【正文】 //開機(jī)顯示 88881 秒 while(1){ wendu()。 // Skip ROM write_byte(0x44)。h4。h25。//負(fù)溫度時(shí)最高位顯示 flag3=0。 display[3]=display[4]/100。 基于單片機(jī)的溫度檢測設(shè)計(jì)探討 第 32 頁 共 33 頁 dotl=display[0]%10。 } display[4]=temp_data[0]amp。0xf8)!=0x00) { temp_data[1]=~(temp_data[1])。 // 發(fā)送轉(zhuǎn)換命令 } /***********溫度數(shù)據(jù)處理函數(shù) **********/ void work_temp() { uchar n=0。 //溫度低 8 位 temp_data[1]=read_byte()。 } /***********讀出溫度函數(shù) **********/ read_temp() { 附錄 第 31 頁 共 33 頁 ow_reset()。 //4us if(DQ)value|=0x80。_nop_()。_nop_()。_nop_()。 for (i=8。 //右移一位 } DQ = 1。//5us DQ = valamp。_nop_()。_nop_()。 } // /**********18B20 寫命令函數(shù) *********/ //向 1WIRE 總線上寫一個(gè)字節(jié) void write_byte(uchar val) { uchar i。 // 66us presence=DQ。 DQ=0。 // 消隱 }*/ } /***********18B20 復(fù)位函數(shù) **********/ ow_reset(void) { 附錄 第 29 頁 共 33 頁 char presence=1。 //選擇數(shù)碼管 2 Delay(2)。 for(i。 //段碼 P0=0X7F。 //段碼 P0=0X5F。 //段碼 P0=0X3F。 //段碼 P0=0X1F。 //段碼 //P0=0X7F。} } /***********11 微秒延時(shí)函數(shù) ****溫度用 ******************/ // void delay0(uint t) { for(。t0。 uint h,i=0。//共陰數(shù)碼管顯示0~F /* 共陰 LED 段碼表 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 不亮 */ uchar code ditab[16]={0,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9}。 附錄 第 25 頁 共 33 頁 附錄 A 軟件仿真圖 附圖 1 軟件仿真圖 基于單片機(jī)的溫度檢測設(shè)計(jì)探討 第 26 頁 共 33 頁 附錄 B 系統(tǒng)程序 include include //_nop_()。電路詳解 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,1993 [4] 張粵 .倪偉 .DS18B20 在分布式測溫系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].北京：淮陰工學(xué)學(xué)報(bào) ， 20xx [5] 孫傳友 .感測技術(shù)基礎(chǔ) [M].電子工業(yè)出版社 . [6] 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社 [7] 朱宇光 .單片機(jī)應(yīng)用新技術(shù)教程 [M].上海：電子工業(yè)出版社 ,20xx [8] 江力 .單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù) [M].北京：清華大學(xué)出版社， 20xx [9] 金偉正 . 單線數(shù)字溫度傳感器的原理與應(yīng)用 [ J] . 儀表技術(shù)與傳感器 , 20xx( 7) : 42 43. [10]華成英 .模擬電子技術(shù)基本教程 [M]. 20xx [11]譚浩強(qiáng) .C語言程序設(shè)計(jì) (第四版）清華大學(xué)出版社 [12] 潘永雄編著 .新編單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,20xx [13] 金偉正 .單線數(shù)字溫度傳感器的原理與應(yīng)用 [J].電子技術(shù)用 ,20xx(1):11. [14] 樓然苗 .李光飛 .51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例 [M].北京 ： 航空航天大學(xué)出版社 ,20xx [15]通過 基于單片機(jī)的溫度檢測設(shè)計(jì)探討 第 24 頁 共 33 頁 致謝 在論文完成之際，本人特向我的指導(dǎo)教師陳老師致以衷心的感謝，導(dǎo)師陳老師給予了我熱心的關(guān)懷和淳淳教誨，在學(xué)業(yè)和生活各方面都勉勵(lì)和指導(dǎo)我。本設(shè)計(jì)中由于采用了 AT89C51 單片機(jī)，性能可靠電路簡單，適于批量生產(chǎn) , 而且溫度傳感器 DS18B20 轉(zhuǎn)化溫度的方法非常簡潔且精度高、測試范圍較廣。單片機(jī)與溫度傳 感器之間采用單總線通信標(biāo)準(zhǔn)，用簡單、高效的通信電路實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的讀取。