【正文】 系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。單片機為40所示。（2）GND：接地。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。（5）P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。（6）P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。（7）RST：復(fù)位輸入。（8）ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。（10）/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。（12）XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。 芯片擦除整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 DS18B20溫度傳感器DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝后可應(yīng)用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。 DS18B20的主要特性（1） 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電。（3） DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。（5） 溫范圍－55℃～+125℃。（7） 在9位分辨率時最多在 ，12位分辨率時最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。（9） 負(fù)壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。 DS18B20引腳定義：（1）DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；（2）GND為電源地；（3）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(biāo)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的外形及管腳排列： DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以12位轉(zhuǎn)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(dá)，其中S為符號位。 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FE6FH，55℃的數(shù)字輸出為FC90H 。 。在DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用 戶不要去改動。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補碼形式存放在 高速暫存存儲器的第0和第1個字節(jié)。對應(yīng)的溫度計算：當(dāng)符號位S=0時，直接將二進制位轉(zhuǎn)換為十進制；當(dāng)S=1時，先將補碼變?yōu)樵a，再計算十進制值。 DS18B20暫存寄存器分布寄存器內(nèi)容字節(jié)地址溫度值低位 （LS Byte）0溫度值高位 （MS Byte）1高溫限值（TH）2低溫限值（TL）3配置寄存器4保留5保留6保留7CRC校驗值8 根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機（單片機）控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進行復(fù)位操作，這樣才能對DS18B20進行預(yù)定的操作。 ROM指令表指 令約定代碼功 能讀ROM33H讀DS1820溫度傳感器ROM中的編碼（即64位地址）符合 ROM55H發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對應(yīng)的 DS1820 使之作出響應(yīng)，為下一步對該 DS1820 的讀寫作準(zhǔn)備。為操作各器件作好準(zhǔn)備。適用于單片工作。 RAM指令表指 令約定代碼功 能溫度變換44H啟動DS1820進行溫度轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換時最長為750ms（）。讀暫存器0BEH讀內(nèi)部RAM中9字節(jié)的內(nèi)容寫暫存器4EH發(fā)出向內(nèi)部RAM的4字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。重調(diào) EEPROM0B8H將EEPROM中內(nèi)容恢復(fù)到RAM中的第3字節(jié)。寄生供電時DS1820發(fā)送“ 0 ”，外接電源供電 DS1820發(fā)送“ 1 ”。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。其輸出用于修正計數(shù)器1的預(yù)置值。注意：在外部供電的方式下，DS18B20的GND引腳不能懸空 ，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85℃。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點，即使電源電壓VCC降到3V時，依然能夠保證溫度量精度。是一種專門顯示字母、數(shù)據(jù)、符號等的點陣型液晶。 LCD1602 引腳定義LCD1602具有16個引腳。 LCD1602指令表 顯示自定義字符顯示自定義字符步驟如下：（1） 先將自定義字符寫入CGRAM。用戶可以向CGRAM中定義內(nèi)容。（2） 將CGRAM中的自定義字符傳送到DDRAM中。然后設(shè)定CGRAM數(shù)據(jù)的內(nèi)容。 系統(tǒng)原理框圖 單片機的典型電路單片機的典型電路包括時鐘電路和復(fù)位電路。 