【正文】 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。期間，讓我學(xué)到了許多在實(shí)踐中需注意的問(wèn)題。 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，這門課程的理論學(xué)習(xí)也隨之而結(jié)束了。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。 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。 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。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。 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。這樣可以在一秒之內(nèi)測(cè)量一次被測(cè)溫度，其程序流程見圖41 所示。 [3]系統(tǒng)耗損測(cè)試。單片機(jī)干擾最常見的現(xiàn)象就是復(fù)位，導(dǎo)致程序運(yùn)行異常。程序代碼通常采用匯編語(yǔ)言或高級(jí)語(yǔ)言（ C 語(yǔ)言）編寫。 單片機(jī)應(yīng)用軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括功能模塊劃分、程序流程確立、模塊接口設(shè)計(jì)以及程序代碼編寫。 MCS— 51 指令系統(tǒng)的指令長(zhǎng)度較短，它在存儲(chǔ)空間和執(zhí)行時(shí)間方面具有較高的效率，編成的程序占用內(nèi)存單元少，執(zhí)行也非常的快捷，與本系統(tǒng)的應(yīng)用要求很適合。機(jī)器語(yǔ)言是機(jī)器唯一能“懂”的語(yǔ)言，用匯編語(yǔ)言或高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序（稱為源程序）最終都必須翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的程序（成為目標(biāo)程序），計(jì)算機(jī)才能“看懂”，然后逐一執(zhí)行。同時(shí)還必須得到相應(yīng)設(shè)計(jì)合理的軟件的支持，尤其是微機(jī)應(yīng)用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完成的工作，都可通過(guò)軟件編程而代替。 與 口并聯(lián)接在所有傳感器并接后的單總線上， 端口相當(dāng)于 TX， 相當(dāng)于 RX。 P0 口接 8 個(gè) 的排阻然后接到 3 個(gè) LED 數(shù)碼管顯示電路上。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三 狀態(tài) 的。另一種是寄生電源供電方式，如圖 所示單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20 時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè) MOSFET管來(lái)完成對(duì)總線的上拉。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，他有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重 要。讀寫 ROM 的操作時(shí)序如圖所示。初始化是主 CPU 發(fā)出一個(gè)復(fù)位信號(hào)，將數(shù)據(jù)總線上的所有 DS18B20 復(fù)位，然后釋放總線，該總線位接收狀態(tài)。例如主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換這一過(guò)程，根據(jù) DS18B20 的通信協(xié)議，須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：第一步是復(fù)位，第二步是發(fā)送 ROM 命令，第三步是發(fā)送 RAM 命令。 ⑤ 尋找報(bào)警命令（代碼為 ECH）：該命令用于對(duì)總線上的報(bào)警器件進(jìn)行尋找ROM 一樣。再總線上，只有符合所發(fā)的 64 位 ROM 的 DS18B20 才有操作權(quán)。如表 36 所示： ① 讀 ROM 命令（代碼為 33H）：該命令允許主 CPU 讀取 DS18B20 中的 8 位產(chǎn)品減法計(jì)數(shù)器 1 斜坡累加器 減到 0 減法計(jì)數(shù)器 2 預(yù) 置 低溫度系數(shù) 振 蕩 器 高溫度系數(shù) 振 蕩 器 計(jì)數(shù)比較器 預(yù) 置 溫度寄存器 減到 0 加 1 置位 /清零 停止 15 序列編號(hào)、 48 位產(chǎn)品序列號(hào)及 8 位 CRC 值。本設(shè)計(jì)采用寄生電源供電模式， I/O 口接 5KΩ左右的上拉電阻。圖 中的斜率累加器用 于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性， 提高測(cè)量準(zhǔn)確制度。 DS18B20 的測(cè)溫原理如圖 33 所示 。 表 24 是一部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。 當(dāng) DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。 UDD I/O I/O GND UDD GND 圖 (a)使用外部電源供電 圖 （ b）使用寄生電源供電 圖 32 DS18B20 與微處理器的硬件連接方式 由表 33 可見，分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間越長(zhǎng)。寄生電源供電時(shí)，電源端與接地端并聯(lián)接地，器件從總線上獲取電源。 