【正文】 SEN 可以驅(qū)動 8 個 LSTTL 負載。另外考慮到一般的測量現(xiàn)場的電磁環(huán)境非常的惡劣，各種干擾信號較強，模擬信號很容易受到干擾而產(chǎn)生測量誤差，影響測量精度。在實際的溫度測量過程中被廣泛應用，同時也取得了良好的測量效果。 圖 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 11 1.（ GND） :地 2.（ DQ） :單線運用的數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 3.（ VDD）：可選的電源引腳 DS18S20 數(shù)字溫度計的主要特性： 1． DS18S20 的適應電壓范圍更寬，其范圍為： ，而且它能夠直接由數(shù)據(jù)線獲取電源 (寄生電源 )，無需外部工作電源。 3． DS18S20 通過 1Wire174。同時，在使用過程中，它不需要任何的外圍的元 件，全部的傳感元件和轉(zhuǎn)換電路集成在形狀如一只三極管的集成電路內(nèi)。C 至 +125176。C 至 +85176。176。 5．每片 DS18S20 具有唯一的 64 位序列碼，這些碼允許多片 DS18S20 在同一條 1Wire 總線上工作，因而，可方便地使用單個微處理器控制分布在大范圍內(nèi)的多片 DS18S20 器件。 7． DS18S20 具有負載特性，當電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但是不能正常的工作。 [7] 數(shù)碼顯示管 LED 圖 LED引腳圖 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 12 圖 所示為數(shù)碼管的引腳圖， LED 顯示器是單片機應用系統(tǒng)中常見的輸出器件，而在單片機的應用上也是被廣泛運用的。 LED 數(shù)碼管顯示清晰、成本低廉、配置靈活，與單 片機接口簡單易行。當發(fā)光二極管導通時，相應的一個點或一個筆畫發(fā)亮，控制不同組合的二極管導通，就能顯示出各種字符，常用的 LED 數(shù)碼管有 7 段和 “ 米 ” 字段之分。共陰極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的陰極連在一起，通常此共陰極接地。同樣，共陽極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的陽極接在一起，通常此共陽極接正電壓，當某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二 極管被點亮，相應的段被顯示。 LED 數(shù)碼管的使用與發(fā)光二極管相同，根據(jù)材料不同正向壓降一般為 ～2V，額定電流為 10MA，最大電流為 40MA。 [8] 該數(shù)碼管是 4 位共陽 數(shù)碼管 ，可同時顯示四位數(shù)字， 單片機的 口 經(jīng)三極管放大后接 4 個位選信號，單片機的 P0 口經(jīng)電阻限流后接數(shù)碼管的各個斷碼 。實現(xiàn)對半導體激光器溫度的顯示與 控制。 溫度采集部分 ds18b20 的測溫原理 溫度采集部分主要是使用集成度較高的溫度傳感器 ds18b20,他內(nèi)部的單元結(jié)構(gòu)就可以把采集到的溫度信息，進行性模擬轉(zhuǎn)換、模擬放大等工作。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器 2 的脈沖輸入。計數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當計數(shù)器 1 的預置值減到 0 時，溫度寄存器的值將加 1，計數(shù)器 1 的預置將重新被裝入，計數(shù)器 1 重新開始對低溫度系數(shù)晶 振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器 2 計數(shù)到 0 時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。 [10] 圖 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 14 溫度處理部分 溫度處理單元本設計采用 51 系列的 AT89C51 單片機對溫度進行處理，把ds18b20 溫度傳感器測得的實時溫度與設置的上下限進行對比，當測得的溫度超過上限或者下限時系統(tǒng)發(fā)出聲光報警。 圖 溫度處理電路 溫度顯示電路 經(jīng)過 AT89C51 單片機對溫度采集部分采集到的溫度處理后，通過單片機的 口 ，經(jīng)三極管放大后接 4 個位選信號，再通過 4 位共陽數(shù)碼管顯示可以實時的顯示測量的實際溫度，該顯示部分可以把溫度精確到小數(shù)點后兩位，如圖 所示。