【正文】 號(hào)的穩(wěn)定性。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的正常工作都是以該信號(hào)為基準(zhǔn)來進(jìn)行工作。相反，如果我們給予其低電平信號(hào)，則表示訪問外部程序存儲(chǔ)器。如果當(dāng)程序發(fā)生死機(jī)現(xiàn)象，或者遇到外界信號(hào)的干擾，程序出現(xiàn)跑飛時(shí)，通過該電路的復(fù)位電路的按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的初始化，使其正常運(yùn)行。： 單片機(jī)電路圖其中5V的直流電源是單片機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提，其中Vcc連接電源端，GND接地，它們之間的電容起到去耦的作用。當(dāng)DS18B20讀取的溫度超過提前設(shè)定的報(bào)警值的上限或下限時(shí)，通過調(diào)用報(bào)警子程序，驅(qū)動(dòng)溫度報(bào)警模塊的揚(yáng)聲器和LED指示燈進(jìn)行報(bào)警。第三章 溫度報(bào)警器硬件的設(shè)計(jì)與研究第一節(jié) 硬件系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)思想該溫度報(bào)警器主要由硬件和軟件共同組成，其中硬件的電子電路主要應(yīng)用到單片機(jī)模塊，溫度讀取模塊、溫度設(shè)計(jì)模塊、溫度顯示模塊和溫度報(bào)警模塊。當(dāng)我們?cè)O(shè)置ES=1，表示允許串行口的接收和發(fā)送中斷。ET2為定時(shí)器2（T1溢出中斷）中斷允許位，僅僅適用于52系列的單片機(jī)中，當(dāng)ET2=0，表示禁止T2進(jìn)行中斷；當(dāng)ET2=1時(shí)，則表示允許T2進(jìn)行中斷。如果我們需要INT1進(jìn)行中斷，則設(shè)置EX1=1，否則的話，設(shè)置EX1=0，表示屏蔽INT1中斷。如果我們需要INT0進(jìn)行中斷，則設(shè)置EX0=1，否則的話，設(shè)置EX0=0，表示屏蔽INT0中斷。對(duì)于某個(gè)中斷源是否開啟取決于各自的允許位來決定。（IE）IE為中斷的開放和關(guān)閉的控制寄存器，：（IE）D7D6D5D4D3D2D1D0IEEAET2ESET1EX1ET0EX0位地址AFHADHACHABHAAHA9HA8H其中：EA表示CPU中斷總允許位，若EA=0時(shí)，表示CPU這個(gè)總開關(guān)中斷，屏蔽外部一切中斷。TR1作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的啟動(dòng)標(biāo)志位。TR0為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的啟動(dòng)位。 計(jì)數(shù)器/定時(shí)器控制寄存器（TCON）：表 （TCON）D7D6D5D4D3D2D1D0TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H其中：TF0為計(jì)數(shù)器/定時(shí)器T0的溢出標(biāo)志位，若計(jì)數(shù)器/定時(shí)器T0計(jì)滿時(shí)，通過硬件將其置位，如果許可，則觸發(fā)T0中斷，進(jìn)入中斷處理后通過內(nèi)部硬件電路將其自動(dòng)清除。（）。l 含有1288字節(jié)的RAM，32個(gè)可用來編程的8位I/O口線（P0、PPP3）。l 具有三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器。P1,P2,P3口都是8位準(zhǔn)雙向I/O口。RST/VPD(9腳)：?jiǎn)纹瑱C(jī)復(fù)位引腳，主要用來維護(hù)程序的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)程序出現(xiàn)問題或者跑飛速，該引腳發(fā)出2個(gè)機(jī)器周期的高電平信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行復(fù)位，讓其正常工作運(yùn)行。EA(31腳):如果該端口保持高電平信號(hào)時(shí)，則表示只訪問單片機(jī)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。3. 控制和復(fù)位引腳PSEN、 ALE、RST/VPD和 EA（共4根）ALE（30腳）：如果需要訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端的信號(hào)輸出主要用于鎖存地址的低位字節(jié)。XTAL2用來連接外部晶體與微調(diào)電容的另外一端，其具體作用是用來作為該電路的輸出端口。2. 