【正文】 在1970年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。RS232C、RS422與RS485標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定，不涉及接插件、電纜或協(xié)議。 串口分類串口通信的兩種最基本的方式：同步串行通信方式和異步串行通信方式。串口也可以應(yīng)用于由于兩臺(tái)計(jì)算機(jī)（或設(shè)備）之間的互聯(lián)及數(shù)據(jù)傳輸。串口的出現(xiàn)是在1980年前后，數(shù)據(jù)傳輸率是115kbps～230kbps。串行通訊的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)位傳送，傳按位順序進(jìn)行，最少只需一根傳輸線即可完成；成本低但傳送速度慢。串行接口Serial Interface是指數(shù)據(jù)一位一位地順序傳送，其特點(diǎn)是通信線路簡(jiǎn)單，只要一對(duì)傳輸線就可以實(shí)現(xiàn)雙向通信，并可以利用電話線，從而大大降低了成本，特別適用于遠(yuǎn)距離通信，但傳送速度較慢。 數(shù)字式溫度傳感器數(shù)字式溫度傳感器：就是能把溫度物理量，通過(guò)溫度敏感元件和相應(yīng)電路轉(zhuǎn)換成方便計(jì)算機(jī)、plc、智能儀表等數(shù)據(jù)采集設(shè)備直接讀取得數(shù)字量的傳感器。世界各國(guó)都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開(kāi)各種各樣的傳感器。 在基礎(chǔ)學(xué)科研究中，傳感器更具有突出的地位。 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，要用各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。 新技術(shù)革命的到來(lái)，世界開(kāi)始進(jìn)入信息時(shí)代。為適應(yīng)這種情況，就需要傳感器。 溫度傳感器人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺(jué)器官。AVR單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（單）雙向技術(shù)形成三角波和輸出比較匹配寄存器配合，可以生成占空比、頻率、相位可變的方波信號(hào)。（7） 多種獨(dú)立的時(shí)鐘分頻器多種獨(dú)立的時(shí)鐘分頻器為串行異步通信（URAT）、SPI提供傳輸。他們的讀和讀/寫保護(hù)由對(duì)應(yīng)的鎖定位來(lái)實(shí)現(xiàn)。（4） 算術(shù)邏輯單元（ALU）算術(shù)邏輯單元（ALU）支持寄存器之間以及寄存器和常數(shù)之間的算術(shù)和邏輯運(yùn)算，以及單一寄存器操作，每一次的運(yùn)算結(jié)果都通過(guò)狀態(tài)寄存器（SREG）反映出來(lái)。為了最大限度的提高并行處理的運(yùn)行效率，它采用了Harvard結(jié)構(gòu)，即程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用不同的存儲(chǔ)空間和總結(jié)，可直接訪問(wèn)全部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器，寄存器文件被雙向映射并能被訪問(wèn)。他們分別為X寄存器、Y寄存器、Z寄存器。（1） 快速存取RISC寄存器快速存取RISC寄存器是由AVR的內(nèi)核中的32個(gè)通用工作寄存器構(gòu)成的，在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可執(zhí)行一個(gè)完整的ALU操作。同時(shí)有降低功耗抗干擾的休眠模式、中斷系統(tǒng)、輸入捕獲、比較匹配輸出、多樣化功能的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及具有替換功能的I/O端口。ATmega16采用精簡(jiǎn)指令集（RISC），一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)對(duì)兩個(gè)獨(dú)立的寄存器進(jìn)行訪問(wèn)，是以字作為指令長(zhǎng)度單位，同時(shí)具有取值周期短、可預(yù)取指令等特點(diǎn)，運(yùn)行處理能力可達(dá)到1MIPS/MHz。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega16的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。該系列單片機(jī)兼容了AT90所具有的特點(diǎn)，并在AT90的基礎(chǔ)上進(jìn)行了較大的改善，新增許多接口功能，在系統(tǒng)的省電特性、穩(wěn)定性、抗干擾性、靈活性等方面有所提高。ATmega是AVR單片機(jī)的系列之一，ATmega系列單片機(jī)屬于AVR中的高檔產(chǎn)品。這三個(gè)系列的所有型號(hào)的AVR單片機(jī)，指令系統(tǒng)兼容，內(nèi)核相同，只是存儲(chǔ)器容量、片內(nèi)集成的外圍接口的數(shù)量和功能存在一些差異。g) 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言豐富。e) 型號(hào)種類多選擇性。c) 豐富的片上資源。3) AVR單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)a) 高可靠性、高保密性、功能強(qiáng)、高速度、低功率。、g) 部分芯片的引腳與51系列的兼容性。e) 片內(nèi)采用了先進(jìn)的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，大大提高了破解的難度。c) 片內(nèi)集成多種頻率的RC振蕩器、上電自動(dòng)復(fù)位、看門狗、啟動(dòng)延時(shí)等功能，電路設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。2) AVR與5PIC單片機(jī)相比的特點(diǎn)a) 在相同的系統(tǒng)時(shí)種下，AVR運(yùn)行速度最快。i) 采用Harvard總線結(jié)構(gòu)，吸收了DSP雙總線的特點(diǎn)。g) 內(nèi)嵌高質(zhì)量的Flash程序存儲(chǔ)器，程序存儲(chǔ)器擦寫可達(dá)10000次以上，可支持ISP和IAP。