基于DSB設(shè)計(jì)的數(shù)字溫度計(jì)畢業(yè)論文

1、哈佛大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中氣.與中1子工程系專業(yè)數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師完成日期目錄南昌工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書3引言5第1章.數(shù)字溫度計(jì)總體設(shè)計(jì)方案61.1 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案論述61.1.1 方案一61.1.2 方案二6第二章數(shù)字溫度計(jì)總體詳細(xì)設(shè)計(jì)2.1主控器71.1.1. AT89S51特點(diǎn)及特性71.1.2. 管腳功能說明71.1.3. 振蕩器特性81.1.4. 芯片擦除92.2 溫度采集部分設(shè)計(jì)2.2.1. 溫度傳感器DS18B2092.2.2. DS18B20溫度傳感器與單片機(jī)的接口電路132.3 顯示部分電路設(shè)計(jì)2.3.1. 74LS164基本知識(shí)

2、142.5系統(tǒng)整體硬件電路162.5.1 主板電路162.5.2 顯示電路163系統(tǒng)軟件算法分析173.1 主程序173.2 讀出溫度子程序183.3 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序183.4 計(jì)算溫度子程序183.5 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序193.6 數(shù)字溫度計(jì)程序清單194總結(jié)與體會(huì)26參考文獻(xiàn)26哈佛大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用的原始資料（數(shù)據(jù)）及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：1、測(cè)溫范圍-50C-110C2、精度誤差小于0.5C3、LEDR碼直讀顯示4、可通過人機(jī)接口任意設(shè)定溫度報(bào)警閥值三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容及完成時(shí)間:周至周收集資料，對(duì)課題作知識(shí)準(zhǔn)備

3、。周至周總體設(shè)計(jì)周至周系統(tǒng)各部分功能模塊設(shè)計(jì)周至周整理、總結(jié)，撰寫論文，準(zhǔn)備論文答辯四、主要參考資料：1 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（簡(jiǎn)明修訂版）.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，19982 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，19943 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）.北京：高等教育出版社，19894 新穎電子模塊應(yīng)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.電氣系05電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)班學(xué)生：日期：自年月日至年月日指導(dǎo)教師：助理指導(dǎo)教師（并指出所負(fù)責(zé)的部分）：教研室：教研室主任：引言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，它所給人帶來的方便也是不可否定

4、的，其中數(shù)字溫度計(jì)就是一個(gè)典型的例子，但人們對(duì)它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設(shè)施就需要從數(shù)單片機(jī)技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。本設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(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，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，該設(shè)計(jì)控制器使用單片機(jī)AT89S51測(cè)溫傳感器使用DS18B20用3位共陽(yáng)極LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)溫度顯示,能準(zhǔn)確達(dá)到以上要求。隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)，本文將介紹一種基于單片機(jī)控制的數(shù)字溫度計(jì)，本溫度計(jì)屬于多功能溫度計(jì)，可以設(shè)置

5、上下報(bào)警溫度，當(dāng)溫度不在設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，可以報(bào)警。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，數(shù)字控制，溫度計(jì)，DS18B2QAT89S5115第1章.數(shù)字溫度計(jì)總體設(shè)計(jì)方案1.1 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案論證1.1.1 方案一由于本設(shè)計(jì)是測(cè)溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測(cè)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)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測(cè)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。1.1.2 方案二(1) .進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20此傳感器，

6、可以很容易直接讀取被測(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求。從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡(jiǎn)單，軟件設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，故采用了方案二。(2) .方案二的總體設(shè)計(jì)框圖溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖1所示，控制器采用單片機(jī)AT89S51溫度傳感器采用DS18B20用4位LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示圖1總體設(shè)計(jì)方框圖第2章數(shù)字溫度計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)2.1 主控制器AT89S512.1.1 AT89s51的特點(diǎn)及特性:40個(gè)引腳，4kbytesflash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram）,32個(gè)外部雙向輸入/輸出（i/o）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中

7、斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（wdt）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。P1.0匚1=40VecPl.1E2”P0.O/ADOP1.2匚33SPC.1/AD1F1.3E+373P0.2/AD2P14C536P0.3/AD3MDSI/PL5匚E35PG.4/AD4XISO/F1.6C734PC.5/AD5SCK/P1.7匚33PG.&/AD6RSTE3323P0.7MD7KXIJ/F3.0C1031EA/VPPTXDZP3.I匚1130ALEZPROtIMT0/P3.2C12295FESHmi/ps.3匚132gP2.T/A15T0/P5.4C14273P2.&