時(shí)鐘電路引腳XTAL1和XTAL2（共兩根）其中XTAL1端口用來接外部晶體以及微調(diào)電容的一端，其作用是用來作為振蕩反相放大器的輸入端口。1. 電源引腳VCC和VSS（共兩根）其中VCC接+5V電壓。二、 單片機(jī)AT89C51的結(jié)構(gòu)與原理對(duì)于51系列的單片機(jī)外部結(jié)構(gòu)總共有40個(gè)引腳，其主要采用的是雙列直插式結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)含6條控制信號(hào)線、2條電源線（Vss與GND）和4個(gè)8位并行I/O接口（P0、PPP3）。一、 單片機(jī)AT89C51的特點(diǎn)AT89C51單片機(jī)是一款MCS51系列的CMOS8位單片機(jī)，具有微功耗、高性能等特點(diǎn)，主要由美國(guó)的一家ATMEL公司研制生產(chǎn)。按通用性可劃分：通用型和專用型。目前，市面上單片機(jī)的種類繁多，生產(chǎn)廠商遍布全球，著名的廠商有intel、NS、Epson、飛思卡爾、Atmel等等。表 DDRAM的地址與字符顯示位置具體的對(duì)應(yīng)聯(lián)系列行123456789101112131415161000102030405060708090A0B0C0D0E0F2404142434445464748494A4B4C4D4E4F第四節(jié) 單片機(jī)的分類與簡(jiǎn)介單片機(jī)是一種集成電路芯片，主要利用超大規(guī)模的集成電路技術(shù)把具有一定數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。l DDRAM：顯示數(shù)據(jù)RAM。l CGRAM：字符發(fā)生器RAM。l BF：忙標(biāo)志位。l DL：表示數(shù)據(jù)有效位長(zhǎng)度選擇位。l N:顯示器行數(shù)選擇位。l S/C：顯示屏/光標(biāo)移位選擇。l F:字符點(diǎn)陣塊的點(diǎn)陣選擇。l R/L：移位方向選擇位。l D：顯示開關(guān)控制位。l C:光標(biāo)開關(guān)控制位。當(dāng)I/D=1,加1模式。當(dāng)需要光標(biāo)閃爍時(shí)，我們?cè)O(shè)定該位為高電平；若不需要關(guān)閉光標(biāo)閃爍時(shí)，給予該位低電平。S=0，顯示屏不移動(dòng)；S=1時(shí),并且I/D=1，一旦有字符寫入到LCD時(shí)，字符向左移，如果S=1，并且I/D=0時(shí)，字符向右移。LCD1602在應(yīng)用時(shí)，首先對(duì)LCD進(jìn)行初始化操作（單片機(jī)向指令寄存器寫入不同的指令數(shù)據(jù)），然后確定顯示字符的地址，最后把需要顯示的字符寫入LCD的數(shù)據(jù)寄存器，來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的顯示功能。（7） D0～D7：8位雙向數(shù)據(jù)線。（6） E：命令使能端口。當(dāng)R/W=0，寫操作。（5） R/W：讀/寫控制信號(hào)。（4） RS:=0:表示我們選擇指令寄存器，能夠完成寫指令、讀取LCD忙標(biāo)志位和地址計(jì)數(shù)器。當(dāng)接正+5v直流電壓源時(shí)，對(duì)比度最低，屏幕顯得的較暗；當(dāng)將該端口接地時(shí)，對(duì)比度最強(qiáng)。（2） VDD：供電電源輸入端(接+5V)。 LCD1602 液晶顯示器大致的技術(shù)參數(shù)表顯示容量16x2個(gè)字符芯片工作電壓正常工作電流2 mA （）模塊最佳工作電壓字符塊大小 (寬乘高)二、顯示器LCD1602的結(jié)構(gòu)LCD1602液晶一共16 個(gè)引腳，每個(gè)引腳的功能各有所不同。目前現(xiàn)實(shí)生活中我們所見到的的LCD字符液晶主要是由HD44780液晶芯片制作而成，它們具體工作方法與控制原理都是一模一樣，這樣對(duì)于程序編寫在很大程度上帶來了方便。物理特性上，這三種液晶的各有所長(zhǎng)，一般Nematic液晶主要應(yīng)用于我們常見的液晶顯示器，如電腦、筆記本、導(dǎo)航儀數(shù)碼相機(jī)等，通常我們稱該類液晶顯示器為L(zhǎng)CD。現(xiàn)實(shí)中LCD具有電壓低、功耗小、顯示內(nèi)容豐富、板型結(jié)構(gòu)、被動(dòng)顯示型、容易著色、無輻射、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。當(dāng)我們對(duì)其受熱時(shí)，就其會(huì)呈現(xiàn)出透明的液體狀態(tài)，如果我們對(duì)其適當(dāng)?shù)慕禍乩鋮s之后，其將會(huì)由原來的透明狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶顆粒的混濁固體狀態(tài)。