《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于單片機(jī)AT89S52和溫度傳感器DS18B20的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng).doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于單片機(jī)AT89S52和溫度傳感器DS18B20的溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng).doc（40頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、摘 要隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實(shí)現(xiàn)，溫度自動(dòng)檢測(cè)和顯示系統(tǒng)在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。人們?cè)跍囟葯z測(cè)的準(zhǔn)確度、便捷、快速等方面有著越來(lái)越高的要求。而傳統(tǒng)的溫度傳感器已經(jīng)不能滿足人們的需求，其漸漸被新型的溫度傳感器所代替。本文設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)簡(jiǎn)易溫度計(jì)。本設(shè)計(jì)采用了單片機(jī)AT89S52和溫度傳感器DS18B20組成了溫度自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)，可根據(jù)實(shí)際需要任意設(shè)定溫度值，并進(jìn)行自動(dòng)控制。在此設(shè)計(jì)中利用了AT89S52單片機(jī)作為主控制器件，DS18B20作為測(cè)溫傳感器通過(guò)LCD數(shù)碼管串口傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)溫度顯示。通過(guò)DS18B20直接讀取被測(cè)溫度值，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，能夠設(shè)置溫度上下限來(lái)設(shè)置報(bào)

2、警溫度。并且在到達(dá)報(bào)警溫度后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。本文設(shè)計(jì)是從測(cè)溫電路、主控電路、報(bào)警電路等幾個(gè)方面來(lái)分析說(shuō)明的。該器件可直接向單片機(jī)傳輸數(shù)字信號(hào)，便于單片機(jī)處理及控制。另外，該溫度計(jì)還能直接采用測(cè)溫器件測(cè)量溫度。從而簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)傳輸與處理過(guò)程。此設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在可操作性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)簡(jiǎn)單，擁有很大的擴(kuò)展空間等。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；溫度傳感器；溫度計(jì)；報(bào)警AbstractWith the rapid development of modern information technology and the gradual transformation of traditional industries t

3、o achieve, automatic temperature detection and display systems are widely used in many fields. People in the temperature measurement accuracy, convenient, rapid, and has a growing demand. This article was designed and produced a simple thermometer. This design uses a microcontroller AT89S52 and temp

4、erature sensor DS18B20 automatic temperature control system formed can be arbitrarily set the temperature according to the actual value and for automatic control. In this design using the AT89S52 microcontroller as the main control device, DS18B20 as an LCD digital temperature sensor tube through th

5、e serial transmission of data, to achieve temperature display. DS18B20 measured by direct reading temperature values, data conversion, to set the temperature to set the alarm on the lower temperature. And the temperature reaching the alarm, the system will automatically alarm. This design is from th

6、e temperature measurement circuit, main control circuit, alarm circuit, and several other aspects of the note. The device can transmit digital signals directly to the microcontroller, easy to handle and control MCU. In addition, the thermometer temperature measurement device can be used directly to

7、measure temperature. The major advantages of this design is reflected in operable structural basis is simple, lots of expansion space.Keywords：AT89S52；DS18B20；thermometer；alarm目 錄摘 要IAbstractII目 錄III1 引言11.1 選題的背景11.2 選題的目的及意義21.3 論文結(jié)構(gòu)22 設(shè)計(jì)的整體方案32.1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容32.2 設(shè)計(jì)性能要求43 器件的選擇53.1 單片機(jī)的選擇53.1.1 AT89S5

8、2的特點(diǎn)及選擇原因53.1.2 AT89S52的工作模式及注意事項(xiàng)63.2 溫度傳感器的選擇83.2.1 DS18B20的特點(diǎn)及選擇原因83.2.2 DS18B20的測(cè)溫原理103.3 顯示器的選擇114 電路原理134.1 晶振電路與復(fù)位電路134.2 溫度采集電路154.3 顯示電路164.4 報(bào)警系統(tǒng)174.5 按鍵電路和指示燈電路185 程序原理及系統(tǒng)流程圖195.1 主程序195.2 讀出溫度子程序205.3 溫度數(shù)據(jù)顯示子程序225.4 設(shè)置溫度上下限程序235.4 計(jì)時(shí)時(shí)間設(shè)置256 軟件仿真266.1 軟件介紹266.2 仿真過(guò)程267 實(shí)物的焊接與調(diào)試298 體會(huì)與展望318

9、.1 設(shè)計(jì)總結(jié)318.2 設(shè)計(jì)前景32致 謝33參考文獻(xiàn)34附錄A 系統(tǒng)總圖35361 引言1.1 選題的背景隨著人們生活水平的不斷提高,單片機(jī)控制無(wú)疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來(lái)的方便也是不可否定的。單片機(jī)在測(cè)控領(lǐng)域中具有十分廣泛的應(yīng)用，它既可以測(cè)量電信號(hào)，又可以測(cè)量溫度濕度等非電信號(hào)。由單片機(jī)構(gòu)成的溫度檢測(cè)、溫度控制系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。單片機(jī)在工業(yè)控制、尖端武器、通信設(shè)備、信息處理、家用電器等各測(cè)控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭。今天，我們的生活環(huán)境和工作環(huán)境有越來(lái)越多稱之為單片機(jī)的小電腦在為我們服務(wù)。時(shí)下，家用電器和辦公設(shè)備的智能化、遙控化、模糊控制化己成為世界潮流，而這些高性能無(wú)一不

10、是靠單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中需要實(shí)時(shí)測(cè)量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫度的測(cè)量，因此研究溫度的測(cè)量方法和裝置具有重要的意義。測(cè)量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器技術(shù)，在我國(guó)各領(lǐng)域已經(jīng)引用的非常廣泛，可以說(shuō)是滲透到社會(huì)的每一個(gè)領(lǐng)域。溫度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器、模擬集成溫度傳感器、智能集成溫度傳感器。目前的智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀(jì)90年代中期問(wèn)世的，它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶，特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器(

