【正文】 34 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測(cè)得的數(shù)值需要取反加 1 再乘上 即可得到實(shí)際溫度。芯片出廠時(shí)默認(rèn)為 12 位的轉(zhuǎn)換精度。 （ 2）溫度傳感器。 64 位 ROM 是由廠家使用激光刻錄的一個(gè) 64 位二進(jìn)制 ROM 代碼，是該芯片的標(biāo)識(shí)號(hào)，如表 31所示： 表 31 64位 ROM標(biāo)識(shí) 8位循環(huán)冗余檢驗(yàn) 48位序列號(hào) 8位分類編號(hào)（ 10H） MSB LSB MSB LSB MSB LSB 第 1個(gè) 8位表示產(chǎn)品分類編號(hào)， DS18B20 的分類號(hào)為 10H；接著為 48 位序列號(hào)。采用數(shù)據(jù)總線供電方式時(shí) VDD 接地，可以節(jié)省一根傳輸線，但完成數(shù)據(jù)測(cè)量的時(shí)間較長(zhǎng)；采用外部供電方式則 VDD 接 +5V，多用一根導(dǎo)線，但測(cè)量速 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 度較快。 VDD：可接電源，也可接 地。 圖 33 DS18B20封裝形式和引腳功能 如圖 33所示， DS18B20 的外形如一只三極管，引腳名稱及作用如下： GND:接地端。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加12V 編程電源（ VPP）。 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 /EA：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間 CPU只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng) P3口寫(xiě)入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取 時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位 雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門(mén)電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0 口： P0口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。 圖 32 89C52單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 各引腳的功能如下： VCC：供電電壓。 圖 31 89C52單片機(jī)引腳圖 89C52單片機(jī)與早期 Intel的 8051/8751/8031芯片的外部引腳和指令系統(tǒng)完全兼容，只不過(guò)用 Flash ROM 替代了 ROM/EPROM 而已。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次 。 3 系統(tǒng)硬件介紹 89C52 單片機(jī) 89C52 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 當(dāng)溫度上升至 40 度時(shí)，天氣極為炎熱，報(bào)警等級(jí)提升為紅色。 溫度在 3539 度時(shí)，氣象應(yīng)為橙色預(yù)警，由于仿真元件缺少，故用黃色 LED 代替。 當(dāng)溫度升高到 35 以上時(shí)，可認(rèn)為進(jìn)入高溫天氣。送入 LCD 進(jìn)行顯示。 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 89C52 單片機(jī) 數(shù)字溫度傳感器 三段溫度報(bào)警 LCD 顯示電路 2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 圖 21 系統(tǒng)總體框圖 當(dāng)程序啟動(dòng)后，程序進(jìn)入初始化階段。 本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要由 :89C52 為中央處理芯片，用于數(shù)據(jù)處理，初值 設(shè)定。此 .hex 文件是硬件電路運(yùn)行實(shí)現(xiàn)的源代碼來(lái)源。首先，在 Protel 軟件環(huán)境中進(jìn)行硬件電路圖的設(shè)計(jì)。 因此 ， 研究 溫度的測(cè)量和 控制方法 具有重要的意義。 溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)， 它是與人類的生活、工作關(guān)系最密切的物理量，也是各門(mén)學(xué)科與工程研究設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到和必須精確測(cè)量的物理量。 本溫度報(bào)警器以 89C52 單片機(jī)為控制核心 ,由一數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 測(cè)量被控溫度，結(jié)合液晶顯示屏組合而成。 基于 89C52 單片機(jī)提高了系統(tǒng)的可移植性、擴(kuò)展性，利于現(xiàn)代測(cè)控、自動(dòng)化、電氣技術(shù)等專業(yè) 實(shí)訓(xùn)要求。 關(guān)鍵詞： 89C51 單片機(jī) DS18B20 溫度傳感器芯片 LCD 顯示器 LED 燈 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 1 引 言 背景及意義 溫度是 民用和 工業(yè)對(duì)象中主要的被控參數(shù)之一， 如 冶金、機(jī)械、食品、化工各類工業(yè)生產(chǎn) 中，廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等， 。該系統(tǒng)可以方便的實(shí)現(xiàn)溫度的采集和報(bào)警。 