【正文】 DS18B20電源連接電路要想使DS18B20進(jìn)行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由于每個(gè)DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達(dá)到1mA，當(dāng)幾個(gè)溫度傳感器掛在同一根I/O線上進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫時(shí)，會(huì)造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。并且工作電源VCC必須保證在5V，當(dāng)電源電壓下降時(shí)，寄生電源能夠汲取的能量也降低，會(huì)使溫度誤差變大。注意：在外部供電的方式下，DS18B20的GND引腳不能懸空 ，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85℃。站長(zhǎng)推薦大家在開發(fā)中使用外部電源供電方式，畢竟比寄生電源方式只多接一根VCC引線。 DS18B20的使用中注意事項(xiàng)DS1820雖然具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題:，由于DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對(duì)DS1820進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測(cè)溫結(jié)果。，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè)DS1820，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá)150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長(zhǎng)。因此，在用DS1820進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考 慮總線分布電容和阻抗匹配問題。這一點(diǎn)在進(jìn)行DS1820硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。 本章小結(jié)本章主要針對(duì)本設(shè)計(jì)所選用的主控制器STC12C5A60S2單片機(jī)及溫度傳感器的主要性能做了簡(jiǎn)單介紹，為后面設(shè)計(jì)測(cè)試程序作準(zhǔn)備。第4章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路主要功能包括：多點(diǎn)溫度測(cè)試及其相關(guān)處理，實(shí)時(shí)顯示溫度信息，上位機(jī)通訊傳輸溫度數(shù)據(jù)，與超溫報(bào)警。 電源輸入部分控制系統(tǒng)主控制部分電源需要用5V直流電源供電，其電路如下圖所示，把頻率為50Hz、有效值為220V的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的5V直流電壓。由于輸入電壓為電網(wǎng)電壓，一般情況下所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而電源變壓器的作用顯現(xiàn)出來起到降壓作用。由于經(jīng)整流電路整流后的電壓含有較大的交流分量，會(huì)影響到負(fù)載電路的正常工作。穩(wěn)壓電路的功能是使輸出直流電壓基本不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載電阻變化的影響，從而獲得穩(wěn)定性足夠高的直流電壓。 電源連接電路圖H7805系列為3端穩(wěn)壓器件，能提供5V的輸出電壓。主要特點(diǎn)，。人們通過它往計(jì)算機(jī)輸入信息，鍵盤是按鍵或開關(guān)的有序組合，按照工作原理的不同，鍵盤可分為編碼鍵盤和解碼鍵盤。非編碼鍵盤有獨(dú)立式鍵盤和矩陣式（行列式）鍵盤兩種。如果同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的按鍵按下，就會(huì)產(chǎn)生同時(shí)按鍵的問題。第二,N 鍵輪回法：當(dāng)前面所識(shí)別的鍵被釋放以后，才可以對(duì)其它閉合的鍵作別。每個(gè)按鍵都有一定的功能定義，將讀取的鍵值解釋為定義鍵的功能過程稱為鍵值譯碼。而實(shí)際上，按鍵從最初去除按鍵抖動(dòng)，在讀取鍵值時(shí)，應(yīng)得到一個(gè)穩(wěn)定的讀數(shù)。按鍵釋放時(shí)也同樣存在抖動(dòng)的問題?？梢圆捎密浖蛴布椒ㄏ存I抖動(dòng)現(xiàn)象（既去抖動(dòng)）。