《基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng) 2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng) 2（147頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、題目：基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)學(xué)號：B13043608 姓名：張佳慧 日期：.5.20 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)目錄1 引言11.1 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景、發(fā)展歷史及意義11.2 溫度控制系統(tǒng)的目的11.3 溫度控制系統(tǒng)完畢的功能12 總體設(shè)計(jì)方案22.1 方案一22.2 方案二23 DS18B20溫度傳感器簡介73.1 溫度傳感器的歷史及簡介73.2 DS18B20的工作原理73.2.1 DS18B20工作時(shí)序73.2.2 ROM操作命令93.3 DS18B20的測溫原理93.3.1DS18B20的測溫原理:93.3.2 DS18B20的測溫流程114 單片機(jī)接口設(shè)計(jì)124.1 設(shè)計(jì)原則1

2、24.2 引腳連接124.2.1 晶振電路124.2.2 串口引腳124.2.3 其他引腳135 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)145.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)145.1.1 主板電路設(shè)計(jì)145.1.2 各部分電路145.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)165.2.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整體思路165.2.2 系統(tǒng)程序流圖175.3 調(diào)試216 結(jié)束語23附錄24參照文獻(xiàn)321 引言1.1 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景、發(fā)展歷史及意義 隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，以及測溫儀器在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，智能化已是現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。特別是近年來，溫度控制系統(tǒng)已應(yīng)用到人們生活的各個(gè)方面，但溫度控制始終是一種未開發(fā)的領(lǐng)域，卻又是與人們息息有關(guān)的

3、一種實(shí)際問題。針對這種實(shí)際狀況，設(shè)計(jì)一種溫度控制系統(tǒng)，具有廣泛的應(yīng)用前景與實(shí)際意義。溫度是科學(xué)技術(shù)中最基本的物理量之一，物理、化學(xué)、生物等學(xué)科都離不開溫度。在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中，像電力、化工、石油、冶金、航空航天、機(jī)械制造、糧食存儲、酒類生產(chǎn)等領(lǐng)域內(nèi)，溫度常常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要的參數(shù)之一。例如，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范疇之內(nèi)；許多化學(xué)反映的工藝過程必須在合適的溫度下才干正常進(jìn)行；煉油過程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進(jìn)行分餾才干得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品。沒有合適的溫度環(huán)境，許多電子設(shè)備就不能正常工作，糧倉的儲糧就會變質(zhì)霉?fàn)€，酒類的品質(zhì)就沒有保障。因此，各行各業(yè)對溫

4、度控制的規(guī)定都越來越高?？梢?，溫度的測量和控制是非常重要的。單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在諸多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測和溫度控制。隨著溫度控制器應(yīng)用范疇的日益廣泛和多樣，多種合用于不同場合的智能溫度控制器應(yīng)運(yùn)而生。1.2 溫度控制系統(tǒng)的目的本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是溫度測試控制系統(tǒng)，控制對象是溫度。溫度控制在平常生活及工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用相稱廣泛，例如溫室、水池、發(fā)酵缸、電源等場合的溫度控制。而以往溫度控制是由人工完畢的并且不夠注重，其實(shí)在諸多場合溫度都需要監(jiān)控以避免發(fā)生意外。針對此問題，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)一種可持續(xù)高精度調(diào)溫的溫度控制系統(tǒng)，它應(yīng)用廣泛，功能強(qiáng)大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實(shí)

5、用又便宜的控制系統(tǒng)。1.3 溫度控制系統(tǒng)完畢的功能本設(shè)計(jì)是對溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制，設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基本的溫度控制功能：當(dāng)溫度低于設(shè)定下限溫度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)加熱繼電器加溫，使溫度上升，同步綠燈亮。當(dāng)溫度上升到下限溫度以上時(shí)，停止加溫；當(dāng)溫度高于設(shè)定上限溫度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)電扇降溫，使溫度下降，同步紅燈亮。當(dāng)溫度下降到上限溫度如下時(shí)，停止降溫。溫度在上下限溫度之間時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不執(zhí)行。三個(gè)數(shù)碼管即時(shí)顯示溫度，精確到小數(shù)點(diǎn)一位。2 總體設(shè)計(jì)方案2.1 方案一測溫電路的設(shè)計(jì)，可以使用熱敏電阻之類的器件運(yùn)用其感溫效應(yīng)，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行

6、數(shù)據(jù)的解決，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。2.2 方案二考慮使用溫度傳感器，結(jié)合單片機(jī)電路設(shè)計(jì)，采用一只DS18B20溫度傳感器，直接讀取被測溫度值，之后進(jìn)行轉(zhuǎn)換，依次完畢設(shè)計(jì)規(guī)定。比較以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡樸，軟件設(shè)計(jì)容易實(shí)現(xiàn)，故實(shí)際設(shè)計(jì)中擬采用方案二。在本系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)方框圖如圖1.1所示，它由三部分構(gòu)成:控制部分主芯片采用單片機(jī)AT89S51；顯示部分采用3位LED數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描方式實(shí)現(xiàn)溫度顯示；溫度采集部分采用DS18B20溫度傳感器。加熱繼電器電電扇繼電器單 片 機(jī)DS18B20LED顯示批示燈

