【正文】 是個負數(shù)的時候，顯示之前要進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將其整數(shù)部分取反加一。所以先將數(shù)據(jù)提取出來，分為三個部分：小數(shù)部分、整數(shù)部分和符號部分。DSl8820 的供電方式靈活，利用外接電源還可增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 DSBl820 可 從單總線獲取電源，當信號線為高電平時，將能量貯存在內(nèi)部電容器中；當單信號線為低電平時，將該電源斷開，直到信號線變?yōu)楦唠娖街匦陆由霞纳?(電容 )電源為止。 中斷設(shè)定程序：實現(xiàn)設(shè)定上下限報警功能。 溫度測試及處理子程序：對溫度芯片送過來的數(shù)據(jù)進行處理，進行判斷和顯示。 （二）、主程序模塊 主程序需 調(diào)用 4 個子程序，分別為數(shù)碼管顯示程序， 溫度測試及處理子程序，報警子程序，中斷設(shè)定子程序。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以規(guī)劃監(jiān)控程序了。每一個執(zhí)行軟件也就是一個小的功能執(zhí)行模塊。從軟件的功能不同可分為兩 大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。 P1 端口的作用和接法與 P2 端口相同，不同的是在 Flash 編程和程序校驗期間， P1 接收低 8 位地址數(shù)據(jù)。若使用頻率為 12MHz 的晶體振蕩器，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)超過 2μs 才完成復(fù)位操作。若程序出現(xiàn)異常，單片機引腳 RST 將出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平，使其復(fù)位。它僅有輸入端、輸出端及公共端 3 個引腳，其內(nèi)部設(shè)有過流保護、過熱保護及調(diào)整管安全保護 電路．由于所需外接元件少，使用方便、可靠，因此可作為穩(wěn)壓電源。 （ 七 ）、 電源電路 由于該系 統(tǒng)需要穩(wěn)定的 5V 電源，因此設(shè)計時必須采用能滿足電壓、電流和穩(wěn)定性要求的電源。當器件執(zhí)行任何一條將 SBUF 作為目的寄存器的命令時，數(shù)據(jù)便開始從 RXD 端發(fā)送。這里采用靜態(tài)顯示，系統(tǒng)通過單片機的串行口來實現(xiàn)靜態(tài)顯示。 采用技術(shù)成熟的 74HCl64 實現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換。 （ 六 ）、顯示電路 15 電路采用 LED 液晶顯示數(shù)碼管，采用 P3 口 RXD,TXD 串口輸出段碼。 （ 4）、在 DS18B20 的有關(guān)資料中均提及單總線所掛 DS18B20 數(shù)量問題，容易使人誤認為可以掛任意多個 DS18B20，在實際應(yīng)用中并非如此，當單總線上所掛 DS18B20 超過 8 個時，就需 解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計是要加以注意?？紤]到 DS18B20 測量溫度的整數(shù)部分以 攝氏度、 攝氏度為進位界限的關(guān)系，實際溫度 Ts 可用下式計算：Ts=( 攝氏度 )+（ CDCs） /CD DS18B20 使用中的注意事項 DS18B20 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題： （ 1）、 DS18B20 從測溫結(jié)束到將溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量需要一定的 轉(zhuǎn)換時間，這是必須保證的，不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)換錯誤的現(xiàn)象，使溫度輸出 顯示 85. （ 2）、在實際使用中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)使電源電壓保持 5V 左右，若電源電壓過低，會使所測的溫度精度降低。操作協(xié)議：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā) ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù)。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時完成的，他有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。計數(shù)門 開啟時間由高 溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將 55攝氏度多對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器 1 和 endure 寄存器中，減法計數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在 55 攝氏度多對應(yīng)的一個基數(shù)值。復(fù)位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 500 微秒，然后釋放， DS18B20 收到信號后等待 16～ 60 微秒左右，后發(fā)出 60～240 微秒的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號表示復(fù)位成功。在 DS18B20 出廠時該位被設(shè)置為 0，用戶不要去改動。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。第三個和第四個字節(jié)是 TH、 TL 的易失性拷貝，第五個字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時被刷新。 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存 RAM和一個非易失性的可電擦除的 E2RAM， 后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、 TL 和 結(jié)構(gòu)寄存器。 這 時 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在 DS18B20 的 兩個 8 比特的 RAM 中，二進制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實際溫度。光刻 ROM 的作用是使每一個 DS18B20 都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20 的目的。 光刻 ROM 中的 64 位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼。 