當(dāng)檢測(cè)出有鍵閉合時(shí)，先執(zhí)行一個(gè)延時(shí)子程序產(chǎn)生數(shù)毫秒的延時(shí)（通常為 10~20 ms ），讓接通時(shí)的抖動(dòng)消失后再來判別是否有鍵按下。鍵盤的工作任務(wù)可以用硬件或軟件來完成，相應(yīng)地分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。同時(shí)產(chǎn)生一選通脈沖信號(hào)通知單片微機(jī)系統(tǒng)讀取鍵值。這種鍵盤易于使用，但硬件較復(fù)雜。獨(dú)立式按鍵與51的接口：獨(dú)立式按鍵是直接把每個(gè)按鍵與輸入端口的一位 I/O 線連接組成，計(jì)算機(jī)直接讀取鍵的狀態(tài)，然后，進(jìn)行譯碼，執(zhí)行相應(yīng)的服務(wù)程序。彈性按鍵被按下時(shí)閉合，松手后自動(dòng)斷開。理想波形實(shí)際波形穩(wěn)定閉合按下抖動(dòng)釋放抖動(dòng) 按鍵電路原理波形圖從上圖可以看出，理想波形與實(shí)際波形之間是有區(qū)別的，實(shí)際波形在按和釋放的瞬間都有抖動(dòng)現(xiàn)象，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短和按鍵的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5～10ms。無論獨(dú)立鍵盤還是矩陣鍵盤，單片機(jī)檢測(cè)其是否被按下的依據(jù)都是一樣的，也就是檢測(cè)該鍵對(duì)應(yīng)的I/O口是否為低電平。而矩陣鍵盤兩端都與單片機(jī)I/O口連接，因此在檢 測(cè)時(shí)需人為通過單片機(jī)I/O口送出低電平。 鍵盤模塊電路本系統(tǒng)的按鍵只有4個(gè)，用普通按鈕接10千歐上拉電阻，用查詢法完成讀鍵功能。當(dāng)要設(shè)定某個(gè)參數(shù)時(shí)，首先按下菜單鍵，接著按加或減進(jìn)行菜單的翻頁，找到要設(shè)置的參數(shù)時(shí)，按下確認(rèn)鍵，接著按加或減就會(huì)對(duì)參數(shù)的值進(jìn)行加或減。該鍵盤程序采用狀態(tài)機(jī)的編程思想，分為狀態(tài)0和1對(duì)鍵盤進(jìn)行管理。狀態(tài)0控制菜單的翻頁，狀態(tài)1控制具體的數(shù)值設(shè)定。開始P2=0x0fP2!=0x0f?KeyCodeDelay()P2!=0x0f?While (P2!=0x0f?)KeyCodei=0i16?KeyCode段選碼return ii++Y 顯示電路設(shè)計(jì)常用的顯示器一般有兩種：LED數(shù)碼管顯示和LCD液晶顯示，此次設(shè)計(jì)中要求同時(shí)多路測(cè)溫，顯示器同樣需要顯示多個(gè)溫度值，而使用LED數(shù)碼管顯示雖然也能實(shí)現(xiàn)，但是比較麻煩，而使用LCD液晶顯示器能夠相當(dāng)簡(jiǎn)單的達(dá)到設(shè)計(jì)要求，因此此次設(shè)計(jì)的顯示器使用的是液晶12864型號(hào)的LCD。只有阻值在特定的位置區(qū)域以內(nèi)才會(huì)顯示。LCD12864與單片機(jī)的連接電路圖如下所示。,R/W的配合選擇決定控制界面的四種模式表41RS R/W 功能說明L L MPU寫指令到指令暫存器（IR）L H 讀出忙標(biāo)志（BF）及地址記數(shù)器（AC）的狀態(tài)H L MPU寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（DR）H H MPU從數(shù)據(jù)暫存器（DR）中讀出數(shù)據(jù)表42E狀態(tài) 執(zhí)行動(dòng)作 結(jié)果高——低 I/O緩沖——DR 配合/W進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或指令高 DR——I/O緩沖 配合R進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令低/低——高 無動(dòng)作1. 忙標(biāo)志BFBF標(biāo)志提供內(nèi)部工作情況，BF=1表示模塊在進(jìn)行內(nèi)部操作,此時(shí)模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)。利用STATUS RD指令，可以將BF讀到DB7總線,從而檢驗(yàn)?zāi)K之工作狀態(tài)。DFF=1為開顯示（DISPLAY ON) ，DDRAM 的內(nèi)容就顯示在屏幕上，DFF=0為關(guān)顯示（DISPLAY OFF)。3. 