【正文】 =|0X8讀 完 8位 ？ NYNY返 回 DAT本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 22 頁 共 61 頁 顯示程序流程顯示是實現(xiàn)人機對話的重要部分，在這里選用 12864LCD 顯示器可實現(xiàn)對漢字、字符和圖片的顯示, LCD 的引腳功能在上面已經(jīng)做了說明，下面是其相關(guān)指令的介紹。接下來對第二、三、四路溫度進(jìn)行采集，處理，顯示。首先調(diào)用 DS18B20 初始化子程序，再發(fā)送ROM 命令,讀取 DS18B20 轉(zhuǎn)換的溫度值。然后進(jìn)入鍵盤設(shè)置界面。用戶可以將變量定義在 data 區(qū)、IDATA 區(qū)、PDATA 區(qū)、XDATA 區(qū)，常量定義在CODE 區(qū)。采用 AT89C51 單片機作為核心器件，DS18B20 作為溫度測量裝置，通過 AT89C51 的 口將溫度值送入單片機處理，利用 12864LCD 顯示器和 44 鍵盤作為人機接口。在本系統(tǒng)中單片機、液晶顯示、報警等電路需要 5V 的電源，因此電路中選用穩(wěn)壓芯片7805，其最大輸出電流為 ，能夠滿足系統(tǒng)的要求，其電路如圖 所示。當(dāng)實際溫度超過設(shè)置的溫度值時，單片機引腳輸出一定頻率的信號，信號經(jīng)過音頻功放放大之后，發(fā)出報警聲。LM386 是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于錄音機和收音機之中。 20 K 背光電源（）714 DB0DB7 數(shù)據(jù)線 有些型號的模塊 120 腳為空腳 單片機與圖形液晶的接口電路 LCD 與單片機的接口電路如圖 所示：單片機對 LCD 的控制方法將在下一章中詳細(xì)介紹。系統(tǒng)在運行過程之中可以通過按“重新設(shè)置”鍵，對溫度重新進(jìn)行設(shè)置。在系統(tǒng)啟動時，先按“設(shè)置”鍵，然后按相應(yīng)的數(shù)字鍵，按“左移”或者“右本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 14 頁 共 61 頁 移”鍵改變其他溫度的值。當(dāng)有鍵按下時，將產(chǎn)生中斷，在中斷程序里對按鍵進(jìn)行掃描，得到按鍵的鍵值。初始化時鍵盤行線為高電平，列線為低電平。表 DS18B20 ROM 命令指令 協(xié)議 功能讀 ROM 33H 讀 DS18B20 中的編碼(即 64 位地址)符合 ROM 55H發(fā)出此命令后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對應(yīng)的 DS18B20,使之作出響應(yīng)，為下一步對該 DS18B20 的讀寫作準(zhǔn)備搜索 ROM 0F0H 用于確定掛接在同一總線上 DS18B20 的個數(shù)和識別 64 位ROM 地址，為操作各器件作好準(zhǔn)備跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換命令，適用于單個 DS18B20 工作告警搜索命令0ECH 執(zhí)行后，只有溫度超過廟宇值上限或下限的片子才做出響應(yīng)溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動 DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間最長為 500ms(典型為 200ms),結(jié)果豐入內(nèi)部 9 字節(jié) RAM 中讀暫存器 BEH 讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的內(nèi)容本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 13 頁 共 61 頁 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的第 4 字節(jié)寫上、下溫度數(shù)據(jù)命令，緊該溫度命令之后，傳達(dá)兩字節(jié)的數(shù)據(jù) 復(fù)制暫存器48H 將 RAM 中第 4 字內(nèi)容復(fù)制到 E2PROM 中重調(diào)E2PROM0B8H 將 E2PROM 中內(nèi)容恢復(fù)到 RAM 中的第 4 字節(jié)讀供電方式 0B4H 讀 DS18B20 的供電模式，寄生供電時 DS18B20 發(fā)送“0” ，外部供電時 DS18B20 發(fā)送“1” 鍵盤電路設(shè)計 行列式鍵盤與單片機接口電路根據(jù)本設(shè)計需要，本系統(tǒng)采用了 44 鍵盤實現(xiàn)對溫度值和功能鍵的設(shè)定。ROM 命令通過每個器件 64bit 的 ROM 碼，使主機指定某一特定器件（如果有多個器件掛在總線上）與之進(jìn)行通信。s 內(nèi)釋放總線，并且采樣總線狀態(tài)。DS18B20 發(fā)出的數(shù)據(jù)在讀時序下降沿起始后的 15181。若 DS18B20 發(fā)送 1，則保持總線為高電平；若發(fā)送 0，則拉低總線。s。s 的恢復(fù)時間。所有讀時序至少 60181。② 讀時序DS18B20 只能在主機發(fā)出讀時序時才能向主機傳送數(shù)據(jù)。s 期間，DS18B20 采樣總線的狀態(tài)。在寫時序開始后的 15181。產(chǎn)生寫 0 時序：主機拉低總線后，必須在整個時序期間至 少 480us 至 少 480us主 機 初 始 化 主 機 初 應(yīng) 答Presnce pulse6024主 機 寫 ”0時 序 主 機 寫 ”1時 序主 機 讀 ”0時 序 主 機 讀 ”1時 序30us15us15us 15us15us30us30us15us15us 15us15us30us本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 12 頁 共 61 頁 保持低電平（至少 60181。產(chǎn)生寫 1 時序：主機拉低總線后，必須在 15181。s 的恢復(fù)時間。所有寫時序至少需要60181。① DS18B20 寫時序DS18B20 存在兩種寫時序：“寫 1”和“寫 0”。