【正文】 高。在特殊場合，由于不同的設(shè)備對溫度的要求不相同，報(bào)警上下限自然也就不同，單點(diǎn)溫度檢測難以實(shí)現(xiàn)。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要性分析目前市場上流行的數(shù)字溫度采集系統(tǒng)主要有3類：第一種是儀表式單點(diǎn)數(shù)字溫度計(jì)，并且基本上都是LCD顯示，不適合夜間觀察，也不具有溫度報(bào)警功能，價(jià)格比較便宜。雖然價(jià)格很昂貴，但是仍然沒有紅外遙控操作模塊。2 系統(tǒng)單元模塊介紹整個(gè)系統(tǒng)主要包括溫度采集模塊，運(yùn)算控制模塊，紅外遙控通信模塊，數(shù)碼管顯示模塊和報(bào)警模塊幾部分構(gòu)成。 溫度采集模塊 溫度傳感器的選擇溫度傳感器是一種將溫度轉(zhuǎn)換為電量的裝置。它是將溫度變化轉(zhuǎn)化為電勢變化的裝置，自19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)熱電效應(yīng)以來熱電偶被廣泛用于測量100到1600攝氏度的溫度，同時(shí)還可以根據(jù)需要測量更低或更高的溫度，主要用于高溫測量；第二類是熱電阻。然后通過電橋使電阻兩端的電壓發(fā)生變化，主要用于中低溫度的測量；第三類是集成溫度傳感器。常見的如模擬輸出式溫度傳感器AD590和數(shù)字輸出式溫度傳感器DS18B20。由于此設(shè)計(jì)主要用來監(jiān)控室溫內(nèi)設(shè)備各點(diǎn)的溫度，并且是多點(diǎn)溫度采集，所以選用DS18B20作為溫度傳感器[2]。它有如下特色：，只要求用一個(gè)引腳進(jìn)行通訊。相當(dāng)于華氏溫度的67～+253度。還可以進(jìn)行報(bào)警命令的抵制識(shí)別，以便確認(rèn)是那個(gè)溫度傳感器發(fā)出報(bào)警。DS18B20芯片外形和封裝如圖21： 圖21 DS18B20的外形和封裝引腳功能：GND 電壓地 DQ:單數(shù)據(jù)總線 VDD:電源電壓 NC:空引腳 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) （1）DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖22：圖22 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（2)ROM存儲(chǔ)器用來存放DS18B20的編碼如表21:表21 64光刻ROM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)8位CRC冗余校驗(yàn)碼 48位序列號 8位家族編碼（28H） 最高位 最低位 （3）讀取溫度時(shí)，低八位和高八位的詳細(xì)數(shù)據(jù)格式如下表22：表22 溫度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) DS18B20的操作流程（1）初始化：1 Wire總線上所有的轉(zhuǎn)換開始于初始化序列。應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道DS18B20在總線上，并且開始操作。（3）存儲(chǔ)器命令：在ROM完成之后緊接著有主機(jī)發(fā)送,以便為數(shù)據(jù)交換準(zhǔn)備。 DS18B20 ROM命令（1）讀ROM[33H]：這個(gè)命令允許總線控制器讀到 DS18B20 的 64 位 ROM。（2）Match ROM命令[55H]：此條命令發(fā)出后，讀取64位ROM數(shù)據(jù)，允許總線主機(jī)讀取總線上特定的DS18B20的。如果在多芯片掛接時(shí)使用此指令將會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突，導(dǎo)致錯(cuò)誤出現(xiàn)。 DS18B20存儲(chǔ)器操作命令（1）寫暫存器命令[4EH]：寫入DS18B20時(shí)是從TH寄存器開始，另外的三個(gè)字節(jié)將會(huì)被保存在第2到第4的地址單元[5]。 （3）復(fù)制暫存器的內(nèi)容[48H]：把暫存器中的內(nèi)容復(fù)制到EEPROM中，把溫度觸發(fā)器B的TH和TL中的內(nèi)容復(fù)制到非易失性儲(chǔ)存單元中。 DS18B20的操作時(shí)序（1）DS18B20初始化時(shí)序如下圖23：圖23 DS18B20初始化時(shí)序（2）主機(jī)寫時(shí)序如下圖24：圖24 主機(jī)寫0寫1時(shí)序（3）主機(jī)讀時(shí)序如圖25：圖25 主機(jī)讀0讀1時(shí)序編程時(shí)必須嚴(yán)格按照時(shí)序圖，詳細(xì)程序見附錄1。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止[7]。