11、MCU)。社會(huì)的發(fā)展使人們對(duì)傳感器的要求也越來(lái)越高，現(xiàn)在的溫度傳感器正在基于單片機(jī)的基礎(chǔ)上從模擬式向數(shù)字式，從集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展，并朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。1.2 選題的目的及意義隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實(shí)現(xiàn)，能夠獨(dú)立工作的溫度檢測(cè)和顯示系統(tǒng)應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。無(wú)論是在工業(yè)方面，農(nóng)業(yè)方面或者是平民大眾的生活當(dāng)中，我們都能看到溫度計(jì)的身影。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻和AD590為溫度敏感元件。熱敏電阻的成本低，但需后續(xù)信號(hào)處理電路，而且可靠性相對(duì)較差。測(cè)溫準(zhǔn)確度低，檢測(cè)

12、系統(tǒng)也有一定的誤差。因此，利用新型溫度傳感器取代舊式的溫度傳感器是必然的趨勢(shì)，新型的溫度傳感器的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越得到體現(xiàn)，越來(lái)越普及。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，成為自動(dòng)化和各個(gè)測(cè)控領(lǐng)域中必不可少且廣泛應(yīng)用的器件，尤其在日常生活中也發(fā)揮越來(lái)越大的作用。本設(shè)計(jì)的溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測(cè)溫比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用，測(cè)溫傳感器使用DS18B20，LCD以串口傳送數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)溫度顯

13、示,能準(zhǔn)確達(dá)到以上要求。同時(shí)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用，使得溫度計(jì)在使用時(shí)能夠提示運(yùn)行時(shí)間，設(shè)置報(bào)警時(shí)間等。1.3 論文結(jié)構(gòu)第一章主要介紹了此設(shè)計(jì)的歷史背景和存在的意義。第二章主要通過(guò)敘述設(shè)計(jì)的整體思路，即如何將單片機(jī)，溫度傳感器和顯示屏結(jié)合在一起以達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。第三張主要敘述了選擇AT89S52單片機(jī)和DS18B20的原因，還簡(jiǎn)要敘述了顯示設(shè)備。第四章主要選取合適的引腳連接電路。第五章主要分析編程過(guò)程中，如何利用流程圖來(lái)編寫合適的程序；第六章通過(guò)仿真軟件來(lái)模擬溫度計(jì)，為實(shí)物的焊接做準(zhǔn)備；第七章記錄了在焊接過(guò)程中遇到的問(wèn)題，和在焊接完后，遇到的問(wèn)題和解決方法；第八章客觀評(píng)價(jià)本設(shè)計(jì)存在的優(yōu)缺點(diǎn)，及作品的發(fā)展。

14、2 設(shè)計(jì)的整體方案2.1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，當(dāng)溫度傳感器DS18B20把所測(cè)得的溫度發(fā)送到AT89S52單片機(jī)上，經(jīng)AT89S52處理，將把溫度在顯示電路上顯示，除了顯示溫度以外還可以設(shè)置一個(gè)報(bào)警溫度，對(duì)所測(cè)溫度進(jìn)行監(jiān)控。利用外接的鍵盤設(shè)置電路，對(duì)溫度進(jìn)行上下限設(shè)置。當(dāng)溫度高于或低于設(shè)定溫度時(shí)，開始報(bào)警并啟動(dòng)相應(yīng)程序。同時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)顯示溫度計(jì)已經(jīng)工作的時(shí)間，方便用戶進(jìn)行簡(jiǎn)單的人機(jī)對(duì)話。當(dāng)開機(jī)后，計(jì)數(shù)器自動(dòng)運(yùn)行，開始記錄已開機(jī)時(shí)間，在進(jìn)行上下限操作時(shí)，計(jì)時(shí)的功能不關(guān)閉，持續(xù)計(jì)時(shí)。同時(shí)，能夠設(shè)置報(bào)警溫度，在到達(dá)報(bào)警時(shí)間后能夠提示報(bào)警。利用AT89S52芯片控制溫度傳感器DS18B2

15、0進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)并顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)快速測(cè)量環(huán)境溫度，并可以根據(jù)需要設(shè)定上下限報(bào)警溫度。系統(tǒng)框圖如下圖：AT89S52溫度控制報(bào)警電路溫度傳感器鍵盤設(shè)定顯示設(shè)備圖1-1 系統(tǒng)框圖選擇DS18B20作為本系統(tǒng)的溫度傳感器，選擇單片機(jī)AT89S52為測(cè)控系統(tǒng)的核心來(lái)完成數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、報(bào)警等功能。選用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，輸出信號(hào)全數(shù)字化。便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路，省卻了采樣保持電路、運(yùn)放、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路以及進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸時(shí)的串并轉(zhuǎn)換電路，簡(jiǎn)化了電路，縮短了系統(tǒng)的工作時(shí)間，降低了系統(tǒng)的硬件成本。當(dāng)LCD液晶顯示器接收到來(lái)自AT89S52單片機(jī)傳送來(lái)的溫度信息

16、后，分別顯示了當(dāng)前的溫度，溫度上限，溫度下限和溫度計(jì)運(yùn)行時(shí)間。2.2 設(shè)計(jì)性能要求設(shè)計(jì)的主要功能和指標(biāo)如下：（1）提示開機(jī)，當(dāng)按下開機(jī)鍵后，響起開機(jī)聲。（2）利用溫度傳感器（DS18B20）測(cè)量某一點(diǎn)環(huán)境溫度。（3）測(cè)量范圍為-55110，精度為0.5。（4）用液晶進(jìn)行實(shí)際溫度值顯示。（5）能夠根據(jù)需要方便設(shè)定上下限報(bào)警溫度。（6）當(dāng)達(dá)到報(bào)警溫度后，能夠自動(dòng)發(fā)出報(bào)警聲。（7）顯示測(cè)溫時(shí)間，方便控制。（8）設(shè)計(jì)開機(jī)時(shí)間報(bào)警功能。3 器件的選擇本設(shè)計(jì)是選用DS18B20作為溫度傳感器，選用AT89S52單片機(jī)作為整個(gè)設(shè)計(jì)的核心處理器部分。通過(guò)處理作為溫度傳感器傳輸?shù)臏囟刃畔⒑?，將處理后的信息傳輸給