DS18B20 有兩種供電方式。 可以設(shè)置 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的精度。主機(jī)根據(jù) ROM 的前 56 位來(lái)計(jì) 算 CRC 值，并和存入 DS18B20 中的 CRC值做比較，以判斷主機(jī)收到的 ROM 數(shù)據(jù)是否正確。 1) 64 位光刻 ROM。 （ 1) 智能溫度傳感器 DS18B20 的性能特點(diǎn)： 1) 獨(dú)特的單總線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信 ,可以是串行口也可以是其他I/O 口，無(wú)須變換，直接輸出被測(cè)溫度值（ 9 位二進(jìn)制，含符號(hào)位）。不過(guò)在居民住宅中使用已可滿足要求。 溫度傳感器簡(jiǎn)介 溫度的測(cè)量是從金屬 (物質(zhì) )的熱脹冷縮開始。這樣就可以在滿足同一測(cè)量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的傳感器。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感 器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。但實(shí)際上，任何傳感器都不能保證絕對(duì)的線性，其線性度也是相對(duì)的。 （ 4） 線性范圍 傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測(cè)量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才比較大，有利于信號(hào)處理。測(cè)量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決單 片 機(jī) 多路 DS18B20 傳感器 LED 顯示 聲光報(bào)警器 加熱繼電器和風(fēng)扇繼電器 按鍵設(shè)置溫度 9 于傳感器的選用是否合理。 由于單片機(jī)具有強(qiáng)大的運(yùn)算和控制功能，使得整個(gè)系統(tǒng)具有模塊化、硬件電路簡(jiǎn)單以及操作方便等優(yōu)點(diǎn)。還有按鍵設(shè)置報(bào)警溫度值和加熱降溫電路。它具有集成度高、模擬輸入數(shù)字輸出、抗干擾能力強(qiáng)、體積小、接口方便、傳輸距離遠(yuǎn)測(cè)溫誤差小等特點(diǎn)。 溫 度采集模塊 這一部分主要完成對(duì)溫度信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換工作，由 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器及其與單片機(jī)的接口部分組成。 單片機(jī) AT89C51 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用，系統(tǒng)應(yīng)用三節(jié)電池供電。 7 第二章 方案選擇 引言 溫度測(cè)量的方案有很多種，可以采用傳統(tǒng)的分立式傳感器、模擬集成傳感器以及新興的智能型傳感器。 設(shè)計(jì)的任務(wù) 目標(biāo) 本設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度進(jìn)行多點(diǎn)同時(shí)測(cè)量并準(zhǔn)確顯示。 在傳統(tǒng)的溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，往往采用模擬技術(shù)，這樣就不可避免地遇到引線誤差補(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。 針對(duì)目前市場(chǎng)的現(xiàn)狀，本 設(shè)計(jì) 提出了一種可滿足要求、可擴(kuò)展的并且性價(jià)比高的單片機(jī)多路測(cè)溫系統(tǒng)。自帶 LED 顯示模塊，顯示 4 位到 16 位不等。 溫度傳感器的發(fā)展趨勢(shì) 進(jìn)入 21 世紀(jì)后，溫度傳 感器正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。 三是 智能溫度傳感器。 二是 模擬集成溫度控制器。 ： 一是 模擬集成溫度傳感器。 關(guān)鍵詞 ： 溫度測(cè)量；單總線；數(shù)字溫度傳感器； 單片機(jī) 5 第一章 緒論 課題的背景 在人類的生活環(huán)境中，溫度扮演著極其重要的角色 ，都 無(wú)時(shí)無(wú)刻不在與溫度打交道。在這樣的形式下，開發(fā)一種能夠同時(shí)測(cè)量多點(diǎn)，并且實(shí)時(shí)性高、精度高，能夠綜合處理多點(diǎn)溫度信息的測(cè)量系統(tǒng)就很有必要。 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。自 18 世紀(jì)工業(yè)革命以來(lái)，工業(yè)發(fā)展 與 是否掌握溫度有著 緊密 的聯(lián)系。該傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝制成，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器。模擬集成溫度控制器主要包括溫控開關(guān)、可編程溫度控制器，典型產(chǎn)品有 LM5 AD22105 和 MAX6509。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、 A/D 轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器 (或寄存器 )和接口電路。 傳感器在溫 控系統(tǒng) 中的應(yīng)用 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。有的儀表還具有存儲(chǔ)功能，可存儲(chǔ)幾百到幾 千