7、圖21 溫度計(jì)電路總體設(shè)計(jì)方案1. 控制部分單片機(jī)AT89S51具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用，系統(tǒng)應(yīng)用三節(jié)電池供電。2. 顯示部分顯示電路采用3位共陽LED數(shù)碼管，從P0口送數(shù)，P2口掃描。3. 溫度采集部分DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改善型智能溫度傳感器，與老式的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫。這一部分重要完畢對溫度信號的采集和轉(zhuǎn)換工作，由DS18B20數(shù)字溫度傳感器及其與單片機(jī)的接口部分構(gòu)成。數(shù)字溫度傳感器DS18B20把采集到的溫度通過數(shù)據(jù)引腳傳到單片機(jī)的P1

8、.0口，單片機(jī)接受溫度并存儲。此部分只用到DS18B20和單片機(jī)，硬件很簡樸 1) DS18B20的性能特點(diǎn)如下9：1) 獨(dú)特的單線接口僅需要一種端口引腳進(jìn)行通信；2) 多種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；3) 不必外部器件；4) 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范疇為3.05.5V；5) 零待機(jī)功耗；6) 溫度以3位數(shù)字顯示；7) 顧客可定義報(bào)警設(shè)立；8) 報(bào)警搜索命令辨認(rèn)并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；9) 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 (2) DS18B20的內(nèi)部構(gòu)造DS18B20采用3腳PR35封裝，如圖1.2所示；D

9、S18B20的內(nèi)部構(gòu)造，如圖3所示。圖22 DS18B20封裝(3) DS18B20內(nèi)部構(gòu)造重要由四部分構(gòu)成5：1) 64位光刻ROM。開始8位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個(gè)器件的惟一的序號，共有48位，最后8位是前56位的CRC校驗(yàn)碼，這也是多種DS18B20可以采用一線進(jìn)行通信的因素10。64位閃速ROM的構(gòu)造如下.表21 ROM構(gòu)造8b檢查CRC48b序列號8b工廠代碼（10H） MSB LSB MSB LSB MSB LSB圖23 DS18B20內(nèi)部構(gòu)造2) 非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL，可通過軟件寫入顧客報(bào)警上下限值。3) 高速暫存存儲，可以設(shè)立DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的精度。DS1

10、8B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還涉及一種高速暫存RAM和一種非易失性的可電擦除的E2PRAM。高速暫存RAM的構(gòu)造為8字節(jié)的存儲器，構(gòu)造如圖1.3所示。頭2個(gè)字節(jié)涉及測得的溫度信息，第3和第4字節(jié)TH和TL的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第5個(gè)字節(jié)，為配備寄存器，它的內(nèi)容用于擬定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換辨別率。DS18B20工作時(shí)寄存器中的辨別率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。它的內(nèi)部存儲器構(gòu)造和字節(jié)定義如圖1.3所示。低5位始終為，TM是工作模式位，用于設(shè)立DS18B20在工作模式還是在測試模式。 表22 DS18B20內(nèi)部存儲器構(gòu)造Byte0溫度測量值LSB（50H）Byte1溫度測量值MSB（

11、50H）E2PROMByte2TH高溫寄存器-TH高溫寄存器Byte3TL低溫寄存器-TL 低溫寄存器Byte4配位寄存器-配位寄存器Byte5預(yù)留（FFH）Byte6預(yù)留（0CH）Byte7預(yù)留（IOH）Byte8循環(huán)冗余碼校驗(yàn)（CRC）2) 非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL，可通過軟件寫入顧客報(bào)警上下限值。3) 高速暫存存儲，可以設(shè)立DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的精度。DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)立為0，顧客要去改動(dòng)，R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)立辨別率,如圖1.4。圖23 DS18B20字節(jié)定義TM R1R0 1 1 1 1 1由表1.1可見，辨別率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間越長

12、。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將辨別率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。高速暫存RAM的第6、7、8字節(jié)保存未用，體現(xiàn)為全邏輯1。第9字節(jié)讀出前面所有8字節(jié)的CRC碼，可用來檢查數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的對的性。當(dāng)DS18B20接受到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完畢后的溫度值就以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1、2字節(jié)。單片機(jī)可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625LSB形式表達(dá)。當(dāng)符號位S0時(shí)，表達(dá)測得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號位S1時(shí)，表達(dá)測得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值。 表1.2是一部分溫

13、度值相應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)6。表24 DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表R1R0辨別率/位溫度最大轉(zhuǎn)向時(shí)間/ms00993.750110187.510113751112750表25一部分溫度相應(yīng)值表溫度/二進(jìn)制表達(dá)十六進(jìn)制表達(dá)+1250000 0111 1101 000007D0H+850000 0101 0101 00000550H+25.06250000 0001 1001 00000191H+10.1250000 0000 1010 000100A2H+0.50000 0000 0000 00100008H00000 0000 0000 10000000H-0.51111 1111 1111 0