17、LCD液晶顯示器。所以用到的器件有AT89S52、DS18B20、LCD等。3.1 單片機(jī)的選擇3.1.1 AT89S52的特點(diǎn)及選擇原因AT89S52作為溫度測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心器件該器件是INTEL公司生產(chǎn)的MCS一5l系列單片機(jī)中的基礎(chǔ)產(chǎn)品，采用了可靠的CMOS工藝制造技術(shù)具有高性能的8位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS一51的CMOS產(chǎn)品。片內(nèi)含8K bytes的可販毒擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件兼容標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令系統(tǒng)。片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元。結(jié)合了HMOS的高速和高密度技術(shù)及CHMOS的低功耗

18、特征。其具有如下性質(zhì)：（1）與MCS-51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容（2）8K字節(jié)可重擦寫Flash閃爍存儲(chǔ)器。（3）壽命：1000寫/擦循環(huán)。（4）數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年。（5）全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz。（6）三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定。（7）128*8位內(nèi)部RAM。（8）32可編程I/O線。（9）三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。（10）8個(gè)中斷源。（11）可編程串行通道。（12）低功耗的閑置和掉電模式。（13）片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。AT89S52單片機(jī)提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)

19、構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。由于此設(shè)計(jì)需要編寫程序，需要將程序烤入單片機(jī)中，因此單片機(jī)必須具有足夠多的存儲(chǔ)空間，其具有8K字節(jié)的Flash完全滿足要求。32位的I/O 口線能夠使得單片機(jī)與溫度顯示器、溫度傳感器、鍵盤、報(bào)警電路、按鍵電路和指示燈連接等等變得可能。16位的定時(shí)計(jì)數(shù)器使得讀取數(shù)據(jù)變得更加簡(jiǎn)單，同時(shí)其結(jié)構(gòu)有利于晶振電路和復(fù)位電

20、路的連接。最重要的是，能夠在掉電狀態(tài)下保存RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)。同時(shí)，與同類51單片機(jī)相比，AT89S52具有更強(qiáng)的可操作性。因此，對(duì)于本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，選擇AT89S52是最有利的。3.1.2 AT89S52的工作模式及注意事項(xiàng)AT89S52單片機(jī)有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是空閑模式和掉電工作模式。這兩種方式是控制專用寄存器PCON(即電源控制寄存器)中的PD（PCON1）和IDL(PCON0)位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PD是掉電模式，當(dāng)PD=1時(shí)，激活掉電工作模式，單片機(jī)進(jìn)入掉電工作狀態(tài)。IDL是空閑等待方式，當(dāng)IDL=1，激活空閑工作模式，點(diǎn)偏激進(jìn)入睡眠狀態(tài)。如需同時(shí)進(jìn)入兩種工作模式，即PD和IDL同時(shí)為

21、1，則先激活掉電模式。在空閑工作狀態(tài)下，CPU保持睡眠狀態(tài)而所有的片內(nèi)的外設(shè)都保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生，此時(shí)，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變?？臻e模式可由任何允許的中斷請(qǐng)求或硬件復(fù)位終止。終止空閑工作模式的方法有兩種，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨RST1（中斷返回）指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入空閑模式的那條指令后面的一條指令。其二是通過(guò)硬件復(fù)位可以將空閑工作模式終止。需要注意的是，當(dāng)由硬件復(fù)位來(lái)終止空閑工作模式時(shí)，CPU通常是從激活空閑模式那條指令的嚇一跳指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘周期

22、）有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止CPU訪問(wèn)片內(nèi)RAM，而允許訪問(wèn)其他端口。為了避免可能對(duì)端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑狀態(tài)的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條端口或外部存儲(chǔ)器的寫入指令。在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令。片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但并沒(méi)有因此改變RAM中的內(nèi)容，在Vcc恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無(wú)效，但必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。AT89S52單片機(jī)具有一些極限參數(shù)：（1）工作溫度：-55攝氏度至+125攝氏度（2）儲(chǔ)藏溫度：-65攝氏度

23、至+150攝氏度（3）任一引腳對(duì)地電壓：-1.0V至+7.0V（4）最高工作電壓：6.6V（5）直流輸出電流：15.0mA表3-1 空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài)模式程序存儲(chǔ)器ALEPSENP0P1P2P3空閑模式內(nèi)部11數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)空閑模式外部11浮空數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)掉電模式內(nèi)部00數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)掉電模式外部00浮空數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)3.2 溫度傳感器的選擇 3.2.1 DS18B20的特點(diǎn)及選擇原因DS18B20是美國(guó)DALLAS公司繼DS1820之后推出的增強(qiáng)型單總線數(shù)字式溫度傳感器，它在轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較之前產(chǎn)品有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來(lái)了更方便、更令人滿意的效果。D

24、ALLAS 最新單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20是一種新型的“一線器件”，其體積更小、更適用于多種場(chǎng)合、且適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。DALLAS 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。溫度測(cè)量范圍為-55+125 攝氏度，可編程為9位12 位轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625攝氏度，分辨率設(shè)定參數(shù)以及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPROM 中，掉電后依然保存。被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可以在遠(yuǎn)端引入，也可以采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到3 根或2 根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B

25、20 通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DQ 為數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源； GND為地信號(hào)；VDD為可選擇的VDD引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。在硬件上，DS18B20與單片機(jī)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(jī)的I/O線相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí)UDD、