當實際溫度在設置的上下限范圍內(nèi)時，整個系統(tǒng)正常運行。通過各個部分之間的相互協(xié)作，實現(xiàn)對半導體激光器的溫度有效的控制與實時檢測顯示。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關系。每一個執(zhí)行軟件也就是一個小的功能執(zhí)行模塊。 主程序如圖 。 開 始 N Y N Y 圖 DS18B20 初始化流程圖 C51 寄存器初始化 18b20 存在？ 溫度轉(zhuǎn)換命令 讀取溫度 溫度數(shù)據(jù)處理 溫度顯示 溫度比較超出范？圍 報 警 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 19 DS18B20 與單片機 AT89C51 的接口電路 DS18B20 與單片機的接口電路如圖 所示。 圖 數(shù)碼管 與 AT89C51 對 接 仿真結(jié)果 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 20 設置溫度上限為 30176。C 。此時溫度為 20 度，在所設范圍內(nèi)， 報警 燈沒亮，說明溫度正常。 圖 溫度低于設置下限是的仿真圖 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 21 如圖 所示，此時溫度為 31 度，超出了所設置的溫度上限，系統(tǒng)紅燈亮，并發(fā)出聲音報警。 5 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)論分析 22 5 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)論分析 單片機應用系統(tǒng)樣機組裝好以后，便可進入系統(tǒng)的在線（聯(lián)仿真器）調(diào)試，其主要任務是排除樣機硬件故障，并完善其硬件結(jié)構(gòu)，試運行所設計的程序，排除程序錯誤，優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)達到期望的功能，進而固化軟件 。 仿真出預期的效果后才能開始焊接電路板。 解決方法：在畫原理圖時仔細檢查、校正即可解決。 解決方法：在設計過程中要明確各元器件的工作條件，嚴格按照制作要求進行操作，損 壞的元器件要及時更換，以免損壞其他元件或影響電路功能的實現(xiàn)。電源的故障包括：電壓值不符和設計要求，電源引出線和插座不對應，各檔電源之間的短路，變壓器功率不足，內(nèi)阻大，負載能力差等。本設計中就出現(xiàn)電源故障經(jīng)過一個穩(wěn)壓電路才使其正常工作。 在樣機加電之前，首先用萬用表等工具，根據(jù)硬件電器原理圖和裝配圖仔細檢查樣機線路的正確性，并核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求。第二步是加電后檢查各個插件上引腳的電位，仔細測量各點電位是否正常，尤其應注意單片機插座上的各點電位 。 軟件調(diào)試 軟件電路故障及解決方法 設計軟件部分出現(xiàn)這種錯誤的現(xiàn)象： 1．當以斷點或連續(xù)方式運行時，目標系統(tǒng)沒有按規(guī)定的功能進行操作或什么結(jié)果也沒有，這是由于程序轉(zhuǎn)移到意外之處或在某處死循環(huán)所造成的。在采用實時多任務操作系統(tǒng)時，錯誤可能在操作系統(tǒng)中，沒有完成正確的任務調(diào)度操作，也可能在高優(yōu)先級任務程序中，該任務不釋放處 理器，使 CPU 在該任務中死循環(huán)。 2．不響應中斷 CPU 不響應中斷或不響應某一個中斷這種錯誤的現(xiàn)象是連續(xù)運行時不執(zhí)行中斷任務程序的規(guī)定操作，當斷點設在中斷入口或中斷服務程序中時碰不到斷點。 解決方法：修改中斷控制寄存器（ IE， IP）的初值設置。這類錯誤大多是由于計算程序中的錯誤引起的。 軟件調(diào)試 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 24 本設計使用了綜合 調(diào)試 ， 在完成了各個模塊程序（或各個任務程序）的調(diào)試工作以后，便可進行系統(tǒng)的綜合調(diào)試。在綜合調(diào)試的最后階段，應在目標系統(tǒng)的晶振頻率工作，使系統(tǒng)全速運行目標程序，實現(xiàn)了預定功能技術(shù)指標后，便可將軟件固化，然后在運行固化的目標程序，成功后目標系統(tǒng)便可脫機運行。 結(jié)論分析 通過對系統(tǒng)硬件的調(diào)試，進一步 理解了 溫度 控制系統(tǒng)的原理，同時也發(fā)現(xiàn)了問題， 之前設計的 電路缺乏對 半導體激光器的溫度 的實時 測量 ，采用實時控制的方法 。