多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考模板

1、摘 要 環(huán)境溫度對(duì)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)和人們的日常生活都有很大的影響，而溫度的測(cè)量也就成為人們生產(chǎn)生活中一項(xiàng)必不可少的工作。隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)在日用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣泛，溫度傳感器DS18B20具有線性優(yōu)良、性能穩(wěn)定、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于冰箱、空調(diào)器、糧倉等日常生活中溫度的測(cè)量和控制。 本設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)使用單片機(jī)AT89s52單片機(jī)，測(cè)溫傳感器使用DS18B20，用4位共陰極LED數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)方式實(shí)現(xiàn)溫度顯示,分時(shí)輪流通電，從而大大簡(jiǎn)化了硬件線路，同時(shí)，采用串口通信方式可大大簡(jiǎn)化硬件電路和軟件程序的設(shè)計(jì)，節(jié)省了I/O口。DS18B20數(shù)字溫

2、度傳感器是單總線器件與51單片機(jī)組成的測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單、體積小等特點(diǎn)，而且在一根通信線上，可以掛接多個(gè)DS18B20，因此可以構(gòu)成多點(diǎn)溫度測(cè)控系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；多點(diǎn)檢測(cè)；串口通信 / 58Abstract Environmental temperature to industry, agriculture, commerce, and people's daily life has a lot of influence, and the measurement of the temperature will become an indispensable people pro

3、duction and life of the work. Along with the development of the single chip microcomputer technology, microcomputer in the daily electronic products is more and more extensive application, the temperature sensor DS18B20 have good linear, stable performance, high sensitivity, anti-interference abilit

4、y strong, easy to use, widely used in the refrigerator, air conditioner, granaries, etc in daily life temperature measurement and control. The design of the digital thermometer introduced use single chip computer 89 s52 microcontroller, temperature sensor DS18B20 use, with a total of 4 cathode tube

5、LED digital display to realize dynamic way temperature, in turn time-sharing electricity, which greatly simplified the hardware circuit, and at the same time, the serial interface communication mode can greatly simplified the hardware circuit and software program design, save the I/O port. Digital t

6、emperature sensor DS18B20 is the single bus devices and 51 SCM composition, temperature measurement system, with simple line, little volume features, but at a communications line, can be articulated multiple DS18B20, so can form multi-point temperature measurement and control system.Key Words: Singl

7、e Chip Microcomputer; Multi-point detection; Serial commun- -ication 目 錄1 緒論11.1 前言11.2 研究背景11.3 研究意義11.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.5 研究?jī)?nèi)容22 系統(tǒng)方案論證32.1 傳感器部分方案論證32.2 控制部分方案論證42.3 系統(tǒng)整體方案43 硬件電路設(shè)計(jì)63.1 控制模塊設(shè)計(jì)63.1.1 AT89S52單片機(jī)在系統(tǒng)中的作用63.1.2 按鍵電路設(shè)計(jì)93.2 測(cè)溫模塊電路設(shè)計(jì)113.2.1 DS18B20簡(jiǎn)介113.2.2 DS18B20在系統(tǒng)中的應(yīng)用133.3 電平轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)143.3.1

8、MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片簡(jiǎn)介143.3.2 MAX232在本系統(tǒng)中的應(yīng)用153.4 報(bào)警模塊電路設(shè)計(jì)163.5 電源模塊電路設(shè)計(jì)164 軟件設(shè)計(jì)194.1 溫度轉(zhuǎn)換模塊程序設(shè)計(jì)194.2 串口通信模塊程序設(shè)計(jì)204.2.1 串口通信方式設(shè)置204.2.2 波特率設(shè)置224.3 報(bào)警電路模塊設(shè)計(jì)234.4 溫度顯示及控制模塊程序設(shè)計(jì)234.5 系統(tǒng)軟件整體流程245 軟件仿真275.1 系統(tǒng)仿真環(huán)境275.2 器件參數(shù)選取275.3 仿真結(jié)果分析276 結(jié)論29致謝30參考文獻(xiàn)31附錄一 系統(tǒng)源程序32附錄二 系統(tǒng)仿真圖45附錄三 系統(tǒng)原理圖46附錄四 系統(tǒng)PCB圖471 緒論1.1 前言 環(huán)境