26、GND接地，I/O接單片機(jī)I/O。無(wú)論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O口線要接5K左右的上拉電阻.DS18B20 的性能特點(diǎn)如下：獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20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支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫。 64位ROM和單線接口存儲(chǔ)器與控制邏輯高速緩存溫度傳感器8位CRC發(fā)生器配置寄存器高溫觸發(fā)器低溫觸發(fā)器圖3-1 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。其具有9條特點(diǎn)：（1）適應(yīng)電

27、壓范圍更寬，電壓范圍：3.05.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。（2）溫范圍55125，在-10+85時(shí)精度為0.5。（3）零待機(jī)功耗。（4）可編程的分辨率為912位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫。（5）在9位分辨率時(shí)最多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。（6）用戶可定義報(bào)警設(shè)置。（7）報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度的器件。（8）結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以一線總線串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。DS18B20作為新型的一線器件

28、，能夠方便的和中心處理器進(jìn)行連接，并具有很大的擴(kuò)展空間。溫度范圍較廣，使得整體的測(cè)溫范圍能大幅度的上升，零待機(jī)消耗更是起到了節(jié)能的作用。利用用戶能自定義報(bào)警設(shè)置這一特點(diǎn)，能夠在實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能上得到很大的便利，同時(shí)極強(qiáng)的抗干擾性能使得溫度的檢測(cè)更加準(zhǔn)確，作為溫度計(jì)最基本的要求，準(zhǔn)確必須滿足。這些好處使得DS18B20最終被選擇。3.2.2 DS18B20的測(cè)溫原理DS18B20的測(cè)溫原理如圖3-2所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)

29、門打開時(shí)，DS18B20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量.計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將-55 所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在-55 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。首先用DS1820提供的讀暫存寄存器指令(BEH)讀出以0.5為分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果，然后切去測(cè)量結(jié)果中的最低有效位(LSB)，得到所測(cè)實(shí)際溫度整數(shù)部分T整數(shù)，然后再用BEH指令讀取計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)剩余值M剩余和每度計(jì)數(shù)值M每度，考慮到DS1820測(cè)量溫度的整數(shù)部分以0.25、0.75為進(jìn)位界限的關(guān)系，實(shí)際溫度T實(shí)際可用下式計(jì)算得到：T

30、實(shí)際=(T整數(shù)0.25)+(M每度M剩余)/M每度。 低溫度系數(shù)晶振高溫度系數(shù)晶振預(yù)置斜率累加器計(jì)數(shù)器 1=0計(jì)數(shù)器 2=0比較預(yù)置溫度寄存器圖3-2 DS18B20測(cè)溫原理圖3.3 顯示器的選擇由于設(shè)計(jì)中要求同時(shí)顯示測(cè)試溫度、溫度上限、溫度下限和開機(jī)時(shí)間，因此顯示屏首先要能夠一次性容納這些字符。工作電壓不能太高，與單片機(jī)的連接方式需要簡(jiǎn)單，顯示準(zhǔn)確。本設(shè)計(jì)中采用的是1602型LCD液晶屏能夠很好的滿足這些要求。此液晶屬于工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符。LCD液晶顯示器是一種低壓、微功耗的顯示器件，只要23伏就可以工作，工作電流僅為幾微安，是任何顯示器無(wú)法比擬的，同時(shí)可以顯

31、示大量信息，除數(shù)字外，還可以顯示文字、曲線，比傳統(tǒng)的數(shù)碼LED顯示器顯示的界面有了質(zhì)的提高。在儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。1602擁有很多出色的優(yōu)點(diǎn)：(1) 顯示質(zhì)量高，由于液晶顯示器的每一個(gè)點(diǎn)收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度恒定發(fā)光，因此液晶顯示器的畫質(zhì)高而且不會(huì)閃爍。(2) 數(shù)字式接口，液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)的接口簡(jiǎn)單操作也很方便。(3) 功率消耗小，相比而言液晶顯示器的主要功耗在內(nèi)部電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其他器件要小很多。4 電路原理整個(gè)設(shè)計(jì)的電路包括了最小系統(tǒng)電路、溫度控制電路、溫度顯示電路、按鍵電路和報(bào)警電路五部分電路組成。4.1 晶振電路與復(fù)位電路晶

32、振電路和復(fù)位電路與單片機(jī)連接構(gòu)成最小系統(tǒng)電路，如何選取合適的引腳，選取何種連接方式都至關(guān)重要。因此需要了解AT89S52的引腳特點(diǎn)。圖4-1 AT89S52單片機(jī)引腳圖在晶振電路中，主要用到了XTAL1和XTAL2兩個(gè)引腳。（1）XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。（2）XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。在晶振電路中，AT89S52具有兩種晶振方式，一種是片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式，但需要在引腳外接石英晶體和振蕩電容，振蕩電容的值一般取10-30pf。另一種是外部時(shí)鐘方式，即將XTAL1接外部時(shí)鐘，XTAL2腳懸空。本設(shè)計(jì)的晶振電路如圖4-2所示。圖4-2 晶振電路單片機(jī)的晶振頻率

33、采用11.0592MHZ，加兩個(gè)30pF電容。XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出，外接石英晶體和振蕩電容，構(gòu)成了片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式。而振蕩周期指的就是單片機(jī)外接石英晶體振蕩器的周期。當(dāng)時(shí)鐘起振后，產(chǎn)生一定的頻率的時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)的CPU在時(shí)鐘信號(hào)的控制下能一步一步完成自己的工作，同時(shí)與整個(gè)系統(tǒng)相關(guān)的周期還有振蕩周期、狀態(tài)周期、機(jī)器周期和指令周期。電容C1和C2主要用于校正波形，振蕩器的作用主要是產(chǎn)生時(shí)鐘振蕩。而整個(gè)電路的作用則是為了產(chǎn)生自激振蕩。對(duì)于復(fù)位電路，AT89S52有兩種復(fù)位方式，分別是上點(diǎn)復(fù)位和按鍵復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用的是按鍵復(fù)位，即利用一個(gè)復(fù)位電容和按鍵的組合使得復(fù)位變得