14、000FFF8H續(xù)表25-10.1251111 1111 0101 1110FF5EH-25.06251111 1110 0110 1111FE6FH-551111 1100 1001 0000FC90H4) CRC的產(chǎn)生 在64 b ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）。主機(jī)根據(jù)ROM的前56位來計(jì)算CRC值，并和存入DS18B20中的CRC值做比較，以判斷主機(jī)收到的ROM數(shù)據(jù)與否對的。此外，由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完畢的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的多種操作按合同進(jìn)行。操作合同為：初使化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）發(fā)ROM功能命

15、令發(fā)存儲器操作命令解決數(shù)據(jù)。3 DS18B20溫度傳感器簡介3.1 溫度傳感器的歷史及簡介溫度的測量是從金屬(物質(zhì))的熱脹冷縮開始。水銀溫度計(jì)至今仍是多種溫度測量的計(jì)量原則。可是它的缺陷是只能近距離觀測，并且水銀有毒，玻璃管易碎。替代水銀的有酒精溫度計(jì)和金屬簧片溫度計(jì)，它們雖然沒有毒性，但測量精度很低，只能作為一種概略批示。但是在居民住宅中使用已可滿足規(guī)定。在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中為了配合遠(yuǎn)傳儀表批示，浮現(xiàn)了許多不同的溫度檢測措施，常用的有電阻式、熱電偶式、PN結(jié)型、輻射型、光纖式及石英諧振型等。它們都是基于溫度變化引起其物理參數(shù)(如電阻值，熱電勢等)的變化的原理。隨著大規(guī)模集成電路工藝的提高，

16、浮現(xiàn)了多種集成的數(shù)字化溫度傳感器。3.2 DS18B20的工作原理3.2.1 DS18B20工作時(shí)序根據(jù)DS18B20的通訊合同，主機(jī)控制DS18B20完畢溫度轉(zhuǎn)換必須通過三個(gè)環(huán)節(jié)：1. 每一次讀寫之前都必須要對DS18B20進(jìn)行復(fù)位；2. 復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令；3. 最后發(fā)送RAM指令，這樣才干對DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位規(guī)定主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待1560微秒左右后發(fā)出60240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表達(dá)復(fù)位成功。其工作時(shí)序涉及初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序，具體工作措施如圖2.1，2.2，2.3所示。(1) 初始化時(shí)

17、序 圖31 初始化時(shí)序總線上的所有傳播過程都是以初始化開始的，主機(jī)響應(yīng)應(yīng)答脈沖。應(yīng)答脈沖使主機(jī)懂得，總線上有從機(jī)設(shè)備，且準(zhǔn)備就緒。主機(jī)輸出低電平，保持低電平時(shí)間至少480us，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖。接著主機(jī)釋放總線，4.7K上拉電阻將總線拉高，延時(shí)1560us，并進(jìn)入接受模式，以產(chǎn)生低電平應(yīng)答脈沖，若為低電平，再延時(shí)480us12。(2) 寫時(shí)序圖32 寫時(shí)序 寫時(shí)序涉及寫0時(shí)序和寫1時(shí)序。所有寫時(shí)序至少需要60us，且在2次獨(dú)立的寫時(shí)序之間至少需要1us的恢復(fù)時(shí)間，都是以總線拉低開始。寫1時(shí)序，主機(jī)輸出低電平，延時(shí)2us，然后釋放總線，延時(shí)60us。寫0時(shí)序，主機(jī)輸出低電平，延時(shí)60us，然后釋放

18、總線，延時(shí)2us8。(3) 讀時(shí)序 圖33 讀時(shí)序總線器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)序是，才向主機(jī)傳播數(shù)據(jù)，因此，在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須立即產(chǎn)生讀時(shí)序，以便從機(jī)可以傳播數(shù)據(jù)。所有讀時(shí)序至少需要60us，且在2次獨(dú)立的讀時(shí)序之間至少需要1us的恢復(fù)時(shí)間。每個(gè)讀時(shí)序都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線1us。主機(jī)在讀時(shí)序期間必須釋放總線，并且在時(shí)序起始后的15us之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。主機(jī)輸出低電平延時(shí)2us，然后主機(jī)轉(zhuǎn)入輸入模式延時(shí)12us，然后讀取總線目前電平，然后延時(shí)50us43.2.2 ROM操作命令當(dāng)主機(jī)收到DSl8B20 的響應(yīng)信號后，便可以發(fā)出ROM 操作命令之一，這些命令如表2.2：ROM操作命令。

19、3.3 DS18B20的測溫原理3.3.1 DS18B20的測溫原理:每一片DSl8B20在其ROM中都存有其唯一的48位序列號，在出廠前已寫入片內(nèi)ROM 中。主機(jī)在進(jìn)入操作程序前必須用讀ROM(33H)命令將該DSl8B20的序列號讀出。程序可以先跳過ROM，啟動(dòng)所有DSl8B20進(jìn)行溫度變換，之后通過匹配ROM，再逐個(gè)地讀回每個(gè)DSl8B20的溫度數(shù)據(jù)。DS18B20的測溫原理如圖2.4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變化，所產(chǎn)生的信號作為減法計(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)

