【正文】 示溫度 55 到 +99 度 ,顯示精度 // //為正負(fù) 1 度，顯示采用 6 位 LED 共陽(yáng)顯示測(cè)溫值 // //P0 口為段碼輸出 ,~ 為位選 // //************************************************// include include //_nop_()。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，學(xué)習(xí)單機(jī)片機(jī)更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫(xiě)與讀的過(guò)程中才能提高，我學(xué)會(huì)了綜合性的運(yùn)用 三 年內(nèi)所學(xué)知識(shí)分析解決問(wèn)題，拓展了知識(shí)面，動(dòng)手能力得到充分鍛煉，使我受益非淺。 1℃ 。系統(tǒng)整體硬件電路包括，傳感器數(shù)據(jù)采集電路，溫度顯示電路，單片機(jī)主板電路等，其中控制器采用單片機(jī) AT89C51，溫度傳感器采用 DS18B20，由6 位共 陽(yáng) 極 LED 數(shù)碼管、位驅(qū)動(dòng)電路、端輸入電路組成，采用動(dòng)態(tài)掃描的方式顯示。其程序流程圖如圖 33 示。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 13 頁(yè) 開(kāi)始初始化系統(tǒng)復(fù)位溫度傳感器向傳感器寫(xiě)指令啟動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換讀取數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)顯示處理后的數(shù)據(jù)W h il e 循環(huán) 圖 31 主程序流程圖 計(jì)算溫度子程序流程圖 計(jì)算溫度子程序?qū)?RAM 中讀取值進(jìn)行 BCD 碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定，其 子 程序流程圖如圖 32 所示。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 12 頁(yè) 第 3 章 軟件設(shè)計(jì) 本數(shù)字溫度計(jì)系統(tǒng)軟件由主程序、 計(jì)算溫度 子程序、 顯示溫度 子程序組成，其源程序清 單見(jiàn)附錄 2 所示。 DS18B20在數(shù)據(jù)線從高電平變?yōu)榈碗娖降?15us內(nèi)將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線上。要求寫(xiě)入DS18B20的數(shù)據(jù)持續(xù)時(shí)間應(yīng)大 6Ous而小于 120us，兩次寫(xiě)數(shù)據(jù)之間的時(shí)間間隔應(yīng)大于lus。在數(shù)據(jù)線變?yōu)榈碗娖胶?15us內(nèi)，根據(jù)寫(xiě)“ 1”或?qū)憽?0”使數(shù)據(jù)線變高或繼續(xù)為低。復(fù)位時(shí)，主機(jī)將數(shù)據(jù)線拉為低電平并保持 480us～ 960us，然后釋放數(shù)據(jù)線，再由上拉電阻將數(shù)據(jù)線拉高 15～ 60us，等待 DS18B20發(fā)出存在脈沖，存在脈沖有效時(shí)間為 60～ 240us，這樣，就完成了復(fù)位操作。操作協(xié)議為：初始化 DS1820（發(fā)復(fù)位脈沖） → 發(fā) ROM 功能命令 → 發(fā)存儲(chǔ)操作命令 → 處理數(shù)據(jù)。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫(xiě)時(shí)序很重要。操作協(xié)議為：初使化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖） → 發(fā) ROM 功能命令 →發(fā)存儲(chǔ)器操作命令 → 處理數(shù)據(jù)。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)器門(mén)仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直到溫度寄存器值大致被測(cè)溫度值另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完 成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫(xiě)時(shí)序很重要。計(jì)數(shù)門(mén)的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將－ 55℃ 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 溫度寄存器中，計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃ 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。C 二進(jìn)制表示 十六進(jìn)制表示 +125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H + 0000 0001 1001 0000 0191H + 0000 0000 1010 0001 00A2H 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 10 頁(yè) + 0000 0000 0000 0010 0008H 0 0000 0000 0000 1000 0000H － 1111 1111 1111 0000 FFF8H － 1111 1111 0101 1110 FF5EH － 1111 1110 0110 1111 FE6FH － 55 1111 1100 1001 0000 FC90H DS18B20 的測(cè)溫原理 器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器 1；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入。如表 28 是一部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。單片機(jī)可以通過(guò)單線接 口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃／ LSB 形式表示。 當(dāng) DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。 