34、更加直接和簡(jiǎn)單。引腳RST作用是復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。在按下按鍵后，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，十分方便。在復(fù)位電路中添加按鍵主要是為了能夠使得復(fù)位更加方便，電容主要是在復(fù)位后進(jìn)行充電，而上拉電阻起到限流的作用，保護(hù)了電路。圖4-3 復(fù)位電路4.2 溫度采集電路溫度控制電路主要運(yùn)用到了DS18B20和AT89S52。如何使兩者連接實(shí)現(xiàn)功能是溫度控制電路的主要設(shè)計(jì)目的。圖4-4 DS18B20管腳圖在硬件上，DS18B20與單片機(jī)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(jī)的I/O線相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí)UDD、GND接地，I

35、/O接單片機(jī)I/O。內(nèi)部寄生電源I/O口線要接5K左右的上拉電阻。這里采用的是第一種連接方法,如圖4-5所示:P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳電位被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入時(shí)，P2口的管腳電位被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。圖4-5 溫度采集電路傳感器數(shù)據(jù)采集電路主要指DS18B20溫度傳感器與單片機(jī)的接口電路。DS18B20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時(shí)DS18B20的1腳接地，2腳作為信號(hào)線，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式考慮到實(shí)際應(yīng)用中寄生電源供電方式

36、適應(yīng)能力差且易損壞，此處采用電源供電方式，I/O口接單片機(jī)的P2.4口。4.3 顯示電路液晶顯示器是一種將液晶顯示器件,連接器件,集成電路,PCB線路板,背光源,結(jié)構(gòu)器件裝配在一起的組件。在顯示電路中，VSS接地，VDD接5V正電源， VEE為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，為了獲得最佳對(duì)比度，VEE接地。RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以

37、寫入數(shù)據(jù)。E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。RS和R/W選用不同的高低電平，將影響寄存器的選擇。表4-1 寄存器選擇控制表RSR/W操作說(shuō)明00寫入指令寄存器（清除屏等）01讀busy flag（DB7），以及讀取位址計(jì)數(shù)器（DB0DB6）值10寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等）11從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 由于液晶顯示器的功能是顯示各字符，所以RS置高電平，R/W接地。8位雙向數(shù)據(jù)線D0-D7與雙向I/O口相連。圖4-6 液晶顯示電路圖4.4 報(bào)警系統(tǒng)利用有源蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警輸出，采用直流供電。當(dāng)所測(cè)溫度超過(guò)獲低于所預(yù)設(shè)的溫度時(shí)，數(shù)據(jù)口相應(yīng)拉高電平，報(bào)警輸出。而另一端則直接

38、和單片機(jī)的P2.3A11端口相連。至于報(bào)警電路，連接方式如4-4所示。圖4-7 報(bào)警電路4.5 按鍵電路和指示燈電路按鍵電路的一端接地，一端和AT89S52的P1相應(yīng)端口相連。圖4-8 按鍵電路四個(gè)按鍵的功能分別能進(jìn)行加減、修改和復(fù)位功能，配合指示燈電路，進(jìn)行溫度上下限的設(shè)置。圖4-9 指示燈電路5 程序原理及系統(tǒng)流程圖5.1 主程序 YYN初始化中斷和定時(shí)器開始顯示初始化SET鍵被按下？從DS18B20讀取溫度并顯示溫度極限返回執(zhí)行報(bào)警程序N按鍵設(shè)置圖5-1 主程序流程主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理DS18B20的測(cè)量的當(dāng)前溫度值，溫度測(cè)量每250ms進(jìn)行一次。主程序的第二

39、個(gè)功能是查詢SET鍵是否被按下，以實(shí)現(xiàn)設(shè)置溫度上下限的功能。其程序流程見(jiàn)圖5-1所示。由總的流程圖可以分析出，在整個(gè)程序中應(yīng)該包括如下幾個(gè)部分：讀寫DS18B20子程序，溫度轉(zhuǎn)換子程序，處理溫度數(shù)據(jù)子程序，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示子程序等。5.2 讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的數(shù)據(jù)，在讀出時(shí)需進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的讀取。其程序流程圖如圖5-2所示。圖5-2 讀溫度子程序YN開始初始化DS18B20寫DS18B20讀取溫度指令溫度轉(zhuǎn)移成功？移入溫度寄存器單片機(jī)讀取溫度數(shù)據(jù)結(jié)束CPU對(duì)DS18B20的訪問(wèn)流程是：先對(duì)DS18B20初始化，再進(jìn)行ROM操作命令，最后才

40、能對(duì)存儲(chǔ)器操作，數(shù)據(jù)操作。DS18B20每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時(shí)序和通信協(xié)議。如主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換這一過(guò)程，根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，須經(jīng)三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位，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。void Init_DS18B20(void) unsigned char x=0; DQ = 0; delay_18B20(80); DQ = 1; delay_18B20(14); x=DQ; delay_18B20(20);上述程序中將DQ拉低，精確延時(shí)，再將DQ拉高，通過(guò)判斷x的值來(lái)

41、確定是否已經(jīng)初始化完成。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。單總線的所有處理均從初始化開始。初始化過(guò)程是主機(jī)通過(guò)向作為從機(jī)的DS18B20芯片發(fā)一個(gè)有時(shí)間寬度要求的初始化脈沖實(shí)現(xiàn)的。初始化后，才可進(jìn)行讀寫操作。ROM操作命令 總線主機(jī)檢測(cè)到DS18B20的存在，便可以發(fā)出ROM操作命令之一。對(duì)DS18B20操作，先跳過(guò)ROM，即是啟動(dòng)DS18B20進(jìn)行溫度變換，之后通過(guò)匹配ROM 再逐一地讀回每個(gè)DS18B20的溫度數(shù)據(jù)。在DS18B20組成的測(cè)溫系統(tǒng)中，主機(jī)在發(fā)出跳過(guò)ROM命令之后，再發(fā)出統(tǒng)一的溫度轉(zhuǎn)換啟動(dòng)碼44H，就可以實(shí)現(xiàn)所有DS18