8、;/A14T17P3.5q152EP2.5M13W/F3.6C1625P2.4M12EI1/F3.7C1724F£3MUXTAL2C233P2,XTAL1匚1322二F五PDIP&順£口P2O/AS主要功能特性： 兼容mcs-51指令系統(tǒng) 32個(gè)雙向i/o 口 2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 全雙工uart串行中斷口線 2個(gè)外部中斷源 中斷喚醒省電模式止匕外，at89s51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。空閑模式下，cpu暫停工作，而ram定時(shí)計(jì)數(shù)器，用行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存ram的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷

9、激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有pdip、tqfp和plcc等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。-4k可反復(fù)擦寫（1000次）ispflashrom- 4.5-5.5v工作電壓- 時(shí)鐘頻率0-33mhz- 128x8bit內(nèi)部ram- 低功耗空閑和省電模式- 3級(jí)加密位看門狗（wdt）電路靈活的isp字節(jié)和分頁(yè)編程軟件設(shè)置空閑和省電功能雙數(shù)據(jù)寄存器指針2.1.2 管腳功能說明：VCC:供電電壓。GND:接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在

10、FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASHg程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：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)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)

11、用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH®程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管腳備選功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（

12、用行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：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。ALE/PROG:當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH®程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的

13、。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EHfe址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVXMOV的令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。/PSEN外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP:當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH,不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序

14、存儲(chǔ)器。在FLASHg程期間，此引腳也用于施加12V編程電源(VPP。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。XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。2.1.3 .振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。2.1.4 .芯片擦除：整個(gè)PERO阱列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦

15、操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。止匕外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU亭止工彳但RAM定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM勺內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。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)可用二節(jié)電池供電。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

16、合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。2.2溫度采集部分的設(shè)計(jì)2.2.1. 溫度傳感器DS18B20DS18B2恥度傳感器是美國(guó)DALLAS導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式。TO-92封裝的DS18B20勺弓I腳排列J見下圖，其引腳功能描述見表1(底DS18B20表1DS18B20羊細(xì)弓|腳功能描述序名稱引腳功能描述號(hào)1GND地信號(hào)2DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開漏單總線接口弓1腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。3VDD可選擇的VDD5I腳。當(dāng)工作于

17、寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。DS18B20I勺性能特點(diǎn)如下： 獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信； 多個(gè)DS18B2W以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能； 無(wú)須外部器件； 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.05.5V; 零待機(jī)功耗； 溫度以9或12位數(shù)字； 用戶可定義報(bào)警設(shè)置； 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件； 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；DS18B2（»用3腳PR-35封裝或8腳SOIC封裝，其內(nèi)部2構(gòu)框圖如圖2所示圖2DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)64位ROM勺結(jié)構(gòu)開始8位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一

18、的序號(hào)，共有48位，最后8位是前面56位的CRC僉驗(yàn)碼，這也是多個(gè)DS18B2M以采用一線進(jìn)行通信的原因。溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL,可通過軟件寫入戶報(bào)警上下限。DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EERAM高速暫存RAM勺結(jié)構(gòu)為8字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖3所示。頭2個(gè)字節(jié)包含測(cè)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)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。DS18B20X作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如圖3所示。低5位一直為1,TM是工作模式位，用于設(shè)

19、置DS18B2m工作模式還是在測(cè)試模式，DS18B20B廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶要去改動(dòng)，R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分辨率。溫度LSB溫度MSBTH用戶字節(jié)1TL用戶字節(jié)2配置寄存器保留CRCTMR1R011111圖3DS18B2"節(jié)定義由表1可見，DS18B2M度轉(zhuǎn)換的時(shí)間比較長(zhǎng)，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間越長(zhǎng)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。高速暫存RAM的第6、7、8字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯1。第9字節(jié)讀出前面所有8字節(jié)的CRCB,可用來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成

20、后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)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0.0625C/LSB形式表小。當(dāng)符號(hào)位S=0時(shí)，表示測(cè)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(hào)位S=1時(shí)，表示測(cè)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2是一部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。.表1DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表.R1R0分辨率/位溫度最大轉(zhuǎn)向時(shí)間/ms00993.750P110187.5110113751112750DS18B2沈成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與RAMfr的THTL字節(jié)內(nèi)容作比