20、門打開時(shí)，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完畢溫度測量。計(jì)數(shù)門的啟動(dòng)時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，一方面將-55 所相應(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 所相應(yīng)的一種基數(shù)值。減法計(jì)數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)溫度寄存器的值將加1，減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)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(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖2.3中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測

21、溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就反復(fù)上述過程，該過程啟動(dòng)加熱模塊，加熱模塊是由電加熱器以及電磁繼電保護(hù)器構(gòu)成，電加熱器選用英國沃克（WALKER）A55TH型號的電加熱器功率為10KW，并串接電磁繼電器作為保護(hù)。電電扇模塊用于溫度過高時(shí)的降溫操作，電電扇選用國產(chǎn)眾信軸流電扇HC12038M12功率為100W，此款電扇性價(jià)比高且能較好的滿足本次設(shè)計(jì)需求。通過電加熱器和電電扇的使用致使溫度寄存器值達(dá)到被測溫度值，即可完畢設(shè)計(jì)任務(wù)。 國內(nèi)生活電壓為220V，電加熱器的功率10KW，由公式得P=UI，電流I=10KW220V=45.46A 可見電流過大應(yīng)加載電磁

22、繼電器作為電路保護(hù)。表31 ROM操作命令指令商定代碼功 能讀ROM33H讀DS18B20 ROM中的編碼符合ROM55H發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出64位ROM編碼，訪問單線總線上與該編碼相相應(yīng)的DS18B20 使之作出響應(yīng)，為下一步對該DS18B20的讀寫作準(zhǔn)備搜索ROM0F0H用于擬定掛接在同一總線上DS18B20的個(gè)數(shù)和辨認(rèn)64位ROM地址，為操作各器件作好準(zhǔn)備跳過ROM0CCH忽視64位ROM地址，直接向DS18B20發(fā)溫度變換命令，合用于單片工作。續(xù)表31告警搜索命 令0ECH執(zhí)行后，只有溫度超過設(shè)定值上限或者下限的片子才做出響應(yīng)溫度變換44H啟動(dòng)DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間最

23、長為500MS，成果存入內(nèi)部9字節(jié)RAM中讀暫存器0BEH讀內(nèi)部RAM中9字節(jié)的內(nèi)容寫暫存器4EH發(fā)出向內(nèi)部RAM的第3，4字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟讀命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)復(fù)制暫存器48H將E2PRAM中第3，4字節(jié)內(nèi)容復(fù)制到E2PRAM中重調(diào)E2PRAM0BBH將E2PRAM中內(nèi)容恢復(fù)到RAM中的第3，4字節(jié)讀 供 電方 式0B4H讀DS18B20的供電模式，寄生供電時(shí)DS18B20發(fā)送“0”，外接電源供電DS18B20發(fā)送“1” 此外，由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完畢的，她有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的多種操作必須按合同進(jìn)行。操作合同為：

24、初始化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）發(fā)ROM功能命令發(fā)存儲器操作命令解決數(shù)據(jù)。減法計(jì)數(shù)器斜坡累加器減到0減法計(jì)數(shù)器預(yù) 置低溫度系數(shù)振 蕩 器高溫度系數(shù)振 蕩 器計(jì)數(shù)比較器預(yù) 置溫度寄存器減到0圖34 測溫原理內(nèi)部裝置3.3.2 DS18B20的測溫流程初始化DS18B20跳過ROM匹配溫度變換延時(shí)1S跳過ROM匹配讀暫存器轉(zhuǎn)換成顯示碼數(shù)碼管顯示圖35 DS18B20測溫流程.4 單片機(jī)接口設(shè)計(jì)4.1 設(shè)計(jì)原則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腳作為信號線，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，如圖3.1所示單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有

25、效的DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一種MOSFET管來完畢對總線的上拉。本設(shè)計(jì)采用電源供電方式， P1.1口接單線總線為保證在有效的DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一種MOSFET管和89S51的P1.0來完畢對總線的上拉。當(dāng)DS18B20處在寫存儲器操作和溫度A/D變換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉啟動(dòng)時(shí)間最大為10 s。采用寄生電源供電方式是VDD和GND端均接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接受口必須是三狀態(tài)的。主機(jī)控制DS18B20完畢溫度轉(zhuǎn)換必須通過3個(gè)環(huán)節(jié)：l 初始化；l ROM操作指令；l 存儲器操作指令。4.2 引腳連接4.2.1 晶振電路單片機(jī)

26、XIAL1和XIAL2分別接30PF的電容，中間再并個(gè)12MHZ的晶振，形成單片機(jī)的晶振電路。4.2.2 串口引腳 P0口接9個(gè)2.2K的排阻然后接到顯示電路上。P1.0溫度傳感器DS18B20如圖3.1所示。18B20單 片 機(jī)P1.0VCCGND 圖41 DS18B20與單片機(jī)的接口電路P1.1和P1.2引腳接繼電器電路的4.7K電阻上，P1口其她引腳懸空P2口中P2.0、P2.1、P2.2、P2.3分別接到顯示電路的4.7K電阻上，P2.5接蜂鳴器電路，其她引腳懸空P3口中P3.5、P3.6、P3.7接到按鍵電路4.2.3 其他引腳 ALE引腳懸空，復(fù)位引腳接到復(fù)位電路、VCC接電源、V

