【正文】 這些單總線器件的序列號，確定在線的DS18B20器件的數(shù)量和類型。DS18B20指令系統(tǒng)如表21所示。一般情況下，每次使用DS18B20時，都必須按照上述這三步的操作順序訪問DS18B20器件,不能缺少其中任何一個步驟，也不能變更這三個步驟的執(zhí)行順序。 第二部 執(zhí)行DS18B20的“ROM操作命令”，并在其后跟隨需要交換的數(shù)據(jù)。DALLASDS18B20 1 2 3GNDDQVDD圖23 DS18B20引腳圖DS18B20有兩種供電方式：一是使用外接電源供電，它是最普通的供電方式，二是使用其內(nèi)部的寄生電源供電，寄生電源方式是指DS18B20可以通過數(shù)據(jù)線為自身供電，即通過內(nèi)部電容存儲數(shù)據(jù)總線上電信號的能量來產(chǎn)生電能，為傳感器工作供電。這種傳感器既可以單只獨立使用，易于與外部微處理器系統(tǒng)連接，進行交換數(shù)據(jù)；又可以多只聯(lián)網(wǎng)使用，組成多點信息采集網(wǎng)絡(luò)或綜合信息處理系統(tǒng)，是一種典型的單芯片型智能傳感器。綜上所述，選用智能溫度傳感器DS18B20不僅可以降低電路設(shè)計的難度，同時還可以提高所測溫度的準(zhǔn)確度，故可以選用四個數(shù)字溫度傳感器DS18B20組成溫度的采集模塊。圖22 AT89C52引腳圖目前市場上溫度傳感器的種類繁多，以普通傳感器建立檢測系統(tǒng)時，首先要建立傳感器輸出信號與被測物理量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計出傳感器接口電路，對傳感器的輸出信號進行A/D轉(zhuǎn)換和補償。目前89系列單片機取代了傳統(tǒng)的MCS51系列單片機，成為了人們使用的主流單片機之一，慮到本系統(tǒng)是多路溫度檢測，顯示及控制線路較多，所以選擇性價比相對較高的AT89C52單片機。目前，生產(chǎn)單片機的廠商有很多比較著名的有Intel、Philips、Microchip、Motorola、Atmel等半導(dǎo)體企業(yè)。單片機的全稱是單片微型計算機，又稱MCU，是將計算機的基本部分微型化，使之集成在一塊芯片上的微機，片內(nèi)含有CPU、ROM、RAM、并行I/O接口、定時/計數(shù)器、A/D、D/A、中斷控制、系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)總線等[3]。系統(tǒng)運用主從分布式思想，實現(xiàn)溫度的遠程控制, 構(gòu)成多點溫度檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)由數(shù)字溫度計DS1820和微控制器AT89C52構(gòu)成的溫度測量裝置，通過液晶顯示器進行溫度顯示，并通過按鍵進行報警上下限設(shè)置，當(dāng)溫度超過設(shè)定范圍時，聲光報警系統(tǒng)會進行報警提示。因為單片機不能直接接受模擬量信號，所在在溫度測量的環(huán)節(jié)必須對溫度信號的性質(zhì)進行確認，若采用以模擬量信號的基礎(chǔ)的溫度傳感器作為溫度采集端，則要考慮溫度模擬量與數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換，而直接用數(shù)字溫度傳感器作為溫度的采集端，不僅可以簡化電路設(shè)計，而且可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。具體要求能夠做出實物，實現(xiàn)基本功能。分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩方面任務(wù)?；趩纹瑱C的智能溫度檢測技術(shù)具有廣闊應(yīng)用前景和巨大經(jīng)濟價值。而基于單片機檢測溫度的傳感元件也不斷更新，其中最有代表性的屬DS18B20溫度傳感器。這種現(xiàn)象充分地表明了溫度測量技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進入到了一種新的時代，人們會隨著身處的不同環(huán)境來選擇不同的溫度測控方式。所以基于單片機的多點溫度測試系統(tǒng)被廣泛用于工農(nóng)業(yè)的控制過程中，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，體統(tǒng)的抗干擾能力得到大幅提升，又降低了成本，同時也簡化了設(shè)計，對提高控制效率，節(jié)約資源起到了重要作用。單片機具有體積小、重量輕、價格便宜、低功耗、控制功能強及運算速度快等特點，使其在測控系統(tǒng)、智能儀表、機電一體化產(chǎn)品、智能接口等方面具有較廣泛的運用。溫度的測量技術(shù)與和所處的環(huán)境密切相關(guān)，隨著時代的進步，科技的發(fā)展，各行各業(yè)各行各業(yè)對溫度的測試系統(tǒng)的要求也在不斷提高以達到設(shè)備環(huán)境、生產(chǎn)流程的安全要求。系統(tǒng)運用單片機進行溫度上下限設(shè)定，對各點溫度進行測控報警，運用主從分布式思想，實現(xiàn)溫度的遠程控制，構(gòu)成多點溫度檢測系統(tǒng)。