21、較。若T>TH或T<TL,則將該器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的報(bào)警搜索命令作出響應(yīng)。因此，可用多只DS18B20B時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索。在64位ROM勺最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼（CRC。主機(jī)ROM勺前56位來計(jì)算CRCS,并和存入DS18B20勺CRC©作比較，以判斷主機(jī)收到的RO遮據(jù)是否正確。DS18B20的測(cè)溫原理是這這樣的，器件中低溫度系數(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)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。器件中還有一個(gè)計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，DS18B

22、2CB對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(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)振蕩器來決定，每次測(cè)量前，首先將-55C所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1、溫度寄存器中，計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55c所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。減法計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)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(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測(cè)溫度值。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)器門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過

23、程，直到溫度寄存器值大致被測(cè)溫度值。表2一部分溫度對(duì)應(yīng)值表溫度/C二進(jìn)制表小十六進(jìn)制表小+125000001111101000007D0H+8500000101010100000550H+25.062500000001100100000191H+10.125000000001010000100A2H+0.500000000000000100008H000000000000010000000H-0.51111111111110000FFF8H-10.1251111111101011110FF5EH-25.06251111111001101111FE6FH-551111110010010000FC

24、90H另外，由于DS18B2g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。系統(tǒng)對(duì)DS18B20勺各種操作按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初使化DS18B20發(fā)復(fù)位脈沖）一發(fā)ROMft能命令一發(fā)存儲(chǔ)器操作命令一處理數(shù)據(jù)。VCCoDS18B20DS18B20DS18B20GND圖4DS18B20與單片機(jī)的接口電路2.2.2DS18B20溫度傳感器與單片機(jī)的接口電路口$18820以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時(shí)DS18B20勺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，如圖4所示單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流

25、，可用一個(gè)MOSFET來完成對(duì)總線的上拉。當(dāng)DS18B2昵于寫存儲(chǔ)器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為10us。采用寄生電源供電方式時(shí)VDW接地。由于單線制只有一根線,因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。由于DS18B201在一根I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。DS18B20t嚴(yán)格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫時(shí)序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)

26、序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。DS18B20勺復(fù)位時(shí)序GNDj主機(jī)發(fā)出復(fù)位脈沖f 4主機(jī)接收55號(hào)聶良時(shí)間DS18B2。的復(fù)棺時(shí)序向ift小值：480us 最大值；960usV-DS12B20 發(fā)出* 應(yīng)答脈沖川DS18B20I勺讀時(shí)序?qū)τ贒S18B20勺讀時(shí)序分為讀0時(shí)序和讀1時(shí)序兩個(gè)過程。對(duì)于DS18B20勺讀時(shí)隙是從主機(jī)把單總線拉低之后，在15秒之內(nèi)就得釋放單總線，以讓DS18B20f巴數(shù)據(jù)傳輸至IJ單總線上。DS18B20ft完成一個(gè)讀時(shí)序過程，至少需要60us才能完成。DS18B2Q!勺寫時(shí)序?qū)τ贒S18B20勺寫時(shí)序仍然分為寫0時(shí)序和寫1時(shí)序兩個(gè)過程。對(duì)于DS18B

27、20W0時(shí)序和寫1時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫0時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少60us,保證DS18B20tg夠在15us到45us之間能夠正確地采樣IO總線上的“0”電平，當(dāng)要寫1時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在15us之內(nèi)就得釋放單總線。主的J/晡M主EJ號(hào)“僧一2.3顯示部分電路設(shè)計(jì)2.3.1 74LS164引腳功能及特性741s164是一個(gè)申入并出的8位移位寄存器，他常用于單片機(jī)系統(tǒng)中，下面總結(jié)一下這個(gè)元件的基本知識(shí).TOP VIEW4 J 2 Io 9S 1- -l -T _1 -1u-1 2 3M5 后 了 TTF5T F3du A B B t D D 口 c QaMGvciqhqgofqecl

28、cl<74ls164引腳圖>"R14)時(shí)閶OUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUToa 白書 Qc QdtlQ) I lit)/T君(HlTPUTOUTPUTOUTMIT% Of o(j嚴(yán)OUTPUTH<74LS164內(nèi)部功能圖FUNCTIONTABLEINPUTSOUTPUTSCLEARCLOCKABQaQb*QhLXXX,LLLHLXXQaoQboQhoHtHHHQaQgnHtLXLQAnHtXLLQAnGn<74LS164邏輯符合表串行輸入帶鎖存時(shí)鐘輸入，串行輸入帶緩沖異步消除最高時(shí)鐘頻率可高達(dá)36Mhz功耗：10mW/bit74系列工作溫度：0

