和整體框架進(jìn)行了分析。 單片機(jī) 首先 選取特定的傳感器，并從中讀取溫度數(shù)據(jù)， 然后 處理數(shù)據(jù)，最后 將溫度送入液晶屏顯示。 DS18B20 。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻為溫度敏感元件。 此次設(shè)計(jì) 采用低功耗、高性能單片機(jī) AT89C5單總線數(shù)字式測(cè)溫器件 DS18B20以及 LCD1602 液晶顯示器構(gòu)成測(cè)溫系統(tǒng)。從而簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)傳輸與處理過(guò)程。 目前常用的微機(jī)與外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇锌偩€主要有 I178。它采用單根信號(hào)線完成數(shù)據(jù)的雙向傳輸，并且可以通過(guò)該信號(hào)線為單總線器件提供電源。 DSl8B20 支持 ―一線總線 ‖接口，測(cè)量溫度范圍為 55℃ ～ +125℃ ，在 10℃ ～ +85℃范圍內(nèi)，精度為 177。 特性：