當(dāng)啟動(dòng)復(fù)位時(shí)，通過CPU 將DQ數(shù)據(jù)線接口主動(dòng)下拉大致為500us的等待延時(shí)時(shí)間，等待時(shí)間過后，緊接著CPU將釋放DQ總線，當(dāng)DS18B20數(shù)字傳感器DQ端收到數(shù)據(jù)后，延遲時(shí)間約為1660us，然后發(fā)送60240us低脈沖信號(hào)，該CPU接收低脈沖信號(hào)后復(fù)位成功。在實(shí)際研發(fā)過程中，如果我們通過軟件將DS18B20數(shù)字傳感器置為12位分辨率，則在溫度寄存器單元低位字節(jié)中低四位的數(shù)據(jù)位都為有效位【15】；如果我們將DS18B20數(shù)字傳感器置為11位分辨率，則低字節(jié)中低四位的Bit0位數(shù)據(jù)無效，其余三位有效；如果我們將DS18B20數(shù)字傳感器置為10位分辨率，那么低字節(jié)中低四位的Bit0、Bit1位數(shù)據(jù)均無效，其余兩位有效；如果DS18B20數(shù)字傳感器被置為9位分辨率，那么低字節(jié)的低四位的Bit0、BitBit2位數(shù)據(jù)均無效。 DS18B20內(nèi)部框架結(jié)構(gòu)三、 數(shù)字式溫度傳感器DS18B20的工作原理 DS18B20數(shù)字式芯片的高速暫存RAM的2字節(jié)分別為溫度寄存器的低位字節(jié)（50H）和高位字節(jié)(05H)，它們對(duì)應(yīng)著上電初始溫度為+85℃.。 DS18B20的封裝形式，主要分別由64位ROM、溫度傳感器、高溫觸發(fā)器、低溫觸發(fā)器、暫存寄存器和八位的CRC發(fā)生器和高速暫存RAM組成。(2) GND為電源地。(8)溫度的數(shù)據(jù)主要由兩個(gè)字節(jié)組成，分別為L(zhǎng)SB和MSB，DS18B20在使用11位數(shù)據(jù)時(shí)，℃.(9)DS18B20數(shù)字式溫度傳感器內(nèi)部有EEPROM的存在，用戶先前設(shè)定的溫度報(bào)警上限或下限值以及設(shè)定的分辨率倍數(shù)，即使中途斷電，數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。如果我們選擇9位的分辨率，；如果我們選擇10的位分辨率。℃.(6)每款溫度傳感器的分辨率可編程的部分在9至12位之間，其中里面有1位是符號(hào)位。(2)無需外部元件，只需采用數(shù)據(jù)線作為芯片的供電。(1)1wire接口，單片機(jī)只憑借一個(gè)I/O端口與該器件相連進(jìn)行正常的通信。DS18B20芯片是一家美國(guó)Dallas子公司研發(fā)的一款單一總線的數(shù)字式傳感器，具有簡(jiǎn)單的構(gòu)造、體積小、測(cè)量精度高、操作靈活、使用方便等特點(diǎn)，其擁有多樣的封裝形式，這種微型化的芯片大都利用在空間比較狹小的電子設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子設(shè)備很好的監(jiān)控，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。一、 數(shù)字式溫度傳感器DS18B20的特點(diǎn)1Wire單總線是一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，主要由美國(guó)的Maxim全資子公司Dallas成功研制的，與大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的串行數(shù)據(jù)通信相比較，在通信原理和方式上截然不同，它主要是依據(jù)一根數(shù)據(jù)信號(hào)線，既能夠傳輸時(shí)鐘信號(hào)，又能夠傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，并且數(shù)據(jù)的傳輸方向是雙向的，同時(shí)能夠利用該單一信號(hào)線向元器件提供短暫的電源，減少了I/O端口的占用，在很大程度上，節(jié)省了端口線資源。如果用戶需要選擇連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，數(shù)字式溫度傳感器將會(huì)不斷的轉(zhuǎn)換實(shí)時(shí)的溫度，并且不斷的將檢測(cè)到的實(shí)時(shí)溫度存儲(chǔ)在溫度寄存器中，溫度的讀取與存儲(chǔ)是相對(duì)獨(dú)立的，互相不會(huì)影響，當(dāng)讀取溫度寄存器中的內(nèi)容將不影響實(shí)時(shí)溫度的轉(zhuǎn)換。第二節(jié) 數(shù)字式溫度傳感器該款數(shù)字式傳感器是一款能夠能把溫度這一變化的物理量，能夠通過溫度采集電路和溫度敏感元件將采集的溫度信息轉(zhuǎn)換為能夠讓計(jì)算機(jī)、plc、智能儀表等電子設(shè)備直接處理與識(shí)別的傳感器。3. 按照被測(cè)對(duì)象溫度分類根據(jù)目標(biāo)物體溫度值的大小我們大致可以將其化分為超高溫、高溫、中溫、低溫和超低溫等五種。