9、溫度對(duì)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)和人們的日常生活都有很大的影響，而溫度的測(cè)量也就成為人們生產(chǎn)生活中一項(xiàng)必不可少的工作。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是單片機(jī)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器在原理，功能，精度及自動(dòng)化水平等方面發(fā)生了巨大的變化，使很多的傳統(tǒng)電子儀器被相應(yīng)的全新的儀器類型和測(cè)試系統(tǒng)體系所代替。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的溫度測(cè)采集系統(tǒng)，主要運(yùn)用了集成溫度傳感器DS18B20 作為敏感元件對(duì)物體進(jìn)行溫度測(cè)量。 本文設(shè)計(jì)了一種基于AT89S52 單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集，溫度傳感器DS18B20 完成將模擬信號(hào)（溫度）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的功能，由單片機(jī)控制從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集。單片機(jī)系統(tǒng)將輸出相應(yīng)的邏輯電平，經(jīng)驅(qū)動(dòng)后控制

10、輸出電路通過串口與計(jì)算機(jī)相連，然后通過數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)溫度。1.2 研究背景 隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，多點(diǎn)溫度檢測(cè)取得了廣泛的運(yùn)用。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)在很大意義上提高了生產(chǎn)生活的需要，方便了生產(chǎn)中對(duì)溫度的控制。外圍電路比較簡(jiǎn)單，測(cè)量精度較高，分辨力高，使用方便。數(shù)據(jù)檢測(cè)是現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的重要組成部分，在保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源和安全生產(chǎn)等方面起著關(guān)鍵的作用。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)正是為了完成數(shù)據(jù)采集而設(shè)計(jì)的，可以說與人們的日常生活是息息相關(guān)的，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。1.3 研究意義 本文重點(diǎn)研究了多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)的原理和上位機(jī)與下位機(jī)之間的串口通信問題。多點(diǎn)溫度檢測(cè)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)控制不同采樣點(diǎn)的溫度狀況，對(duì)溫

11、室大棚等需要檢測(cè)溫度但監(jiān)測(cè)點(diǎn)比較分散的場(chǎng)合具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。串口通信由于占用單片機(jī)端口少，傳輸數(shù)據(jù)高，在節(jié)約端口的同時(shí)也大大提高了數(shù)據(jù)傳輸效率，對(duì)節(jié)約系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性方面具有很大的意義。1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀溫度傳感器的種類很多，測(cè)溫范圍也很寬，可高達(dá)幾千度低可接近絕對(duì)零度，但在測(cè)量精度、穩(wěn)定性、抗干擾等方面仍存在問題。隨著微電子技術(shù)和新材料技術(shù)的發(fā)展，傳感器朝著自動(dòng)化、數(shù)字化和集成化發(fā)展，測(cè)量精度更高，測(cè)量范圍更寬，同時(shí)探索新的敏感原理，尋求新型敏感元件也是溫度傳感器的發(fā)展方向之一。另外，在測(cè)量方式上，完全分布式的溫度測(cè)量成為測(cè)量領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)。最新的溫度測(cè)量技術(shù)是分布式光纖測(cè)

12、溫技術(shù)。分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)只需要一根傳感光纖,布線非常簡(jiǎn)單,且系統(tǒng)成本隨著傳感距離的增加大幅降低,是目前一種發(fā)展前景非常好的測(cè)溫系統(tǒng)。1.5 研究?jī)?nèi)容 本系統(tǒng)采用ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)為主控芯片，硬件系統(tǒng)包括鍵盤控制模塊、下位機(jī)溫度采集與處理模塊、上位機(jī)溫度顯示與報(bào)警模塊。軟件部分主要包括溫度采集、串口通信、數(shù)據(jù)顯示和報(bào)警控制。三個(gè)獨(dú)立式按鍵分別控制各種溫度的切換，溫度上下限的增、減。本文給出了該系統(tǒng)的電路原理圖、仿真圖及其PCB圖。2 系統(tǒng)方案論證 溫度檢測(cè)系統(tǒng)有則共同的特點(diǎn)：測(cè)量點(diǎn)多、環(huán)境復(fù)雜、布線分散、現(xiàn)場(chǎng)離監(jiān)控室遠(yuǎn)等。若采用一般溫度傳感器采集溫度信號(hào)，則需要設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理電

13、路、A/D 轉(zhuǎn)換及相應(yīng)的接口電路，才能把傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到計(jì)算機(jī)去處理。這樣，由于各種因素會(huì)造成檢測(cè)系統(tǒng)較大的偏差；又因?yàn)闄z測(cè)環(huán)境復(fù)雜、測(cè)量點(diǎn)多、信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)及各種干擾的影響，會(huì)使檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降 。所以多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于兩部分：溫度傳感器的選擇和主控單元的設(shè)計(jì)。溫度傳感器應(yīng)用范圍廣泛、使用數(shù)量龐大，也高居各類傳感器之首。2.1 傳感器部分方案論證方案一： 采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90攝氏度測(cè)量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對(duì)于檢測(cè)1攝氏度的信號(hào)是不適用的。而且在溫度測(cè)量系統(tǒng)中,采用單片溫度傳感器,比如AD590,LM35等.