27、SS接地、EA接電源5 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)5.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 5.1.1 主板電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的P1.0接DS18B20的2號引腳，P0口送數(shù)P2口掃描，P1.1、P1.2控制加熱器和電電扇的繼電器。如附錄2。 5.1.2 各部分電路(1) 顯示電路顯示電路采用了7段共陰數(shù)碼管掃描電路，節(jié)省了單片機(jī)的輸出端口，便于程序的編寫。圖51 顯示電路圖(2) 單片機(jī)電路圖52 單片機(jī)電路引腳圖 (3) DS18B20溫度傳感器電路圖5-3 溫度傳感器電路引腳圖(4) 繼電器電路圖中P1.1引腳控制加熱器繼電器。給.P1.1低電平，三極管導(dǎo)通，電磁鐵觸頭放下來開始工作. 圖5-4 繼電器電路圖(5) 晶振

28、控制電路圖5-5 晶振控制電路圖 (6) 復(fù)位電路圖5-6復(fù)位電路圖5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.2.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整體思路一種應(yīng)用系統(tǒng)要完畢各項(xiàng)功能，一方面必須有較完善的硬件作保證。同步還必須得到相應(yīng)設(shè)計(jì)合理的軟件的支持，特別是微機(jī)應(yīng)用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完畢的工作，都可通過軟件編程而替代。甚至有些必須采用很復(fù)雜的硬件電路才干完畢的工作，用軟件編程有時(shí)會變得很簡樸，如數(shù)字濾波，信號解決等。因此充足運(yùn)用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與S51系列單片機(jī)相相應(yīng)的51匯編語言和構(gòu)造化程序設(shè)計(jì)措施進(jìn)行軟件編程。程序設(shè)計(jì)語言有三種：機(jī)器語言、匯編語言和高檔語言。機(jī)器語言是機(jī)器唯一能“懂”的語言，

29、用匯編語言或高檔語言編寫的程序（稱為源程序）最后都必須翻譯成機(jī)器語言的程序（成為目的程序），計(jì)算機(jī)才干“看懂”，然后逐個(gè)執(zhí)行。高檔語言是面向問題和計(jì)算過程的語言，它可通過于多種不同的計(jì)算機(jī)，顧客編程時(shí)不必仔細(xì)理解所用的計(jì)算機(jī)的具體性能與指令系統(tǒng)，并且語句的功能強(qiáng)，常常一種語句已相稱于諸多條計(jì)算機(jī)指令，于是用高檔語言編制程序的速度比較快，也便于學(xué)習(xí)和交流，但是本系統(tǒng)卻選用了匯編語言。因素在于，本系統(tǒng)是編制程序工作量不大、規(guī)模較小的單片機(jī)微控制系統(tǒng)，使用匯編語言可以不用像高檔語言那樣占用較多的存儲空間，適合于存儲容量較小的系統(tǒng)。同步，本系統(tǒng)對位解決規(guī)定很高，需要解決大量的邏輯控制問題。MCS51指

30、令系統(tǒng)的指令長度較短，它在存儲空間和執(zhí)行時(shí)間方面具有較高的效率，編成的程序占用內(nèi)存單元少，執(zhí)行也非常的快捷，與本系統(tǒng)的應(yīng)用規(guī)定很適合。并且MCS51指令系統(tǒng)有豐富的位操作（或稱位解決）指令，可以形成一種相稱完整的位操作指令子集，這是MCS51指令系統(tǒng)重要的長處之一。對于規(guī)定反映敏捷與控制及時(shí)的工控、檢測等實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)以及規(guī)定體積小、系統(tǒng)小的許多“電腦化”產(chǎn)品，可以充足體現(xiàn)出匯編語言簡要、整潔、執(zhí)行時(shí)間短和易于使用的特點(diǎn)。本裝置的軟件涉及主程序、讀出溫度子程序、復(fù)位應(yīng)答子程序、寫入子程序、以及有關(guān)DS18B20的程序（初始化子程序、寫程序和讀程序）5.2.2 系統(tǒng)程序流圖系統(tǒng)程序重要涉及主程序，

31、讀出溫度子程序，復(fù)位應(yīng)答子程序，寫入子程序等。1）主程序主程序的重要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并解決DS18B20的測量的目前溫度值，溫度測量每1s進(jìn)行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度，其程序流程見圖19所示。通過調(diào)用讀溫度子程序把存入內(nèi)存儲中的整數(shù)部分與小數(shù)部分分開寄存在不同的兩個(gè)單元中，然后通過調(diào)用顯示子程序顯示出來圖5-7 主程序流程圖DS18B20復(fù)位、應(yīng)答子程序跳過ROM匹配命令寫入子程序溫度轉(zhuǎn)換命令寫入子程序顯示子程序(延時(shí))DS18B20復(fù)位、應(yīng)答子程序跳過ROM匹配命令寫入子程序讀溫度命令子程序終 止 圖5-8 讀出溫度子程序2）讀出溫度子程序 讀出溫度子程序的重要