程序應(yīng)按照嚴(yán)格的時(shí)序進(jìn)行，以保證數(shù)據(jù)的完整性。 )。 EA=1。 TMOD=0x01。以上三條同時(shí)滿足時(shí)， CPU才有可能響應(yīng)中斷。//接收 1 } else { temp=temp|0x00。 DQ=1。i++) { temp=_cror_(temp,1)。 unsigned char temp。 因此，為了讀出從讀時(shí)序開始算起 15微秒的狀態(tài)主機(jī)必須停止把 1/0引腳驅(qū)動(dòng)至低電平，在讀時(shí)序結(jié)束時(shí)， 1/0引腳經(jīng)過外部的上拉電阻拉回至高電平。 //右移 1 位 循環(huán) 8 次 } } 從 DS18B20讀數(shù)據(jù) 當(dāng)從 DS18B20讀數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)產(chǎn)生讀時(shí)序。 _nop_()。 _nop_()。i++) { if((mand amp。對(duì)于 DS18B20 寫0 時(shí)序和寫 1 時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫 0 時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20 能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO 總線上的“ 0”電平，當(dāng)要寫 1 時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在 15us 之內(nèi)就得釋放單總線。有兩種類型的寫時(shí)序 :寫 1時(shí)序和寫 0時(shí)序。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序。 圖 9 LED 封裝圖（共陰極、共陽極） 基于單片機(jī)的溫度檢測設(shè)計(jì)探討 第 16 頁 共 33 頁 一般的在使用 LED 顯示器時(shí)，工作電流約為 5—— 10 mA/段，這樣當(dāng) LED處于全亮狀態(tài)時(shí)，工作電流約為 40—— 80mA 左右。他有兩種結(jié)構(gòu)，共陽極和共陰極。七段數(shù)碼管加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，共計(jì) 8 段。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯 示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示。此方法的優(yōu)點(diǎn)是占用 CPU 時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測和控制。 LED、 LCD 顯示器有兩種顯示結(jié)構(gòu)：段顯示（ 7 段、米字型等）和點(diǎn)陣顯示（ 5 8 8 點(diǎn)陣）。C ，而典型產(chǎn)品的誤差僅為士 0 .25176。系統(tǒng)對(duì) DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。C /LSB 形式表示。C ，四舍五入最大量化誤差為士 1/2LSB，即 176。若高于 176。圖中比較器的作用是以基于單片機(jī)的溫度檢測設(shè)計(jì)探討 第 14 頁 共 33 頁 四舍五入的量化方式確定溫度寄存器的最低有效位。以后計(jì)數(shù)器 1 每一個(gè)循環(huán)的預(yù)置數(shù)都由斜率累加器提供。C ，每當(dāng)計(jì)數(shù)器 1 從預(yù)置數(shù)開始減計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，溫度寄存器中寄存的溫度值就增加 1176。 溫度檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 33 頁 圖 7 DS18B20的內(nèi)部框圖 圖 8 DS18B20測溫原理圖 DS18B20 的測溫原 理如圖 8 所示。接著總線主機(jī)便釋放此線并進(jìn)入接收方式 (Rx)。 DS18B20格的協(xié)定來確保數(shù)據(jù)的完整性。 DS18B20 的讀寫時(shí)序 對(duì) DS18B20 的使用，多采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。該協(xié)議定義基于單片機(jī)的溫度檢測設(shè)計(jì)探討 第 12 頁 共 33 頁 了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。單總線通常要求外接一個(gè)約為 歐的上拉電阻，這樣，當(dāng)總線閑置時(shí)，其狀態(tài)為高電平。當(dāng)只有一個(gè)從機(jī)設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)可按單節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)操作 。 溫度檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 33 頁 單線總線技術(shù) 單線總線，即 1wire 技術(shù)是 DS18B20 的一個(gè)特點(diǎn)。 