表23 P1特殊功能引腳號第二功能T2(外部定時(shí)計(jì)數(shù)器輸入),時(shí)鐘輸出T2EX(定時(shí)計(jì)數(shù)器T2的)捕捉重載觸發(fā)信號MOSI(在線編程系統(tǒng)用)MISO(在線編程系統(tǒng)用)SCK(在線系統(tǒng)編程用)表24 P3特殊功能引腳號第二功能 RXD串行輸入口 TXD串行輸出口 /INT0外部中斷0 /INT1外部中斷1 T0計(jì)時(shí)器0外部輸入 T1計(jì)時(shí)器1外部輸入 /WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 /RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 紅外遙控通信模塊 紅外通信簡介紅外線遙控器已被廣泛使用在各種類型的家電產(chǎn)品上，它的出現(xiàn)給使用電器提供了很多的便利。紅外發(fā)射裝置又可由鍵盤電路、紅外編碼芯片、電源和紅外發(fā)射電路組成。通常為了使信號能更好的被傳輸發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號調(diào)制為脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射。圖27 紅外遙控原理簡圖在同一個(gè)遙控電路中通常要使用實(shí)現(xiàn)不同的遙控功能或區(qū)分不同的機(jī)器類型，這樣就要求信號按一定的編碼傳送，編碼則會(huì)由編碼芯片和相關(guān)電路完成。本設(shè)計(jì)使用集成紅外一體化接收頭1838，內(nèi)部含有濾波電路和放大電路，大大簡化了紅外接收電路[8]。圖29 紅外發(fā)射數(shù)據(jù)格式本設(shè)計(jì)使用紅外遙控器的主控芯片TC9012使用455KHz 晶振時(shí)各代碼所占的時(shí)間如圖210：圖210 紅外發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)序 （3）位定義用戶碼或數(shù)據(jù)碼中的每一個(gè)位可以是位‘1’，也可以是位‘0’。脈沖波形如圖211，圖212：（4）紅外解碼 紅外解碼的方式多種多樣，本設(shè)計(jì)中用單片機(jī)解碼。再將八個(gè)數(shù)字進(jìn)行合并，就得到一組代碼，然后把代碼編碼以完成相應(yīng)的動(dòng)作。液晶顯示的字符的種類較多，但是顯示的亮度較低，顯示的數(shù)字較小。本設(shè)計(jì)采用的是簡單的數(shù)字顯示，所以采用數(shù)碼管顯示，由于顯示的數(shù)據(jù)位數(shù)較多，采用兩個(gè)四位的共陽數(shù)碼管聯(lián)合作為基本顯示單元。靜態(tài)顯示電路簡單，只可以顯示固定的數(shù)字。74HC573鎖存器的引腳分布如圖213。表25 74HC573引腳功能表 報(bào)警模塊 蜂鳴器介紹蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。按有無振蕩源可以分為有源蜂鳴器和無源蜂鳴器。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示[9]。由于單片機(jī)IO口的驅(qū)動(dòng)能力有限，蜂鳴器發(fā)出的聲音較小，可以用三極管進(jìn)行電流放大。詳細(xì)的電路圖見硬件電路圖46。通過紅外遙控器可以設(shè)置每個(gè)DS18B20的溫度報(bào)警上下限，當(dāng)達(dá)到報(bào)警限時(shí)可以通過蜂鳴器實(shí)現(xiàn)報(bào)警。所以可以用紅外遙控器上的一個(gè)鍵設(shè)置為總的設(shè)置開關(guān)，來切換多點(diǎn)溫度巡回檢測和設(shè)置溫度報(bào)警上下限這兩種最基本的狀態(tài)。當(dāng)高溫報(bào)警設(shè)置鍵按下一次，數(shù)碼管顯示1號報(bào)警上限值，第二次按下，以此類推，第n次按下時(shí)將顯示第n號DS18B20的報(bào)警上限值。在用紅外遙控器實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話時(shí)，要用單片機(jī)進(jìn)行解碼，所以用外部中斷0和定時(shí)器0配合實(shí)現(xiàn)紅外解碼。由于設(shè)置了多個(gè)溫度報(bào)警上下限，所以報(bào)警不僅和所測溫度有關(guān)還和對應(yīng)的編號有關(guān)?？?cè)鐖D31。對應(yīng)的流程圖如圖32，具體的實(shí)現(xiàn)程序見附錄2。根據(jù)設(shè)置的需要，定義紅外遙控器上五個(gè)按鍵。當(dāng)設(shè)置總開關(guān)打開后，數(shù)碼管上顯示“SET H—L”的字符，提示可以進(jìn)行設(shè)置溫度報(bào)警上下限的操作。如果“H”按下一次，將顯示“H1 55C”的字符并閃爍，其中的H提示此時(shí)設(shè)置的是高溫報(bào)警溫度，1代表DS18B20的編號,55C表示系統(tǒng)默認(rèn)的初始溫度值。如果“H”再按下一次，將會(huì)出現(xiàn)“H2 66C”的字符，表示的意義與前邊一致。之后“ADD”每按下一次將會(huì)使報(bào)警上限值加1，由于DS18B20的測量上限溫度為125C，故將報(bào)警上限溫度設(shè)最大限設(shè)為122C。低溫報(bào)警設(shè)置與其類似，如果“L”按下一次，將顯示“L1 18C”的字符并閃爍，其中的L提示此時(shí)設(shè)置的是低溫報(bào)警溫度，1代表DS18B20的編號,18C表示系統(tǒng)默認(rèn)的初始溫度值。如果“L”再按下一次，將會(huì)出現(xiàn)“L2 8C”的字符，表示的意義與前邊一致。之后“ADD”每按下一次將會(huì)使低溫報(bào)警溫度值加1，為了區(qū)分高低溫報(bào)警限，設(shè)置低溫報(bào)警溫度的最大值不得高于高溫報(bào)警溫度。