【正文】 e collected by DS18B20, Temperature settings and current measurements are displayed by digital tube。其中，溫度控制也越來越重要。采用單片機對溫度進行控制不僅具有控制方便、簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術指標，從而能夠大大的提高產品的質量和數量。 單片機是一種集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中斷系統(tǒng)等部分于一體的器件，只需要外加電源和晶振就可實現(xiàn)對數字信息的處理和控制。隨著“信息時代”的到來，作為獲取信息的手段——傳感器技術得到了顯著的進步，其應用領域越來越廣泛，對其要求越來越高，需求越來越迫切。因此，了解并掌握各類傳感器的基本結構、工作原理及特性是非常重要的。傳感器主要用于測量和控制系統(tǒng)，它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。另一方面，傳感器的被測信號來自于各個應用領域，每個領域都為了改革生產力、提高工效和時效，各自都在開發(fā)研制適合應用的傳感器，于是種類繁多的新型傳感器及傳感器系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。其發(fā)展速度之快，以及其應用之廣，并且還有很大潛力。本文利用單片機結合傳感器技術而開發(fā)設計了這一溫度監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)包括數據采集模塊，單片機控制模塊，顯示模塊和溫度設置模塊，驅動電路五個部分。本設計應用性比較強，系統(tǒng)稍微改裝可以作為生物培養(yǎng)液溫度監(jiān)控系統(tǒng)，可以做熱水器溫度調節(jié)系統(tǒng)、實驗室溫度監(jiān)控系統(tǒng)等等。第一章 概述隨著社會的發(fā)展，溫度的測量及控制變得越來越重要。在工業(yè)生產過程中為了高效地進行生產，必須對生產工藝過程中的主要參數，如溫度，壓力，流量，速度等進行有效的控制。準確測量和有效控制溫度是優(yōu)質，高產，低耗和安全生產的重要條件。它的作用主要是改善勞動條件，節(jié)約能源，防止生產和設備事故，以獲得好的技術指標和經濟效益。作為控制系統(tǒng)中的一個典型實驗設計，單片機溫度控制系統(tǒng)綜合運用了微機原理、傳感器原理、模擬電子技術、數字控制技術、鍵盤顯示技術等諸多方面的知識，是對所學知識的一次綜合測試。所以溫度控制系統(tǒng)國內外許多有關人員的重視，得到了十分廣泛的應用。由于單片微處理器的性能日益提高、價格又不斷降低，使其性能價格比的優(yōu)勢非常明顯。其計算機控制系統(tǒng)已采用集散系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)的形式，大部分配有先進的控制算法，能夠獲得較好的工藝性能指標。由于它具有體積小，功能強，性價比高等優(yōu)點，所以廣泛應用于電子儀表，家用電器，節(jié)能裝置，軍事裝置，機器人，工業(yè)控制等諸多領域，使產品小型化，智能化，既提高了產品的功能和質量又降低了成本，簡化了設計。溫度可以在一定范圍內由人工設定。通過I/O的反復開啟和關閉，使溫度保持在設定的溫度范圍內。方案一：采用純硬件的閉環(huán)控制系統(tǒng)。且要實現(xiàn)題目所有的要求難度較大。即用FPGA/CPLD完成采集，存儲，顯示及A/D等功能，由IP核實現(xiàn)人機交互及信號測量分析等功能。方案三：單片機與高精度溫度傳感器結合的方式。這種方案克服了方案一、二的缺點，所以本課題任務是基于單片機和溫度傳感器實現(xiàn)對溫度的控制。系統(tǒng)框圖如圖1所示。設置模塊可設置預定溫度，當檢測到的溫度低于下限設定溫度或高于上限設定溫度時，單片機控制驅動電路啟動二極管閃爍，并發(fā)出報警聲。VCC : 電源；GND: 地，RST: 復位輸入。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。P1 口： 是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。P3 口：P3 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。