單片機時鐘電路 復(fù)位電路上電復(fù)位電路：RC構(gòu)成微分電路，在接電瞬間產(chǎn)生一個微分脈沖，其寬度大于2個機器周期。通過調(diào)節(jié)10K滑動變阻器來調(diào)節(jié)顯示屏的亮度，以便清晰顯示數(shù)據(jù)。 溫度檢測電路連接圖 溫度報警電路本設(shè)計采軟件處理報警，利用有源蜂鳴器進行報警輸出，采用直流供電。也可采用發(fā)光二級管報警電路，如果需要報警，則只需將相應(yīng)位置1，當(dāng)參數(shù)判斷完畢后，再看報警模型單元ALARM 報警電路硬件連接圖第5章 軟件設(shè)計系統(tǒng)程序主要包括主程序、溫度檢測程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計算溫度子程序顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。 主程序流程圖 溫度檢測程序DS18B20在單片機的控制下分三個階段：18B20初始化、讀18B寫18B20。先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”；延時（該時間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點）， 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”；延時750μs（該時間的時間范圍可以從480到960μs）； 數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”；延時等待（如果初始化成功則在15到60μs時間之內(nèi)產(chǎn)生一個由DS18B20所返回的低電平“0”；據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進行等待，不然會使程序進入死循環(huán)，所以要進行超時控制）。 DS18B20的初始化流程圖 讀DS18B20程序。讀數(shù)據(jù)時，主機生成讀時間隙。因此，主機在讀時間隙開始后必須把I/O腳狀態(tài)。引腳將被外部上拉電阻拉到高電平。 讀DS18B20流程圖 寫DS18B20程序。當(dāng)主機把數(shù)據(jù)從邏輯高電平拉到邏輯低電平的時候，寫時間隙開始。時間隙和寫0所有寫時間隙必須最少持續(xù)60μs，包括兩個寫周期至少1μsI/O線電平變低后，DS18B20到60μs線采樣。主機要生成一個寫時間隙，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平然后釋放，在寫時間隙開始后的15μs主機要生成一個寫0每個讀時隙都由主機發(fā)起，至少拉低總線1μs，在主機發(fā)起讀時序之后，單總線器件才開始在總線上發(fā)送0所有讀時序至少需要60μs。在本程序設(shè)計中采用1s顯示程序延時法等待轉(zhuǎn)換的完成。 溫度轉(zhuǎn)換流程圖 計算溫度子程序流程圖 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顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進行刷新操作，當(dāng)最高顯示位為0時，將符號顯示位移入下一位。因為仿真圖看不出蜂鳴報警器是否響，所以這里用報警指示燈來代替蜂鳴報警電路。液晶第一行顯示仿真的日期，第二行顯示分別為溫度值、溫度單位和溫度檢測的路數(shù)。因為該溫度超出了設(shè)定溫度的下限，所以報警指示燈亮。圖c顯示為第3路DS18B20所檢測的溫度，其溫度超出了設(shè)定范圍的上限，報警指示燈亮。 實物制作仿真結(jié)果出來后照著系統(tǒng)仿真圖開始進行實物制作。然后依照電路進行焊接實物。先編寫顯示程序并進行硬件的正確性檢驗，然后分別進行主程序、讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計算溫度子程序和顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等的編程及調(diào)試。本程序采用單片機C語言編寫，用Keil C編譯器編程調(diào)試。軟硬件分別調(diào)試完成以后，將程序下載入單片機中，電路板接上電源，系統(tǒng)開始運行。經(jīng)過一個循環(huán)周期后，開始顯示各路溫度。由于我們在用軟件仿真的時候都是假設(shè)所有的元件為理想狀態(tài)，但是在現(xiàn)實中，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到理想狀態(tài)，元器件總是或多或少存在一些問題，所以成品有可能和仿真出的結(jié)果有一些誤差。結(jié)論本設(shè)計利用AT89C51由于DS18B20可以并聯(lián)到3根線上，CPU通信，占用較少的微處理器的端口就可以實現(xiàn)多點測溫監(jiān)控系統(tǒng)。由于DS18B20結(jié)增量電壓正比于IC通過本次設(shè)計，讓我對單片機AT89C51的原理應(yīng)用以及與周邊系統(tǒng)的連接融合環(huán)節(jié)有了深入的認(rèn)識，針對溫度傳感器DS18B20芯片的原理我通過網(wǎng)絡(luò)資料對其有了更深刻的理解。參 考 文 獻[1] 常喜茂,孔英會,付小寧．C51基礎(chǔ)與應(yīng)用實例[M]．電子工業(yè)出版社,．[2] 余永權(quán).ATMEL89系列單片機應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：航空航天大學(xué)出版社，北京：國防工業(yè)出版社，．[5] 張文娜，葉湘濱．傳感器接口電路的抗干擾技術(shù)及其應(yīng)用[J].渭南師范學(xué)院學(xué)報，2009,(2)倉庫溫濕度的多點移動監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].(3)偉,戈振揚．烤煙房溫濕度無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].．[9] 51單片機學(xué)習(xí)網(wǎng)論壇. //[10] SingleChipMicroputer． html．[11]