【正文】 ，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù) 復(fù)制暫存器 48H 將 E2PRAM 中第 3， 4 字節(jié)內(nèi)容復(fù)制到 E2PRAM 中 重調(diào)E2PRAM 0BBH 將 E2PRAM 中內(nèi)容恢復(fù)到 RAM 中的第 3， 4 字節(jié) 讀 供 電 方 式 0B4H 讀 DS18B20 的供電模式，寄生供電時(shí) DS18B20 發(fā)送“ 0”，外接電源供電 DS18B20 發(fā)送“ 1” 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 20 頁 共 35 頁 20 另外 ，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，他有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要?？刂浦噶钊绫?31 所示。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測(cè)量前，首先將 55 ℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 1和溫度寄存器中，減法計(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。讀時(shí)序如圖 36 所示。每一片 DSl8B20 在其 ROM 中都存有其唯一的 48 位序列號(hào)，在出廠前已寫入片內(nèi) ROM 中。主機(jī)在讀時(shí)序期間必須釋放總線，并且在時(shí)序起始后的 15us 之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。所有讀時(shí)序至少需要 60us，且在2 次獨(dú)立的讀時(shí)序之間至少需要 1us 的恢復(fù)時(shí)間。寫時(shí)序如圖 35 所示。寫 1 時(shí)序，主機(jī)輸出低電平， 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 18 頁 共 35 頁 18 延時(shí) 2us，然后釋放總線，延時(shí) 60us。 圖 34 初始化時(shí)序 (2) 寫時(shí)序 寫時(shí)序包括寫 0 時(shí)序和寫 1 時(shí)序。接著主機(jī)釋放總線， ，延時(shí) 15～ 60us，并進(jìn)入接受模式，以產(chǎn)生低電平應(yīng)答脈沖，若為低電平，再延時(shí) 480us。應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道，總線上有從機(jī)設(shè)備，且準(zhǔn)備就緒。 DS18B20 在出廠時(shí)以配置為 12 位，讀取溫度時(shí)共讀取 16 位，前 5 個(gè)位為符號(hào)位，當(dāng)前 5 位為 1 時(shí)，讀取的溫度為負(fù)數(shù)；當(dāng)前 5 位為 0 時(shí)，讀取的溫度為正數(shù)。溫度采集模塊如圖 33 所示。靈敏部件： DS18B20溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè) 量；非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 與 TL：可通過軟件編程寫入用戶設(shè)定報(bào)警的上下限值； 配置寄存器：為中間結(jié)果暫存器中字節(jié) 4，可以自行設(shè)置 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的分辨率，其對(duì)應(yīng)的可分辨率溫度分別為 ℃、 ℃、 ℃、 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 17 頁 共 35 頁 17 ℃，上電缺省值為 12 位分辨率；測(cè)量溫度范圍為 55℃～ +125℃，在 10℃～ +85℃范圍內(nèi)精度為177。 64 位激光 ROM： 64 位光刻 ROM 的排列是：開始 8 位（ 28H）是該產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的 48 位是產(chǎn)品的自身序列號(hào)，最后 8 位是其前面 56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。 1Wire 總線技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)省 I/O 資源、便于總線擴(kuò)展、成本低廉和便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。 溫度采集模塊 溫度采集模塊的核心器件是 DS18B20，通過 2 管腳連接單片機(jī) 端口，而取測(cè)量到的溫度值。 本系統(tǒng)選用石英晶體振蕩器，晶振頻率為 12MHz，目的是方便計(jì)算； C C2 的值為 30PF。 這個(gè)并聯(lián)諧振電路對(duì)電容的值沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小多少會(huì)影響振蕩器的穩(wěn)定性、振蕩器頻率的高低、起振的快速性等。振蕩頻率越高表示單片機(jī)的運(yùn)行速度越快，但同時(shí)對(duì)存儲(chǔ)器的速度和印刷電路板的要求也就越高。本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式 ，振蕩器在加電 10ms 開始起振， XTAL2 輸出 3V 左右的正弦波。 單片機(jī)內(nèi)部雖然有這個(gè)時(shí)鐘電路，但要形成時(shí)鐘，必須外接附加電路。 在 MCS51系列單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘電路，其核心是一個(gè)高增益單極反相放大器，將晶體振蕩器提供的振蕩信號(hào)放大。單片機(jī)一般有兩種復(fù)位方式：上電復(fù)位，在系統(tǒng)一上電時(shí)利用 電容兩端電壓不能突變的原理給系統(tǒng)一個(gè)短時(shí)的高電平；按鍵復(fù)位，通過按鍵接通高電平給系統(tǒng)復(fù)位。工作期間，按下 開關(guān) ， 電容 C 放電，在 10K 電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位。