【正文】 在此，也對(duì)他們表示衷心感謝。感謝我的班主任劉東南老師，謝謝他在這三年中為我們?nèi)嗨龅囊磺?，他不求回?bào)，無(wú)私奉獻(xiàn)的精神很讓我感動(dòng)，再次向他表示由衷的感謝。沒(méi)有李毅梅老師的幫助也就沒(méi)有今天的這篇論文。 從這次的課程設(shè)計(jì)中，我真真正正的意識(shí)到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實(shí)際，把我們所學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)際當(dāng)中，不僅使我真正的學(xué)會(huì)了數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，而且我相信通過(guò)這次的學(xué)習(xí)我能夠達(dá)到舉一反三的效果，同時(shí)這次的不足之處是在有些細(xì)節(jié)方面剛開(kāi)始做的很不詳細(xì)，我想原因在于自己平時(shí)對(duì)自己的學(xué)習(xí)要求的不夠嚴(yán)格，才造成遇到一些問(wèn)題顯得驚慌失措，在日后我會(huì)克服這些缺點(diǎn)的。首先設(shè)計(jì)的是它的硬件電路，最重要的部分是89C51控制內(nèi)核，所有的數(shù)據(jù)處理都是采用的單片機(jī)，其次是DS18B20溫度采集電路，其他還有晶振電路，復(fù)位電路。： DS18b20 等待1560μm 主機(jī)Rx最小180μm 主機(jī)脈沖復(fù)位Tx DS18b20Tx響應(yīng)脈沖 最小480μm 60240μm T0 T1 T2 復(fù)位時(shí)序圖結(jié) 論經(jīng)過(guò)努力，終于完成了我的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，雖然沒(méi)有完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但從心底里說(shuō)，還是比較高興的。所有讀時(shí)間隙必須最少60μs，包括兩個(gè)讀周期至少1μs的恢復(fù)時(shí)間。因此，主機(jī)在讀時(shí)間隙開(kāi)始后必須把I/O 腳驅(qū)動(dòng)拉為的電平保持15μs，以讀取I/O 腳狀態(tài)。讀時(shí)間時(shí)序：當(dāng)從DS18B20 讀數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)生成讀時(shí)間隙。每個(gè)讀時(shí)隙都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線1us，在主機(jī)發(fā)起讀時(shí)序之后，單總線器件才開(kāi)始在總線上發(fā)送0 或1。主機(jī)要生成一個(gè)寫(xiě)時(shí)間隙，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平然后釋放，在寫(xiě)時(shí)間隙開(kāi)始后的15μs 內(nèi)允許數(shù)據(jù)線拉到高電平。I/O線電平變低后，DS18B20 在一個(gè)15μs 到60μs 的窗口內(nèi)對(duì)I/O 線采樣。有兩種寫(xiě)時(shí)間隙，寫(xiě)1 時(shí)間隙和寫(xiě)0 時(shí)間隙。在寫(xiě)字節(jié)程序中的寫(xiě)一個(gè)bit 位的時(shí)候，沒(méi)有按照通常的分別寫(xiě)0時(shí)序和寫(xiě)1 時(shí)序，而是把兩者結(jié)合起來(lái)，當(dāng)主機(jī)拉低總線后在15us 之內(nèi)將要寫(xiě)的位c 給DO：如果c 是高電平滿足15us 內(nèi)釋放總線的要求，如果c是低電平，則DO＝c這條語(yǔ)句仍然是把總線拉在低電平，最后都通過(guò)延時(shí)58us 完成一個(gè)寫(xiě)時(shí)序(寫(xiě)時(shí)序0或?qū)憰r(shí)序1)過(guò)程。寫(xiě)時(shí)序均起始于主機(jī)拉低總線，產(chǎn)生寫(xiě)1 時(shí)序的方式：主機(jī)在拉低總線后，接著必須在15us之內(nèi)釋放總線。當(dāng)總線被釋放后，上拉電阻將單總線拉高。在主機(jī)初始化過(guò)程，主機(jī)通過(guò)拉低單總線至少480us，來(lái)產(chǎn)生復(fù)位脈沖。發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令，再總線復(fù)位。(2)接著主機(jī)發(fā)送ROM命令，程序開(kāi)始讀取單個(gè)在線的芯片ROM編碼并保存在單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，把用到的DS18B20 的ROM 編碼離線讀出，最后用一個(gè)二維數(shù)組保存ROM 編碼，數(shù)據(jù)保存在X25043中。這些命令允許主機(jī)寫(xiě)入或讀出DS18B20便箋式RAM、啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換。這些命令與各個(gè)從機(jī)設(shè)備的唯一64 位ROM 代碼相關(guān)。應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道，總線上有從機(jī)，且準(zhǔn)備就緒。當(dāng)然，搜索ROM命令和報(bào)警搜索命令，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，要返回初始化。所有的串行通訊，讀寫(xiě)每一個(gè)bit 位數(shù)據(jù)都必須嚴(yán)格遵守器件的時(shí)序邏輯來(lái)編程，同時(shí)還必須遵守總線命令序列，對(duì)單總線的DS18B20 芯片來(lái)說(shuō)，訪問(wèn)每個(gè)器件都要遵守下列命令序列：首先是初始化；其次執(zhí)行ROM 命令；最后就是執(zhí)行功能命令(ROM 命令和功能命令后面以表格形式給出)。一旦主機(jī)檢測(cè)到DS18B20 的存在，它便可以發(fā)送一個(gè)器件ROM 操作命令。為了讀出從讀時(shí)間片開(kāi)始算起15微秒的狀態(tài)，主機(jī)必須停止把引腳驅(qū)動(dòng)拉至低電平。當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至邏輯低電平時(shí)產(chǎn)生讀時(shí)間片。有兩種類(lèi)型的寫(xiě)時(shí)間片：寫(xiě)1 時(shí)間片和寫(xiě)0 時(shí)間片。DS18B20 通過(guò)使用時(shí)間片來(lái)讀出和寫(xiě)入數(shù)據(jù)，時(shí)間片用于處理數(shù)據(jù)位和進(jìn)行何種指定操作的命令。在檢測(cè)到I/O 引腳上的上升沿之后，DS18B20 等待15～60μs,并且接著發(fā)送脈沖（60～240μs 的低電平信號(hào)）。主機(jī)發(fā)送（Tx）復(fù)位脈沖（最短為480μs 的低電平信號(hào)）。經(jīng)過(guò)單線接口訪問(wèn)DC18B20 必須遵循如下協(xié)議：初始化、ROM 操作命令、存儲(chǔ)器操作命令和控制操作。