14、但這些芯片輸出的都是模擬信號(hào),必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后才能送給計(jì)算機(jī),這樣就使得測(cè)溫裝置的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜.另外,這種測(cè)溫裝置的一根線上只能掛一個(gè)傳感器,不能進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量.即使能實(shí)現(xiàn)，也要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也增加了軟件實(shí)現(xiàn)的難度。方案二： 在多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的測(cè)溫方法是將模擬信號(hào)遠(yuǎn)距離采樣進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，而為了獲得較高的測(cè)溫精度，就必須采用措施解決由長(zhǎng)線傳輸，多點(diǎn)測(cè)量切換及放大電路零點(diǎn)漂移等造成的誤差補(bǔ)償問題。采用數(shù)字溫度芯片DS18B20測(cè)量溫度，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。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測(cè)溫元件，此元件線形較好。在01

15、00攝氏度時(shí)，最大線形偏差小于1攝氏度。DS18B20的最大特點(diǎn)之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計(jì)DS1820和微控制器AT89C51構(gòu)成的溫度測(cè)量裝置,它直接輸出溫度的數(shù)字信號(hào),可直接與計(jì)算機(jī)連接。這樣,測(cè)溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡(jiǎn)單,體積也不大,且由于AT89C51可以帶多個(gè)DSB1820,因此可以非常容易實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量.輕松的組建傳感器網(wǎng)絡(luò)。 采用溫度芯片DS18B20測(cè)量溫度，可以體現(xiàn)系統(tǒng)芯片化這個(gè)趨勢(shì)。部分功能電路的集成，使總體電路更簡(jiǎn)潔，搭建電路和焊接電路時(shí)更快。而且，集成塊的使用，有效地避免外界的干擾，提高測(cè)量電路的精確度。所以集成芯片的使用將成為電路發(fā)展的一種趨勢(shì)。本方案應(yīng)用這一

16、溫度芯片，也是順應(yīng)這一趨勢(shì)。2.2 控制部分方案論證方案一： 此方案采用PC機(jī)實(shí)現(xiàn)。它可在線編程，可在線仿真的功能，這讓調(diào)試變得方便。且人機(jī)交互友好。但是PC機(jī)輸出信號(hào)不能直接與DS18B20通信。需要通過RS232電平轉(zhuǎn)換兼容，硬件的合成在線調(diào)試，較為繁瑣，很不簡(jiǎn)便。而且在一些環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合，PC機(jī)的體積大，攜帶安裝不方便，性能不穩(wěn)定，給工程帶來很多麻煩！方案二： 此方案采用AT89S52八位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)軟件編程的自由度大，可通過編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制。而且體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，安裝方便。既可以單獨(dú)對(duì)多DS18B20控制工作，還可以與PC機(jī)通信.運(yùn)用主從分布式思想，由

17、一臺(tái)上位機(jī)（PC微型計(jì)算機(jī)），下位機(jī)（單片機(jī)）多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)采集，組成兩級(jí)分布式多點(diǎn)溫度測(cè)量的巡回檢測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。另外AT89C51在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟。2.3 系統(tǒng)整體方案 綜上所述,溫度傳感器以及主控部分都采用第二方案。 系統(tǒng)采用針對(duì)傳統(tǒng)溫度測(cè)溫系統(tǒng)測(cè)溫點(diǎn)少，系統(tǒng)兼容性及擴(kuò)展性較差的特點(diǎn)，運(yùn)用分布式通訊的思想。設(shè)計(jì)一種可以用于大規(guī)模多點(diǎn)溫度測(cè)量的巡回檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用的是RS-232串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)，通過下位機(jī)（單片機(jī)）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的溫度采集，溫度數(shù)據(jù)既可以由下位機(jī)模塊實(shí)時(shí)顯示，也可以送回上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，具有巡檢速度快，擴(kuò)展性好，成本