32、功能是讀出RAM中的9字節(jié)，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)的改寫。 DS18B20的各個(gè)命令對時(shí)序的規(guī)定特別嚴(yán)格，因此必須按照所規(guī)定的時(shí)序才干達(dá)到預(yù)期的目的，同步，要注意讀進(jìn)來的是高位在后低位在前，共有12位數(shù)，小數(shù)4位，整數(shù)7位，尚有一位符號位。3）復(fù)位、應(yīng)答子程序P1.0口清0開始延時(shí)537USP1.0口置1否50US與否有低電平是標(biāo)志位置1P1.0口置1有234US低電平標(biāo)志位置1終結(jié)圖5-9復(fù)位、應(yīng)答子程序4）寫入子程序開始進(jìn)位C清0終結(jié)R2與否為0P1.0置 0延時(shí)46US帶進(jìn)位右移延時(shí)12USP1.0清0圖5-10寫入子程序5)系統(tǒng)總的流程圖開 始初始化DS18

33、B20顯示目前溫度判斷目前溫度值超過設(shè)定溫度上限啟動(dòng)電扇減少溫度紅燈亮設(shè)定溫度上、下限啟動(dòng)電熱爐升高溫度是否低于設(shè)定溫度下限是綠燈亮否圖5-11系統(tǒng)總的流程圖5.3 調(diào)試主程序的功能是：啟動(dòng)DS18B20測量溫度，將測量值與給定值進(jìn)行比較，若測得溫度不不小于設(shè)定值，則進(jìn)入加熱階段，置P1.1為低電平，這期間繼續(xù)對溫度進(jìn)行監(jiān)測，直到溫度在設(shè)定范疇內(nèi)，置P1.1為高電平斷開可控硅，關(guān)閉加熱器，等待下一次的啟動(dòng)命令。當(dāng)測得溫度不小于設(shè)定值，則進(jìn)入降溫階段，則置P1.2為低電平，這期間繼續(xù)對溫度進(jìn)行監(jiān)測，直到溫度在設(shè)定范疇內(nèi)，置P1.2為高電平斷開，關(guān)閉電扇，等待下一次的啟動(dòng)命令。第一次接電調(diào)試，設(shè)立

34、溫度上限為90攝氏度，溫度下限為20攝氏度。加熱后，溫度有時(shí)超過90攝氏度卻不報(bào)警，后經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)是進(jìn)位C沒有清0，于是在如下寫入程序中加入進(jìn)位C清零，便排除了這個(gè)異常。WR1:CLR P1.0MOV R3,#6DJNZ R3,$RRC AMOV P1.0,CMOV R3,#23DJNZ R3,$SETB P1.0NOPDJNZ R2,WR1RET; 讀DS18B2再經(jīng)實(shí)際接電調(diào)試，一切運(yùn)營正常。加熱到90攝氏度時(shí)，紅燈亮起，自動(dòng)斷電，而低于20攝氏度時(shí)，綠燈亮起，開始加熱。6 結(jié)束語本設(shè)計(jì)使用的溫度控制器構(gòu)造簡樸、測溫精確，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。該智能溫度控制器只是DS18B20在溫度控制

35、領(lǐng)域的一種簡樸實(shí)例，尚有許多需要完善的地方，例如可以將測得的溫度通過單片機(jī)與通訊模塊相連接，以手機(jī)短消息的方式發(fā)送給顧客，使顧客可以隨時(shí)對溫度進(jìn)行監(jiān)控。此外，還能廣泛地應(yīng)用于其她某些工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，如建筑，倉儲等行業(yè)。本溫度控制系統(tǒng)可以應(yīng)用于多種場合，像的溫度、育嬰房的溫度、水溫的控制。顧客可靈活選擇本設(shè)計(jì)的用途，有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。 附錄附錄1電源線插接闡明：所提供的電池盒，紅線為正，黑線為負(fù)。板子所留出來的電源插口用VCC（表達(dá)電源正）和GND（表達(dá)電源負(fù)）標(biāo)明。若沒有標(biāo)明，我們會刻有記號，刻有+號處為電源正。附錄2主板電路圖附錄3程序代碼ORG 0000HTEMPER_L EQU 29HTE

36、MPER_H EQU 28HFLAG1 EQU 38H;與否檢測到DS18B20標(biāo)志位A_BIT EQU 20H ;數(shù)碼管個(gè)位數(shù)寄存內(nèi)存位置B_BIT EQU 21H ;數(shù)碼管十位數(shù)寄存內(nèi)存位置XS EQU 30HMOV A,#00HMOV P2,AMAIN:LCALL GET_TEMPER;調(diào)用讀溫度子程序MOV A,29HMOV B,ACLR CRLC ACLR CRLC ACLR CRLC ACLR CRLC ASWAP AMOV 31H,AMOV A,BMOV C,40H;將28H中的最低位移入CRRC AMOV C,41HRRC AMOV C,42HRRC AMOV C,43HRRC

