【正文】 ： 圖 DS18B20 的測溫電路 按鍵模塊設計 利用單片機的 IO 口實現(xiàn)按鍵的中斷輸入。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。開漏單總線接口引腳。 DS18B20 管腳排列如表 31 所示。本系統(tǒng)的晶振電路如圖 所示： R11 0 kC31 0 u F圖 復位電路圖 C43 0 p fC53 0 p fX2CR Y S T A L畢業(yè)設計論文 _基于單片機的數(shù)字溫度計設計 圖 晶振電路圖 DS18B20 芯片簡介 DS18B20 主要由 4部分組成： 64 位 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。電容 C1 和 C2 的主要作用是幫助振蕩器起振，且振蕩器大小對振蕩頻率有微調(diào)作用，在 80C51 系列中電容的大小 30 皮法。 在單片機的 TXAL TXAL1之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，可以和單片機內(nèi)部的振蕩器構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，這就是單片機的晶振電路。本系統(tǒng)的復位電路采用上電復位方式。按鍵手動復位有電平方式和脈沖方式兩種。以 4位數(shù)碼管為顯示器件，利用單片機的 P0 口和電阻排來驅(qū)動4 位數(shù)碼管的顯示；利用單片機的 來驅(qū)動溫度傳感器 DS18B20 測溫；報警電路利用三極管放大作用驅(qū)動報警器報警；按鍵是利用單片機的 P1口和上拉 電阻來驅(qū)動工作 復位電路設計 復位電路有上電自動復位和按鍵手動復位兩種方式。 系統(tǒng)的總體設計方案框圖如圖 圖 系統(tǒng)的總體設計方案框圖 本設計采用的是 AT89C52 單片機為核心的數(shù)字溫度計，包含了利用溫度傳感器 DS18B20的測溫電路、外接鍵盤、顯示電路、報警電路、復位電路和晶振電路。 本設計將利用 DS18B20 智能溫度傳感器和單片機小系統(tǒng)，設計一個數(shù)字溫度采集系統(tǒng)。畢業(yè)設計論文 _基于單片機的數(shù)字溫度計設計 1．設計任務與要求 本課題的研究方法是利用單片機和數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 設計一臺 數(shù)字溫度計。單片機作為主控制器，數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 作為測溫元件，傳感器 DS18B20 可以讀取被測量溫度值，進行轉(zhuǎn)換，從而用 4 位共陽極 LED 數(shù)碼管來顯示轉(zhuǎn)換后的溫度值，可以設定溫度的上下限報警功能， 實現(xiàn)報警提示。并設計一個人機接口電路：鍵盤采用獨立按鍵（功能自定義），顯示器采用共陰極 4 位 LED 顯示。以 DS18B20 為主要測系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)設計 系統(tǒng)硬件設計 復位電路 晶振電路 測溫電路 顯示電路 報警電路 按鍵電路 測溫模塊 顯示模塊 報警模塊 按鍵模塊 系統(tǒng)調(diào)試 畢業(yè)設計論文 _基于單片機的數(shù)字溫度計設計 溫元件進行實時監(jiān)控溫度值。上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的，只要電源 VCC 的上升時間不超過 1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復位初始化。其中，按鍵電平復位是通過使復位端經(jīng)電阻與 VCC電源接通而實現(xiàn)的，而按鍵脈沖復位則是利用 RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實現(xiàn)的。 復位 電路圖如圖 所示： 晶 振電路設計 對于每個系統(tǒng)工程的晶振電路，都是用于單片機工作所需要的時鐘信號，單片機只有在時鐘信號的控制下，其各部件之間才能協(xié)調(diào)一致工作，時鐘信號控制著計算機的工作節(jié)奏。這種方式稱之為內(nèi)部的時鐘源方式。另外，振蕩器的頻率只要由石英晶振的頻 率來決定本次設計選用 12MHz。 DS18B20 外形及管腳排列如圖 和表 33所示 [5]。 表 31 DS18B20 引腳定義： 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提 供電源。當工作于寄生電源時，此引腳必須接地。另外需要一個與門實現(xiàn)與中斷端口的連接。當按下K1 鍵一次時，進入溫度報警上線調(diào)節(jié)，此時顯示軟件設置的溫度報警上線，按 K2或 K3分別對報警溫度進行加一或減一。當?shù)谌伟聪?K1 鍵時，2 7 . 0DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 0畢業(yè)設計論文 _基于單片機的數(shù)字溫度計設計 退出溫度報警線設置。按鍵模塊電路如圖 所示 圖 按鍵模塊電路圖 報警電路設計 三極管 8550 驅(qū)動蜂鳴器：報警電路如圖 所示三極管來驅(qū)動蜂鳴器 BUZ1。四位數(shù)碼管的顯 示電路如圖 所示，從左到右依次是百位，十位，個位，十分位。 主程序流程圖 主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理 DS18B20 的測量的當前溫度值，溫度測量每 1s 進行一次。 234567891R P 1RE S P A C K 8R62 5 0 R72 5 0 R82 5 0 R92 5 0調(diào)用顯示子程序 調(diào)用報警子程序 初始化 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 讀出溫度值溫度計算出來顯示數(shù)據(jù)tgtgtgtgrbbbb 刷新刷新 讀取溫度 畢業(yè)設計論文 _基于單片機的數(shù)字溫度計設計 圖 主程序流程圖 讀出溫度子程序 讀出溫度子程序的主要功能是讀出 RAM 中的 9 字節(jié)，在讀出時需進行 CRC 校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如圖 所示： 圖 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖 計算溫度子程序 計算溫度子程序?qū)?RAM 中讀取值進行 BCD 碼的轉(zhuǎn)換運算，并進行溫度值正負的判定，其程序流程圖如圖 所示。程序流程圖如圖 所示。當按下 K1 鍵一次時，進入溫度報警上線調(diào)節(jié)，此時顯示軟件設置的溫度報警上線，按 K2或 K3 分別對報警溫度進行加一或減一。當?shù)谌伟聪?K1 鍵時，退出溫度報警線設 置。如下圖 所示。 采用 protues 軟件對電路仿真，可以得到預期效果。溫度傳感器的仿真效果圖如圖 所示，此圖驗證了傳感器的溫度與數(shù)碼管顯示的數(shù)字一致。 圖 上限溫度報警值設置仿真 圖 下限溫度報警值設置仿真 初始置零仿真 K3K2K1C13 0 p fC23 0 p fX1CR Y S T A LR11 0 kC31 0 u FR24 .7 kR34 .7 kR44 .7 kX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732