18、低的特點(diǎn)。本系統(tǒng)整體方案框圖如下：圖2-1 系統(tǒng)整體方框圖3 硬件電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)硬件電路包括四個(gè)部分：控制部分電路設(shè)計(jì)，測(cè)溫模塊設(shè)計(jì)，電平轉(zhuǎn)換模設(shè)計(jì)塊、電源模塊設(shè)計(jì)和報(bào)警模塊設(shè)計(jì)，現(xiàn)對(duì)各模塊做簡(jiǎn)單介紹。3.1 控制模塊設(shè)計(jì) 在該模塊設(shè)計(jì)中，由于下位機(jī)只負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)，不涉及對(duì)其他模塊的控制，故本系統(tǒng)控制模塊設(shè)計(jì)只針對(duì)于上位機(jī)設(shè)計(jì)。上位機(jī)控制模塊主要是按鍵控制 設(shè)計(jì)。 3.1.1 AT89S52單片機(jī)在系統(tǒng)中的作用 作為本系統(tǒng)的主控制芯片，AT89S52單片機(jī)在系統(tǒng)中有著不可替代的作用。它作為一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flsah存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度、非

19、易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，與80C51指令完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器可在線編程，亦適應(yīng)于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有8位CPU和在線可編程Flash，使AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活，超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(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，3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)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種軟件選擇節(jié)電模式。空閑模式下，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

20、被保護(hù)，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。AT89S52單片機(jī)為系統(tǒng)提供中斷函數(shù)處理、速度計(jì)算和判斷、輸出PWM、驅(qū)動(dòng)LCD顯示等各項(xiàng)功能。由于系統(tǒng)用到單片機(jī)中I/O口的普通功能和第二功能，現(xiàn)對(duì)其對(duì)其管腳做簡(jiǎn)要介紹，AT89S52單片機(jī)管3-1所示。圖3-1 AT89S52單片機(jī)管腳排列VCC：AT89S52電源正端輸入，接+5V。GND：電源地端。XTAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端。XTAL2：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端。一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一個(gè)30p

21、F的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。RESET：AT89S52的重置引腳，高電平動(dòng)作。當(dāng)要對(duì)晶片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S52便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。EA/Vpp："EA"為英文"External Access"的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，

22、因?yàn)槠鋬?nèi)部無程序存儲(chǔ)器空間。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時(shí)，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時(shí)，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。ALE/PROG：ALE是英文"Address Latch Enable"的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。AT89S52可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因?yàn)锳T89S52是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí)ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來驅(qū)動(dòng)其他周邊晶片的時(shí)基輸入。此外在燒錄8751程序

23、代碼時(shí)，此引腳會(huì)被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。PSEN：此為"Program Store Enable"的縮寫，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng)8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。AT89S52可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。PORT0（P0.0P0.7）：端口0是一個(gè)8位寬的開路汲極（Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個(gè)位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個(gè)I/O端口（P

24、1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)做I/O用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)LS的TTL負(fù)載。如果當(dāng)EA引腳為低電平時(shí)（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器），P0就以多工方式提供地址總線（A0A7）及數(shù)據(jù)總線（D0D7）。設(shè)計(jì)者必須外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為A0A7，再配合端口2所送出的A8A15合成一完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲(chǔ)器空間。PORT2（P2.0P2.7）：端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng)4個(gè)LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。P2除了當(dāng)做一般I/O端口使用外，若是在AT

25、89S52擴(kuò)充外接程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，也提供地址總線的高字節(jié)A8A15，這個(gè)時(shí)候P2便不能當(dāng)做I/O來使用了。PORT1（P1.0P1.7）：端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)LS TTL負(fù)載，同樣地若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。如果是使用8052或是8032的話，P1.0又當(dāng)做定時(shí)器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。PORT3（P3.0P3.7）：端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載，同時(shí)還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、

26、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。其引腳分配如下表所示： 表3-1 P3口各位口線與第二功能表P3口的位第二功能注釋P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接收口P3.1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送口P3.2外中斷0輸入P3.3外中斷1輸入P3.4T0計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入P3.5T1計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)輸入P3.6外部RAM寫選通信號(hào)P3.7外部RAM讀選通信號(hào) 在本系統(tǒng)中，上位機(jī)普通I/O口要用到P0口的P0.0P0.3四個(gè)引腳，P1口全部八個(gè)引腳，P2口的P2.0、P2.2、P2.4以及P2.7，P3口的P3.0（）。其中，P0口的P0.0P0.3用來控制數(shù)碼管位選，P1口數(shù)碼管的段選，P2.0、P2.2和