顯示數(shù)據(jù)RAM(DDRAM)模塊內(nèi)部顯示數(shù)據(jù)RAM提供642個(gè)位元組的空間，最多可控制4行16字（64個(gè)字）的中文字型顯示，當(dāng)寫入顯示數(shù)據(jù)RAM時(shí)，可分別顯示CGROM與CGRAM的字型；此模塊可顯示三種字型，分別是半角英數(shù)字型(168)、CGRAM字型及CGROM的中文字型，三種字型的選擇，由在DDRAM中寫入的編碼選擇，在0000H—0006H的編碼中（其代碼分別是0000、0000000006共4個(gè)）將選擇CGRAM的自定義字型，02H—7FH的編碼中將選擇半角英數(shù)字的字型，至于A1以上的編碼將自動(dòng)的結(jié)合下一個(gè)位元組，組成兩個(gè)位元組的編碼形成中文字型的編碼BIG5（A140—D75F），GB（A1A0F7FFH）。液晶顯示的軟件操作過程是，首先初始化液晶并且清屏，再輸入所需顯示命令，將將字符串首地址賦值給寫字符命令，之后顯示器會(huì)顯示出所需的溫度數(shù)值。開始初始化液晶并清屏寫命令將字符串首地址賦值給寫字符命令顯示結(jié)束 液晶顯示流程圖 測(cè)溫模塊設(shè)計(jì)中使用的測(cè)溫傳感器是DS18B20，設(shè)計(jì)要求多路測(cè)量(10路) ，DS18B20獨(dú)特的單線接口方式，在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。 DS18B20的工作時(shí)序DS18B20的一線工作協(xié)議流程是：初始化→ROM操作指令→存儲(chǔ)器操作指令→數(shù)據(jù)傳輸，其工作時(shí)序包括：初始化時(shí)序、寫時(shí)序、讀時(shí)序。作為從器件的DS18B20在一上電后就一直在檢測(cè)總線上是否有480960微秒的低電平出現(xiàn)，如果有，在總線轉(zhuǎn)為高電平后等待1560微秒后將總線電平拉低60240微秒做出響應(yīng)存在脈沖，告訴主機(jī)本器件已做好準(zhǔn)備，若沒有檢測(cè)到就一直在檢測(cè)等待。GNDVCC單線總線控制器寫”0”時(shí)間隙60usTx”0”120us控制器寫”1”時(shí)間隙1ustREC∞15usDS18B20采樣15us1usDS18B20采樣 DS18B20寫操作時(shí)序圖寫周期最少為60微秒，最長(zhǎng)不超過120微秒，寫周期一開始作為主機(jī)先把總線拉低1微秒表示寫周期開始，隨后若主機(jī)想寫0，則繼續(xù)拉低電平最少60微秒直至寫周期結(jié)束，然后釋放總線為高電平；若主機(jī)想寫1，在一開始拉低總線電平1微秒后就釋放總線為高電平，一直到寫周期結(jié)束。對(duì)于讀數(shù)據(jù)操作時(shí)序也分為讀0時(shí)序和讀1時(shí)序兩個(gè)過程，讀時(shí)序是從主機(jī)把單總線拉低之后，在1微秒之后就得釋放單總線為高電平，以讓DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。主機(jī)在一開始拉低總線1微秒后釋放總線，然后在包括前面的拉低總線電平1微秒在內(nèi)的15微秒時(shí)間內(nèi)完成對(duì)總線進(jìn)行采樣檢測(cè)，采樣期內(nèi)總線為低電平則確認(rèn)為0，采樣期內(nèi)總線為高電平則確認(rèn)為1，完成一個(gè)讀時(shí)序過程，至少需要60μs才能完成。 溫度檢測(cè)根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。在系統(tǒng)安裝及工作之前應(yīng)將主機(jī)逐個(gè)與DS18B20掛接，以讀出其序列號(hào)。用同樣方法讀取序列號(hào)的56位。(具體工作程序見附錄C)。發(fā)第I個(gè)DS18B20的ID讀取溫度到緩沖區(qū)調(diào)用溫度處理子程序第n 個(gè)DS18B20處理完否YN 調(diào)試結(jié)果及分析環(huán)境溫度28攝氏度，室內(nèi)面積20平方米測(cè)試儀器：數(shù)字萬用表，溫度計(jì)0100攝氏度使系統(tǒng)運(yùn)行，采用溫度計(jì)同時(shí)測(cè)量室內(nèi)度變化情況，得出系統(tǒng)測(cè)量的溫度。調(diào)節(jié)時(shí)間15s（具體視現(xiàn)場(chǎng)情況）靜態(tài)誤差=。 Ⅱ?qū)?shí)際室內(nèi)的溫度控制，可采用功率較大的電爐，并且通過風(fēng)扇對(duì)箱內(nèi)溫度進(jìn)行充分?jǐn)嚭停禍卦O(shè)備可采用空氣壓縮機(jī)等制冷設(shè)備。通過分析，當(dāng)對(duì)浮點(diǎn)數(shù)求平均處理時(shí)，遇到同一時(shí)刻兩個(gè)傳感頭采集的溫度相差不大，℃℃為了解該數(shù)據(jù)是否真實(shí)，可采用一個(gè)高精度的數(shù)字溫度計(jì)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)讀出的值與其基本一致，由此推斷如果在同一時(shí)間增加采集溫度的個(gè)數(shù)，則可以進(jìn)一步提高溫度的精度。