42、B20的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過(guò)250ms后，就可以用很少的時(shí)間去逐一讀取。這種方式使其T值往往小于傳統(tǒng)方式。 unsigned char a,b; signed int temp; EA=0; Init_DS18B20(); WriteOneChar(0 xCC); WriteOneChar(0 x44); delay_18B20(70); EA=1; Init_DS18B20(); EA=0; WriteOneChar(0 xCC); WriteOneChar(0 xBE);a=ReadOneChar(); b=ReadOneChar(); EA=1; temp=b; temp0) data_T4

43、=shuju/100+0 x30;else shuju=shuju+0 x01; data_T4=-; data_T5=shuju%100/10+0 x30; data_T6=shuju%10+0 x30; 段程序的作用在于，在接收到溫度信息后，通過(guò)轉(zhuǎn)化，變成能在LCD上顯示的字符。再通過(guò)LCD顯示出來(lái)。5.4 設(shè)置溫度上下限程序該系統(tǒng)可以設(shè)置溫度上下限，當(dāng)SET=1,開啟中斷，可以設(shè)置溫度上限，如果DEC有效，減一；如果ADD有效，加一。當(dāng)SET=2,開啟中斷，可以設(shè)置溫度下限，如果DEC有效，減一；如果ADD有效，加一。流程圖如5-3所示。對(duì)于設(shè)置上下限來(lái)說(shuō)，最重要的是切換到底是對(duì)TH還是

44、TL進(jìn)行設(shè)置，可加減溫度。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須滿足這兩點(diǎn)， NYNY開始SET等于0？SET等于1？開中斷設(shè)置溫度上限SET等于2開中斷設(shè)置溫度下限復(fù)位結(jié)束NY圖5-3 設(shè)置溫度上下限程序用于說(shuō)明進(jìn)入加減狀態(tài)，方便修改溫度上限。sbit point=P13;sbit th=P14;sbit tl=P15;void delay(uchar k) uchar i,j; for(j=0;jk;j+) for(i=0;i200;i+); 5.4 計(jì)時(shí)時(shí)間設(shè)置 計(jì)時(shí)器作為本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，其程序時(shí)間相當(dāng)重要。 YN初始化計(jì)時(shí)器開始開始計(jì)時(shí)到達(dá)報(bào)警時(shí)間？繼續(xù)計(jì)時(shí)結(jié)束報(bào)警圖 5-4 計(jì)時(shí)器工作流程當(dāng)計(jì)數(shù)器被初始

45、化后，根據(jù)AT89S52的內(nèi)部晶振周期，開始計(jì)時(shí)。當(dāng)達(dá)到設(shè)置的報(bào)警溫度時(shí)，報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警聲，此報(bào)警聲有別于當(dāng)溫度到達(dá)溫度上限時(shí)的報(bào)警聲，使得用戶不會(huì)發(fā)生混淆。在程序編寫過(guò)程中，最為重要的是如何在進(jìn)行其他設(shè)置時(shí)，計(jì)時(shí)器還持續(xù)工作，并且如何使得計(jì)時(shí)器的跳動(dòng)變得正確，如何使計(jì)時(shí)期在到達(dá)報(bào)警時(shí)間后，能夠發(fā)出警報(bào)，如何使報(bào)警的聲音又別于溫度到達(dá)上限時(shí)發(fā)出的報(bào)警聲。write1602com(0 x80);data_T5=.;for(i=0;i10;i+) dealdata();write1602dat(data_Ti);delay(1);整段程序過(guò)于繁瑣，不作贅述。本段程序的功能主要是如何使得計(jì)時(shí)的溫度

46、顯示在顯示器上。6 軟件仿真6.1 軟件介紹Proteus是英國(guó)Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真及印制電路板設(shè)計(jì)軟件，它可以仿真、分析各種模擬電路與集成電路，軟件提供了大量模擬與數(shù)字元器件及外部設(shè)備，各種虛擬儀器，特別是它具有對(duì)單片機(jī)及其外圍電路組成的綜合系統(tǒng)的交互仿真功能。 Proteus主要由ISIS和ARES兩部分組成，ISIS的主要功能是原理圖設(shè)計(jì)及與電路原理圖的交互仿真，ARES主要用于印制電路板的設(shè)計(jì)。 6.2 仿真過(guò)程在Proteus中仿真如下圖所示，主要包括四部分：測(cè)量并顯示溫度，設(shè)置溫度上限，設(shè)置溫度下限和測(cè)量開機(jī)時(shí)間。圖6-1 測(cè)試溫度仿真在仿真過(guò)程中，主要檢

47、測(cè)DS18B20是否能快捷的檢測(cè)出室溫，能否隨著溫度的變化而變化。這是檢驗(yàn)是否能檢驗(yàn)溫度的重要標(biāo)準(zhǔn)。由仿真結(jié)果可以看出，溫度傳感器顯示的溫度和LCD上顯示的溫度是相同的，并且正確測(cè)出了室溫，這就很好的驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)具有準(zhǔn)確的檢測(cè)出室溫并且能正確的顯示的功能。 設(shè)置溫度上下限時(shí)，主要通過(guò)第四按鍵來(lái)選擇是否修改上下限。而設(shè)置溫度上限和設(shè)置溫度下限的方式相同。所以舉例演示上限的設(shè)置方法。 圖6-2 溫度上限設(shè)置的仿真演示當(dāng)按下point鍵，直至表示TH的D6燈亮起，再按下enter鍵表示確定修改，此時(shí)LCD上，代表溫度上限的數(shù)字開始閃爍跳動(dòng)，在通過(guò)add鍵和sub鍵組合使用，加減溫度上限，在演示中，我

