【正文】 片（），采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力(如算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理)的微處理器(CPU)，隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，只讀程序存儲(chǔ)器(ROM)，輸入輸出電路(I/O口)，可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信口(SCI)，顯示驅(qū)動(dòng)電路(LCD或LED驅(qū)動(dòng)電路)，脈寬調(diào)制電路(PWM)，模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小然而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 單片機(jī)芯片 各類單片機(jī)應(yīng)用芯片 由此來看，單片機(jī)有著微處理器所不具備的功能，它可單獨(dú)地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機(jī)最大的特征。正是因?yàn)閱纹瑱C(jī)功能之強(qiáng)大，應(yīng)用范圍之廣，我們要努力掌握它。 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇：單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。例如精密的測量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無線電對(duì)講機(jī)等。此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。在編寫軟件之前，首先要確定一些常數(shù)、地址，事實(shí)上這些常數(shù)、地址在設(shè)計(jì)階段已被直接或間接地確定下來了。然后用文本編輯器（如EDIT、CCED等）編寫軟件，編寫好后，用編譯器對(duì)源程序文件編譯，查錯(cuò)，直到?jīng)]有語法錯(cuò)誤，除了極簡單的程序外，一般應(yīng)用仿真機(jī)對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試，直到程序運(yùn)行正確為止。在源程序被編譯后，生成了擴(kuò)展名為HEX的目標(biāo)文件，一般編程器能夠識(shí)別這種格式的文件，只要將此文件調(diào)入即可寫片。 測量范圍為55℃～+125℃；178。 所測的溫度值可以由LCD直讀顯示；178。 進(jìn)一步熟悉Proteus，keil，protel，word，visio軟件的功能和使用方法。根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能，先在proteus軟件上仿真，根據(jù)所選用的硬件可以將整個(gè)軟件設(shè)計(jì)成若干個(gè)子程序，譬如初始化，復(fù)位，發(fā)送指令，讀取數(shù)據(jù)，顯示溫度等構(gòu)成，可以將以上子程序分別設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)各自功能，再在主程序中調(diào)用，實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。 方案一采用熱電偶溫差電路測溫，溫度檢測部分可以使用低溫?zé)犭娕?，熱電偶由兩個(gè)焊接在一起的異金屬導(dǎo)線所組成（），熱電偶產(chǎn)生的熱電勢由兩種金屬的接觸電勢和單一導(dǎo)體的溫差電勢組成。熱電偶的優(yōu)點(diǎn)是工作范圍非常寬，且體積小，但是他們也存在著輸出電壓小，容易遭受來自導(dǎo)線環(huán)路的噪聲影響以及漂移較高的缺點(diǎn)，并且這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫比較麻煩。圖 熱敏電阻 方案三采用鉑電阻，其優(yōu)點(diǎn)是測量精度高，測量范圍廣，但同時(shí)也存在缺點(diǎn):熱響應(yīng)慢，且成本很高。從以上四種方案，很容易看出，采用方案四，電路比較簡單，軟件設(shè)計(jì)也比較簡單，故采用了方案四。聲音報(bào) 警電路控制電路測溫電路顯示電路顯示控制電路　總體設(shè)計(jì)方框圖本設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)[4]，它有高可靠，抗干擾，低功耗的特點(diǎn)。此處晶振采用12MHZ。 晶振電路 復(fù)位電路本設(shè)計(jì)顯示電路采用1602液晶[7]顯示模塊芯片。另外，由于l602芯片編程比較簡單，界面直觀，因此更加易于使用者操作和觀測。DS18B20的性能特點(diǎn)如下：●獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；●多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；●無須外部器件；●可通過數(shù)據(jù)線供電，~；●零待機(jī)功耗；●溫度以9或12位數(shù)字；●用戶可定義報(bào)警設(shè)置；●報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；●負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。溫度傳感器高溫觸發(fā)器TH配置寄存器低溫觸發(fā)器TL8位CRC發(fā)生器存儲(chǔ)器與控制邏輯高 速 緩 存64位ROM和單線線接口 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)64位ROM的結(jié)構(gòu)開始8位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有48位，最后8位是前面56位的CRC檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè)DS18B20可以采用一線進(jìn)行通信的原因。DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的E2PROM。頭2個(gè)字節(jié)包含測得的溫度信息，第3和第4字節(jié)TH和TL的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。DS18B20工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。溫度 LSB溫度 MSBTH用戶字節(jié)1TL用戶字節(jié)2配置寄存器保留保留保留CRC TMR0R111111 　DS18B20字節(jié)定義，DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間越長。