表 27 DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間比較長(zhǎng)，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間越長(zhǎng)。主機(jī) ROM 的前56 位來(lái)計(jì)算 CRC 值，并和存入 DS18B20 的 CRC 值作比較，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)行報(bào)警搜索。 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與 RAM 中的 TH、 TL 字節(jié)內(nèi)容作比 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 9 頁(yè) 較。 圖 26 DS18B20字節(jié)定義 由圖 26 可見(jiàn)，其中 2 字節(jié)用來(lái)存放當(dāng)前溫度， 1 為低 8 位， 2 為高 8 位。 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存 RAM 和一個(gè)非易失性的可電擦除的 EERAM。該字節(jié)各位的定義如圖 26 所示。第 5 個(gè)字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為 8 字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖 25 所示。溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL，可通過(guò)軟件寫(xiě)入戶報(bào)警上下限 。 DS18B20 的性能特點(diǎn)如下： 1． 獨(dú)特的單線接口僅需要 一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信； 2． 多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能； 3． 無(wú)須外部器件； 4． 可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ～ ； 5． 零待機(jī)功耗； 6． 溫度以 9 或 12 位數(shù)字； 7． 用戶可定義報(bào)警設(shè)置； 8． 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件； DS18B20 采用 3 腳 PR－ 35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 25 所示。能準(zhǔn)確達(dá)到以上要求。其具體結(jié)構(gòu)有 “ 反射罩式 ” 、 “ 條形 八 段式 ” 及 “ 單片集成式多位數(shù)字式 ” 等?；镜陌雽?dǎo)體數(shù)碼管是由 八 個(gè)條狀發(fā)光二極管芯片 按圖 23 排列而成的。全部中斷分為高級(jí)和低級(jí)共二個(gè)優(yōu)先級(jí)別。 MCS51 單片機(jī)的中斷功能較強(qiáng)，以滿足控制應(yīng)用的需要。 MCS51 單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行口，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其它設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。 I/O 口 MCS51 共有四個(gè) 8 位的 I/O 口（ P0、 P P P3），以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入輸出。 （內(nèi)部 ROM） 8051 共有 4KB 掩膜 ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格，因此稱之為程序存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱內(nèi)部 ROM。 （內(nèi)部 RAM） 8051 芯片中共有 256 個(gè) RAM 單元，但其中后 128 單元被專(zhuān)用寄存器占用，能作為寄存器供用戶使用的只是 前 128 單元，用于存放可讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)。 AT89C51 單片機(jī)的組成 C P U時(shí) 鐘 電 路并 行 接 口定 時(shí) / 計(jì) 數(shù) 器R A MR O M串 行 接 口 中 斷 系 統(tǒng)P 0 P 3P 2P 1T x D R x D I N T 0 I N T 1T 0 T 1 圖 21 AT89C51單片機(jī)原理圖 各部分作用或功能介紹如下： （ CPU） 中央處理器是單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制功能。 1℃； 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 5 頁(yè) 第 2 章 硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)整體硬件電路包括單片機(jī) 控制器， 溫度傳感器 。 選擇：傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)電路主要是利用熱 敏電阻進(jìn)行感溫后，再通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換后讀取溫度值，但電路較為復(fù)雜，并且誤差范圍較大，本設(shè)計(jì)采用溫度傳感器 DS18B20，它無(wú)須其它任何外圍元件便可實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè) 方案 2 的設(shè)計(jì) 溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖 11所示。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 3 頁(yè) 第 1 章 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案 數(shù)字溫度計(jì) 設(shè)計(jì)方案論證 方案 1 由于本設(shè)計(jì)是測(cè)溫電路，可以使用熱敏電阻之類(lèi)的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過(guò)來(lái)，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)