27、P2.4用來作為鍵盤輸入使用，P3.0用來接收數(shù)據(jù)使用。所用各個(gè)引腳在本系統(tǒng)中的具體功能，將在以下章節(jié)中具體講解。3.1.2 按鍵電路設(shè)計(jì)作為一種信號(hào)輸入設(shè)備，按鍵在人機(jī)交互中起著重要作用。人們可以通過按鍵對(duì)系統(tǒng)發(fā)出一系列特定的指令以使其完成相應(yīng)功能。本系統(tǒng)從實(shí)際出發(fā)，設(shè)定了三個(gè)獨(dú)立式按鍵，分別溫度值增加、溫度值減小和功能切換。其在系統(tǒng)中的原理圖如圖3-2所示。圖3-2 按鍵設(shè)計(jì)原理圖 由于按鍵是利用機(jī)械觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)按鍵的閉合與釋放的，由于彈性作用的影響，機(jī)械觸點(diǎn)在閉合及斷開的瞬間均具有抖動(dòng)過程，從而使按鍵輸入電壓信號(hào)也出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，如圖3-3所示。圖3-3 按鍵輸入抖動(dòng)示意圖 為了保證系統(tǒng)對(duì)按

28、鍵的一次閉合僅作一次按鍵輸入處理，必須進(jìn)行消抖處理。一般有硬件或軟件的辦法進(jìn)行消抖。硬件消抖可使用雙穩(wěn)態(tài)消抖電路，有兩個(gè)與非門和電阻構(gòu)成。軟件消抖是檢測(cè)到電平變化后通過延時(shí)幾微秒后再次判斷電平是否變化，是的話就可認(rèn)為按鍵確實(shí)按下，可以執(zhí)行按鍵處理函數(shù)，如果電平又恢復(fù)成初始電平，則可認(rèn)為是系統(tǒng)干擾，可忽略此次電平變化，不執(zhí)行按鍵處理函數(shù)。由于硬件電路連接復(fù)雜，軟件電路又簡(jiǎn)單易行，故本系統(tǒng)采用軟件處理辦法來消除按鍵抖動(dòng)的影響。 在按鍵處理中，還要注意的一點(diǎn)是松手檢測(cè)。因?yàn)樵诎存I發(fā)生動(dòng)作的過程中，不可避免的出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，電平有可能進(jìn)行跳變。松手檢測(cè)就是在程序中延時(shí)一段時(shí)間后，再次掃描管腳電平，如果還

29、是輸入電平，就一直等待，直至變化成初始電平，即按鍵放下后執(zhí)行按鍵處理程序。如不執(zhí)行松手檢測(cè)，則系統(tǒng)就會(huì)誤判斷多次進(jìn)行按鍵而是系統(tǒng)紊亂，故按鍵處理中必須執(zhí)行松手檢測(cè)。3.2 測(cè)溫模塊電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)所采用的溫度傳感器為DS18B20數(shù)字式溫度傳感器，由于其輸出能力有限，故在輸出端加一上拉電阻以增加其穩(wěn)定性，現(xiàn)對(duì)該模塊做簡(jiǎn)要介紹。3.2.1 DS18B20簡(jiǎn)介DS18B20為單線數(shù)字溫度計(jì)，其實(shí)物如圖3-4所示：圖3-4 DS18B20實(shí)物圖 其中DQ：數(shù)字信號(hào)輸入輸出端。GND：電源地端。VDD：外接供電電源輸入端(在寄生電源接線時(shí)此腳應(yīng)接地)。 DS18B20作為數(shù)字式溫度計(jì)，具有以下特點(diǎn)：

30、（1）單線結(jié)構(gòu)，只需一根信號(hào)線和CPU相連。 （2）不需要外部元件，直接輸出串行數(shù)據(jù)。 （3）可不需要外部電源，直接通過信號(hào)線供電，電源電壓范圍為3.3V5V。 （4）測(cè)溫精度高，測(cè)溫范圍為：一55+125，在-10+85范圍內(nèi)，精度為±0.5。 （5）測(cè)溫分辨率高，當(dāng)選用12位轉(zhuǎn)換位數(shù)時(shí)，溫度分辨率可達(dá)00625。 （6）數(shù)字量的轉(zhuǎn)換精度及轉(zhuǎn)換時(shí)間可通過簡(jiǎn)單的編程來控制：9位精度的轉(zhuǎn)換時(shí)間為9375 ms：10位精度的轉(zhuǎn)換時(shí)間187.5ms：12位精度的轉(zhuǎn)換時(shí)間750ms。 （7）具有非易失性上、下限報(bào)警設(shè)定的功能，用戶可方便地通過編程修改上、下限的數(shù)值。 （8）可通過報(bào)警搜索命令