以單片機為核心，運用溫度傳感器可完成對溫度采集，并進行相應(yīng)的處理?；趩纹瑱C的多點溫度測試系統(tǒng)摘 要 集成電路的大規(guī)模發(fā)展對單片機控制電路的實際運用有著巨大的推動作用。單片機具有體積小、重量輕、價格便宜、低功耗、控制功能強及運算速度快等特點，使其在測控系統(tǒng)、智能儀表、機電一體化產(chǎn)品、智能接口等方面具有較廣泛的運用。本系統(tǒng)利用4片溫度傳感器DS18B20把所測得的溫度發(fā)送到AT89C52單片機上，通過單片機的處理發(fā)送到顯示單元進行顯示。關(guān)鍵詞 單片機，溫度傳感器，多點溫度檢測ABSTRACTThe practical application of largescale development of the integrated circuit chip control circuit has a tremendous role in promoting. MCU with a small size, light weight, inexpensive, lowpower, control and puting speed, has a wider use in the monitoring and control systems, intelligent instruments, mechanical and electrical integration products, intelligent interface. With the single chip processor as the core, the application of temperature sensor for temperature acquisition can be pleted, and carry on corresponding processing.This system, using four slices of DS18B20, sent the temperature measured by the temperature sensor DS18B20 to AT89C52 singlechip puter, through the MCU processing, the temperature is sent to the display unit to display. The system uses the MCU to set upper and lower temperature, to measure and control the point temperature and alarm. At the same time, use the main distributed thought to achieve remote control of the temperature, and to constitute a multipoint temperature detection system. Key Words: MCU, Slice, Multipoint temperature detection目 錄 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 5 8 10 11 時鐘電路的設(shè)計 11 11 12 LCD顯示電路 13 鍵盤電路 14 聲光報警電路 15 16 16 16 17 19 20 21 22 23參考文獻 24答 謝 25附 錄1 系統(tǒng)硬件原理圖 26附 錄2 程序設(shè)計 26隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，溫度成為了各行各業(yè)最普遍而重要的測量和控制參數(shù)。集成電路的大規(guī)模發(fā)展對單片機控制電路的實際運用有著巨大的推動作用。以單片機為核心，運用溫度傳感器可完成對溫度采集，并進行相應(yīng)的處理。 近年來，在溫度的測控領(lǐng)域，多種新型的測量技術(shù)已經(jīng)取得了重大突破，新一代溫度測量元件正在不斷出現(xiàn)和完善化，從晶體管測溫元件到智能集成電路測溫元件、核磁共振溫度測量器、激光以及微波測溫等等?？偟膩碚f溫度的測量發(fā)展可分為：繼續(xù)對傳統(tǒng)的溫度測量元件的不斷完善；加強新原理、新材料、新加工工藝的開發(fā)；向智能化、集成化、適用化方向發(fā)展等。DS18B20是美國MAXIM半導(dǎo)體器件公司的全子公司Dallas生產(chǎn)的一種但數(shù)據(jù)總線數(shù)字輸出型全集成式智能溫度傳感器，其優(yōu)點是集測溫敏感元件及其A/D轉(zhuǎn)換、運算處理、邏輯控制、ROM和RAM單元、I/O端口等電路模塊全部集成在一塊極小的半導(dǎo)體芯片上，簡化了電路設(shè)計，與傳統(tǒng)的溫度傳感器相比，新型的智能溫度傳感器具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強、易于與微處理器接口等優(yōu)點。要求利用單片機、傳感器及其他所需器件設(shè)計一個多點溫度測試系統(tǒng)，可以同時對多個點進行溫度的檢測和顯示。