【正文】 ........... 36 參考文獻 ...................................................... 37 附錄 .......................................................... 38 大學畢業(yè)設計論文 1 第一章 緒論 系統(tǒng)功能 溫度測量功能 利用 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器實現(xiàn)對溫度進行準確的測量，使溫度值顯示到數(shù)碼管上。 系統(tǒng)工作流程 ，見圖 11 圖 11系統(tǒng)工作流程 系統(tǒng)上電初始化 DS18B20 進行數(shù)據(jù)的采集并將數(shù)據(jù)以二進制的形式傳至單片機 單片機對數(shù)據(jù)進行處理 數(shù)碼管進行溫度顯示 通過串口將數(shù)據(jù)傳至計算機 大學畢業(yè)設計論文 2 本系統(tǒng)優(yōu)點 線路簡單 DS18B20 與單片機之間一根導線進行數(shù)據(jù)傳輸，不需要對數(shù)據(jù)進行轉換，接線簡單。 大學畢業(yè)設計論文 3 第二章 系統(tǒng)硬件介紹 系統(tǒng)硬件及 軟件組成 ． 1 硬件組成 本系統(tǒng)所用的硬件有： 見表 21。 STC 單片機介紹 單片機作為微型計算機的一個重要分支，其應用范圍很廣，發(fā)展也很快。 單片機在我國的應用始于 20 世紀 70 年代末，那時我國的科研工作者開始對單片機的應用進行了初期探索， 20 世紀 80 年代，單片機在我國得以廣泛的應用，各理工 科 院校陸續(xù)開設了有關應用課程。 20 世紀80 年代末至 90年代初，我國在工業(yè)控制領域開始轉向使用 Intel 公司生產(chǎn)的 MCS51。但是，它突破了原有的集成結構，在內(nèi)部繼承了越來越多的外圍電路和外設接口，從而發(fā)展成為控制器(MicroController)的體系結構，其發(fā) 展歷程大致分為以下幾步： 第一階段：單片機的控索階段 第二階段：單片機的完善階段 第三階段： 8 位單片機的鞏固發(fā)展及 16位單片機的推出階段 第四階段：微控制器的全面發(fā)展階段 單片機已在各行業(yè)得到廣泛應用，為適應更多的應用領域，廠家采取了在一塊單片機芯片上集成多種功能部件和大容量存儲器的方法。這種系統(tǒng)成本低廉 ,結構簡單，常構成一些簡單的控制系統(tǒng)，如開關狀態(tài)的輸入 /輸出控制等。 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 STC89C52 具有以下標準功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器 一個 6 向量 2 級中斷結構，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 2． 2． 1． 1 引腳結構 ,見圖 21 圖 21單片機封裝及引腳結構 2． 2． 1． 2 內(nèi)部邏輯圖 ，見圖 22 圖 22內(nèi)部邏輯圖 2． 2． 1． 3 引腳功能描述 VCC ：電源 GND：地 P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。對 P0 端口 寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。程序校驗時，大學畢業(yè)設計論文 6 需要外部上拉電阻。對 P1 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和時器 /計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ），具體如下表所示。 P2 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在這種應用中， P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。對 P3 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口 拉高，此時可以作為輸入口使用。P3 口亦作為 STC89C52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 RST: 復位輸入?？撮T狗計時完成后， RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。 DISRTO 默認狀態(tài)下，復位高電平有效。在 flash 編程時，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， ALE 脈沖將會跳過。這一位置“ 1”， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 指令時有效。這個 ALE 使能標志位 地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位）的設置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。當 STC89C52 從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時， PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， PSEN 將不被激活。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構建引入全新概念。C~+125176。C 范圍內(nèi) ,精度為 177。C 。 2176?，F(xiàn)場溫度直接 以 “ 一線總線 ” 的數(shù)字方式傳 輸 ，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。與前一代產(chǎn)品不同，新的 產(chǎn)品支持 3V~ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設計更靈活、方便。 DS18B DS1822 的特性 DS18B20 可以程序設定 9~12 位 的分辨率，精度為 177。C 。分辨 率設定，及用戶設定的報警溫度存儲在 EEPROM 中，掉電 依然保存。省略了存儲用戶定義報警溫度、分辨率參數(shù)的 EEPROM，精度降低為 177。C ，適用于對性能要求不高，成本控制嚴格的應用，是經(jīng)濟型產(chǎn)品。 DS18B20 和 DS1822 使電壓、特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構建適合自己的經(jīng)濟的測溫系統(tǒng)。 DS18B20 的管腳排列如下 : DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端； GND為電源地； VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。 64位光刻 ROM 的排列是：開始 8位（ 28H）是產(chǎn)品類型標號，接著的 48位是該 DS18B20 自身的序列號，最后 8 位是前面 56位的循環(huán)冗余校驗碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。 DS18B20 中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以 12 位轉化為例 :用 16 位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB形式表達，其中 S為符 號位 ，見表 21。 例如 +125℃ 的數(shù)字輸出為 07D0H， +℃ 的數(shù)字輸出為 0191H， ℃ 的數(shù)字輸出為 FF6FH， 55℃ 的數(shù)字輸出為 FC90H。 C 64 位 ROM 和 單 線 高速緩存 存儲器與控制邏輯 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 發(fā)生器 Vdd 大學畢業(yè)設計論文 9 圖 23DS18B20內(nèi)部內(nèi)部邏輯圖 DS18B20 讀寫時序 主機使用時間隙 (time slots)來讀寫 DSl820 的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位 時序見圖 24 主機總線 to 時刻發(fā)送一復位脈沖 (最短為 480us 的低電平信號 )接著在 tl 時刻釋放總線并進入接收狀態(tài) DSl820 在檢測到總線的上升沿之后 等待 1560 接著 DS1820 在 t2 時刻發(fā)出存在脈沖 (低電平 持續(xù) 60240 us)如圖中虛線所示 圖 24DS18B20初始化時序圖 程序： Init_DS18B20(void)//初始化 ds1820 { DQ = 1。 _nop_()。 //單片機將 DQ拉低 ,發(fā)出復位脈沖（要求 480us~960us) Delay(70)。 //拉高總線 (要求 16~60us) Delay(5)。 //如果 =0則初始化成功 =1則初始化失敗 Delay(25)。 return(presence)。 圖 25寫時間隙 程序： WriteOneChar(unsigned char dat) { unsigned char i=0。 i0。 DQ = datamp。 delay(5)。 dat=1。 unsigned char dat = 0。i0。 // 給脈沖信號 dat=1。 // 給脈沖信號