【正文】 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意！ 同時也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計的環(huán)境。感謝我教書育人的老師，我不是你們最出色的學(xué)生，而你們卻是我最尊敬的老師。同時，系統(tǒng)還具有報警功能，當(dāng)采集溫度超過設(shè)定溫度時，系統(tǒng)就會自動報警。系統(tǒng)利用PC機作為上位管理機，并使用VB軟件制作了較為人性化的溫度控制操作界面，從而提高了系統(tǒng)的可視化程度，方便了用戶的使用。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程模式可與通用EPROM編程器兼容。為使單片機能正常工作，被鎖存的EA電平值必須與該引腳當(dāng)前的邏輯電平一致。為了避免可能對端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑模式的那條指令后應(yīng)是一條對端口或外部存儲器的寫入指令。終止空閑工作模式的方法有兩種，其一是任何一條被允許中斷的事件被激活,IDL()被硬件清除，即刻終止空閑工作模式。如需同時進入兩種工作模式，即PD和IDL同時為1，則先激活掉電模式。（五）空閑節(jié)電模式 AT89C2051有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是空閑模式和掉電工作模式。用戶也可以采用外部時鐘。外接石英晶體(或陶瓷諧振器)及電容C1, C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。AT89C2051片內(nèi)存儲器售后通常處于擦除狀態(tài)，即每個地址單元內(nèi)容均為FFH，人們可隨時對其編程。分支指令：LCALL、LJMP、ACALL、SJMP等無條件分支指令，只要保證它們的目的地址一定落在000H一7FFH范圍內(nèi)就可執(zhí)行無誤，超出物理空間的界限就會引起不可知的程序執(zhí)行結(jié)果。其內(nèi)部有ZK字節(jié)閃存用來存放程序，與MCS一51體系結(jié)構(gòu)完全兼容，可用MCS一51指令系統(tǒng)對其進行程序設(shè)計。它采用ATMEL的高密非易失存儲技術(shù)制造并和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS一51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。同時，AT89C2051可降至OHz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。：由于單片機具有上述顯著的特點，因此，其應(yīng)用領(lǐng)域無所不至，在自動化裝置、智能化儀器儀表和家用電器等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。 四、單片機的選擇（一）單片機概述單片微型計算機簡稱單片機，又稱微控制器，嵌入式微控制器等，屬于第四代電子計算機。 　　DS18B20有4個主要的數(shù)據(jù)部件： 　 (1)光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。在片上還載有配置字節(jié)以理想的解決溫度數(shù)字轉(zhuǎn)換。一個控制功能指揮指示DS18B20的演出測溫。因為一線通信接口，必須在先完成ROM設(shè)定，否則記憶和控制功能將無法使用。它的用途很多，包括空調(diào)環(huán)境控制，感測建筑物內(nèi)溫設(shè)備或機器，并進行過程監(jiān)測和控制。信息被發(fā)送到從DS18B20 通過1線接口，所以中央微處理器與DS18B20只有一個一條口線連接。 　　，中央空調(diào)分戶熱能計量和工業(yè)領(lǐng)域測溫和控制。測溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線，其中一對線接地線與信號線,另一組接VCC和地線，屏蔽層在源端單點接地。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。當(dāng)單總線上所掛DS18B20超過8個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意?！?； 　　～12位，℃、℃、℃℃，可實現(xiàn)高精度測溫；　　，12位分辨率時最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字,速度更快；　　，以“一 線總線”串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力；　?。弘娫礃O性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。在1820組成的測溫系統(tǒng)中，主機在發(fā)出跳過ROM命令之后，再發(fā)出統(tǒng)一的溫度轉(zhuǎn)換啟動碼44H，就可以實現(xiàn)所有1820的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過1s后，就可以用很少的時間去逐一讀取。圖32 DS18B20與P89C662的接口電路（五）多路測量每一片DSl820在其ROM中都存有其唯一的48位序列號在出廠前已寫入片內(nèi)ROM中主機在進入操作程序前必須逐一接入1820用讀ROM(33H)命令將該l 820的序列號讀出并登錄。