DS18B20 常用的封裝有 TO92 和 8 引腳的 SOIC 封裝，如圖 5 所示 : 圖 5 DS18B20 的封裝和引腳 對(duì)圖 5中 DS18B20 的引腳功能說明如下 : NC:空引腳，不連接外部信號(hào)。C (–67176。C。由于每一個(gè) DS18B20出廠時(shí)都刻有唯一的一個(gè)序列號(hào)并存入其 ROM 中，因此 CPU 可用簡單的通信協(xié)議就可以識(shí)別，從而節(jié)省大量的引線和邏輯電路。 動(dòng)態(tài)特性好的傳感器，其輸出量隨時(shí)間的變化規(guī)律將再現(xiàn)輸入量隨時(shí)間的變化規(guī)律，即它們具有同一時(shí)間函數(shù)。而實(shí)際中大量的被測量是隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)信號(hào)，傳感器的輸出不僅需要精確地顯示被測量的大小，還要顯示被測量隨時(shí)間變化的規(guī)律，即被測量的波形。傳感器這一基本特性可用靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性來描述。復(fù)位對(duì)單片機(jī)來說，是程序還沒有開始執(zhí)行，是在做準(zhǔn)備工作。若 EA=1 則允許使用片外ROM. (3) PSEN :片外 ROM 選通線，在執(zhí)行訪問片外 R0M 的指令 M0VC 時(shí)， 89C51自動(dòng)在 PSEN 上產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，用于為片外 R0M 芯片的選通。在不訪問片外 存儲(chǔ)器時(shí)， 89C51 自動(dòng)在 ALE/PROG 上輸出頻率為 fosc/6 的脈沖序列。 (4) P3 口為 8 位準(zhǔn)雙向 1/0 口，內(nèi)部具有上拉電阻，它是雙功能復(fù)用口，每個(gè)引腳可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 負(fù)載。每個(gè)引腳可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 負(fù)載。作為通用 1/0 口時(shí)，輸出數(shù)據(jù)可以得到鎖存，不需外接專用鎖存器 。通常把 4個(gè)端口稱為 POP3(見圖 3)。 AT89C51 單片機(jī) AT89C51 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS8 位單片機(jī)片內(nèi)含 4kBytes ISP 的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS 51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元。然后單片機(jī)工作，（運(yùn)行一系列程序）經(jīng)過寫，讀，轉(zhuǎn)換，顯示等一系列的運(yùn)行 ,顯示結(jié)果送到數(shù)碼管，四個(gè)數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)，最后準(zhǔn)確的顯示環(huán)境溫度。 本電路由 5V 的外部穩(wěn)壓源提供工作電壓，外部有一個(gè)晶振電路，構(gòu)成單片機(jī)的內(nèi)部晶振電路，為單片機(jī)提供所需要的時(shí)鐘頻率，可獲得較高的刷新頻率，頻率為 12MHz，可以 滿足整個(gè)電路對(duì)頻率的要求。 系統(tǒng)工作原理 電路圖如下： 圖 2 系統(tǒng)電路 系統(tǒng)的硬件電路連線如下 （ 1） 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 － 8芯排線連接到“動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的 ABCDEFGDP端子上。對(duì)供電電源采用抗干擾措施。其簡單框圖如下： 圖 1 設(shè)計(jì)總體框圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 原則 要求單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)具有可靠性高、操作維護(hù)方便、性價(jià)比高等特點(diǎn)。 本系統(tǒng)硬件電路可分為三個(gè)部分 :一傳感器部分；二單片機(jī)部分；三數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示部分。溫度的測量值用數(shù)碼管顯示 。集成溫度傳感器內(nèi)部集成有感溫元件、補(bǔ)償和放大電路等，具有誤差小、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，如 DSl8B20。本論文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了溫度實(shí)時(shí)測量、顯示系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 單片機(jī)；溫度測量；單總線；數(shù)字溫度傳感器 IX MCS51 SINGLECHIP TEMPERATURE CONTROL SYSTEM Student: Qin Lei, College of electronic information Teacher: Gao Xiu e, College of electronic information 【 Abstract】 The single chip microputer is required extensive