由于 單片機(jī) 機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng) VCC 超過 低于 以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才會(huì)撤除， 單片機(jī) 機(jī)電路開始正常工作。一般 單片機(jī) 機(jī)電路正常工作需要供電電源為 5V177。 引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 32。 DS18B20 的溫度檢測(cè)模塊負(fù)責(zé)對(duì)模擬溫室溫度的測(cè)量，把數(shù)據(jù)返回單片機(jī)進(jìn)行處理，及時(shí)的做出相應(yīng)的調(diào)整；加熱模塊則由陶瓷加熱片負(fù)責(zé)加熱，小型電風(fēng)扇則通過通風(fēng)散熱達(dá)到降溫的目的；電源模塊則可以把高電壓轉(zhuǎn)變成合適的電壓供各個(gè)模塊正常運(yùn)行。系統(tǒng)總電路圖如圖 31 所示。 (5）按鍵調(diào)節(jié)模塊 通過按鍵的按下，實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)上下限溫度值，以達(dá)到自己想要的溫度范圍，并通過外接的制冷設(shè)備或加熱設(shè)備，進(jìn)行調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度在所設(shè)定的范圍之內(nèi)。 (3）加熱與降溫模塊 負(fù)責(zé)對(duì)制冷和加熱設(shè)備啟動(dòng)與關(guān)閉的控制，當(dāng)溫度高于所設(shè)計(jì)的上限溫度時(shí) ，負(fù)責(zé)制冷的設(shè)備的繼電器閉合，負(fù)責(zé)制熱的設(shè)備的繼電器斷開；當(dāng)溫度低于所設(shè)計(jì)的下限溫度時(shí)，啟動(dòng)加熱模塊。 圖 25 系統(tǒng)總的電路框圖 (1）單片機(jī)控制模塊 主要采用 STC89C52 芯片設(shè)計(jì)，為本設(shè)計(jì)的核心模塊，主要負(fù)責(zé)對(duì)其他部分進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和控制。 整體設(shè)計(jì)框圖 本課題要設(shè)計(jì)的溫室溫度控制系統(tǒng)主要包括：（ 1）單片機(jī)控制模塊： ATC89C51；（ 2）數(shù)據(jù)顯示模塊（ 3）加熱模塊（ 4）降溫模塊 （ 5）溫度采集模塊 （ 6）按鍵模塊。 圖 24 光電耦合器引腳結(jié)構(gòu) 當(dāng)電信號(hào)送入光電耦合器的輸入端時(shí)，發(fā)光二極體通過電流而發(fā)光，光敏元件受到光照后產(chǎn)生電流， CE 導(dǎo)通；當(dāng)輸入端無信號(hào)，發(fā)光二極體不亮，光敏三極管截止， CE 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 13 頁 共 35 頁 13 不通。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。輸入的 電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（ LED），使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光電耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。發(fā)光源的 引腳 為輸入端，受光器的引腳為輸出端。 它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。 15 腳背光正極， 16 腳背光負(fù)極。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。 第 5 腳： RW 為讀寫信號(hào)線，高電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，電平 (0)時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度）。 LCD 管腳功能 [3]： 第 1 腳： GND 為 電源地 。其引腳結(jié)構(gòu)如圖 23 所示。 根據(jù)顯示內(nèi)容可以分為字符型液晶，圖形液晶。 引腳定義： DQ 為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端； GND 為電源地； VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。 圖 22 溫度芯片引腳結(jié)構(gòu) 主要特性 [2]： 、適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電 、獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊 、 DS18B20 支 持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫 [2] 呂泉 . 現(xiàn)代傳感器原理及應(yīng)用 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 2021 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 11 頁 共 35 頁 11 、 DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) 、溫范圍－ 55℃～ +125℃，在 10～ +85℃時(shí)精度為 177。 溫度芯片的選擇 DS18B20，常用的溫度傳感器，具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強(qiáng)，精度高的特點(diǎn)。對(duì) P3 口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 P3 口 :P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。 P2 口 :P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)TTL 邏輯門電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 [1] 趙曉安 . MCS51 單片機(jī)原理及應(yīng)用 . 