【正文】 s widely used. This article will introduce the singlechip microputerbased control of a digital thermometer, and a singlechip digitalbased temperature measurement and control system used in the design of room temperature detection program, which is the use of the indoor temperature sensor to temperature change, transform into changes in voltage, and its value from singlechip processing, and finally by the singlechip microputer to control the digital display shows actual room temperature. The system has a temperature, the lower limit alarm function. In this paper, both hardware and software described in detail the temperature AT89C51based detection system to DS18B20 device for temperature detection and temperature display and an additional overtemperature alarm function. Acquisition sensors temperature DS18B20 connect directly to the way oneway signal transmission, the use of digital data transmission system greatly enhanced the antiinterference. Therefore, the number of singlebus device DS18B20 environment suitable for all kinds of temperature measurements at the scene. In the temperature measurement accuracy, conversion time, transmission distance, resolution, etc. than before the temperature sensor has a lot of improvement, the system has a simple structure, reliable operation, the error small, and characteristics of lowcost. In this paper, AT89C51 and DS18B20 also carried out a detailed description of the system conducted a careful analysis of Principle.Keywords Singlechip。本文還對(duì)AT89C51及DS18B20進(jìn)行了詳細(xì)的敘述，并對(duì)系統(tǒng)原理進(jìn)行了仔細(xì)分析。因此，數(shù)字化單總線器件DS18B20適合于各種環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量。本文從硬件和軟件兩方面詳細(xì)敘述了基于AT89C51的溫度檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以DS18B20為溫度檢測(cè)裝置，并附加了溫度顯示和超溫報(bào)警功能。本文將介紹一種基于單片機(jī)控制的數(shù)字溫度計(jì)，提出一種基于單片機(jī)并采用數(shù)字化溫度測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用于室溫檢測(cè)的設(shè)計(jì)方案，該方案是利用溫度傳感器將室內(nèi)溫度的變化，變換成電壓的變化，其值由單片機(jī)處理，最后由單片機(jī)去控制數(shù)字顯示器，顯示室內(nèi)的實(shí)際溫度。xx大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文基于單片機(jī)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)摘要隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。單片機(jī)在溫度檢測(cè)方面得到廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)具有溫度上、下限報(bào)警功能。溫度采集傳感器DS18B20直接以單線連接的方式進(jìn)行信號(hào)傳輸，采用數(shù)字化數(shù)據(jù)傳送方式大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。它在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較以前的溫度傳感器都有了很大的改進(jìn)，系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，誤差小，且成本低廉等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞　單片機(jī)；傳感器；溫度測(cè)量Based on singlechip temperature detection systemAbstractWith the progress and development, singlechip technology has spread to our lives, work。Sensor。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻為溫度敏感元件、多路模擬開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器及單片機(jī)等組成的系統(tǒng)。要達(dá)到較高的測(cè)量精度需要很好的解決引線誤差補(bǔ)償問題、多點(diǎn)測(cè)量切換誤差問題和放大電路零點(diǎn)漂移誤差等問題，使溫度檢測(cè)復(fù)雜化。今天，我們的生活環(huán)境和工作環(huán)境有越來(lái)越多稱之為單片機(jī)的小電腦在為我們服務(wù)。時(shí)下，家用電器和辦公設(shè)備的智能化、遙控化、基于單片機(jī)的溫度測(cè)控系統(tǒng)在室內(nèi)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)模糊控制化己成為世界潮流，而這些高性能無(wú)一不是靠單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，為自動(dòng)化和各個(gè)測(cè)控領(lǐng)域中必不可少且廣泛應(yīng)用的器件，尤其在日常生活發(fā)揮越來(lái)越大的作用?；诖耍菊n題圍繞應(yīng)用于室內(nèi)的基于單片機(jī)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)展開應(yīng)用研究工作[1]。數(shù)字化過(guò)程中，檢測(cè)儀表變化比較大，經(jīng)過(guò)幾個(gè)階段，近來(lái)多采用ASIC專用集成電路，而且把傳感器和微處理器及網(wǎng)絡(luò)接口封裝在一個(gè)器件中，完成信息獲取、處理、傳輸、存貯等功能。隨著國(guó)內(nèi)外工業(yè)的日益發(fā)展，溫度檢測(cè)技術(shù)也有了不斷的進(jìn)步，目前的溫度檢測(cè)使用的方法種類繁多，應(yīng)用范圍也較廣泛，大致包括以下幾種方法：利用物體熱脹冷縮原理制成的溫度計(jì)；利用熱電效應(yīng)技術(shù)制成的溫度檢測(cè)元件；利用熱阻效應(yīng)技術(shù)制成的溫度計(jì)；利用熱輻射原理制成的高溫計(jì)；利用聲學(xué)原理進(jìn)行溫度測(cè)量；利用紅外測(cè)溫技術(shù)。新一代溫度檢測(cè)元件正在不斷出現(xiàn)和完善化，例如：晶體管溫度檢測(cè)元件，集成電路溫度檢測(cè)元件，核磁共振溫度檢測(cè)器，熱噪聲溫度檢測(cè)器，石英晶體溫度檢測(cè)器，光纖溫度檢測(cè)器，激光溫度檢測(cè)器，微波溫度檢測(cè)器，純貴金屬熱電偶的研究，信息技術(shù)時(shí)代自動(dòng)化系統(tǒng)中的溫度檢測(cè)儀表[2]。 國(guó)內(nèi)溫度測(cè)量技術(shù)的發(fā)展情況因?yàn)閭鞲衅饔糜诟餍懈鳂I(yè)，加之這些年來(lái)，家用電器、汽車、信息產(chǎn)業(yè)三方面的飛速發(fā)展，對(duì)傳感器需求大增，所以傳感器制造業(yè)發(fā)展很快，形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，這就拉動(dòng)了工業(yè)設(shè)備，特別是半導(dǎo)體、設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展，所以中國(guó)特別關(guān)注傳感器產(chǎn)業(yè)。 