VDD(引腳 3)：可選擇的 VDD 引腳；電源電壓范圍 3~；當工作于寄生電源是，此引腳必須接地。 GND（引腳 5）：地信號?？蛇x更小的封裝方式， 更寬的電壓適用范圍 。176。 （ 12）、負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 （ 10）、報警搜索命令識別并標志超過程度限定溫度（溫度報警條件）的 器件 。 （ 8）、在 9 位分辨率時最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12位分辨率時最多 ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。 （ 6）、零待機功耗。 （ 4）、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。 （ 2）、 DS18B20 支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上 ，實現(xiàn) 組網(wǎng)多點測溫。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。溫度測量范圍為 55~+125 攝氏度，可編程為 9 位 ~12 為轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達 攝氏度，分辨率設(shè)定參數(shù)以及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在 EEPROM 中，掉電后依然保存。在Flash 編程和程序校驗時， P2 端口也接收高位地址和其他控制 信號。如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令，則表示 P2 端口送出高 8 位的地址數(shù)據(jù)。對該端口寫 “1”，可通過內(nèi)部上拉電阻將其端口拉至高電平，此時可作為輸入口使用，這是因為內(nèi)部存在上拉電阻，某一引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 溫度傳 感器的單總線(1Wire)與單片機的 連接， 是單片機的高位地址線 A8。 9 XTAL2： 來自反向振蕩器的輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 /EA/VPP： 當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在由外部程序存儲器取值期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外 部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 此時， ALE 只有在執(zhí) MOVX,MOVC指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。在平時， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG： 當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于所存地址的地位字節(jié)。 RST： 復(fù)位輸入。作為輸入由于外部下拉為低電平， P3 看將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口： P3 口是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出4 個 TTL 門電流。 P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉帶電阻 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流 。 P0 能夠用 于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) / 地址的第八位。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏極開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 AT89C51 介紹 VCC： 供電電壓。獲得的數(shù)據(jù)可以同福哦 MAX232 芯片與計算機的 RS 接口進行 串口通信，方 便的采集和 整理時間溫 度數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)框圖 （二）、系統(tǒng)設(shè)計原理 溫度傳感器 DS18B20 可以直接讀取被測溫度值，進行轉(zhuǎn)換的特性，模擬溫度值經(jīng)過， DS18B20 處理后轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，然后送到單片機中進行數(shù)據(jù)處理， 并與設(shè)置的溫度報警限比較，超過限度后通過揚聲器報警， 同時處理后的數(shù)據(jù)送到 LED 中顯示。 系統(tǒng)框圖主要由主控制器，單片機復(fù)位、報警案件設(shè)置、 LED 顯示、溫度傳感器等組成。 熱電阻 A/D轉(zhuǎn)換器 單片機 溫度顯示 溫度傳感器 DS18B20 單片機 AT89C51 顯示器 LED 5 三、系統(tǒng)硬件設(shè)計及電路 （一）系統(tǒng)組成 本課題是以 AT89C51 單片機核心設(shè)計的一種數(shù)字溫度控制系統(tǒng)。 根據(jù)題目的要求，本次設(shè)計采用由 AT89C51 單片機及 DS18B20 溫度傳感器組成數(shù)據(jù)采集電路，加 上顯示電路和 控制 電路等，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)測量，通過控制電路對溫度進行控制。近年來隨著科技的飛速發(fā)展， 對單片機的應(yīng)用不斷 深入。 （二）、方案論證 在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要檢測溫度，傳統(tǒng)的方式是采用熱電偶 或熱電阻。 方案二方框圖 從以上兩總方案，容易看出方案一的溫測裝置可測溫度范圍廣，體積 小，但是單線性誤差大。這樣溫度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡單， 采用 51 單片機控制軟件編程的自由度大，而且體積小，硬件實現(xiàn)簡單，安裝方便。在 0— 100 攝氏度時，最大線性偏差小于 1 攝氏度。便于單片機處理和控制，省 去傳統(tǒng)的測溫方法的很多外圍電路。熱電偶 優(yōu)點是工作溫度寬，且體積小，但是也存在輸出電壓小， 容易遭受來自導(dǎo)線環(huán)路噪音的影響以及飄移較高的缺點并且這種電路需 用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。 二 、系統(tǒng)方案論證與比較 （一）、方案比較 方案一：采用熱電偶溫差電路測溫，溫度檢測部分可 采用低溫?zé)? 4 偶，熱電偶由兩個焊接在一起的異金屬導(dǎo)線組成，熱電偶產(chǎn)生的熱電勢由兩種金屬的接觸電勢和單一導(dǎo)體的溫差