【正文】 控制，這一點可以在調(diào)試程序的時候來試驗。 [7] 圖 第三章 本章小結(jié) 本檢測儀的硬件的設(shè)計 中，運用了以下方面的知識。傳感器方面的知識。找到其相應(yīng)的參考書就能完成其硬件電路的設(shè)計。本檢測儀運用以上相應(yīng)的知識成功的完成了所需要實現(xiàn)功能的設(shè)計。軟件操作就是要對單片機進(jìn)行編程。 C 語言是我們運用的最多也最廣泛的編程語言。首先通過傳感器對環(huán) 境 的溫濕度 進(jìn)行檢測，然后通過單片機對檢測信號進(jìn)行處理，再通過單片機的 I/O 將處理后的信號送到數(shù)碼管顯示出來。 設(shè)計本檢測儀主程序的框圖如圖 所示 。 DS18B20 中的溫度傳感器完成對溫度的測量，用 16 位符號擴展的二進(jìn)制補碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB 形式表達(dá)，其中 S為符號位。 DS18B20 的數(shù)字信號的字節(jié)表示如下表、表 。其中配置寄存器的格式如下 表 . 表 0 R1 R0 1 1 1 1 1 R R0 決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)： R1R0=“00” ， 9 位精度，最大轉(zhuǎn)換時間為 ； R1R0=“01” ， 10位精度，最大轉(zhuǎn)換時間為 ； R1R0=“10” ，11位精度，最大轉(zhuǎn)換時間為 375ms； R1R0=“11” ， 12位精度，最大轉(zhuǎn)換時間為750ms；未編程時默認(rèn)為 12 位精度。開始兩個字節(jié)包含被測溫度的數(shù)字量信息；第 5 字節(jié)分別是 TH、 TL、配置寄存器的臨時拷貝，每一次上電復(fù)位時被刷新；第 8 字節(jié)未用，表現(xiàn)為全邏輯 1；第 9字節(jié)讀出的是前面所有8個字節(jié)的 CRC 碼，可用來保證通信正確 。其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序，如圖 （ a） （ b）重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 （ c）所示 。DS18B20 在檢測中的過程為如下過程，首先需要對他進(jìn)行初始化，然后就是數(shù)據(jù)采集，然后就是數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)顯示部分。當(dāng)多為數(shù)碼管應(yīng)用于某一系統(tǒng)是，它們的“位選”是可以獨立控制，而“段選”是連接在一起的我們可以通過信號控制那幾個數(shù)碼管亮二 在同一時刻，位選選通的是一樣的，顯示也一樣。 [6] 數(shù)據(jù)采集 開始 初始化 數(shù)據(jù)顯示 是否 超限 報警 結(jié)束 是 數(shù)據(jù)處理 否 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 表 共陰極數(shù)碼管編碼 符號 編碼 符號 編碼 0 0x3f 8 0x7f 1 0x06 9 0x6f 2 0x5b A 0x77 3 0x4f B 0x7c 4 0x66 C 0x39 5 0x6d D 0x5e 6 0x7d E 0x79 7 0x07 F 0x71 在 C 語言編程是，編程定義方法如下： Unsigned charcode table[20]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,//0,1,2,3,4,5 ，6,7,8,9, 0x3f|0x80,0x06|0x80,0x5b|0x80,0x4f|0x80,0x66|0x80,0x6d|0x80,0x7d|0x80,0x07|0x80,0x7f|0x80,0x6f|0x80}。 總線線空閑狀態(tài)為高電平 ，主機把總線線拉低等待 DHT11響 應(yīng) ,單片機把總線線拉低必須大于 18 毫秒，保 證 DHT 能檢測到起始信號。單片機發(fā)送開始信號結(jié)束后 ,延時等待 2040us后 , 讀取 DHT的回應(yīng)信號 ,單片機發(fā)送開始信號后 ,則輸出高電平，總線由上拉電阻拉 高。如果讀取響應(yīng)信號為高電平 ,則 DHT 沒有響應(yīng)。 為了確保采集到信息的穩(wěn)定，本小組采用濕度與溫度交叉采集，避免數(shù)據(jù)的丟失。 操作流程如下 : 一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為 40bit,高位先出。 用戶發(fā)送一次 啟動 開始信號后 ,DHT11 從低功 耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式 ,等待主 機開始信號結(jié)束后 ， DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號 ,并 送出 40bit 的數(shù)據(jù) ,并觸發(fā)一次信號采集 ,可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù) .從 該 模式下 ， DHT11 接收到開始信號觸發(fā)一次溫濕度采集 ,如果沒有接收到主機發(fā)送開始信號 ， DHT11 不會主動進(jìn)行溫濕度采集 .采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式 。 DHT11 接收到主機的開始信號后 ,等待主機開始信號 的 結(jié)束 ,然后發(fā)送 80us 低電平響應(yīng)信號 。 [5] 圖 總線為低電平 ,說明 DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號 ,DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號后 ,再把總線拉高 80us,準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù) ,每一 bit 數(shù)據(jù)都以 50us 低電平時隙開始 ,高電平的長短定了數(shù)據(jù)位是 0還是 .如果讀取響應(yīng)信號為高電平 ,則 DHT11沒有響應(yīng) ,請檢查線路是否連接正常 .當(dāng)最后一 bit 數(shù)據(jù)傳送完 畢后， DHT11 拉低總線 50us,隨后總線由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。 數(shù)字 0信號表示方法如圖 所示 圖 數(shù)字 1信號表示方法 .如圖 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 圖 三 、濕度檢測的程序框圖 本檢測儀為數(shù)字式傳感器，檢測儀需要通過軟件控制濕度檢測的過程。然后傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集完成后需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 。在對數(shù)字式DS18B20 編程的過程中，首先要了解它的工作原理，然后根據(jù)工作原理對其進(jìn)行初始化、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)的輸出顯示。主函數(shù)在對兩檢測程序的調(diào)用過程中通過按鍵進(jìn)行切換。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 第四章 溫濕 度測系統(tǒng)測試 第一 節(jié) 軟 硬 件調(diào)試 一、 keil 簡介 在 單片機 的 開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開 軟件 ， 寫的匯編語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。 Keil 提供了包括 C編譯器 、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個 集成開發(fā)環(huán)境 將這些部分組合在一起。掌握這一軟件的使用對于使用 51 系列單片機的愛好者來說是十分必要的，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機也很可能只支持該軟 件），即使不使用 C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。Source Group 139。 [9] 二、 軟件的調(diào)試過程 根據(jù)原理圖焊接電路板，焊接電路板的時候要非常小心，一旦有一個地方出現(xiàn)短路或是斷路，后面排錯的時候?qū)⒎浅Ｂ闊?，而且出現(xiàn)的結(jié)果往往是非常離奇。 根據(jù) 電路圖 系統(tǒng)原理圖仔細(xì)焊接電路板。焊接好后先用萬用表檢查電路是否有虛焊短路等不良問題。 完成 本檢測儀的軟硬件設(shè)計以后，就需要對其進(jìn)行 調(diào)試，使其實現(xiàn)功能。本檢測儀硬件電路的連接是用萬用版進(jìn)行搭接。在檢測到電路無誤的情況下，在給單片機供電。 在完成對整個檢測的制作以后就要對其在使用中進(jìn)行測試和調(diào)試。 下載程序進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào) 。顯示正常的情況下，可以哈氣或是用手觸摸溫度傳感器，看數(shù)碼管的值是否變化，蜂鳴器是否 響。 在程序的調(diào)試過程中 要不段的對程序進(jìn)行調(diào)試，按照程序框圖所寫的程序，不是一次就能在實物電路中正常運行。程序需要不斷的調(diào)試使其能夠準(zhǔn)確檢測到環(huán)境的溫濕度。在對單片機上電以后打開開關(guān)對其進(jìn)行檢測和調(diào)試。本檢測儀在檢測的過程中在能檢測到環(huán)境的濕度后。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 圖 濕度的檢測及顯示 圖 的檢測及顯示 當(dāng)檢測儀能夠準(zhǔn)確的檢測到環(huán)境的濕度以后，就要檢測 環(huán)境的溫度，檢測環(huán)境的溫度首先將按按鍵使其從濕度檢測跳換到溫度檢測。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 檢測到溫度情況的實物圖如圖 所示。 第二節(jié) 本章小結(jié) 本章在完成檢測儀的 硬件和軟件的基礎(chǔ)上 對本檢測儀進(jìn)行調(diào)試。先硬件測試，確保硬件的連接無誤的以后對其上電。 本檢測儀采用的是數(shù)字式傳感器，在數(shù)據(jù)采集和處理的過程中對照使用手冊進(jìn)行編程。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 結(jié)論 在 本檢測儀 的設(shè)計中 ，運用單片機、數(shù)字電路、電子線路等等方面的知識，實現(xiàn)了溫濕度檢測。濕度檢測的范圍是 20~90%RH，溫度檢測的范圍由 DHT11 的 0~50 攝氏度增加到 DS18B20 到 50~120 攝氏度。 我們都知道在編寫程序之前，最重要的畫程序流程圖。而畫流程圖必須要了解硬件設(shè)計者的想法以及設(shè)計方案。這時初步的流程圖即可繪制出來。由于我們使用的 51 系列單片機，是學(xué)習(xí)中經(jīng)常使用的芯片，比較熟悉。 由于這兩種傳感器都可以通過電路直接輸給單片機數(shù)字信號，不用使用 AD，這就使得程序簡單一些了。