【正文】 同學(xué)的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目大小、難度適當(dāng)，且符合該同學(xué)所學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)的要求。對本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 專 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 基于 DS18B20 的溫度檢測系統(tǒng)研究 XXX 院 系： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化技術(shù) 班 級： 11電氣 2 班 學(xué) 號： XXXXXXXXXX 指導(dǎo)教師： XXXXXX 職稱（或?qū)W位）： 講師 201X 年 X 月 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文（設(shè)計(jì)），是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。本人在指導(dǎo)過程中，通過網(wǎng)上文獻(xiàn)搜索及文獻(xiàn)比對等方式，對其畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，特此聲明。 本文結(jié)合實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，介紹了 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器在單片機(jī)下的硬件連接及軟件編程，并給出了軟件流程圖 。 下位機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度的檢測并提供標(biāo)準(zhǔn)RS232 通信接口，芯片使用了 ATMEL 公司的 AT89C51 單片機(jī)和 DALLAS 公司的 DS18B20數(shù)字溫度傳感器。該系統(tǒng)可應(yīng)用于倉庫測溫、樓宇空調(diào)控制和生產(chǎn)過程監(jiān)控等領(lǐng)域。 溫度檢測 。 temperature testing。這類控制對象慣性大，滯后現(xiàn)象嚴(yán)重，存在很多不確定的因素，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型 ,從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能不佳 ， 甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控現(xiàn)象?？刂祁I(lǐng)域還大量采用傳統(tǒng)的 PID 控制方式，但 PID 控制對象的模型難 以建立，并且當(dāng)擾動(dòng)因素不明確時(shí)，參數(shù)調(diào)整不便仍是普遍存在的問題。數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 只用一個(gè)引腳即可與單片機(jī)進(jìn)行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機(jī)更加具有擴(kuò)展性。更能串接多個(gè)數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 進(jìn) 行范圍的溫度檢測。 方案一：采用純硬件的閉環(huán)控制系統(tǒng)。且要實(shí)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(shí)現(xiàn)人機(jī)交互及信號測量分析等功能。 方案三：單片機(jī)與高精度溫度傳感器結(jié)合的方式。 這種方案克服了方案一、二的缺點(diǎn)，所以 這個(gè) 設(shè)計(jì)任務(wù)是基于 STC89C52 單片機(jī)和溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對溫度的控制。采集到的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，由單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)送顯示部分顯示，當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后低于設(shè)定溫度的下限或高于設(shè)定溫度的上限時(shí)，單片機(jī)控制報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)相應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光顯示。其主要原理是把單相交流電經(jīng)過電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓 [2]。降壓后還是交流電壓，所以需要整流電路把交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。需通過低通濾波電路濾波，使輸出電 壓平滑。 這個(gè) 電路使用集成穩(wěn)壓芯片 7805解決了電源穩(wěn)壓問題。 圖 2 電源電路 STC89C52 控制芯片 STC89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位 單片機(jī) ，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采 用 ATMEL 公司 的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元， STC89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行 編程，也可以在線編程。 STC89C52 單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用 [4]。 STC89C52 單片機(jī)的 40 個(gè)引腳中有 2 個(gè)專用于主電源引腳， 2 個(gè)外接晶振的引腳， 4 個(gè)控制或與其它電源復(fù)用的引腳，以及 32 條輸入輸出 I/O 引腳。 外接晶振引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 19 腳）：接外部石英晶體的一端。 XTAL2（ 18 腳）：接外部晶體的另一端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，對于 HMOS 單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。 控制信號或與其它電源復(fù)用引腳有 RST/VPD、 ALE/P、 PSEN 和 EA/VPP 等 4 種形式。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)。 ALE/ PROG（ 30 腳）：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)， ALE（允許地址鎖存信號）以每機(jī)器周期兩次的信號輸出，用于鎖存出現(xiàn)在 P0 口的地址信號。當(dāng)從外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個(gè)機(jī)器周期 PESN 兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線口讀回指令或常數(shù)。 EA/Vpp（ 31 腳）： EA 為訪問外部程序儲器控制信號，低電平有效。若超出該范圍時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲器的程序。對于片內(nèi)含有 EPROM 的單片機(jī)，在 EPROM 編程期間，該引腳用于接 21V 的編程電源 Vpp。第一種情況是 89S51不帶片外存儲器， P0 口可以作為通用 I/O 口使用， 用于傳送 CPU 的輸入 /輸出數(shù)據(jù)。 P1 口（ 1 腳～ 8 腳）：這 8 條引腳和 P0 口的 8 條引腳類似， 為最高位， 為最低位。 P2 口（ 21 腳～ 28 腳）：這組引腳的第一功能和上述兩組引腳的第一功能相同，既它可以作為通用I/O 口使用。 P3 口（ 10 腳～ 17 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P3 口。 P3 口的第 2 功能見表 1。以上特點(diǎn)使 DS18B20 非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng) [7]。 圖 4 DS18B20 引腳圖 DS18B20 的性能特點(diǎn) ： 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； 可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍： ～ ； 測溫范圍： 55 ℃ ～ +125 ℃ ，在 10 ℃ ～ +85 ℃ 時(shí)精度為 177。 j、溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間由 DS1820 的 2s 降為 750ms，且靈敏度大為提高，在逐漸升溫的水中與精度為 177。 在硬件上， DS18B20 與單片機(jī)的連接有兩種方法，一種是用寄生電源供電，此時(shí) VCC、 GND 接地，I/O 接單片機(jī) I/O 如圖 5 所示；另一種是 VCC 接外部電源， GND 接地， I/O 與單片機(jī)的 I/O 線相連如圖6 所示。 7 圖 5 寄生電源方式圖 圖 6 外接電源方式 在這次的設(shè)計(jì)中，采用第二種方法，這樣簡化硬件電路設(shè)計(jì)，降低了整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜度。轉(zhuǎn)換完成后的溫度就以16 位帶符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲在高速暫存存儲器的第 2 字節(jié)。溫度值格式如圖 7 所示。表 2 是一部分溫度值對應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。若 TTH或 TL，則將該器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位置位，并對主機(jī)發(fā)出的報(bào)警搜索命令做出響應(yīng)。 在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼（ CRC）。 DS18B20 有六條控制命令，如表 3 所示 ：