天津：天津大學(xué)出版社， 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 10 頁 共 35 頁 10 P1 口 :P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)TTE 邏輯門電路。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路，對(duì)端口 P0 寫“ 1”時(shí)可作為高阻抗輸入 端用。引腳結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。 內(nèi)部存儲(chǔ)器（ RAM)： 512B。 工作 頻 率范 圍 ： 0~40MHZ ，相 當(dāng) 于普 通 8051 的0~80MHZ。該器件的基本功能與普通的 51 單片機(jī)完全兼容。 主要芯片的選擇 單片機(jī)的選擇 STC 系列單片機(jī)是晶宏公司推出的新型 51 內(nèi)核的單片機(jī)類型。方案二的后續(xù)電路簡(jiǎn)單，占用的 I/O 口數(shù)量少，為整體設(shè)計(jì)留出了足夠的 I/O 口資源。單總線接口，只有一根信號(hào)線作為單總 線與 CPU 連接，且每一只都有自己唯一的 64 位系列號(hào)存儲(chǔ)在其內(nèi)部的 ROM 存儲(chǔ)器中，故在一根信號(hào)線上可以掛接多個(gè) DS18B20,便于多點(diǎn)測(cè)量且易于擴(kuò)展。 方案二：采用 DS18B20 溫度傳感器。 ℃ 。 AD590 性能描述：測(cè)量 范圍在 50℃ +150℃，滿刻度范圍誤差為177。 方案一：采用 AD590 溫度傳感器。 1℃。 2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案 主要性能指標(biāo) （ 1）測(cè)量精度：177。 （ 3）可以自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度，當(dāng)溫度低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，加熱系統(tǒng)啟動(dòng)；高于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，降溫系統(tǒng)啟動(dòng)。主要功能如下： （ 1）溫度的測(cè)量，使用 DS18B20 溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 8 頁 共 35 頁 8 主要研究?jī)?nèi)容 本設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。 本文將使用 STC89C51 單片機(jī)對(duì)溫度及濕度控制的基本原理實(shí)例化，利用現(xiàn)有資源設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)時(shí)控制溫室大棚溫度的控制系統(tǒng)。目前，隨著蔬菜大棚的迅速增多，人們對(duì)其性能要求也越來越高，特別是為了提高生產(chǎn)效率，對(duì)大棚的自動(dòng)化程度要求也越來越高。而當(dāng)今大多數(shù)對(duì)大棚溫度、濕度、二氧化碳含量的檢測(cè)與控制都采用人工管理，這樣不可避免的有測(cè)控精度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大及由于測(cè)控不及時(shí)等弊端，容易造成不可彌補(bǔ)的損失，結(jié)果不但大大增加了成本，浪費(fèi)了人力資源，而且很難達(dá)到預(yù)期的效果。在農(nóng)業(yè)種植問題中，溫室環(huán)境與生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、能量交換密切相關(guān)，進(jìn)行環(huán)境測(cè)控是實(shí)現(xiàn)溫室生產(chǎn)管理自動(dòng)化、科學(xué)化的基本保證，通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合作物生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，控制環(huán)境條件，使作物達(dá) 到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的栽培目的。現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要一環(huán)就是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的一些重要參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和控制?，F(xiàn)在世界各國的溫室控制技術(shù)發(fā)展很快，一些國家在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上正向著完全自動(dòng)化、無人化的方向發(fā)展。 80 年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。 對(duì)溫室環(huán)境控制技術(shù)研究，始于 20 世紀(jì) 70 年代。溫室生產(chǎn)以達(dá)到調(diào)節(jié)產(chǎn)期，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，防治病蟲害及提高質(zhì)量、產(chǎn)量等為目的。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 7 頁 共 35 頁 7 1 課題目的及內(nèi)容 溫室控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 溫室是一種可以改變植物生長(zhǎng)環(huán)境、為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造最佳條件、避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱?chǎng)所。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這種溫度控制系統(tǒng)已