對于89S52，如果EA 接VCC，程序讀寫先從內部存儲器（地址為0000H～1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000H~FFFFH。高128 字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。STC89C52單片機引腳圖如圖2所示圖2 單片機引腳圖本系統(tǒng)采用DALLAS半導體公司生產的一線式數字溫度傳感器DS18B20采集溫度數據，DS18B20屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器,可廣泛用于工業(yè)、民用、軍事等領域的溫度測量及控制儀器、測控系統(tǒng)和大型設備中。 DS18B20的性能特點：①采用單總線專用技術，既可通過串行口線，也可通過其它I/O口線與微機接口，無須經過其它變換電路，直接輸出被測溫度值（9位二進制數，含符號位），②測溫范圍為55℃+125℃，℃,③內含64位經過激光修正的只讀存儲器ROM，④適配各種單片機或系統(tǒng)機，⑤用戶可分別設定各路溫度的上、下限，⑥內含寄生電源。DS18B20的管腳排列如圖3所示。DS18B20引腳分布圖在硬件上，DS18B20與單片機的連接有兩種方法，一種是Vcc接外部電源，GND接地，I/O與單片機的I/O線相連；另一種是用寄生電源供電，此時UDD、GND接地，I/O接單片機I/O。 DS18B20有六條控制命令，如表1所示：表1 DS18B20控制命令指作 DS18B20每一步操作都要遵循嚴格的工作時序和通信協(xié)議。溫度由DALLAS 公司生產的一線式數字溫度傳感器DS18B20 采集。C～+125176。C，被測溫度用符號擴展的16 位補碼形式串行輸出。本設計采用三引腳PR35封裝的DS18B20，其引腳圖見圖3。顯示部分采用LED動態(tài)顯示方式，共陰極的數碼管的公共端通過連接在一起接地，每位的段選線與74HC164的8位并口相連，只要用三極管控制數碼管的位選，即每位的段選線上依次保持低電平，每位就能保持相應的顯示字符，由于頻率的關系，我們看到的是每位數碼管都被點亮。圖4 顯示模塊電路74HC164的邏輯功能介紹如下：當清除端（CLEAR）為低電平時，輸出端（QA－QH）均為低電平。當 A、B 任意一個為低電平，則禁 止新數據輸入，在時鐘端（CLOCK）脈沖上升沿作用下 Q0 為低電平。真值表如表2所示。圖5 74HC164時序圖，、B端。當沒有鍵按下時，單片機與之相連的輸入口線為高電平，當任何一個按鍵按下時，與之相連的 輸入口線被置為低電平，產生外中斷條件，在 中斷服務程序中讀取鍵盤值。 圖6 上下限溫度設置模塊電路，由于單片機輸出控制信號非常微弱，需要用三極管來驅動外圍電路，三極管選用PNP型8550，當檢測溫度低于下限溫度或高于上限溫度時，使三極管Q1，即8550導通，從而是蜂鳴器導通，發(fā)出聲音報警。輸出電路電路圖如圖7所示。單片機復位后默認溫度為環(huán)境溫度。當設定溫度大于檢測上限溫度或低于下限溫度時報警輸出，并執(zhí)行相關動作。系統(tǒng)流程圖如圖8所示。主機總線發(fā)送復位脈沖，接著再釋放總線（置總線為高電平）并進入接收狀態(tài)。初始化程序如下所示：Init_DS18B20(void)｛ unsigned char x=0。 //DQ復位 delay1(8)。 //單片機將DQ拉低 delay1(80)。 //拉高總線 delay1(14)。 //稍做延時后 如果x=0則初始化成功 x=1則初始化失敗 delay1(20)。單片機寫DS18B20的時序如圖10所示，當主機總線從高拉至低電平時就產生寫時間隙，DS18B20在檢測到下降沿后15μS時開始采樣總線上的電平，所以15μS之內應將所需寫的位送到總線上，DS18B20再15—60μS間對總線采樣，每寫一位總時間必須在60—120μS之間完成。程序如下所示：unsigned char i=0。 i0。 DQ = datamp。 delay1(20)。delay1(5)。 delay1（20）。當需要讀取下一位時再產生下降沿啟動信號。 unsigned char dat = 0。i0。 // 給脈沖信號delay1(20)。 DQ = 1。 if(DQ) dat|=0x80。 } return(dat)。1表示為零度以下，0表示零度以上，實際有效位為11位。具有實時掃描的功能。 if(keycan1==0) {