第一次接觸這個傳感器，認(rèn)真學(xué)習(xí)搜集來的資料，結(jié)合本次設(shè)計的需要，在已有的程序基礎(chǔ)進(jìn)行修改。雖然沒有參與硬件方面，沒有動手焊接和畫電路圖，但是卻提高了在編程方面的能力，增強經(jīng)驗?？傊?，只有把理論與實際操作結(jié)合才能做好事情。用單片機 C語言編程，采用模塊化 的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高了可靠性和可擴展性 。當(dāng)然整個設(shè)計過程學(xué)到的知識和經(jīng)驗遠(yuǎn)遠(yuǎn)比運用 Protel、學(xué)會查找多方資料多得多，這些對于自己以后的學(xué)習(xí)和工作將受益匪淺。但是我想通過以后的學(xué)習(xí)和努力一定會有所提高，能夠做出更好的設(shè)計。 明白了 只有自己真正接觸嘗試了 ，重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 才知道自己的 真實 水平 。 我將 明確自己在今后要奮斗的目標(biāo)與方向，勇往直前 。 有 些方面的問題會在以后的學(xué)習(xí)和工作中逐步加強與完善。 向 老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度、積極進(jìn)取的科研精神以及誨人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的楷模。在四年的 大學(xué)生涯里，還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助，在此，謹(jǐn)向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意 ! 在大學(xué)四年生活中，不斷得到同學(xué)的關(guān)心與幫助，使我在學(xué)習(xí)和生活中不斷得到友誼的溫暖與關(guān)懷，最重要的是一種精神上的激勵，讓我非常感動。 最后，我要向在百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位師長表示感謝！ 時光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。從開始進(jìn)入課題到論文 的順利完成，一直都離不開老師、同學(xué)、朋友給我熱情的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 ! 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 參考文獻(xiàn) [1] 李華，《 葡萄栽培學(xué) 》 ，中國農(nóng)業(yè)出版社，第三章， 2021 [2] 張毅剛，《單片機原理及應(yīng)用》，北京，高等教育出版社， 2021 [3] 閔銳等，《電子線路路基礎(chǔ)》，西安，西安電子科技大學(xué)出版社， 2021 [4] [5] [6] 郭天祥，《 51單片機 C語言教程》，北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [7] 鄒虹，《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》，人民郵電出版社， 2021 [8] 譚浩強等 ,《 C程序設(shè)計》（第三版）， 北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [9] [10] 胡向東，《傳感與檢測技術(shù)》，機械工業(yè)出版社， 2021 [11] 張國雄，《測控電路第三版》，北京，機械工業(yè)出版社， 2021 [12] 杜宇人，《現(xiàn)代電子測量技術(shù)》，機械工業(yè)出版社， 2021 [13] 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 附 錄 一、英文原文： DESCRIPTION The DS18B20 Digital Thermometer provides 9 to 12–bit centigrade temperature measurements and has an alarm function with nonvolatile userprogrammable upper and lower trigger points. The DS18B20 municates over a 1Wire bus that by definition requires only one data line (and ground) for munication with a central microprocessor. It has an operating temperature range of –55176。Cand is accurate to C over the range of –10176。C. In addition, the DS18B20 can derive powerdirectly from the data line (“parasite power”), eliminating the need for an external power supply. Each DS18B20 has a unique 64bit serial code, which allows multiple DS18B20s to function on the same 1–wire bus。 Another feature of the DS18B20 is the ability to operate without an external power supply. Power is instead supplied through the 1W