結(jié)論在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，對(duì)溫度控制系統(tǒng)的要求，主要是保證溫度在一定溫度范圍內(nèi)變化，穩(wěn)定性好，不振蕩，對(duì)系統(tǒng)的快速性要求不高。本系統(tǒng)的測(cè)溫范圍為20℃～40℃，溫度檢測(cè)系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的溫度范圍完成一定范圍的溫度控制。，溫度傳感器使用的是DS18B20，在本文中重點(diǎn)介紹了STC單片機(jī)和DS18B20傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用，為硬件電路的設(shè)計(jì)和測(cè)試程序設(shè)計(jì)做了基礎(chǔ)準(zhǔn)備。對(duì)控制系統(tǒng)中的各個(gè)單元模塊的電路連接和程序運(yùn)行流程圖都做了詳細(xì)的介紹，主要涉及了單片機(jī)控制系統(tǒng)、溫度傳感器系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、按鍵系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。主要包括DS18B20初始化、讀、寫程序，LCD顯示程序，報(bào)警程序等，附錄給出了部分程序及代碼。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中，通過采用先分塊設(shè)計(jì)，在整體調(diào)試的方法，實(shí)現(xiàn)各個(gè)擊破。對(duì)溫度控制算法還有待進(jìn)一步的研究和改進(jìn)。致謝本設(shè)計(jì)是在尊敬的劉卓夫老師的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷幫助下完成的。在這幾個(gè)月的學(xué)習(xí)生活中，劉老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)、對(duì)新知識(shí)及課題的熱情以及謙和的待人方式，對(duì)我產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。劉老師為我提供了完備的硬件設(shè)施和技術(shù)資料，創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)和工作環(huán)境，不僅使課題能順利完成，而且使我在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)一步加深了對(duì)知識(shí)的理解和靈活運(yùn)用，在日后工作和學(xué)習(xí)中將受益終身。他們?cè)谄綍r(shí)的學(xué)習(xí)和生活中他們給予了我無私的關(guān)懷和幫助，在此表示我最誠(chéng)摯的謝意。 microcontroller。 temperatureⅠ．INTRODUCTIONTemperature is a very important parameter in human life. In the modern society, temperature control (TC) is not only used in industrial production, but also widely used in other fields. With the improvement of the life quality, we can find the TC appliance in hotels, factories and home as well. And the trend that TC will better serve the whole society, so it is of great significance to measure and control the temperature.Based on the AT89S51 and temperature sensor DS18B20, this system controls the condition temperature intelligently. The temperature can be set discretionarily within a certain range. The system can show the time on LCD, and save monitoring data。 it also fits the rugged environment. It is mainly used in people39