硬件設(shè)計方面，選擇控制器，進行硬件電路的設(shè)計，包括檢測電路、提示電路、顯示電路、外圍輔助電路等；軟件方面，利用C語言或者匯編語言編寫程序，實現(xiàn)各功能測試。單片機系統(tǒng)的設(shè)計，關(guān)鍵是系統(tǒng)內(nèi)信號傳輸?shù)膯栴}。在多點測溫系統(tǒng)中，傳統(tǒng)用模擬信號進過各種變換得到最終溫度的方式正面臨各類問題的挑戰(zhàn)，而采用數(shù)字溫度芯片DS18B20測量溫度，其輸出的信號是全數(shù)字化的，便于單片機處理及控制，省去了傳統(tǒng)的測溫方法的很多外圍電路，使得測溫系統(tǒng)體積較小，成本較低，且一個單片機芯片可連接多個溫度傳感器，實現(xiàn)多點溫度的檢測。 本系統(tǒng)利用4個溫度傳感器DS18B20把所測的溫度發(fā)送到AT89C52，通過單片機的處理控制顯示單元進行顯示，并通過按鍵系統(tǒng)進行溫度上下限設(shè)定，對各點溫度進行聲光測控報警。系統(tǒng)的總體設(shè)計框圖如圖21所示圖21 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖一個單片機工作系統(tǒng)中芯片的性能，對單片機系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性顯得尤為重要，在選擇芯片時，既要考慮系統(tǒng)的成本，同時也要考慮所選芯片的實用性，使整個系統(tǒng)的性價比最高。隨著微電子設(shè)計技術(shù)及計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機產(chǎn)品和技術(shù)日新月異。Intel公司生產(chǎn)的8051芯片，其結(jié)構(gòu)合理，技術(shù)也比較成熟，此外還有一些廠家生產(chǎn)與MCS51系列相兼容的芯片，例如Atmel公司生產(chǎn)的Atmel89 系列單片機（簡稱89系列單片機），就是基于Intel公司的MCS51系列而研制的，這是一種內(nèi)部含F(xiàn)lash存儲器的特殊單片機。 AT89C52引腳圖如圖22所示。而智能溫度傳感器具有模擬量信號到數(shù)字量值的A/D轉(zhuǎn)換，并且能夠在程序控制下，設(shè)置A/D的精度，具有自己的指令系統(tǒng)，并且?guī)в袛?shù)據(jù)存儲功能。DS18B20是美國MAXIM半導(dǎo)體公司的全資子公司Dallas生產(chǎn)的一種單數(shù)據(jù)總線數(shù)字輸出型全集成式智能溫度傳感器。其引腳圖如圖23所示。 DS18B20的工作步驟可分為三步： 第一步 初始化DS18B20，發(fā)送“初始化脈沖”信號。 第三部 執(zhí)行DS18B20的“功能操作命令”，并在其后跟隨需要交換的數(shù)據(jù)[5]。否則，DS18B20不能做出正常響應(yīng)。表21 DS18B20指令系統(tǒng)指令約定代碼功能讀ROM33H讀DS18B20ROM中的編碼（64位地址）符合ROM55H匹配ROM命令用于選中指定的DS18B20器件，主機發(fā)送匹配ROM命令（后面跟隨指定器件的64位ROM序列號），可以再單只或多只器件在線的情況下，準(zhǔn)確定位指定序列號的DS18B20器件。跳過ROM0CCH忽略64位ROM地址，直接向DS18B20發(fā)溫度轉(zhuǎn)換溫度，適用單片機工作。溫度轉(zhuǎn)換44H命令DS18B20啟動對溫度溫度傳感器所測得溫度數(shù)值進行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字溫度數(shù)據(jù)保存在便箋式暫存器中的溫度寄存器中。寫寄存器4EH用于使主機向DS18B20片內(nèi)暫存器寫入3個字節(jié)的數(shù)據(jù)，寫入過程必須從低字節(jié)向高字節(jié)順序進行。復(fù)制EPRAM0B8H將EPRAM中內(nèi)容恢復(fù)到RAM的第3，4字節(jié)。DS18B20主要功能參數(shù)如下：1) 測溫范圍：55～+125℃；在10～+85℃范圍內(nèi)，測溫精度為177。2) 溫度轉(zhuǎn)換精度：A/D轉(zhuǎn)換精度分為4級，各級轉(zhuǎn)換精度對應(yīng)的輸出信號的碼位，從低到高分別為：9位，10位 ，11位，12位。3) 測溫讀數(shù)分辨力：℃；℃；℃；℃。5) 可以設(shè)定報警溫度的上下門限值，保存在EEPROM中。 由于本系統(tǒng)要同時對采集的四路溫度進行顯示，如選用數(shù)碼管顯示，所需的數(shù)碼管較多，而使用液晶在顯示器可以滿足同時對多路溫度進行顯示的需求。廣泛使用的點陣字符式液晶顯示模塊LCD1602有控制器HD44780、驅(qū)動器HD44100和液晶板組成。其外形如圖24所示。LCD1602模塊的控制是通過操作命令完成的。表22 LCD1602操作指令序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清屏00000000012光標(biāo)歸為000000001*