【正文】 1 1110 0110 1111 FE6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H 4) CRC 的產(chǎn)生 在 64 b ROM 的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC）。 當(dāng)符號(hào)位 S＝ 0 時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號(hào)位 S＝ 1時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16 位帶 符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第 2 字節(jié)。第 9 字節(jié)讀出前面所有8字節(jié)的 CRC 碼，可用來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。 DS18B20 出廠時(shí)該位被設(shè)置 為 0，用戶要去改動(dòng)， R1 和 R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分辨率 ,如圖 。 表 2－ 2 DS18B20內(nèi)部存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) Byte0 溫度測(cè)量值 LSB（ 50H） Byte1 溫度測(cè)量值 MSB（ 50H） E2PROM Byte2 TH 高溫寄存器 ?? TH 高溫寄存器 Byte3 TL 低溫寄存器 ?? TL 低溫寄存器 5 Byte4 配位寄存器 ?? 配位寄存器 Byte5 預(yù)留（ FFH） Byte6 預(yù)留（ 0CH） Byte7 預(yù)留（ IOH） Byte8 循環(huán)冗余碼校驗(yàn)（ CRC） 6 2) 非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL，可通過軟件寫入用戶報(bào)警上下限值。它的內(nèi)部存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)和字節(jié)定義如圖 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 所示。 3) 高速暫存存儲(chǔ) ， 可以設(shè)置 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的精度。 開始 8 位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有 48位，最后 8 位是前 56 位的 CRC 校驗(yàn)碼，這也是多個(gè) DS18B20 可以采用一線進(jìn)行通信的原因 [10]。此部分只用到 DS18B20 和單片機(jī)，硬件很 簡(jiǎn)單 1) DS18B20 的性能特點(diǎn)如下 [9]： 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) 無須外部器件； 4) 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ～ ； 5) 零待機(jī)功耗； 6) 溫度以 3位數(shù)字顯示； 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)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件； 9) 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。這一部分主要完成對(duì)溫度信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換工作，由 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器及其與單片機(jī)的接口部分組成。 （ 2）顯示部分 顯示電路采用 3位共陽 LED 數(shù)碼管，從 P0 口送數(shù)， P2 口掃描。 在本系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)方框圖如圖 所示，它由三部分組成 :①控制部分主芯片采用單片機(jī) AT89S51；②顯示部分采用 3 位 LED 數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描方式實(shí)現(xiàn)溫度顯示；③溫度采集部分采用 DS18B20 溫度傳感器。 方案二 考慮使用溫度傳感器，結(jié)合單片機(jī)電路設(shè)計(jì)，采用一只 DS18B20 溫度傳感器，直接讀取被測(cè)溫度值，之后進(jìn)行轉(zhuǎn)換，依次完成設(shè)計(jì)要求 。三個(gè)數(shù)碼管即時(shí)顯示溫度，精確到小數(shù)點(diǎn)一位。當(dāng)溫度下降到上限溫度以下時(shí)，停止降溫。 2 溫度控制系統(tǒng)完成的功能 本設(shè)計(jì)是對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基本的溫度控制功能：當(dāng)溫度低于設(shè)定下限溫度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)加熱繼電器加溫，使溫度上升，同時(shí)綠燈亮。而以往溫度控制是由人工完成的而且不夠重視，其實(shí)在很多場(chǎng)所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。 溫度控制系統(tǒng)的目的 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是溫度測(cè)試控制系統(tǒng)，控制對(duì)象是溫度。 單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測(cè)和溫度控制。因此，各行各業(yè)對(duì)溫度控制的要求都越來越高。比如，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范圍之內(nèi)；許多化學(xué)反應(yīng)的工藝過程必須在適當(dāng)?shù)臏囟认虏拍苷＿M(jìn)行；煉油過程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進(jìn)行分餾才能得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品。 溫度是科學(xué)技術(shù)中最基本的物理量之一， 物理、化學(xué)、生物等學(xué)科都離不開溫度。特別是近年來，溫度控制系統(tǒng)已應(yīng)用到人們生活的各個(gè)方面，但溫度控制一直是一個(gè)未開發(fā)的領(lǐng)域，卻又是與人們息息相關(guān)的一個(gè)實(shí)際問題。該設(shè)計(jì)已應(yīng)用于花房，可對(duì)花房溫度進(jìn)行智能監(jiān)控。單片機(jī)將檢測(cè)到的溫度信號(hào)與輸入的溫度上、下限進(jìn)行比較，由此作出判斷是否啟動(dòng)繼電器以開啟設(shè)備。因此，智能化溫度控制技術(shù)正被廣泛地采用。 I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 任務(wù)書 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng) 1 摘要 溫度是日常生活中無時(shí)不在的物理量，溫度的控制在各個(gè)領(lǐng)域都有積極的意義。