29、°Cto700CVcc最高電壓：7V輸入最高電壓：7V最大輸出驅(qū)動(dòng)能力：高電平：一0.4mA低電平：8mA2.3.2 顯示電路顯示電路采用4位共陽(yáng)LED數(shù)碼管，從P3口RXD,TXD1口輸出段碼。顯示電路是使用的串口顯示，這種顯示最大的優(yōu)點(diǎn)就是使用口資源比較少，該顯示電路只使用單片機(jī)的3個(gè)端口P1.7,P3.0,P3.1.并配以4片串入并出移位寄存器74LS164（LED驅(qū)動(dòng)）四只數(shù)碼管采用74LS164右移寄存器驅(qū)動(dòng)，顯示比較清晰。其工作過程如下：1 .串行數(shù)據(jù)由P3.0發(fā)送，移位時(shí)鐘由P3.1送出。2 .在移位時(shí)鐘的作用下，用行口發(fā)送緩沖器的數(shù)據(jù)一位一位地移入74LS164中。3

30、 .四片74LS164用級(jí)擴(kuò)展為4個(gè)8位并行輸出口，分別連接到4個(gè)LED顯示器的段選端作靜態(tài)顯示。2.4 報(bào)警電路的實(shí)現(xiàn)圖5中蜂鳴器可以在被測(cè)溫度不在上下限范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)出報(bào)警鳴叫聲音，同時(shí)LED數(shù)碼管將沒有被測(cè)溫度值顯示.2.5 報(bào)警上，下限調(diào)整電路實(shí)現(xiàn)圖5中有三個(gè)獨(dú)立式按鍵可以分別調(diào)整溫度計(jì)的上下限報(bào)警設(shè)置，圖中蜂鳴器可以在被測(cè)溫度不在上下限范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)出報(bào)警鳴叫聲音，同時(shí)LED數(shù)碼管將沒有被測(cè)溫度值顯示，這時(shí)可以調(diào)整報(bào)警上下限，從而測(cè)出被測(cè)的溫度值。2.6 復(fù)位電路的實(shí)現(xiàn)圖5中的按健復(fù)位電路是上電復(fù)位加手動(dòng)復(fù)位，使用比較方便，在程序跑飛時(shí)，可以手動(dòng)復(fù)位，這樣就不用在重起單片機(jī)電源，就可以實(shí)

31、現(xiàn)復(fù)位。U1DS1832JGHDp H'JNDP1QPOODI 1in fl I3 Ir 11Ti Mn力力ifFl JThI 1 +Ti力;i 5Ti 1 j外I114P15Tji 1 JrP04P05Th thT33I110JPUutLDI中WT1F U JP20一 31HDP21q23PNn ATSOM，P23240 KTOP2436P2i-37EAAAPP就28XIRESETRM)10而txd aleA1 1r- 29WPSEU0-VCC丁圖5單片機(jī)主板電路24圖6溫度顯示電路第3章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)

32、刷新子程序等3.1主程序圖7主程序流程圖圖8讀溫度流程圖3.2 讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAMfr的9字節(jié)，在讀出時(shí)需進(jìn)行CRCJ驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。其程序流程圖如圖8示圖9溫度轉(zhuǎn)換流程圖3.3 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令，當(dāng)采用12位分辨率時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為750m6在本程序設(shè)計(jì)中采用1s顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如上圖，圖9所示3.4 計(jì)算溫度子程序計(jì)算溫度子程序?qū)AW讀取值進(jìn)行BC則的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定,其程序流程圖如圖10所示。結(jié)束結(jié)束圖10計(jì)算溫度流程圖圖11顯示數(shù)據(jù)刷新流程

33、圖3.5 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序當(dāng)最局顯小顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，位為0時(shí)將符號(hào)顯示位移入下一位。程序流程圖如圖11。3.6 數(shù)字溫度計(jì)部分程序清單3.6.1 初始化程序S1OKEQU5FHTEMPUTEREQU39HTEMPHEQU5EHTEMPLEQU5DHMS50EQU5CHSIGNEQU5BHS1BITP1.0S2BITP1.1S3BITP1.2S4BITP1.3ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPTOITORG0030HMAIN:MOVSP,#60HMOVTMOD,#01HMOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HSETBET

