【正文】 // 跳過讀序號列。// 啟動溫度轉(zhuǎn) ? } void Read_Temp() //讀出溫度 { Ds_Reset()。 Ds_Write(0xcc)。 _nop_()。 //延時(shí) 56us datt=1。 delay_2us(28)。 _nop_()。 DQ=0。j++) { bitt=dattamp。 for(j=0。 } void Ds_Write(unsigned char datt) { uchar j。 // 延時(shí) 67us DQ=1。 if(DQ) { dat|=0x80。 _nop_()。 DQ=1。 _nop_()。i8。 uchar dat=0x00。//拉伸至高電平 return(flag)。 delay_50us(4)。 delay_2us(23)。 delay_50us(10)。 _nop_()。 } Ds_Reset() //初始化 { DQ=1。 delay_50us(20)。 P2=tab[shifen]。 delay_50us(20)。 P2=tab[ge]+0x80。 delay_50us(20)。 } } void Display() //LCD 顯示函數(shù) { P2=tab[shi]。 } else { buzzer=1。b0)) { buzzer=0。 } void buzzer_sound() //蜂鳴器報(bào)警函數(shù) { if (temp_buzzertemp_high||(temp_buzzertemp_highamp。j) 。t) for(j=19。 for(。 sbit led_red=P1^6。 sbit DQ=P1^0。 uchar shi,ge,shifen。 uchar temp_buzzer,b,fuhao。 uchar data templ。通過上下的指示可以改變環(huán)境的溫度值。同時(shí)，感謝學(xué)習(xí)期間給過我?guī)椭耐瑢W(xué)和同事。在此謹(jǐn)向王瑩老師致以深深地謝意！ 由于本人水平有限 ,加之時(shí)間倉促 ,設(shè)計(jì)中疏漏和錯誤之處在所難免 ,希望老 師給予諒解， 同時(shí)也希望老師加以批評和指正，使我在以后的學(xué)習(xí)和工作中取得 更大的成績 衷心感謝各位任課老師對我學(xué)業(yè)上的教導(dǎo)和幫助。 兩 年 多 來，通過學(xué)習(xí)專業(yè)知識和查閱大量的資料，我在理論方面有了很大的收獲。 通過理論和實(shí)踐相結(jié)合 ,使得兩個(gè)多 學(xué)期間所學(xué)到的各方面知識得 以運(yùn)用 。 DS18S20 讀出或?qū)懭? DS18S20 信息僅需要一根口線，從其讀寫及溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，該總線本身也可以向所掛接的 DS18S20 供電，而無需額處電源DS18S20 能提供九位溫度讀數(shù)，它無需任何外圍硬件即可方便地構(gòu)成溫度檢測系 統(tǒng)。控制部分，提出了用 DS18S 89C51 單片機(jī)及 LED 的硬件電路完成對水溫的實(shí)時(shí)檢測及顯示，利用 DS18S20 與單片機(jī)連接由軟件與硬件電路配合來實(shí)現(xiàn)對加熱電阻絲的實(shí)時(shí)控制及超出設(shè)定的上下限溫度的報(bào)警系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)的溫度控制檢測和報(bào)警系統(tǒng)，只是單片機(jī)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中的一例。 （ 2） .如果運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題，按復(fù)位鍵后，重新開始。應(yīng)該利用軟件編程的方法來實(shí)現(xiàn)。 51 系列單片機(jī)的 信號線大體分為讀、寫信號線、片選信號線、時(shí)鐘信號線、外部程序存貯器讀選通信號（ PSEN） 地、址鎖存信號（ ALE）、復(fù)位信號等幾大類。這些工具是單片機(jī)開發(fā)的最基本工具。 軟硬聯(lián)調(diào) 系統(tǒng)做好后，進(jìn)行系統(tǒng)的完整調(diào)試。新增加的書簽窗口和斷點(diǎn)窗口可以有效地管理斷點(diǎn)和書簽，使得程序員無需在眾多的代碼和斷點(diǎn)中逐行查詢，斷點(diǎn)信息和書簽信息在各自的窗口中顯示一目了然。 Proteus 7 Professional 軟件在以前的版本基礎(chǔ)上做了增加了許多功能，特別是在窗口管理、項(xiàng)目管理和源文件編輯工具上做了較大改進(jìn)，在 Proteus 7 Professional 環(huán)境下的所有窗口均可以放在窗口的同一塊區(qū)域，各窗口可以直接切換，節(jié)省了窗口的面積，使窗口管理更有效。 軟件調(diào)試在 KEIL 編譯器下進(jìn)行，源程序編譯及仿真調(diào)試應(yīng)分段或以 子程序?yàn)閱挝灰粋€(gè)一個(gè)進(jìn)行，最后可結(jié)合硬件實(shí)時(shí)調(diào)試。 軟件調(diào)試 本 系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)較大，全部采用 C語言編寫，除語法與邏輯差錯外，當(dāng) 確認(rèn)程序沒問題時(shí)，直接下載到單片機(jī)仿真調(diào)試。 系統(tǒng)硬件調(diào)試 電路的調(diào)試主要看接口以及連線是否正確。加電后檢查各插件上引腳的電位，一般先檢查 VCC 與 GND 之間電位，若在 5V～ 4． 8V 之間屬正常。在保證安裝無誤后，用替換方法排除錯誤。 造成這類錯誤的原因有兩個(gè)： 一個(gè)是元器件買來時(shí)就已壞了；另一個(gè)是由于 安裝錯誤，造成器件燒壞。應(yīng)特別注意電源系統(tǒng)檢查，以防止電源短路和極性錯誤，并重點(diǎn)檢查系 統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互之間短路或與其它信號 線路短路。