PCB圖，仿真 語(yǔ)言程序 原理圖等全套設(shè)計(jì)，聯(lián)系 153893706 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課 程 名 稱 : 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 課 程 代 碼 : 題 目 : 高溫天氣報(bào) 警器 年級(jí) /專業(yè) /班 :2020 級(jí) /車輛工程 /西華理（ 1） 學(xué) 生 姓 名 : 學(xué) 號(hào) : 開(kāi) 始 時(shí) 間 : 2020 年 07 月 02 日 完 成 時(shí) 間 : 2020 年 07 月 06 日 課程設(shè)計(jì)成績(jī)： 學(xué)習(xí)態(tài)度及平時(shí)成績(jī)（ 30） 技術(shù)水平與實(shí)際能力（ 20） 創(chuàng)新（ 5） 說(shuō)明書(shū)（計(jì)算書(shū)、圖紙、分析報(bào)告）撰寫(xiě)質(zhì)量（ 45） 總 分（ 100） 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 目 錄 摘要 ...........................................................3 1 引言 .........................................................4 背景及意義 .................................................4 任務(wù)與分析 .................................................4 2 系統(tǒng)方案設(shè) 計(jì) .................................................5 3 系統(tǒng)硬件介紹 .................................................6 89C52 單片機(jī) ................................................6 DS18B20 介紹 ................................................8 1602LCD 介紹 ..............................................14 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ................................................18 proteus 軟件環(huán)境介紹 .......................................18 Protel 軟件環(huán)境介紹 ........................................19 keil 軟件環(huán)境介紹 ..........................................20 5 硬件電路設(shè)計(jì) ................................................20 溫度采集單元電路 ..........................................20 1602LCD 顯示單元電路 .......................................20 超溫報(bào)警單 元電路 ..........................................21 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ......................................21 溫度采集電路的設(shè)計(jì) ........................................22 6 程序流程圖 ..................................................23 7 系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程 ................................................26 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 結(jié) 論 ........................................................29 致 謝 ........................................................30 參考文獻(xiàn) ......................................................31 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 摘 要 本設(shè)計(jì)是基于 89C52 單片機(jī)為控制核心的高溫報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)。詳細(xì)描述了利用DS18B20 開(kāi)發(fā)測(cè)溫系統(tǒng)的過(guò)程，重點(diǎn)對(duì)傳感器在單片機(jī)下的硬件連接，軟件編程以及各模塊系統(tǒng)流程進(jìn)行了分析，對(duì)各部分的電路也進(jìn)行了介紹。 DS18B20 與 89C52 實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)溫度報(bào)警系統(tǒng) ,可以用在天氣示警 領(lǐng)域，系統(tǒng)簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了對(duì)正常天氣溫度，高溫橙色報(bào)警與高溫紅色報(bào)警。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要求溫度測(cè)量的范圍向深度和廣度發(fā)展，以滿足工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的要求。以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的溫度報(bào)警器，具有安全可靠、操作簡(jiǎn)單方便、智能控制等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)被測(cè)量值超出預(yù)設(shè)范圍則發(fā)出警報(bào)，且精度高，適用于大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)以及教育教學(xué)領(lǐng)域。從工業(yè)爐溫、環(huán)境氣溫到人體溫度；從空間、海洋到家用電器，各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都離不開(kāi)測(cè)溫和控溫。 任務(wù)與分析 本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的控制中心是 89C52 單片機(jī)。然后在 8052 軟件環(huán)境中進(jìn)行系統(tǒng)的軟件編程，并進(jìn)行程序源文件的編譯和調(diào)試，最后生成 .hex 文件。把 .hex 文件加載到 89C52 單片機(jī)芯片，然后在 Proteus 軟件環(huán)境中運(yùn)行硬件電路，高溫天氣報(bào)警就可以正常運(yùn)行了。溫度傳感器 DS1820 是 本例的核心模塊， LCD顯示，用 C語(yǔ)言進(jìn)行編程。單片機(jī)將從 DS18B20 中讀出并轉(zhuǎn)化溫度信息。當(dāng)溫度在 35 攝氏度以下時(shí)，處于適宜天氣狀態(tài)，綠燈亮。這時(shí)蜂鳴器發(fā)出響聲作為警告。這時(shí)綠燈 滅，黃燈亮。這時(shí)綠色及黃色的LED 均滅，紅色 LED 示警。AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。