高速暫存RAM的第8字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯1。當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。單片機(jī)可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，℃／LSB形式表示。 DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表R1R2分辨率/位溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間/ms009011010113751112750DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測得的溫度值與RAM中的TH、TL字節(jié)內(nèi)容作比較。因此，可用多只DS18B20同時(shí)測量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索。主機(jī)ROM的前56位來計(jì)算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值作比較，以判斷主機(jī)收到的ROM數(shù)據(jù)是否正確。斜率累加器計(jì)數(shù)比較器預(yù)置低溫度系數(shù)振蕩器高溫度系數(shù)振蕩器減法計(jì)數(shù)器1減法計(jì)數(shù)器2減到0減到0預(yù)置溫度寄存器斜率累加器計(jì)數(shù)比較器預(yù)置 DS18B20測溫原理圖中還有一個(gè)計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，DS18B20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)而完成溫度測量。減法計(jì)數(shù)器１對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器１的預(yù)置值減到０時(shí)，溫度寄存器的值將加１，減法計(jì)數(shù)器１的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器１重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到０時(shí)，停止溫度寄存器的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值?！∫徊糠譁囟葘?duì)應(yīng)值表溫度/℃二進(jìn)制表示十六進(jìn)制表示+1250000 0111 1101 000007D0H+850000 0101 0101 00000550H+0000 0001 1001 00000191H+0000 0000 1010 000100A2H+0000 0000 0000 00100008H00000 0000 0000 10000000H1111 1111 1111 0000FFF8H1111 1111 0101 1110FF5EH1111 1110 0110 1111FE6FH551111 1100 1001 0000FC90H另外，由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。操作協(xié)議為：初使化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。另一種是寄生電源供電方式，為保證在有效的DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)MOSFET管來完成對(duì)總線的上拉當(dāng)DS18B20處于寫存儲(chǔ)器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為10us。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。其中有兩個(gè)是用于選擇切換設(shè)置報(bào)警上下限溫度，另外兩個(gè)分別用于設(shè)置報(bào)警溫度的加和減。 獨(dú)立按鍵 *4矩陣式按鍵之一 4*4矩陣式按鍵本設(shè)計(jì)利用有源蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警輸出，采用直流供電。（也可采用發(fā)光二級(jí)管報(bào)警電路，如過需要報(bào)警，則只需將相應(yīng)位置1，當(dāng)參數(shù)判斷完畢后，再看報(bào)警模型單元ALARM 的內(nèi)容是否與預(yù)設(shè)一樣，如不一樣，則發(fā)光報(bào)警）報(bào)警電路硬件連接見圖。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。主程序需要調(diào)用4 個(gè)子程序，分別為數(shù)碼管顯示程序，溫度測試及處理子程序，報(bào)警子程序，中斷設(shè)定子程序。●溫度測試及處理程序：對(duì)溫度芯片送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)行判斷和顯示?！裰袛嘣O(shè)定程序：實(shí)現(xiàn)設(shè)定上下限報(bào)警功能。溫度轉(zhuǎn)換子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令，在本程序設(shè)計(jì)中采用while循環(huán)不停的掃描從而來等待轉(zhuǎn)換的完成。 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)分離后的溫度顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)標(biāo)志位位為1時(shí)將符號(hào)顯示位移入第一位。上/下限按鍵按下ADD鍵是否按下DEC鍵是否按下顯示切換標(biāo)志位是否為“0”調(diào)用顯示子程序報(bào)警溫度加1報(bào)警溫度減1YNYNYN 按鍵掃描處理子程序 1602液晶顯示開始初始化1602延時(shí)調(diào)用子程序設(shè)置第一行顯示位置與內(nèi)容調(diào)用子程序設(shè)置第二行顯示位置與內(nèi)容 液晶顯示粗略流程圖五 系統(tǒng)的測試 測試的意義 216。 好的測試方案是極可能發(fā)現(xiàn)迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的測試方案；216。 從上述規(guī)則可以看出，測試的正確定義是“為了發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過程”。 測試過程在將程序下載到單片機(jī)開發(fā)板進(jìn)行測試之前，先是就各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)和相應(yīng)程序在keil軟件上進(jìn)行編寫，再