48、將溫度上限上調(diào)了亮度，再按enter鍵確定，則溫度上限修改完成，下限的設(shè)置方法相同。通過(guò)顯示證明了本設(shè)計(jì)的溫度計(jì)能夠精確的調(diào)整溫度的上下限設(shè)置。 對(duì)于開機(jī)時(shí)間的測(cè)試則更加容易說(shuō)明。圖6-3 開機(jī)時(shí)間測(cè)試仿真演示剛開機(jī)時(shí)，LCD顯示屏的右下角顯示的是3秒，在相同的環(huán)境下，使其正常運(yùn)行數(shù)十分鐘后，其它數(shù)值未發(fā)生改變，而代表開機(jī)時(shí)間的數(shù)字則變成了48分鐘，比較真實(shí)的時(shí)間發(fā)現(xiàn)，這個(gè)時(shí)間和真實(shí)的時(shí)間是相同的，這說(shuō)明此設(shè)計(jì)能很好的記錄開機(jī)的時(shí)間，方便人們的觀測(cè)。圖 6-4 報(bào)警電路仿真當(dāng)設(shè)置的最高溫度低于室溫時(shí)，報(bào)警電路開始啟動(dòng)，報(bào)警燈持續(xù)閃爍，耳邊不斷響起報(bào)警聲。直至設(shè)置高于常溫的最高溫度。在設(shè)計(jì)中加入

49、了計(jì)時(shí)報(bào)警功能，當(dāng)計(jì)數(shù)器到達(dá)30秒或者30秒的倍數(shù)時(shí)，電路自動(dòng)報(bào)警，提示用戶溫度計(jì)已經(jīng)運(yùn)行的時(shí)間7 實(shí)物的焊接與調(diào)試由于本次設(shè)計(jì)使用的是萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)板，上面沒(méi)有布線，并且所需元器件比較多，所以焊接起來(lái)比較麻煩，因此焊接時(shí)一定要小心，避免虛焊和短路。每焊完一個(gè)元器件或者一條線路都要用萬(wàn)用表檢查焊接是否成功。實(shí)物焊出來(lái)之后，先要進(jìn)行硬件調(diào)試。電路的調(diào)試過(guò)程是檢驗(yàn)、修正設(shè)計(jì)方案的實(shí)踐過(guò)程，也是應(yīng)用理論知識(shí)來(lái)解決實(shí)踐中各類問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是電路設(shè)計(jì)者必須掌握的基本技能。把電子元器件連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)特定功能的關(guān)鍵一步是調(diào)試。調(diào)試方法有兩種：分塊調(diào)試法和整體調(diào)試法。圖7-1 實(shí)物成品具體的調(diào)試步驟如下：(1)

50、電前檢查。任何組裝好的電子電路，在通電調(diào)試之前，必須認(rèn)真檢查電路連線是否有誤。檢查的方法是對(duì)照電路圖，按一定的順序逐級(jí)對(duì)應(yīng)檢查。特別是注意電源是否接錯(cuò)，電源與地是否有短接，集成電路和晶體管的引腳是否接錯(cuò)，輕輕撥一撥元器件，觀察焊點(diǎn)是否牢固等(2)通電檢查。先調(diào)試好所需電源電壓數(shù)值，然后再給電路接通電源。電源一經(jīng)接通，先要觀察是否有異?，F(xiàn)象，如冒煙、異常氣味、放電的聲光、元器件發(fā)燙等。如果有，應(yīng)立即關(guān)斷電源，待故障排除后，方可重新接通電源。然后，測(cè)量每個(gè)集成塊的電源引腳電壓是否正常，以確信集成電路是否已通電工作。(3)分塊調(diào)試。分塊調(diào)試時(shí)應(yīng)明確本部分的調(diào)試要求，按調(diào)試要求測(cè)試性能指示和觀察波形。

51、調(diào)試順序按信號(hào)的流向進(jìn)行，這樣可以把前面調(diào)試過(guò)的輸出信號(hào)作為后一級(jí)的輸入信號(hào)，為最后的整機(jī)聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。(4)整機(jī)聯(lián)調(diào)。整機(jī)聯(lián)調(diào)時(shí)應(yīng)觀察各單元電路連接后各級(jí)之間的信號(hào)關(guān)系，主要觀察動(dòng)態(tài)結(jié)果，檢查電路的性能和參數(shù)，分析測(cè)量的數(shù)據(jù)和波形是否符合設(shè)計(jì)要求。實(shí)物經(jīng)過(guò)硬件調(diào)試后還要進(jìn)行軟件調(diào)試,即將程序?qū)懭氲絾纹瑱C(jī)存儲(chǔ)器中,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能。8 體會(huì)與展望8.1 設(shè)計(jì)總結(jié)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。在論文中簡(jiǎn)單分析了單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程及實(shí)現(xiàn)方法。本系統(tǒng)的測(cè)溫范圍為-1040，溫度檢測(cè)系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定的溫度

52、范圍完成一定范圍的溫度控制。本次畢業(yè)論文中設(shè)計(jì)的溫度計(jì)主要由AT89S52和DS18B20來(lái)實(shí)現(xiàn)功能的。因此需要通過(guò)查閱資料來(lái)了解這些器件的基本結(jié)構(gòu)，主要功能和注意事項(xiàng)等等。通過(guò)了解器件，在觸類旁通之下，能夠知道與所選器件相似的器件，比較彼此之間的優(yōu)缺點(diǎn)，來(lái)確定設(shè)計(jì)選擇的器件是否合適，如何更好的利用器件的特點(diǎn)成為了本次設(shè)計(jì)重要的一方面。在確定了器材之后，如何利用使之最大限度的體現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能，完成設(shè)計(jì)目標(biāo)，這又是需要花大量時(shí)間去思考的。在設(shè)計(jì)完成之后，設(shè)計(jì)合理的程序和通過(guò)仿真軟件模擬仿真，又再一次檢驗(yàn)了設(shè)計(jì)的成果。最后在實(shí)物焊接完成后，整個(gè)設(shè)計(jì)才圓滿完成。溫度計(jì)設(shè)計(jì)作為一種比較簡(jiǎn)單的單片機(jī)設(shè)計(jì)，

