【正文】 tmel 公司生產(chǎn)的 STC12C5A16S2 單片機(jī)是一種 低功耗 /低電壓、 高性能的 8 位單 片機(jī)，內(nèi)部除 CPU 外，還包括 128B 的內(nèi)部用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM， 4KB 的內(nèi)部用戶程序存儲(chǔ)器， 4 個(gè) 8位并行可 編程 I/0 口， 2 個(gè) 16位計(jì)數(shù) /定時(shí)器， 5 個(gè)中斷源， 2 個(gè)優(yōu)先級(jí)別， 1 個(gè)可編程的串行通信口。 （ 2） 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 又稱 RAM， STC12C5A16S2 內(nèi)部有 128 個(gè) 8 位用戶數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專(zhuān)用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專(zhuān)用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所 以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個(gè)，可存放讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型 數(shù)據(jù) 。 （ 3） 程序存儲(chǔ)器 又稱 ROM， S51 共有 4KB 的 掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 （ 4） 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ， S51 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 稱為定時(shí)器 0（ T0）和定時(shí)器1（ T1）。 并且可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作方式、定時(shí)時(shí)間、計(jì)數(shù)值、啟動(dòng)、中斷請(qǐng)求等都可以由程序設(shè)定。共有 5 個(gè)中斷源，即 兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，并具有 兩個(gè) 優(yōu)先級(jí)別 的 選擇。 用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序， 系統(tǒng)允許的晶振頻率一般位 6MHz 和 12MHz，在應(yīng)用精度要求較高的場(chǎng)合一般選用 ，可以使定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器更精確。 外部介紹： STC12C5A16S2 單片機(jī)引腳如下圖： 基于單片機(jī)的溫度 上下限 控制 報(bào)警 器 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè)，共 33 頁(yè) STC12C5A16S2 單片機(jī) 引腳介紹： — (39— 32)： P0 口是一個(gè)漏極開(kāi)路型準(zhǔn)雙向 I/O 口。在 EPROM編程時(shí)，它接收指令字節(jié)，而在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。 — (18)： P1 口是帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 — (2128)： P2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在對(duì) EFROM 編程和程序驗(yàn)證期間，它接收高 8 位地址。 P1 口設(shè)定 , , , , , , , , P1M0[7:0] P1M1[7:0] I/O 口模式（ 如做 A/D 使用。 4 路 PWM 還可當(dāng) 4 路 D/A 使用 ● 2 個(gè)硬件 16 位定時(shí)器，兼容普通 8051 的定時(shí)器。 2：溫度傳感器 美國(guó) Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 是世界上第一片支持 一線總線 接口的溫度傳感器，在其內(nèi)部使用了在板（ ONB0ARD）專(zhuān)利技術(shù)。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。使你可以充分發(fā)揮“一線總線”的優(yōu)點(diǎn)。 在傳統(tǒng)的模擬信號(hào)遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量系統(tǒng)中，需要很好的解決引線誤差補(bǔ)償問(wèn)題、多點(diǎn)測(cè)量切換誤差問(wèn)題和放大電路零點(diǎn)漂移誤差問(wèn)題等技術(shù)問(wèn)題，才能夠達(dá)到較高的測(cè)量精度。因此，在溫度測(cè)量系統(tǒng)中，采用抗干擾能力強(qiáng)的新型數(shù)字溫度傳感器是解決這些問(wèn)題的最有效方案，新型數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的測(cè)溫效果。 （ 2） .在 DS18B20 中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。 （ 4） .測(cè)量溫度范圍在－ 55。 