很多行業(yè)中都有大量的用電加熱設(shè)備，如用于熱處理的加熱爐，用于融化金屬的坩鍋電阻爐及各種不同用途的溫度箱等，采用單片機(jī)對(duì)它們進(jìn)行控制不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單、靈活性大等特點(diǎn)，而且還可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 本溫度設(shè)計(jì)采用現(xiàn)在流行的 AT89S51 單片機(jī)，配以 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器，該溫度傳感器可自行設(shè)置溫度上下限。 本設(shè)計(jì)還加入了常用的數(shù)碼管顯示及狀態(tài)燈顯示燈常用電路，使得整個(gè)設(shè)計(jì)更加完整，更加靈活。 【關(guān)鍵詞】 溫度箱， AT89S51，單片機(jī)，控制，模擬 2 Temperature control system used single chip puter ABSTRACT The temperature is constantly in the daily life of physical and temperature controls in various fields have a positive meaning. A lot of businesses have a lot of power heating equipment, such as that used for the heat treatment furnace, for melting metal crucible resistance heaters and the various uses of temperature bins, SCM using their right to control not only easy to control, simple, such as the characteristics of flexibility, but can also significantly increase the temperature was charged with the technical indicators, which can greatly enhance the quality of the products. Therefore, intelligent temperature control technology is being widely adopted. The temperature was designed with the now popular AT89S51 SCM, and with DS18B20 digital temperature sensor, The temperature sensor can set up their own temperature collars. SCM will detect that the temperature of the input signal and temperature, the lower parisons this judgment whether to activate the relay to open the equipment. The design also includes monly used digital display and control state lights monly used circuit, making the whole design more plete, more flexible. The design has been applied to someone, to someone intelligent temperature control. 【 Key word】 Temperature， AT89S51， SCM， Control， Simulation 3 目 錄 一、引言 ....................................................... 1 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景、發(fā)展歷史及意義 ................. 1 溫度控制系統(tǒng)的目的 .................................... 1 溫度控制系統(tǒng)完成的功能 ................................... 2 二、總體設(shè)計(jì)方案 ............................................... 2 方案一 .................................................. 2 方案二 .................................................. 2 三、 DS18B20 溫度傳感器簡(jiǎn)介 ...................................... 8 溫度傳感器的歷史及簡(jiǎn)介 ................................... 8 DS18B20 的工作原理 ....................................... 8 DS18B20 工作時(shí)序 .................................... 8 ROM 操作命令 ....................................... 10 DS18B20 的測(cè)溫原理 ...................................... 10 DS18B20 的測(cè)溫原理 : ................................ 10 DS18B20 的測(cè)溫流程 ................................. 12 四、單片機(jī)接口設(shè)計(jì) ............................................ 13 設(shè)計(jì)原則 ............................................... 13 引腳連接 ............................................... 13 4 晶振電路 .......................................... 13 串口引腳 .......................................... 13 其它引腳 .......................................... 14 五、 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) .............................................. 15 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ....................................... 15 主板電路設(shè)計(jì) ...................................... 15 各部分電路 ........................................ 15 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................... 17 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整體思路 ............................... 17 系統(tǒng)程序流圖 ...................................... 18 調(diào)試 ................................................ 23 六、結(jié)束語 .................................................... 25 附錄 .......................................................... 26 參考文獻(xiàn) ..........................