把溫度信息轉(zhuǎn)化成二進制數(shù)字信息，傳輸給AT89C51 單片機 ,進行溫度的處理，并在數(shù)碼管上顯示出來。6 總 結(jié) 25 6 總結(jié) 本 設計通過 介紹了基于 以 51 系列的 AT89C51 單片機 為核心，以 ds18b20 為溫度傳感器 的數(shù)字溫度計控制系統(tǒng)的設計，對整個硬件電路和軟件程序設計做了分析 。 通過 本次畢業(yè) 的設計，我 有 很深的感觸：當今社會在飛速發(fā)展，科學技術(shù)發(fā)展的速度更是 日新月異 ，尤其是單片機技術(shù)在未來社會 科學技術(shù) 發(fā)展中一定會起著 不可替代 的作用，而通過本次設計無論是 從硬件實現(xiàn)還是到整個程序的完成，對我個人專業(yè)能力的一次提高和體現(xiàn)。軟件設計包括用單片機設計語言設計控制系統(tǒng)并仿真、實現(xiàn)。 通過這次設計，不僅鞏固大學期間所學的了知識，而且讓所學的知識通過實踐的形式轉(zhuǎn)化為相應的產(chǎn)品和成果，提高了自己的動手能力。無論從專業(yè)知識、動手能力，還是毅志品質(zhì)，都使我受益非淺。 雖然大學生活結(jié)束了，但我們的學習還沒有結(jié)束，只有不斷學習， 不斷的提高自己， 用知識充 實自己的頭腦，才能在未來社 會 贏得屬于自己的一片天地 ，才能為社會的發(fā) 展做出應有的貢獻。在這四年的求學生涯中師長、親友給與了我大力支持，在這個翠綠的季節(jié)我將邁開腳步走向遠方，懷念，思索，長長的問號一個個在求學的路途中被知識的舉手擊碎，而人生的思考才剛剛開始。大學時代的老師治學嚴謹，學識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。在這里尤其要感謝胡小英，從論文題目的選定到論文寫作的指導 ,感謝您的悉心的點撥。胡老師豐富的知識，開闊的設計思路以及嚴謹?shù)目茖W態(tài)度使我在學習到相關專業(yè)知識的同時，開闊了視野，拓寬了思維，受益匪淺。感謝同學在我遇到困境時向我伸 出援助之手，同窗之誼我們社會再續(xù)；在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意！ 畢業(yè)設計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 28 畢業(yè)設計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 本人完全了解西安工業(yè)大學北方信息工程學院有關保護知識產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，即：本科學生在校攻讀學士學位期間畢業(yè)設計（論文）工作的知識產(chǎn)權(quán)屬于西安工業(yè)大學 北方信息工程學院。學校有權(quán)保留送交的畢業(yè)設計（論文）的原文或復印件，允許畢業(yè)設計（論文）被查閱和借閱；學?？梢怨籍厴I(yè)設計（論文）的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存畢業(yè)設計（論文）。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，畢業(yè)設計（論文）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的成果，不包含他人已申請學位或其他用途使用過的成果。 畢業(yè)設計（論文）與資料若有不實之處，本人承擔一切相關責任。 sbit p35=P2^5。 sbit dp=P0^7。 sbit DQ=P2^2。 sbit LING=P2^0。 bit sign=0。 signed char xiaxian=6。 } 2 初始化子程序： { unsigned char x=0。 Delay(8)。 Delay(80)。 Delay(14)。 Delay(20)。 unsigned char b=0。 float tt=0。 Init_DS18B20()。 WriteOneChar(0xBE)。 b=ReadOneChar()。 t=8。 tt=t*。 return(t)。 e=ReadTemperature()。 b=e/100a*10。 c=(e%100)/10。 32 if(mshangxian || mxiaxian) LING=1。 p34=0。p36=0。 P0 =LEDData[d]。p35=0。p37=0。 p34=0。p36=0。 P0 =LEDData[c]。p35=1。p37=0。 p34=0。p36=0。 P0 =LEDData[b]。 p34=0。p36=1。 Delay(150)。p35=0。p37=0。 p34=0。p36=0。 Delay(150)。p35=0。p3