e) 增強(qiáng)形的高速同/異步串口與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及通信接口。c) 獨(dú)立的時(shí)鐘分頻器。 AVR單片機(jī)簡(jiǎn)介 AVR單片機(jī)的主要特點(diǎn) 1) AVR系列單片機(jī)特點(diǎn)a) 多種I/O接口，可直接驅(qū)動(dòng)繼電器、LED、數(shù)碼電路等器件。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理與控制單元，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，單片機(jī)控制數(shù)字溫度傳感器，把溫度信號(hào)通過(guò)單總線從數(shù)字溫度傳感器傳遞單片機(jī)上。畢業(yè)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)能力的鍛煉與培養(yǎng),這是畢業(yè)設(shè)計(jì)有別于課程設(shè)計(jì)等其他實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要方面，對(duì)大學(xué)生有著很重要的意義。在工業(yè)發(fā)展初期，人們通過(guò)各種簡(jiǎn)單的工具來(lái)采集溫度，包括溫度計(jì)等，但這種采集方式也存在著許多的漏洞，包括數(shù)據(jù)不精確和不能及時(shí)得反映溫度的數(shù)據(jù)。1 課題背景及研究意義 溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義及其應(yīng)用目的目前，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，溫度測(cè)量采集系統(tǒng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)及人們的日常生活中扮演著一個(gè)越來(lái)越重要的角色，它對(duì)人們的生活具有很大的影響，所以溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究有十分重要的意義。其中初始化程序是對(duì)單片機(jī)的接口工作方式，A/D轉(zhuǎn)換方式等進(jìn)行設(shè)置；顯示程序包括對(duì)顯示模塊的初始化、顯示方式設(shè)定及輸出顯示；主程序則完成對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。另外本系統(tǒng)還可以連接相應(yīng)的外圍加熱電路，當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)定下限溫度時(shí)，單片機(jī)發(fā)出的指令，加熱器起動(dòng)對(duì)環(huán)境進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度回升到下限溫度時(shí)加熱器停止加熱。相比而言，集成溫度傳感器具有線性好、穩(wěn)定度高、互換性強(qiáng)、易處理等突出優(yōu)點(diǎn)，故在許多場(chǎng)所得到了廣泛應(yīng)用。利用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)控的技術(shù)，日益得到廣泛應(yīng)用。本系統(tǒng)的溫度控制部分采用ATmega16單片機(jī)完成。實(shí)時(shí)采集溫度信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，并采取相應(yīng)的處理措施，對(duì)確保設(shè)備良好運(yùn)行具有重要意義。 DS18B20基于AVR單片機(jī)的溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)焦士駿 0111081180 引言在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門，如電力、化工、機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)以及人們的日常生活中，溫度采集是十分重要的。s Daily life, temperature gathering is very important. In many analogue control and monitoring application, temperature measurement and control is usually based on55 ℃ ~ 125 ℃ temperature range of applications, such as the environmental monitoring, vegetables awning, grain depot, thermocouple temperature pensation, the cold end of the equipment operation reliability of application. Collect realtime temperature information, timely find fault, and take the corresponding treatment measures, to ensure that equipment good operation to have the important meaning.This dissertation introduces a temperature control system based on ATmega16 MCU. The system can achieve detection of temperature and numerical display. The system is mainly made up of some units that are temperature acquisition, MCU control, humanmachine interaction, Serial Communication and output control. Temperature acquisition system uses singlebus digital sensor DS18B20 to collect the temperature. The temperature data is conversed to digital signals in the sensor and then is transmitted to MCU, which processes the data from sensor acquisition and displays the temperature on various points through the LCD. With the chip to sensors to collect the data processing , through a serial port to the temperature sensors to collect to delivery to the PC.Keywords: Singlechip Microputer。