【正文】 30T X D11R X D10U2A T 8 9S 5 2DQ2GND1VCC3U3D S 18 2 0V C CR 15 K 圖 310 DS18B20與單片機連接圖 電源電路 采用 L7805穩(wěn)壓塊， 輸出為 5V。 圖 39 DS18B20 供電方式 2 本設計將溫度傳感器 DS18B20與單片機 TXD引腳相連，讀取溫度傳感器的數(shù)值。 18 這種方法的優(yōu)點是在 DQ 線上不要求強的上拉，總線上主機不需要連接其它的外圍器件便在溫 度變換期間使總線保持高電平，這樣也允許在變換期間其它數(shù)據(jù)在單總線上傳送。如圖 38 所示，通過使用一個 MOSFET 把 DQ 線直接接到電源可實現(xiàn)這一點，這時 DS18B20 工作在寄生電源工作方式，在該方式下 VDD 引腳必須連接到地。 有兩種方法確保 DS18B20 在其有效變換期內(nèi)得到足夠的電源電流。寄生電路的優(yōu)點是雙重的 ， 遠程溫度控制監(jiān)測無需本地電源 ， 缺少正常電源條件下也可以讀 ROM。 圖 37 DS18B20 的寫時序圖 （ 3） DS18B20的供電方式 在圖 38中示出了 DS18B20的寄生電源電路。 17 對于 DS18B20寫 0時序和寫 1時序的要求不同，當要寫 0時序時，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，當要寫 1時序時，單總線被拉低之后，在 15us之內(nèi)就得釋放單總線。 DS18B20的讀時序圖如圖 36所示 。 對于 DS18B20的讀時隙是從主機把單總線拉低之后，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。 由于 DS18B20采用的是 1－ Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對 AT89S52單片機來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時序來完成對 DS18B20芯片的訪問。自動截止是為確保： 1時，在總線操作的間隙 總線處于空閑狀態(tài)，即高態(tài)。置 1操作是為了是 I/O口截止（ cut off）， 16 以確保微控制器正確讀取數(shù)據(jù)。這是一個錯誤的觀點。這就決定：（ 1）微控制器不能單方面控制總線狀態(tài)。這種設計使總線上的器件在合適的時間驅(qū)動 它。從兩個 角度來理解單線總線：第一，單線總線只定義了一個信號線，而且DS18B20智能程度較低（這點可以與微控制器和 SPI器件間的通信做一個比較），所以 DS18B20和處理器之間的通信必然要通過嚴格的時序控制來完成。 15 圖 34 DS18B20 封裝 引腳定義： ① DQ為數(shù)字信號輸入 /輸出端； ② GND為電源地； ③ VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）?，F(xiàn)場溫度直接以 “ 一線總線 ” 的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。 DS1822的精度較差為 177。 DS18B DS1822“ 一線總線 ” 數(shù)字化溫度傳感器同 DS18B20一樣， DS18B20也支持 “ 一線總線 ” 接口，測量溫度范圍為 55℃ ~+125℃ ，在 10℃ ~+85℃ 范圍內(nèi) ,精度為 177。 Dallas半導體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820是世界上第一片支持 “ 一線總線 ” 接口的溫度傳感器。 右上角的紅色 LED是電源指示燈； 數(shù)碼管右邊的紅色 LED是加熱指示燈，當剛開機或溫度降到設定溫度5℃ 以下時，該燈會亮，表示目前處于加熱狀態(tài)；當溫度上升到設定溫度時，該 LED滅，同時數(shù)碼管右邊的綠色 LED亮，表示目前處于保溫狀態(tài)，用戶可以使用熱水器；當溫度再次下降到設定溫度 5℃ 以下時，綠色 LED滅，紅色加熱的 LED燈亮 ， 不斷循環(huán) 。第三位數(shù)碼管靜態(tài)顯示符號 “℃” 。由視覺 暫留 ， 只要我們的延時時間足夠短，就能夠使得數(shù)碼的顯示看起來非常的穩(wěn)定清楚 ， 過程如 表 31。非編碼鍵盤中鍵的數(shù)量較少，硬件簡單，在單片機中應用非常廣泛。因此使用方便，但硬件較復雜。 