在每一個時序，總線只能傳輸一位數(shù)據(jù)。初始化脈沖如圖 所示。s~240181。s~60181。當(dāng)總線被釋放后，5kΩ 的上拉電阻將單總線拉高。（1）初始化序列：復(fù)位脈沖和應(yīng)答脈沖在初始化過程中，主機通過拉低單總線至少 480181?？偩€上傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)和命令都是以字節(jié)為單位。該協(xié)議定義了幾種信號類型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫 0、寫 讀 0 和讀 1。如表 所示，是 DS18B20 的溫度與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)寄存器高 5 位為 1 時，表示溫度為負(fù)，否則為正。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 9 頁 共 61 頁 圖 DS18B20 與單片機接口電路 溫度寄存器格式和溫度/數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系DS18B20 溫度寄存器如表 所示。表 　DS18B20 引腳功能描述序號 名稱 引腳功能描述1 GND 地信號2 DQ 數(shù)字輸入輸出引腳,開漏單總線接口引腳,當(dāng)使用寄生電源時,可向電源提供電源3 VDD 可選擇的 VDD 引腳,當(dāng)工作于寄生電源時,該引腳必須接地 DS18B20 與單片機接口電路如圖 所示，為單片機與 DS18B20 的接口電路。采用這種DS18B20 尋址技術(shù)，使系統(tǒng)硬件電路更加簡單。在系統(tǒng)啟動之時，可以通過 44 鍵盤設(shè)置各點溫度的上限值，當(dāng)某點溫度超過設(shè)置值時，報警器開始報警，液晶顯示該傳感器的路數(shù)、設(shè)置溫度值、實際溫度值，從而實現(xiàn)了對各點溫度的實時監(jiān)控。圖 系統(tǒng)原理圖DS18B20 是數(shù)字溫度傳感器，它的輸入/輸出采用數(shù)字量，以單總線技術(shù)，接收主機發(fā)送的命令，根據(jù) DS18B20 內(nèi)部的協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)的處理，將轉(zhuǎn)換的溫度以串口發(fā)送給主機。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 7 頁 共 61 頁 3 電路設(shè)計 工作原理 基于 DS18B20 多點溫度測量系統(tǒng)以 AT89C51 為核心器件，以 KEIL 為系統(tǒng)開發(fā)平臺，用匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計，以 PROTEUS 作為仿真軟件設(shè)計而成的。因此，該方案完全具有可行性，同時體現(xiàn)了技術(shù)的先進(jìn)性，經(jīng)濟上也有很大的優(yōu)勢。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測試，如:環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。它能在現(xiàn)場采集溫度數(shù)據(jù)，直接將溫度物理量變換為數(shù)字信號并以總線方式傳送到單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn) 912 位的數(shù)字式讀數(shù)方式，因而使用 DS18B20 可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高，大大提高系統(tǒng)的抗干擾能力。它控制雖然簡單，成本低，但是后續(xù)電路復(fù)雜，且需要進(jìn)單片機溫 度 傳 感 器溫 度 傳 感 器 LCD顯 示 電 路集成功放 報警器4鍵 盤溫 度 傳 感 器DS18B20溫 度 傳 感 器溫 度 傳 感 器本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 6 頁 共 61 頁 行溫度標(biāo)定，集成溫度傳感器 AD590 輸出為電流信號,且輸出信號較弱，所以需要后續(xù)放大及 A/D 轉(zhuǎn)換電路，如采用普通運放則精度難以保證，而測量放大器價格較高，這樣會使系統(tǒng)成本升高。綜合模擬溫度傳感器和數(shù)字溫度傳感器的性能指標(biāo)，以上兩個方案都能達(dá)到設(shè)計的要求。 方案論證本設(shè)計要求測量的點數(shù)為 4，測溫范圍為55℃～+128℃，精度為 ℃。（5）數(shù)字溫度計的分辨率用戶可以從 9 位到 12 位選擇。（3）實際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實現(xiàn)測溫。 圖 基于數(shù)字溫度傳感器測量系統(tǒng)方案本課題采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 作為測為測溫元件,它具有如下特點:（1）只要求一個端口即可實現(xiàn)通信。電流輸出型的靈敏度一般為 1mA/K。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種?！妗＃?）輸出電阻為 710MW。（2）AD590 的電源電壓范圍為 4V～30V，電源電壓可在 4V~6V 范圍變化，電流 變化 1mA，相當(dāng)于溫度變化 1K。本方案采用模擬溫度傳感器 AD590 作為測溫元件，傳感器將測量的溫度變換轉(zhuǎn)換成電流的變化，再通過電路轉(zhuǎn)換成電壓的變化，使用運算放大器交將信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯螅詈笸ㄟ^模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳給給單片機，單片機將溫度值進(jìn)行處理之后用 LCD 顯示 ，當(dāng)溫度值超過設(shè)置值時，系統(tǒng)開始報警。軟件開發(fā)的難點在于 DS18B20 的時序，如果時序不正確，將無法讀出正確的溫度值，對系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響。