溫度采集采用單總線數(shù)字傳感器 DS18B20進(jìn)行采集，溫度數(shù)據(jù)在傳感器內(nèi)部轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并傳送給單片機(jī)；單片機(jī)對(duì)傳感器采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)串口把傳感器采集到的溫度傳輸至PC機(jī)上。實(shí)時(shí)采集溫度信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，并采取相應(yīng)的處理措施，對(duì)確保設(shè)備良好運(yùn)行具有重要意義。上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于AVR單片機(jī)的溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目 錄摘 要 1Abstract 20 引言 41 課題背景及研究意義 6 溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義及其應(yīng)用目的 6 AVR單片機(jī)簡(jiǎn)介 7 AVR單片機(jī)的主要特點(diǎn) 7 AVR系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 8 ATmega16單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 9 ATmega16簡(jiǎn)介 9 ATmega16的總體結(jié)構(gòu) 9 溫度傳感器 11 數(shù)字式溫度傳感器 12 串口概述 12 串口介紹 12 串口分類 13 protel DXP2004軟件基本概念以及使用 15 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 17 軟件設(shè)計(jì)方案 172 數(shù)字式溫度傳感器DS18B20軟硬件設(shè)計(jì) 18 DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器基本特性 18 DS18B20測(cè)溫模塊 21 DS18B20工作方式 21 DS18B20溫度數(shù)據(jù) 22 DS18B20在溫度采集系統(tǒng)中的應(yīng)用 233 ATmega16單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì) 24 ATmega16引腳說(shuō)明 24 26 復(fù)位線路的設(shè)計(jì) 27 晶振電路的設(shè)計(jì) 28 AD轉(zhuǎn)換濾波線路的設(shè)計(jì) 28 ISP下載接口設(shè)計(jì) 29 電源設(shè)計(jì) 30 31 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33 溫度采集軟件設(shè)計(jì) 33 串口軟件設(shè)計(jì) 35 程序 40 RS232軟硬件設(shè)計(jì) 46 USART 46 串口的組成 46 串口電平轉(zhuǎn)換電路MAX232 475 研究總結(jié) 49參考文獻(xiàn) 51譯文 53原文說(shuō)明 6162摘 要在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門，如電力、化工、機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)以及人們的日常生活中，溫度采集是十分重要的。在許多模擬量控制和監(jiān)視應(yīng)用中，溫度測(cè)控通常是基于 55℃～125℃溫度范圍內(nèi)的應(yīng)用，如環(huán)境監(jiān)測(cè)、蔬菜大棚、糧庫(kù)、熱電偶冷端溫度補(bǔ)償、設(shè)備運(yùn)行的可靠性等應(yīng)用。本文介紹了一種基于 ATmega16單片機(jī)的溫度采集控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)和數(shù)值顯示，系統(tǒng)主要由溫度采集、單片機(jī)控制、串口通訊，輸出控制幾個(gè)單元組成。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)；溫度測(cè)試；DS18B20Temperature Measuring System Based on ATMEGA16AbstractIn national economic sectors, such as power, chemical, machinery, metallurgy, agriculture, medicine and People39。 temperature measure。在許多模擬量控制和監(jiān)視應(yīng)用中，溫度測(cè)控通常是基于 55℃～125℃溫度范圍內(nèi)的應(yīng)用，如環(huán)境監(jiān)測(cè)、蔬菜大棚、糧庫(kù)、熱電偶冷端溫度補(bǔ)償、設(shè)備運(yùn)行的可靠性等應(yīng)用。本文介紹了一個(gè)基于AVR單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以方便地實(shí)現(xiàn)溫度采集、溫度顯示等功能。該單片機(jī)有著體積小、功耗低、功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高、使用電子元件較少、內(nèi)部配線少、制造調(diào)試方便等顯著優(yōu)點(diǎn)，將其用于溫度檢測(cè)和控制系統(tǒng)中可大大地提高控制質(zhì)量和自動(dòng)化水平，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和推廣價(jià)值。在眾多的溫度控制系統(tǒng)中，測(cè)溫元件常常選用熱敏電阻、半導(dǎo)體測(cè)溫二極管、三極管、集成溫度傳感器等。本系統(tǒng)中單片機(jī)作為下位機(jī)，完成測(cè)溫任務(wù)。系統(tǒng)軟件主要由初始化程序、主程序、監(jiān)控顯示程序等組成。該系統(tǒng)應(yīng)用