C230 P FC330 P F晶振 1 12ME A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10U2+C410 U FV C CR310KV C CA T 8 9S 5 2V C C112234S W 5SWPB(雙) 圖 3－ 1 單片機最小系統(tǒng) 圖 12 鍵盤電路 鍵盤是單片機應用系統(tǒng)中的主要輸入設備，單片機使用的鍵盤分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。因為該腳不接時為低電平，單片機將直接讀取外部程序存儲器，而系統(tǒng)沒有外部程序存儲器，所以 VPEA/ 必須接 VCC。如圖 3－ 1，單片機最小系統(tǒng)有復位電路和振蕩器電路。整個電路都是通過軟件控制實現(xiàn)設計要求。 接繼電器。 ，初始按下表示開始進入溫度設定狀態(tài)，然后通過 ，再次按下 ，表示確認所設定的溫度，然后轉(zhuǎn)入升溫或降溫。 首先接通電源系統(tǒng)開始工作，系統(tǒng)開始工作后，通過按鍵設定溫度值的上限值和下限值，確定按鍵將設定的溫度值存儲到指定的地址空間， 溫度傳感器 開始實時檢測，調(diào)用顯示子程序顯示檢測結(jié)果，調(diào)用比較當前顯示溫度值與開始設定的溫度值比較，如果當前顯示值低于設定值就通過繼電器起動加熱裝置，直到達到設定值停止加熱，之后進行保溫 ， 如果溫度高于上限進行報警。 (3) 確定軟件開發(fā)環(huán)境，選擇設計語言，完成模塊功能設計，并分別調(diào)試通過。 本系統(tǒng)的設計方案和步驟如下 ： 電源 單片機AT89S52 數(shù)碼管顯示 繼電器 溫度傳感器 DS18B20 報警 鍵盤 指示燈 10 (1) 根據(jù)需求按照系統(tǒng)的功能要求，逐級劃分模塊。 由于構(gòu)成的系統(tǒng)是一個計算機系統(tǒng)，相當多的功能由軟件實現(xiàn)，故具有柔性特點。 本系統(tǒng)的核心控制芯片選用的是 51 系列單片機 AT89S52，單片機在各個技術(shù)領(lǐng)域中的迅猛發(fā)展，與單片機所構(gòu)成的計算機應用系統(tǒng)的特點有關(guān)： 自動控制儀器儀表總的發(fā)展趨勢是高性能、數(shù)字化、集成化、智能化和網(wǎng)絡化。 傳統(tǒng)的溫度采集電路相當復雜，需要經(jīng)過溫度采集、信號放大、濾波、AD 轉(zhuǎn)換等一系列工作才能得到溫度的數(shù)字量，并且這種方式不僅電路復雜，元器件個數(shù)多，而且線性度和準確度都不理想，抗干擾能力弱。 溫度控制系統(tǒng)可以說是無所不在 ， 熱水器系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、冰箱、電飯煲、電風扇等家電產(chǎn)品以至手持式高速高效的計算機和電子設備，均需要提供溫度控制功能。 關(guān)鍵詞： 單片機；數(shù)碼管顯示；單總線； DS18B20 第一章 緒論 8 本系統(tǒng)的設計可以用于水溫控制系統(tǒng)和電飯煲等各種電器電路中。 結(jié)論 ........................................................ 31 7 摘 要 本系統(tǒng)的設計可以用于熱水器溫度控制系統(tǒng)和飲水機等各種電器電路中。 讀取溫度 DS18B20 模塊的流程 ..................... 22 鍵盤掃描處理流程 ............................... 25 報警處理流程 .................................. 26 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 ......................................... 27 硬件電路調(diào)試 ....................................... 27 軟件調(diào)試 ........................................... 27 系統(tǒng)操作說明 ........................................... 28 數(shù)據(jù)測試 ............................................... 28 第六章 結(jié)論