國(guó)內(nèi)溫度檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向主要集中在以下幾個(gè)方面：擴(kuò)展測(cè)溫范圍、擴(kuò)大測(cè)溫對(duì)象、發(fā)展新型產(chǎn)品、適應(yīng)特殊環(huán)境下的測(cè)溫、顯示數(shù)字化和標(biāo)定自動(dòng)化。但總的來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)的技術(shù)還是落后國(guó)外技術(shù)一節(jié)。這種測(cè)量方法的缺點(diǎn)一是測(cè)量孔多了將影響烘爐的保溫性能，二是它測(cè)量的溫度，在烘爐長(zhǎng)度區(qū)間分布上，不是連續(xù)的量和存在測(cè)量死區(qū)，另外它無(wú)法測(cè)量烘爐內(nèi)產(chǎn)品自身的溫度。雖然我國(guó)在理論方面緊跟國(guó)外的步伐，但研究的方向是針對(duì)專門的行業(yè)，技術(shù)的應(yīng)用沒有普遍性。論文主要研究的內(nèi)容包括：溫度傳感器、單片機(jī)、顯示系統(tǒng)，使整個(gè)溫度檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)κ覂?nèi)的溫度進(jìn)行采集，將采集的信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，再由顯示電路顯示環(huán)境的實(shí)際溫度。如果超過(guò)我們?cè)O(shè)定的溫度限制，溫度報(bào)警系統(tǒng)將進(jìn)行報(bào)警，提醒人們進(jìn)行控制。該系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，具有較高的測(cè)量精度，安裝簡(jiǎn)單方便，性價(jià)比高，可維護(hù)性好。相對(duì)于其他的溫度檢測(cè)系統(tǒng)，本課題注意了溫度檢測(cè)系統(tǒng)的性能的提高，注重溫度檢測(cè)的遠(yuǎn)程化，合理考慮系統(tǒng)的制作成本和使用的方便性。模擬集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的，因此亦稱硅傳感器或單片成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一(僅測(cè)量溫度)、測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單。模擬集成溫度控制器主要包括溫控開關(guān)和可編程溫度控制器，典型產(chǎn)品有LM5AD22105和MAX6509。但它自成系統(tǒng)，工作時(shí)并不受微處理器的控制，這是二者的主要區(qū)別。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、刀D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器(或寄存器)和接口電路。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)；并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。智能溫度傳感器DS18B20正是朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。 DS18B20溫度傳感器簡(jiǎn)介 DS18B20是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS1820之后最新推出的一種數(shù)字化單總線器件，屬于新一代適配微處理器的改進(jìn)型智能溫度傳感器。并且從DSl8B20讀出的信息或?qū)懭隓Sl8B20的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫，溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無(wú)需額外電源。同時(shí)其一線總線獨(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)建引入了全新的概念?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以一線總線的數(shù)字方式傳輸，用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字方式串行輸出，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。它在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較DSl820都有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來(lái)了更方便和更令人滿意的效果。 DS18B20的性能特點(diǎn)DS18B20的性能特點(diǎn)如下：:DS18B20與微處理器連接時(shí)。：55℃到+l25℃。當(dāng)在10℃到+85℃圍內(nèi)，℃，在55℃到+125℃范圍內(nèi)，測(cè)量誤差也不過(guò)2℃。，即具有電源反接保護(hù)電路。但此時(shí)芯片無(wú)法正常工作。其管腳排列如圖21所示。UDD是可供選用的外部電源端，不用時(shí)接地，GND為地，NC空腳。C64 位ROM和單線接口高速緩存存儲(chǔ)器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圖22 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖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EERAM。頭2個(gè)字節(jié)包含測(cè)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。低5位一直為1，TM是工作模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測(cè)試模式，DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)0，用戶要去改動(dòng)，R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來(lái)設(shè)置分辨率。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。第9字節(jié)讀出前面所有8字節(jié)的CRC碼，可用來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第2字節(jié)。當(dāng)符號(hào)位S＝0時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號(hào)位S＝1時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值。表22 DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)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(cè)量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索。主機(jī)ROM的前56位來(lái)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。器件中還有一個(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(cè)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)置值將重新被裝入，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(cè)溫度值。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)[10]。圖24 DS18B20測(cè)溫原理圖圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率隨溫度變化而明顯改變，所生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將55℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。圖中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性，其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值，這就是DS18B20的測(cè)溫原理。系統(tǒng)對(duì)DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。DS18B20的讀時(shí)序分為讀0時(shí)序和讀l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?？偩€上的“0”電平，當(dāng)要寫1時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，單總線器件作為從設(shè)備。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對(duì)DS