本設(shè)計的難點分為硬件和軟件兩個方面。本課題采用匯編語言，利用 Keil 編譯器進(jìn)行編程及調(diào)試。系統(tǒng)硬件設(shè)計主要包括：溫度檢測、單片機數(shù)據(jù)采集處理、顯示、鍵盤設(shè)定、報警電路等部分。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 3 頁 共 61 頁 （2）研究比較各相關(guān)元器件的功能與特點，選擇合適的元器件。 課題研究內(nèi)容本設(shè)計研究的主要內(nèi)容如下：（1）在廣泛查閱溫度檢測控制理論和方法、測溫技術(shù)和溫度控制技術(shù)等資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的控制要求及應(yīng)用領(lǐng)域完成對系統(tǒng)方案的總體設(shè)計。這就對糧情檢測系統(tǒng)提出了較高的要求（《 一種基于單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 的儲糧溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計》 ） 。隨著社會的發(fā)展、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也進(jìn)人了工廠化、數(shù)字化時代,人們開始“使用人工設(shè)施、人工控制環(huán)境因素,使植物獲得最適宜的生長條件,從而延長生產(chǎn)季節(jié),獲得最佳產(chǎn)出”,由此“工廠化農(nóng)業(yè)”應(yīng)運而生并被廣泛接受（《單總線溫度傳感器DS18B20 及其在溫室系統(tǒng)中的應(yīng)用》 ） 。單總線數(shù)字溫度傳感器,具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強、易于與微控制器接口優(yōu)點,適合于各種溫度測控系統(tǒng)（《數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 及其應(yīng)用》） 。隨著我國四個現(xiàn)代化和經(jīng)濟發(fā)展，我國在科技和生產(chǎn)各領(lǐng)域都取得了飛速的發(fā)展和進(jìn)步，發(fā)展以溫度傳感器為載體的溫度測量技術(shù)具有重大意義。溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個階段:傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器(含敏感元件)；模擬集成溫度傳感器／控制器；數(shù)字溫度傳感器。（3） 本課題的研究可以使學(xué)生更好地掌握基于單片機應(yīng)用系統(tǒng)的分析與設(shè)計方法，培養(yǎng)創(chuàng)新意識、協(xié)作精神和理論聯(lián)系實際的學(xué)風(fēng)，提高電子產(chǎn)品研發(fā)素質(zhì)、本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 2 頁 共 61 頁 增強針對實際應(yīng)用進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計制作的能力。對于本次設(shè)計，其目的在于：（1）掌握數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 的原理、性能、使用特點和方法，利用 C51對系統(tǒng)進(jìn)行編程。顯示數(shù)據(jù)每一秒刷新一次。本設(shè)計要求系統(tǒng)測量的溫度的點數(shù)為 4 個，測量精度為 ℃，測溫范圍為55℃～+128℃。隨著現(xiàn)代計算機和自動化技術(shù)的發(fā)展，作為各種信息的感知、采集、轉(zhuǎn)換、傳輸相處理的功能器件，溫度傳感器的作用日益突出，成為自動檢測、自動控制系統(tǒng)和計量測試中不可缺少的重要技術(shù)工具，其應(yīng)用已遍及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個領(lǐng)域。煉油過程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進(jìn)行分流才能得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品；沒有合適的溫度環(huán)境，許多電子設(shè)備不能正常工作，糧倉的儲糧就會變質(zhì)霉?fàn)€，酒類的品質(zhì)就沒有保障。在工業(yè)生產(chǎn)和實驗研究中，在電力、化工、石油、冶金、機械制造、大型倉儲室、實驗室、農(nóng)場塑料大棚甚至人們的居室里經(jīng)常需要對環(huán)境溫度進(jìn)行檢測，并根據(jù)實際的要求對環(huán)境溫度進(jìn)行控制。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 I 頁 共 II 頁多點溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)論文目 錄1 緒論 ..............................................................1 課題設(shè)計背景 ................................................1 課題研究的目的意義 ..........................................1 國內(nèi)外現(xiàn)狀及水平 ............................................2 課題研究內(nèi)容 ................................................22 系統(tǒng)的需求分析與總體方案論證 ......................................4 基于模擬溫度傳感器設(shè)計方案 ..................................4 基于數(shù)字溫度傳