37、 AMOV 29H,ALCALL DISPLAY;調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序AJMP MAIN; 這是DS18B20復(fù)位初始化子程序INIT_1820:SETB P1.0NOPCLR P1.0;主機(jī)發(fā)出延時(shí)537微秒的復(fù)位低脈沖MOV R1,#3TSR1:MOV R0,#107DJNZ R0,$DJNZ R1,TSR1SETB P1.0;然后拉高數(shù)據(jù)線NOPNOPNOPMOV R0,#25HTSR2:JNB P1.0,TSR3;等待DS18B20回應(yīng)DJNZ R0,TSR2LJMP TSR4 ; 延時(shí)TSR3:SETB FLAG1 ; 置標(biāo)志位,表達(dá)DS1820存在LJMP TSR5TSR4:CLR

38、 FLAG1 ; 清標(biāo)志位,表達(dá)DS1820不存在LJMP TSR7TSR5:MOV R0,#117TSR6:DJNZ R0,TSR6 ; 時(shí)序規(guī)定延時(shí)一段時(shí)間TSR7:SETB P1.0RET; 讀出轉(zhuǎn)換后的溫度值GET_TEMPER:SETB P1.0LCALL INIT_1820;先復(fù)位DS18B20JB FLAG1,TSS2RET ; 判斷DS1820與否存在?若DS18B20不存在則返回TSS2:MOV A,#0CCH ; 跳過ROM匹配LCALL WRITE_1820MOV A,#44H ; 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令LCALL WRITE_1820;這里通過調(diào)用顯示子程序?qū)崿F(xiàn)延時(shí)一段時(shí)間,

39、等待AD轉(zhuǎn)換結(jié)束,12位的話750微秒LCALL DISPLAYLCALL INIT_1820;準(zhǔn)備讀溫度前先復(fù)位MOV A,#0CCH ; 跳過ROM匹配LCALL WRITE_1820MOV A,#0BEH ; 發(fā)出讀溫度命令LCALL WRITE_1820LCALL READ_18200; 將讀出的溫度數(shù)據(jù)保存到35H/36H RET;寫DS18B20的子程序(有具體的時(shí)序規(guī)定)WRITE_1820:MOV R2,#8;一共8位數(shù)據(jù)CLR CWR1:CLR P1.0MOV R3,#6DJNZ R3,$RRC AMOV P1.0,CMOV R3,#23DJNZ R3,$SETB P1.0N

40、OPDJNZ R2,WR1RET; 讀DS18B20的程序,從DS18B20中讀出兩個(gè)字節(jié)的溫度數(shù)據(jù) READ_18200:MOV R4,#2 ; 將溫度高位和低位從DS18B20中讀出MOV R1,#29H ; 低位存入29H(TEMPER_L),高位存入28H(TEMPER_H)RE00:MOV R2,#8;數(shù)據(jù)一共有8位RE01:CLR CSETB P1.0NOPNOPCLR P1.0NOPNOPNOPSETB P1.0MOV R3,#9RE10: DJNZ R3,RE10MOV C,P1.0MOV R3,#23RE20: DJNZ R3,RE20RRC ADJNZ R2,RE01MOV

41、 R1,ADEC R1DJNZ R4,RE00RETDISPLAY:CLR CSUBB A, #30JNB CY, T1MOV A, BCLR CSUBB A,#25JNB CY, XIANSHICLR P1.1LJMP XIANSHIT1:CLR P1.2XIANSHI:MOV A,BMOV B,#10 ;10進(jìn)制/10=10進(jìn)制DIV ABMOV B_BIT,A ;十位在AMOV A_BIT,B ;個(gè)位在BMOV R0,#4 CLR C;多加的DPL1: MOV R1,#250 ;顯示1000次DPLOP:MOV DPTR,#NUMTAB1MOV A,A_BIT ;取個(gè)位數(shù)MOVC A,A

42、+DPTR ;查個(gè)位數(shù)的7段代碼MOV P0,A ;送出個(gè)位的7段代碼CLR P2.1 ;開個(gè)位顯示ACALL D1MS ;顯示1MSSETB P2.1MOV DPTR,#NUMTABMOV A,B_BIT ;取十位數(shù)MOVC A,A+DPTR ;查十位數(shù)的7段代碼MOV P0,A ;送出十位的7段代碼CLR P2.2 ;開十位顯示ACALL D1MS ;顯示1MSSETB P2.2JC XSW;多加的MOV A,31HMOV B,#160DIV ABMOV XS,BXSW:MOV A,XS MOVC A,A+DPTRMOV P0,A CLR P2.0 ACALL D1MS SETB P2.0

43、SETB C;多加的DJNZ R1,DPLOP ;250次沒完循環(huán)DJNZ R0,DPL1 ;4個(gè)250次沒完循環(huán)RET;1MS延時(shí)(按12MHZ算)D1MS: MOV R7,#80 DJNZ R7,$RETNUMTAB:DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH，7FH，7FH,7FH,7FH,7FH,7FHNUMTAB1: DB 0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFHEND 參照文獻(xiàn)1李朝青,單片機(jī)原理及接口技術(shù)(簡要修訂版)M. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社，19982李廣弟.單片機(jī)基本M.