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)，即使電源電壓VCC 降到3V 時(shí)，依然能夠保證溫度量精度。： DS18B20與單片機(jī)的連接外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡(jiǎn)單，可以開(kāi)發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。無(wú)論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O口線要接5KΩ左右的上拉電。但寄生電源方式需要強(qiáng)上拉電路, 軟件控制變得復(fù)雜(特別是在完成溫度轉(zhuǎn)換和拷貝數(shù)據(jù)到E2PROM 時(shí)) , 同時(shí)芯片的性能也有所降低。DS18B20 的電源供電方式有2 種: 外部供電方式和寄生電源方式。writemandtods18b20(0x44)。while(resetpulse())。displaybuf[0]=(dotcode[x])%10。 0x0f。if(sflag==1){displaybuf[x+1]=17。x++。while(result/10){displaybuf[x]=result%10。x=2。 0x0f。x=x4。 0x70。}}readdata[1]=readdata[1]4。readdata[0]=result。readdata[0]=~readdata[0]。 0xf8)!=0x00){sflag=1。}sflag=0。x8。readdata[1]=readdatafromds18b20()。writemandtods18b20(0xbe)。while(resetpulse())。}timecount++。displaycount++。}else{P0=displaycode[displaybuf[displaycount]]。TL0=(655364000)%256。unsigned int result。while(1){。writemandtods18b20(0x44)。while(resetpulse())。ET0=1。TH0=(655364000)/256。}return(temp)。j0。}else{temp=temp | 0x00。j)。for(j=10。_nop_()。DQ=0。i8。temp=0。unsigned char j。}mand=_cror_(mand,1)。j0。DQ=1。j0。}else{DQ=0。j)。for(j=35。i++){if((mand amp。for(i=0。}void writemandtods18b20(unsigned char mand){unsigned char i。i0。return(DQ)。i0。DQ=1。i0。DQ=0。bit sflag。unsigned char readdata[8]。unsigned char displaybuf[8]={16,16,16,16,16,16,16,16}。unsigned char code dotcode[32]={0,3,6,9,12,16,19,22,25,28,31,34,38,41,44,48,50,53,56,59,63,66,69,72,75,78,81,84,88,91,94,97}。具體流程如下圖所示： LED顯示流程圖 整體的溫度處理及顯示流程 整體的溫度處理及顯示流程 源程序include include unsigned char code displaybit[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}。具體流程見(jiàn)下圖： 溫度處理流程圖 LED 顯示模塊 LED 顯示模塊的作用是將處理好的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。TH和TL是兩個(gè)8位寄存器，因此在讀這兩個(gè)寄存器中的數(shù)據(jù)時(shí)需要一個(gè)16 位數(shù)組來(lái)存放分別來(lái)自 TH 和 TL 的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)主程序主要完成溫度顯示功能，總體設(shè)計(jì)流程如下圖所示： DS18S20數(shù)字溫度計(jì)主流圖 模塊設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的主要模塊有讀出溫度模塊、溫度處理模塊和LED顯示模塊。測(cè)試部分介紹了測(cè)試的意義、環(huán)境和測(cè)試用例。該部分主要包括：軟件總體設(shè)計(jì)流程、模塊設(shè)計(jì)及測(cè)試。 DS18B20測(cè)溫原理圖在正常測(cè)溫情況下，℃，可采用下述方法獲得高分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果：首先用DS1820提供的讀暫存器指令（BEH）℃為分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果，然后切去測(cè)量結(jié)果中的最低有效位（LSB），得到所測(cè)實(shí)際溫度的整數(shù)部分Tz，然后再用BEH指令取計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)剩余值Cs和每度計(jì)數(shù)值CD。系統(tǒng)對(duì)DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。減法計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)溫度寄存器的值將加1，減法計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置將重新被裝入,減法計(jì)數(shù)器1重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù),如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫圖2中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性其輸出用，于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門(mén)仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值，這就是DS18B20的測(cè)溫原理。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。因此，可用多只DS18B20同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行告警搜索。表2是部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度表示數(shù)據(jù)。例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+℃的數(shù)字輸出為0191H，℃的數(shù)字輸出為FF6FH，55℃的數(shù)字輸出為FC90H。圖中，S表示位。單片機(jī)可通過(guò)單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后， 5 ℃/LSB形式表示。其溫度值如下：