C 之間。 （ 6） .內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。 序號(hào) 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號(hào) 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。 由于 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)位有 著嚴(yán)格的時(shí)序要求。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫(xiě)時(shí)序開(kāi)始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫(xiě)命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。 基于單片機(jī)的溫度 上下限 控制 報(bào)警 器 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè)，共 33 頁(yè) DS18B20 的讀時(shí)序 對(duì)于 DS18B20 的讀時(shí)序分為讀 0 時(shí)序和讀 1 時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。 DS18B20 在完成一個(gè)讀時(shí)序過(guò)程，至少需要 60us 才能完成。 對(duì)于 DS18B20 寫(xiě) 0 時(shí)序和寫(xiě) 1 時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫(xiě) 0 時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20 能夠在15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO 總線上的“ 0”電平，當(dāng)要寫(xiě) 1 時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在 15us 之內(nèi)就得釋放單總線。用三個(gè) 8550PNP 三極做為每一位 LED管的驅(qū)動(dòng)電路，這樣使得數(shù)碼管電流量更大，亮度更亮。 基于單片機(jī)的溫度 上下限 控制 報(bào)警 器 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè)，共 33 頁(yè) 4：報(bào)警電路 采用有源蜂鳴器做為報(bào)警器，用一個(gè) PNP 三極管 8550 做為驅(qū)動(dòng)。 5：按鍵電路 三個(gè)輕觸開(kāi)關(guān)組成按鍵電路，因?yàn)槎际仟?dú)立的按鍵所以采 用直接接地的方法，這樣電路比較簡(jiǎn)單，達(dá)到了效果。按下設(shè)置鍵第二次， L XX℃且數(shù)碼管閃爍，這時(shí)可以調(diào)整報(bào)警下限溫度值。通過(guò)“減鍵”可以對(duì)設(shè)置數(shù)值減。最高可加到 100，最低可減到 0。 圖中沒(méi)有采用按鍵做為復(fù)位電路，直接采用電容充電的方式做為復(fù)位，在每上電時(shí)單片機(jī)復(fù)位一次這樣就可以達(dá)到重啟單片機(jī)的效果。245。211。232。195。 1：主程序 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理 DS18B20 的測(cè)量的當(dāng)前溫度值，溫度測(cè)量每 1s 進(jìn)行一次。 圖 2 主程序流程圖 圖 3 讀溫度流程圖 初始化 調(diào)用顯示子程序 1S 到？ 初次上電 讀出溫度值溫度計(jì)算處理顯示數(shù)據(jù)刷新 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令 N Y N Y Y 發(fā) DS18B20 復(fù)位命令 發(fā)跳過(guò) ROM 命令 發(fā)讀取溫度命令 讀取操作， CRC 校驗(yàn) 9 字節(jié)完？ CRC 校驗(yàn)正？ 確？ 移入溫度暫存器 結(jié)束 N N Y 基于單片機(jī)的溫度 上下限 控制 報(bào)警 器 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè)，共 33 頁(yè) 發(fā) DS18B20復(fù)位命令 發(fā)跳過(guò) ROM 命令 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令 結(jié)束 2：讀出溫度子程序 讀出溫度子程序的主要功能是讀出 RAM 中的 9 字節(jié)，在讀 出時(shí)需進(jìn)行 CRC 校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫(xiě)。 3：溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令，當(dāng)采用 12 位分辨率時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為750ms，在本程序設(shè)計(jì)中采用 1s 顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。程序流程圖如圖 5。 按功能鍵，按一下調(diào)整溫度下限，按加減可以對(duì)溫度下限的參數(shù)調(diào)整，在按 功能鍵，調(diào)整溫度上限，按加減可以對(duì)溫度上限進(jìn)行調(diào)整，按第三次恢復(fù)正常顯示。 