前者需要外加電源，正負極分別接引腳VDD及GND；后者不需外加電源，當(dāng)總線(信號線)為高時穩(wěn)定電源的提供是通過單線上的上拉電阻實現(xiàn)，總線信號為低時則由其內(nèi)部的電容供電，在此種方式下VDD接地。R1，R0的值如表33所示。表31 溫度寄存器Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit023 22 21 20 21 22 23 24Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8S S S S S 26 25 24表32 結(jié)構(gòu)寄存器Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit00 R1 R0 1 1 1 1 1DS18B20輸出的攝氏溫度在溫度寄存器中被存為帶標(biāo)志位的16位數(shù)。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。分叉式的光纖有兩個明顯的分支，可分別傳輸發(fā)射光和接收光，使傳感器既可以通過一個分支將發(fā)射光傳輸?shù)綑z測區(qū)域，同時又通過另一個分支將反射光傳輸回接收器。塑料光纖吸收一定波長的光波，包括紅外光，因而塑料光纖只能傳輸可見光。它能安裝在狹小的空間并且能彎成很小的角度。有些特殊的光纖可用于特殊的空間或環(huán)境，其檢測頭做成不同的形狀以適用于不同的檢測要求。緊湊布置的玻璃光纖通常用在醫(yī)療設(shè)備或管道鏡上。光纜的端部有各種尺寸和外形，并且澆注了堅固的透明樹脂。光在光纖內(nèi)部的傳輸不受光纖是否彎曲的影響（彎曲半徑要大于最小彎曲半徑）。根據(jù)光學(xué)原理，所有光束都可以由光纖來傳輸。光纖與傳感器配套使用，是無源元件，另外，光纖不受任何電磁信號的干擾，并且能使傳感器的電子元件與其他電子元件的干擾相隔離。它是通過計算聲波從發(fā)射，經(jīng)被測物反射回到接收器所需要的時間，來判斷物體的位置。3．光纖溫度傳感器采用光纖溫度傳感器，光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展的新技術(shù)，也是工業(yè)中用的最多的光纖傳感器之一。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測溫元件，此元件線形較好。即使能實現(xiàn)，也要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也增加了軟件實現(xiàn)的難度。三、溫度傳感器DS18B20簡介（一）溫度傳感器的選取1．熱敏電阻采用熱敏電阻，可滿足至測量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對于檢測的信號是不適用的。其中暫存存儲器作用是在單總線通信時確保數(shù)據(jù)的完整性，它包括8個字節(jié)，頭兩個字節(jié)為轉(zhuǎn)換的溫度讀數(shù)。DS18B20的工作電壓為+5V，可以通過DS18B20的電源引腳進行供電，也可以通過DS18B20的數(shù)據(jù)線進行寄生供電。電流型集成溫度傳感器AD590也因其輸出為模擬信號，且輸出信號較弱，需后續(xù)放大并且需要A/D轉(zhuǎn)換電路，若采用普通運放則精度難以保證，而且測量放大器價格偏高，這就使系統(tǒng)的成本升高了。在Flash編程期間這個管腳接收編程電源VPP。(/EA)/VPP戶：訪問外部程序存儲器的控制信號，低電平有效。/PSEN：程序存儲選通端。在正常操作下每個機器周期ALE脈沖出現(xiàn)兩次，可用于外部計時或時鐘。RST：復(fù)位。CEX3/T0()：定時器0外部輸入，PCA的模塊3捕捉/比較外部I/O。P3也有特殊功能，如下所示：RxD()：串行輸入端。從外部程序存儲器取回代碼以及使用16位尋址方式(MOVXDPTR)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器期間，P2發(fā)送高字節(jié)地址此時端口若發(fā)送1時，內(nèi)部強上拉。 SDA()：I2C總線數(shù)據(jù)線(開漏)。 CEX0()：PCA的模塊0捕捉l比較外部I/O。此時若管腳被外部拉為低，內(nèi)部的上拉電阻將有電流流過。P0也是訪問外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)復(fù)用總線。0V參考。該器件用advancedCMOS工藝制造，是80C51單片機家族的衍生品，其指令集和80C51相同。在實際的成型產(chǎn)品中可通過ISP升級用戶程序。DIP開關(guān)的作用是設(shè)置下位機的地址，中間控制機即是通過該地址實現(xiàn)對下位機的尋址操作的。各傳感器將非電量轉(zhuǎn)化成隨環(huán)境參數(shù)改變的電量進而傳送給單片機進行處理。所有的命令和數(shù)據(jù)傳輸都制定了嚴(yán)格的通信協(xié)議，采取了數(shù)據(jù)校驗，大大提高了傳輸過程中的可靠性。中間控制機接收完畢并校驗無誤后，更新EEPROM中相應(yīng)位置的保存數(shù)據(jù)，并通過與其相連的LCD進行顯示。同時考慮本系統(tǒng)測量的信號均為慢變信號，故本系統(tǒng)在單片機與其外部設(shè)備連接方式上選擇了串行方式，這樣不僅節(jié)省了單片機的引腳，同時還避免了采用并行方式的干擾現(xiàn)象。用戶可通過中間控制機上的鍵盤輸入各環(huán)境參量的閥值，中間控制機將從下位機接收來的數(shù)值與其閥值進行比較并實現(xiàn)超限報警。圖21系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖上位機(PC)下位