53、只有突出其在簡(jiǎn)單，方便，使用，便捷方面，這個(gè)設(shè)計(jì)才有其意義。整個(gè)設(shè)計(jì)從確定題目，到尋找相關(guān)資料，再到選擇合適的器件，接著對(duì)電路圖的繪制，程序的編寫，仿真的進(jìn)行，實(shí)物的焊接，最終調(diào)試。一步步走過(guò)來(lái)，一點(diǎn)點(diǎn)的進(jìn)步，花了大量的時(shí)間和精力，而成果也是喜人的。經(jīng)過(guò)四個(gè)多月的方案論證、系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的調(diào)試。查閱了大量的關(guān)于傳感器、單片機(jī)及其接口電路、以及控制方面的理論。經(jīng)過(guò)了一番特殊的體驗(yàn)后，經(jīng)歷了失敗的痛苦，也嘗到了成功的喜悅。第一次靠用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題。檢查了自己的知識(shí)水平，使我對(duì)自己有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅鍛煉自己分析問(wèn)題、處理問(wèn)題的能力，還提高了自己的動(dòng)手能力

54、。這些培養(yǎng)和鍛煉對(duì)于我們這些即將走向工作崗位的大學(xué)生來(lái)說(shuō)，是很重要。8.2 設(shè)計(jì)前景在單片機(jī)自動(dòng)控制已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活的今天，傳統(tǒng)用模擬電路來(lái)控制溫度的做法，已經(jīng)逐漸被淘汰。這個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的溫度控制方法，為溫度的控制開辟了一條新的道路。與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，由于并且單片機(jī)價(jià)格的相對(duì)低廉，能夠大量的普及。現(xiàn)在溫度計(jì)的需求在日益增大當(dāng)中。生活中，人們漸漸習(xí)慣了溫度計(jì)的存在，而單片機(jī)的相對(duì)低廉決定了溫度計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于本系統(tǒng)的使用者來(lái)說(shuō)，本系統(tǒng)能夠很穩(wěn)定的控制溫度而且穩(wěn)定性很高。只要配上適當(dāng)?shù)臏囟葌鞲衅鳎@個(gè)系統(tǒng)便

55、還可以實(shí)現(xiàn)很多領(lǐng)域的溫度自動(dòng)控制。這對(duì)于提高系統(tǒng)的利用率，避免重復(fù)設(shè)計(jì)有很大的幫助的。在本系統(tǒng)的作用下，可以為工作系統(tǒng)提供一個(gè)良好的環(huán)境，使產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量有很大的提高。使得產(chǎn)品的生產(chǎn)成本降低，從而使系統(tǒng)的使用者獲得的利潤(rùn)提高了。在農(nóng)業(yè)大棚技術(shù)發(fā)展的今天，大棚溫度需要嚴(yán)格控制，而溫度計(jì)的使用能夠幫助管理者更好的控制大棚溫度。當(dāng)然單純的溫度檢測(cè)也許不能滿足這些要求，在本設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上加上濕度檢測(cè)，定時(shí)溫度記錄，與溫度調(diào)節(jié)裝置連接起來(lái)，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度等等，都是可以擴(kuò)展的內(nèi)容?？傊?，本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便實(shí)用，并且可研究開發(fā)并升級(jí)的空間是很大的。致 謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，從選定題目到查詢相關(guān)材料，再到設(shè)計(jì)電路，程序

56、設(shè)計(jì)，模擬仿真，最后實(shí)物焊接，對(duì)這些我都付出了很多心血，但每個(gè)人的知識(shí)儲(chǔ)備并非那么全面，僅僅一個(gè)人的努力是不夠。因此，只有在得到了很多老師和同學(xué)的支持下，我才能完成這個(gè)設(shè)計(jì)。在這里，我要特別感謝我的導(dǎo)師李輝老師，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的開始，老師給了我很多幫助，指導(dǎo)我了解了很多單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)，并在當(dāng)我設(shè)計(jì)遇到困難時(shí)，及時(shí)的給予幫助和鼓勵(lì)，同時(shí)，對(duì)我其他學(xué)科的鼓勵(lì)也滲透在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，給了我莫大的信心，為我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)起到了非常重要的作用。而在最后整理論文時(shí)，總是在認(rèn)真閱讀之后給予我認(rèn)真的評(píng)價(jià)，使得我的論文無(wú)論是從內(nèi)容上還是格式上都有了很大的進(jìn)步。我還要感謝實(shí)習(xí)組及實(shí)驗(yàn)室的所有老師，為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了非常便利的條件。最后還要感謝幫助我的同學(xué)，在我遇到困難時(shí)給予我耐心的幫助，沒(méi)有他們無(wú)私的幫助，也不會(huì)有我今天的畢業(yè)設(shè)計(jì)。對(duì)于養(yǎng)育我多年的父母，在畢業(yè)離開大學(xué)校園之后，我將以我的以我的實(shí)際行動(dòng)來(lái)報(bào)答他們這二十多年來(lái)的默默支持，努力使他們生活的更好，這將是我畢業(yè)后下半生的重要責(zé)任與義務(wù)。再次對(duì)在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予過(guò)我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)至上我最真摯的謝意。參考文獻(xiàn)1 余發(fā)山，王福忠.單片機(jī)原理應(yīng)用及應(yīng)用技術(shù)M. 中國(guó)光也大學(xué)出版社2003 :3-702 沈德金，陳粵初.單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗齅.北京航天航空大學(xué)出版社.1990 :50-75附錄A 系統(tǒng)總圖