34、0SETBTR0SETBEAMOVTEMPH,#30MOVTEMPL,#9MOVTEMPUTER,#15;溫度最始值MOVS1OK,#00HMOVSIGN,#00HMOV38H,#0BHMOV37H,#0CHMOV36H,#0BHACALLDISPACALLT1S;*3.6.2 主程序START:JBS1,NET1ACALLT12MSJBS1,NET1JNBS1,$INCSIGNMOVA,SIGNCJNEA,#1,TIAOACALLTIAOTLTIAO:CJNEA,#2,NET1MOVSIGN,#0ACALLTIAOTH;*NET1:MOVA,S1OKCJNEA,#1,STARTMOVA,TE

35、MPUTERSUBBA,TEMPHJNBACC.7,ALEMMOVA,TEMPUTERSUBBA,TEMPLJBACC.7,ALEMSETBP2.1ACALLWENDUACALLDISPMOVS1OK,#00HAJMPSTARTALEM:MOV36H,#0CHMOV37H,#0CHMOV38H,#0CHCLRP2.1ACALLDISPACALLT1SLCALLWENDULCALLDISPMOVS1OK,#00HSJMPSTART;*;3.6.3 溫度總子程序;*wendu:ACALLINIT_1820ACALLRE_CONFIGACALLGET_TEMPERACALLTEMPER_COVRET

36、;*3.6.4DS18B20初始化程序;*INIT_1820:SETBP2.0NOPCLRP2.0MOVR0,#06BHMOVR1,#03HTSR1:DJNZR0,TSR1;延時(shí)MOVR0,#6BHDJNZR1,TSR1SETBP2.0NOPNOPNOPMOVR0,#25HTSR2:JNBP2.0,TSR3DJNZR0,TSR2LJMPTSR4;延時(shí)TSR3:SETB20H.1;置標(biāo)志位，表示DS182%在LJMPTSR5TSR4:CLR20H.1;清標(biāo)志位，表示DS1820存在LJMPTSR7TSR5:MOVR0,#06BHMOVR1,#03HTSR6:DJNZR0,TSR6;延時(shí)MOVR0

37、,#6BHDJNZR1,TSR6TSR7:SETBP2.0RET;*3.6.5 重新寫DS18B20&存存儲(chǔ)器設(shè)定值;*RE_CONFIG:JB20H.1,RE_CONFIG1若DS18B20ff在，轉(zhuǎn)RE_CONFIG1RETRE_CONFIG1:MOVA,#0CCH;發(fā)SKIPROMOr令LCALLWRITE_1820MOVA,#4EH;發(fā)寫暫存存儲(chǔ)器命令LCALLWRITE_1820MOVA,#00H;TH（報(bào)警上限）中寫入00HLCALLWRITE_1820MOVA,#00H;TL（報(bào)警下限）中寫入00HLCALLWRITE_1820MOVA,#1FH;選才?9位溫度分辨率LC

38、ALLWRITE_1820RET;*3.6.6 讀出轉(zhuǎn)換后的溫度值;*GET_TEMPER:SETBP2.0;定時(shí)入口LCALLINIT_1820JB20H.1,TSS2RET;若DS18B2杯存在則返回TSS2:MOVA,#0CCH;跳過ROMS配LCALLWRITE_1820MOVA,#44H;發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令LCALLWRITE_1820LCALLINIT_1820MOVA,#0CCH;跳過ROMS配LCALLWRITE_1820MOVA,#0BEH;發(fā)出讀溫度命令LCALLWRITE_1820LCALLREAD_18200MOV37H,A;將讀出的溫度數(shù)據(jù)保存RET;*3.6.7 寫DS18B20I勺程序;*WRITE_1820:MOVR2,#8CLRCWR1:CLRP2.0NOPNOPNOPNOPRRCAMOVP2.0,CMOVR3,#35DJNZR3,$SETBP2.0NOPDJNZR2,WR1SETBP2.0RET;*3.6.8 讀DS18B20勺程序,從DS18B20H賣出兩個(gè)字節(jié)的溫度數(shù)據(jù);*READ_18200:MOVR4,#2;將溫度高位和低位DS18B20f讀RE00:MOVR2,#8RE01:CLRCSETBP2.0NOPNOPCLRP2.0NOPNOPNOPSETBP2.0NOPNOPMOVC,