此系統(tǒng)的重點(diǎn)在于狀態(tài)轉(zhuǎn)換，類似狀態(tài)機(jī)。程序總的流程圖如圖34 ,詳細(xì)的主程序程序見附錄3。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5V177。 穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號才被撤除，微機(jī)電路開始正常工作。圖42 晶振電路 單片機(jī)串口電路(1)RS232標(biāo)準(zhǔn)，是一種在數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）與數(shù)據(jù)運(yùn)載設(shè)備（DCE）之間進(jìn)行串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)端口中。(2)TTL邏輯1和邏輯0的電平分別為+5V和0V。所以在進(jìn)行燒錄程序時(shí)需要通過一個(gè)電平接口芯片來進(jìn)行電平的轉(zhuǎn)換，本設(shè)計(jì)選用目前廣泛應(yīng)用的MAX232，其電路連接如圖43：圖43 單片機(jī)內(nèi)部串口與RS232電平轉(zhuǎn)化電路 顯示單元電路 圖44 數(shù)碼管連接電路 鎖存器連接電路圖45 鎖存器連接電路 報(bào)警單元電路圖46 報(bào)警電路 DS18B20連接電路圖47 DS18B20連接電路 紅外接收電路圖48 紅外接收電路其中的R6和C4組成RC濾波電路，使紅外接收頭的工作電壓更為穩(wěn)定，1838的信號輸出端接上拉電阻R4，放大了輸出信號，使紅外接收頭可以提供紅外接收頭的接收距離。解決了在大面積環(huán)境中單個(gè)溫度計(jì)測溫不準(zhǔn)的問題和透明密閉環(huán)境中無法手動(dòng)設(shè)置問題。比如可以首先通過無線模塊發(fā)射模塊把溫度信息發(fā)射出去，然后通過接受模塊接收數(shù)據(jù)，通過VB編程實(shí)現(xiàn)溫度在電腦上圖形化顯示和遠(yuǎn)程電腦設(shè)置溫度報(bào)警上下限，通過Internet相關(guān)的協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸。如果有更高的條件，可以通過收到的溫度信號，通過機(jī)器人實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制系統(tǒng)的智能化無人操作。在大學(xué)四年期間，我把主要精力都放在了理論課的學(xué)習(xí)上，在理論課的學(xué)習(xí)中我又很少涉及編程方面的訓(xùn)練。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中我也深切的體會(huì)要做成一件事情一定要有耐心和毅力，踏踏實(shí)實(shí)一步一個(gè)腳印，最終就一定把問題解決。在與忽老師的交流過程中我也意識(shí)到了方向?qū)ψ鲆患虑槭嵌嗝吹闹匾?，如果思路錯(cuò)了再多的努力也不會(huì)有結(jié)果。通過這次比較完整的紅外遙控多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，自己學(xué)到了一點(diǎn)東西。大學(xué)畢業(yè)不是學(xué)習(xí)的結(jié)束，而是剛剛開始?，F(xiàn)在回想我的大學(xué)四年，我過的很充實(shí)。不僅訓(xùn)練了自己的思維方式，還磨礪了自己的性格和品質(zhì)。大學(xué)四年，首先感謝我的父母，若不是他們整天辛苦工作，就沒有我的大學(xué)。最后，感謝所有教我知識(shí)的老師，他們交給我的不僅僅是知識(shí)，更是一種思考問題的方式和做人的道理。DQ = 1。 //稍做延時(shí)DQ = 0。 //精確延時(shí) 大于 480us 小于960usDelayUs2x(200)。 //拉高總線DelayUs2x(50)。 //如果x=0則初始化成功, x=1則初始化失敗DelayUs2x(25)。}/*讀取一個(gè)字節(jié)*/unsigned char ReadOneChar(void){unsigned char i=0。for (i=8。i){DQ = 0。DQ = 1。DelayUs2x(25)。}/*寫入一個(gè)字節(jié)*/void WriteOneChar(unsigned char dat){unsigned char i=0。 i0。DQ = datamp。DelayUs2x(25)。dat=1。}include /* 這里使用晶振12M大致延時(shí)長度如下 T=tx2+5 uS */void DelayUs2x(unsigned char t){ while(t)。 DelayUs2x(245)。uchar j。 //共陽數(shù)碼管0~9驅(qū)動(dòng)碼unsigned char code WeiMa[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}。//定義鎖存使能端口 段鎖存sbit LATCH2=P2^3。j8。 //清空數(shù)據(jù)，防止有交替重影 LATCH1=1。 P0=WeiMa[j]。 //位鎖存 LATCH2=0。 //取顯示數(shù)據(jù)，段碼 LATCH1=1。 DelayUs2x(200)。 unsigne