前者具有保持被測(cè)介質(zhì)周圍環(huán)境溫度，可用于測(cè)量位置不斷移動(dòng)變化的溫度，其具有較快響應(yīng)速度，一般在23S之間，對(duì)于1000℃以上的溫度測(cè)量較為精準(zhǔn)，而對(duì)于1000℃以下的物體，表現(xiàn)比較遲鈍，測(cè)量溫差較大，準(zhǔn)確度不夠。目前對(duì)于電阻溫度傳感器有以下特點(diǎn):測(cè)量溫度精度高，測(cè)量范圍廣，對(duì)于非溫度測(cè)量不敏感；線性度好，易于自動(dòng)測(cè)量；測(cè)量范圍更加廣泛，靈敏度高。(3) 低溫測(cè)量:熱電阻傳感器是低溫測(cè)量最主要的測(cè)量工具，它主要是利用電阻隨溫度變化而不斷變換的特性制作而成的，根據(jù)它的性質(zhì)我們可以將其分為半導(dǎo)體熱電阻和金屬熱電阻兩種，對(duì)于前者我們叫做熱敏電阻，而后者叫做熱電阻。主要廣泛的適用于較遠(yuǎn)距離溫度的檢測(cè)與控制，完全擺脫復(fù)雜的非線性校準(zhǔn)，是國(guó)內(nèi)目前最普遍的集成溫度傳感器。(2) 中溫測(cè)量：集成溫度傳感器主要是用來現(xiàn)實(shí)生活中中溫的測(cè)量，尤其主要適用于室溫環(huán)境。1. 根據(jù)溫度的高低分類根據(jù)目標(biāo)實(shí)際溫度的高低我們大致可以將其化分為高溫、中溫和低溫測(cè)量。程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，延時(shí)時(shí)間小，交互性好，功能齊全，用戶能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)溫度上限值或下限值，并且能夠?qū)⒃O(shè)置的報(bào)警值清晰的反映在液晶顯示屏LCD1602界面上，同時(shí)能夠通過1wire DS18B20數(shù)字式芯片實(shí)現(xiàn)讀取當(dāng)前目標(biāo)實(shí)際的溫度值，并且能夠清晰的顯示在LCD1602界面上，如果采集的實(shí)際溫度超越用戶提前設(shè)定的溫度報(bào)警值時(shí)，通過調(diào)用報(bào)警子程序，實(shí)現(xiàn)溫度報(bào)警。二、 本課題的各項(xiàng)要求 設(shè)計(jì)合理可靠的電子電路，研究出性能可靠、穩(wěn)定，使用方便、體積小、易包裝的硬件控制系統(tǒng)，并且打包成產(chǎn)品，并且能夠方便對(duì)硬件各個(gè)部件進(jìn)行測(cè)試與維護(hù)。工業(yè)生產(chǎn)中，當(dāng)溫度測(cè)量不準(zhǔn)確，很可能導(dǎo)致產(chǎn)品的失敗，阻礙工業(yè)的發(fā)展，在家庭生活發(fā)面，但溫度監(jiān)控不準(zhǔn)確，很可能導(dǎo)致家庭電器的正常運(yùn)行，不能達(dá)到預(yù)想的工作效果，在設(shè)備比較密集的核心地帶，如果溫度控制不精確，很有可能導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。 一、 課題的研究意義在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，溫度對(duì)于生產(chǎn)來說是最主要的參數(shù)，它是一個(gè)關(guān)乎產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品效率的物理量，在工程研究與各個(gè)領(lǐng)域也是極其重要，必須精確測(cè)量和不可忽略的物理量。當(dāng)溫度接近設(shè)定的溫度報(bào)警值時(shí)，黃色LED指示燈將會(huì)閃爍提醒用戶注意。處理器對(duì)輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的加工處理，將實(shí)時(shí)的溫度值清晰的顯示在LCD1602液晶顯示器供用戶觀看。對(duì)于該款報(bào)警器的功能大致表現(xiàn)在以下過程：首先用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要通過初始值調(diào)節(jié)按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度報(bào)警器報(bào)警值的上限或者下限進(jìn)行設(shè)定調(diào)整，溫度的調(diào)整范圍是在125℃～55℃之間。越溫報(bào)警電路實(shí)現(xiàn)溫度報(bào)警。對(duì)于先進(jìn)的自整定功能，目前國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)成功研制出許多智能化的產(chǎn)品，但是由于國(guó)外技術(shù)的保密性，在加上國(guó)內(nèi)開發(fā)工作技術(shù)的落后，沒能成功研發(fā)出一款性能可靠穩(wěn)定的自設(shè)定軟件，對(duì)于控制參數(shù)的研究只能來自具有經(jīng)驗(yàn)的工人，通過人工不斷實(shí)驗(yàn)摸索，