開(kāi)始 溫度零下 ? 溫度值取 補(bǔ)碼置“ — ”標(biāo)志 計(jì)算小數(shù)位溫度 BCD值 計(jì)算整數(shù)位溫度 BCD值 結(jié)束 置“ +”標(biāo)志 N Y 溫度數(shù)據(jù)移入顯示寄存器 個(gè) 位數(shù) 0？ 十 位數(shù) 0？ 個(gè)位數(shù)顯示符號(hào)十位數(shù)不顯示 十 位數(shù)顯示數(shù)據(jù)（不顯示符號(hào)） 結(jié)束 N N Y Y 基于單片機(jī)的溫度 上下限 控制 報(bào)警 器 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè)，共 33 頁(yè) 測(cè)試方法 數(shù)字萬(wàn)用表主要用來(lái)測(cè)試分立元件的電阻、壓降、漏電流、截止 /導(dǎo)通狀態(tài)等參數(shù)；直流穩(wěn)壓電源在測(cè)試期間為各待測(cè)系統(tǒng)供電。 2：總結(jié) 經(jīng) 過(guò) 1 個(gè) 多 月的設(shè)計(jì)與制作 ，終于完成了我們的數(shù)字溫度報(bào)警器的 畢業(yè) 設(shè)計(jì)，雖然沒(méi)有完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但從心底里說(shuō)，還是高興的，畢竟這次設(shè)計(jì)把實(shí)物都做了出來(lái)，高興之余不得不深思呀！ 在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)很多的問(wèn)題，雖然以前還做過(guò)這樣的設(shè)計(jì)但這次設(shè)計(jì)真的讓我們長(zhǎng)進(jìn)了很多 。 這次畢業(yè) 設(shè)計(jì)重點(diǎn)就在于軟件算法的設(shè)計(jì)，需要有很巧妙的程序算法，雖然以前寫(xiě)過(guò)幾次程序，但我們覺(jué)的寫(xiě)好一個(gè)程序并不是一件簡(jiǎn)單的事，有好多的東西，只有我們們?nèi)ピ囍隽?，才能真正的掌握，只學(xué)習(xí)理論有些東西是很難理解的，更談不上掌握。 致謝 首先要衷心感謝的是 我們的指導(dǎo)教師 陳 顯祥和王松老師！ 在我們學(xué)習(xí)期間不僅傳授了做學(xué)問(wèn)的秘訣，還傳授了做人的準(zhǔn)則。無(wú)論是在理論學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題、資料查詢、開(kāi)題、研究和撰寫(xiě)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，無(wú)不得到導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和幫助。 我們還要向關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的朋友們 表示真摯的謝意！感謝他們對(duì)我們的關(guān)心、關(guān)注和支持！ 大學(xué)的生活讓我們有了堅(jiān)強(qiáng)的性格，冷靜的頭腦和永遠(yuǎn)樂(lè)觀的態(tài)度。 附件 附件 1： PCB板圖： 附件 2：成品實(shí)物圖： 基于單片機(jī)的溫度 上下限 控制 報(bào)警 器 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè)，共 33 頁(yè) 基于單片機(jī)的溫度 上下限 控制 報(bào)警 器 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè)，共 33 頁(yè) 附件 3：程序源文件 /*/* 溫度控制器 顯示為三個(gè)共陽(yáng)極 LED 溫度傳感器用單總線 DS18B20 CPU 為 2051，四個(gè)按鍵，分別為 UP， DOWN， SET 溫度調(diào)節(jié)上限為 125 度，下限為 55 度 只 能用于單只 18B20 */ include include define uchar unsigned char define uint unsigned int code unsigned char seg7code[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92, 0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xbf}。 //帶小數(shù)點(diǎn)的共陽(yáng)數(shù)碼管段碼 sbit Key_UP=P1^6。 //下調(diào)溫度 sbit Key_SET=P1^5。 //LED DS1 控制（百位） sbit LEDTwoC=P2^5。 //LED DS3 控制（個(gè)位） sbit DQ=P2^0。//繼電器輸出器輸出 sbit Hled=P3^6。 sbit Lled=P3^4。 unsigned int shangxian。 //下限報(bào)警溫度，默認(rèn)值為 5 uchar data wendu[3]。 unsigned char l,h,j,k,fuhao,fg,fg1。 /**************************************** ****ds18b20 延時(shí)函數(shù) *********************/ void delay(unsigned int i) { while(i)。 bit flag。 delay(20)。 delay(200)。 delay(10)。 if(i==0) { flag=1。 break。 } /*******