主要包括錯 線、開路、短路?？梢娪布?調(diào)試是基礎(chǔ)，如果硬件調(diào)試不通過，軟件設(shè) 計(jì)則是無從做起。 單片機(jī)系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是不能分開的，許多硬件錯誤是在軟件調(diào) 試中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。在實(shí)時(shí)檢測和自動控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片 機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體 硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。 當(dāng)定時(shí)器定時(shí)為 1 秒，時(shí)程序跳轉(zhuǎn)到時(shí)間顯示及信號燈顯示子程序，它將依次顯示信號燈時(shí)間 ，同時(shí)一直顯示信號燈的顏色，這時(shí)在返回定時(shí)子程序定時(shí)一秒，在顯示燈的下一個(gè)時(shí)間，這樣依次把所有的燈色的時(shí)間顯示完后在重新給時(shí)間計(jì)數(shù)器賦初值 ，重新進(jìn)入循環(huán)。其流程圖如圖 5 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 6 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高數(shù)據(jù)顯示位為 0 時(shí)，將符號顯示位移入下一位。在本程序設(shè)計(jì)中，采用 1s 顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。讀出溫度子程序流程圖如圖 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令。主程序流程 圖如圖 3 讀出溫度子程序 讀出溫度子程的主要功能是讀出 RAM 中的 9 字節(jié)。 主程序 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示，讀出并處理 DS18B20的測量溫度值?？傊?，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要協(xié)調(diào)這種時(shí)間滯后，使系統(tǒng)滿足實(shí)時(shí)性要求。例如在播放語音時(shí)，需要調(diào)用一段延時(shí)，在本程序中，利用 CPU 執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換這段代碼占有的時(shí)間代替這段延時(shí)。 按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，確定系統(tǒng)由 3 個(gè)模塊組成：主控制器、測溫電路和顯示電路。 該系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路如下：溫度傳感器 DS18B20 把所測得的溫度發(fā)送到AT89C51 單片機(jī)上，經(jīng)過 51 單片機(jī)處理，將把溫度在顯示電路上顯示，本系統(tǒng)顯示器用 4 位共陽 LED 數(shù)碼管以動態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)。 第 15～ 16腳 ： 空腳 第三章軟件設(shè)計(jì) 方案論證 根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，選擇 DS18B20 作為本系統(tǒng)的溫度傳感器，選擇單片機(jī) AT89C51 為測控系統(tǒng)的核心來完成數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、報(bào)警等功能。 第 6腳： E端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 5腳： RW為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 3腳：為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K歐姆 的電位器來調(diào)整對比度。字符型液晶顯示屏，是一種用 5*7點(diǎn)陣圖形來顯示字符的液晶顯示器，根據(jù)顯示的容量可以分為 1行 16個(gè)字、 2行 16個(gè)字、 2行 20個(gè)字等，本設(shè)計(jì)以常用的 2行 16個(gè)字的 JDL162A液晶模塊作為數(shù)據(jù)顯示模塊。 LED 的介紹 液晶顯示屏具有微功耗、體積小、顯 示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等諸多優(yōu)點(diǎn)。 RST引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（ 2個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。常用的開機(jī)復(fù)位電路如圖 所示。 實(shí)際工作中，復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù) 位。單片機(jī)的工作就是從復(fù)位開始的。對于采用 CHMOS工藝的單片機(jī)，外部時(shí)鐘由 XTAL1端引入，而 XTAL2端引腳懸空。如圖（ b）所示。圖中 C1和 C2的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值為 5~30pF，典型值為 30 ~12MHz，典型值為 12MHz和 6MHz。 