44、 北京:北京航空航天大學(xué)出版社，19943金偉正.單線數(shù)字溫度傳感器的原理與應(yīng)用J.電子技術(shù)與應(yīng)用，4李 鋼.1-Wire總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20原理及應(yīng)用.現(xiàn)代電子技術(shù)J,5Steven F.Barrett,Daniel J.Pack.Embedded SystemM.北京：電子工業(yè)出版社，6. 陳躍東.DS18B20集成溫度傳感器原理與應(yīng)用J.安徽機(jī)電學(xué)院學(xué)報(bào),7. 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基本（第三版）M. 北京：高等教育出版社，1989（英文版 ） easily blame, to prevent the broken window effect. Supervise the lea

45、ding cadres to play an exemplary role, take the lead in the strict implementation of the and , lead to safeguard the solemnity and authority of the party discipline, ensure that the party discipline and the laws and regulations for implementation in place. Throughout the discipline in the daily supe

46、rvision and management, strengthen supervision and inspection, from the thorough investigation of violations of discipline behavior. Strengthen to key areas, key departments and key projects as well as the masses reflect the concentration of the units and departments for supervision. - strengthening

47、 supervision, discipline inspection and supervision of cadres to set an example for compliance with the and is a man must be hexyl, blacksmith needs its own hardware. Discipline inspection organs as the executor of the party discipline, and supervisor of the defenders, for its supervision must be mo

48、re strictly, discipline inspection and supervision of cadres to firmly establish the awareness of Party Constitution, sense of discipline and rules consciousness, politics loyalty, sense obey. Action speak Ji Ordinance to set an example of the regulations of the rule of law, strengthen supervision a

49、nd accept the supervision of the firmness and consciousness, do comply with and . To firmly establish the discipline must first be disciplined, the supervisor will be subject to the supervision of concept, and consciously safeguard and implement party compasses party, take the lead in practicing thr

50、ee strict real strict, so loyal, clean, play. To be good at learning, the Constitution and the as morality, politics and brought to fruition; to implement , do not want to, dare not, not with disciplinary ruler to supervision; to discipline a ruler, often the control inspection, and consciously in t

51、he ideological red line to draw the row Ming Good accumulation is indeed the bottom line, so that the heart has fear, said to have quit, the line has ended. Attached: indifferent to heart, calmly to the table in our life, there are many unpredictable things will happen, some good, some bad things, w

52、e cannot control is powerless to stop, but with time, you will find in life sometimes turns out to be not good, some bad things finally turned out to be a good thing, but then we muddy however did not know, this is the life teach us things. 1, life can be complex, can also be simple. Want simple lif

53、e of precipitation, to have enough time to reflect, to make Become more perfect. Life is the most important thing is not to win, but the struggle; not to have conquered, but to have fought well. 2, the plain is the background of life. Live a plain life, give up on themselves is not a coward, but the

54、 wise answers; not disillusioned after the heart, such as ashes, but experience the storm after the enlightenment; not unrewarding perfunctorily, but calm attitude of life of unrestrained self-confidence. Plain living, there is no noise noisy, no earthly troubles, more did not fill in the discontent

55、 of desire, some just a calm, a calm. 3, memory of heart will not good things to erase the, life is a When no movie, pain is a beginning, the struggle is a kind of process, death is a kind of ending. Give up this giving up is the helpless, do not give up the abandoned, do not give up this giving up

56、is ignorance, do not give up should not give up is persistent. 4, a thing figured is heaven, think impassability is hell. Since the living, to live better. Sometimes we because of too narrow-minded, too care around the chores and penny wise and pound foolish, not worth the candle. Some things to att

57、ract trouble and worry, completely depends on how we look at and deal with it. Dont always take everything back to things, and dont get into a blind alley, dont want to face, dont be narrow-minded. Poke to care, is a kind of open-minded, a free and easy. 5, I am not afraid of others behind me a knif

58、e, I afraid to look back and see stab me, is my intention to treat people; I am not afraid of the truth to tell the best friend, Im afraid he turned to it as a joke to tell dont 6, when we are in a positive frame of mind, you will find many good things; and when we are in a negative state of mind, y

59、ou will find many depressed things; life happy and worry, all is you of life attitude, optimistic, good luck; loss of sink, Eritrea company. When you are in adversity, may wish to change a point of view to think everything over to the good Think, because good mentality decided the fate of the! 7, people are tired, rest; heart tired, calm. Grow up, mature, this society read. Tired and sad, squat down, to their a hug. Because the world no one can sympathize with you, have mercy on you. You cry, tears is your own; you pain, no one can understand. Then you only t