80C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號通常有兩種方式：一是內(nèi)部時(shí)鐘方式，二是外部時(shí)鐘方式。 報(bào)警燈 蜂鳴器電路 單片機(jī)及復(fù)位鍵控制模塊 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路主要由晶振電路和復(fù)位電路組成。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。當(dāng) DS18B20 處于寫存儲器操作和溫度 A/D 變換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為 10 μs。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 管來完成對總線的上拉。 對于 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。 對于 DS18B20的讀時(shí)隙是從主機(jī)把單總線拉低之后，在 15秒之內(nèi)就得釋放單總線，以讓 DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動啟動寫時(shí)序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。該協(xié)議定義了幾種信號的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。由于 DS18B20是在一根 I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。采用寄生電源供電方式時(shí) VDD端接地。另一種是寄生電源供電方式，如圖 4 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管來完成對總線的上拉。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(diǎn)接地。 (4)在 DS1820測溫程序設(shè)計(jì)中，向 DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號，一旦某個(gè) DS1820接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該 DS1820時(shí)，將沒有返回信號，程序進(jìn)入死循環(huán)。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。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過 50m時(shí)，讀取的測溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當(dāng)單總線上所掛 DS1820超過 8個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。在使用 PL/M、 C等高級語言進(jìn)行系統(tǒng)程序計(jì)時(shí)，對 DS1820操作部分最好采用匯編語實(shí)現(xiàn)。復(fù)位要求主 CPU將數(shù)據(jù)線下拉 500微秒，然后釋放， DS18B20收到信號后等待 16～ 60微秒左右，后發(fā)出 60～ 240微秒的 存在低脈沖，主 CPU收到此信號表示復(fù)位成功。在 DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為 0，用戶不要去改動。第九個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié)，見表 23。第三個(gè)和第四個(gè)字節(jié)是 TH、TL的易失性拷貝，第五個(gè)字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個(gè)字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新。見表 22 表 22DS18B20轉(zhuǎn)化溫度形式 實(shí)際溫度值 數(shù)字輸出（二進(jìn)制） 數(shù)字輸出（十六進(jìn)制） +125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0H +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550H +℃ 0000 0001 1001 0001 0191H +℃ 0000 0000 1010 0010 00A2H +℃ 0000 0000 0000 1000 0008H 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H ℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8H ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5EH ℃ 1111 1110 0110 1111 FE6EH 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90H 溫度傳感器的儲存器 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個(gè)高速暫存 RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的 E2PPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、 T和結(jié)構(gòu)寄存器。 表 21 DS18B20內(nèi)部溫度表示形式 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 Bit0 LS