31、識(shí)別哪片DS18820采集的溫度超越上、下限。 現(xiàn)對(duì)DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要介紹： DS18820的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-3所示：主要有64位光刻ROM、溫度傳感器、非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器等組成。圖3-3 DS18B20方框圖（1）64位光刻ROM是生產(chǎn)廠家給每一個(gè)出廠的DS18820命名的產(chǎn)品序列號(hào)，可以看作為該器件的地址序列號(hào)。其作用是使每一個(gè)出廠的DS18820地址序列號(hào)都各不相同，這樣，就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18820的目的。（2）DS18820中的溫度傳感器完成對(duì)溫度的測(cè)量，輸出格式為：16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼。當(dāng)測(cè)溫精度設(shè)置為12位時(shí)，分辨率為O062

32、5，即O0625LSB。其二進(jìn)制補(bǔ)碼格式如圖3-4所示。其中，S為符號(hào)位，S=1，表示溫度為負(fù)值；S=0，表示溫度為正值。表3-2 DS18B20輸出溫度的二進(jìn)制補(bǔ)碼格式 字節(jié)類型輸出值溫度值的低字節(jié)D7D6D5D4D3D2D1D0溫度值的高字節(jié)SSSSSD10D9D8（3）DS18820中的低溫觸發(fā)器TL、高溫觸發(fā)器TH，用于設(shè)置低溫、高溫的報(bào)警數(shù)值。DS18820完成一個(gè)周期的溫度測(cè)量后，將測(cè)得的溫度值和TL、TH相比較，如果小于TL，或大于TH，則表示溫度越限，將該器件內(nèi)的告警標(biāo)志位置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令作出響應(yīng)。需要修改上、下限溫度值時(shí)，只需使用一個(gè)功能命令即可對(duì)TL、TH寫

33、入，十分方便。（4）DS18820中的高速暫存器是一個(gè)9字節(jié)的存儲(chǔ)器，其含意如表3-3所示。開始兩個(gè)字節(jié)為被測(cè)溫度的數(shù)字量，其含義如圖3-4所示。第3、4、5字節(jié)分別為TH、TL、配置寄存器的復(fù)制，每一次上電復(fù)位時(shí)被重寫。配置寄存器有R0、R1組成，其值決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)、轉(zhuǎn)換時(shí)間等，含義如表3-4所示。第7字節(jié)為測(cè)溫計(jì)數(shù)的剩余值。第8字節(jié)為測(cè)溫時(shí)每度的計(jì)數(shù)值。第9 字節(jié)讀出的是前8個(gè)字節(jié)的CRC校驗(yàn)碼，通過此碼，可判斷通訊是否正確。表3-3 DS18B20內(nèi)部高速暫存寄存器各位含義暫存器內(nèi)容字節(jié)地址溫度最低數(shù)字位0溫度最高數(shù)字位1溫度上限TH2溫度下限TL3配置寄存器4保留5計(jì)數(shù)剩余值6

34、每度計(jì)數(shù)值7CRC校驗(yàn)8表3-4 配置寄存器R0，R1各值代表含義R1R0轉(zhuǎn)換精度溫度分辨率轉(zhuǎn)換時(shí)間ms0090.593.7501100.25187.510110.12537511120.06257503.2.2 DS18B20在系統(tǒng)中的應(yīng)用 在本系統(tǒng)中，DS18B20數(shù)字式溫度傳感器每轉(zhuǎn)換一次輸出為兩個(gè)字節(jié)形式通過下位機(jī)的串口發(fā)送端向上位機(jī)發(fā)送，由于其輸出電壓有限，故加一上拉電阻，使其輸出高電平達(dá)到5V，其電路原理圖如圖3-4所示。圖3-4 測(cè)溫模塊電氣原理圖3.3 電平轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì) 由于本系統(tǒng)溫度采樣點(diǎn)距離控制中心比較遠(yuǎn)，TTL電平不能夠進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，所以需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。在本系統(tǒng)中，通

35、過MAX232芯片使TTL電平轉(zhuǎn)換成232電平，現(xiàn)對(duì)其原理做簡(jiǎn)要介紹。3.3.1 MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片簡(jiǎn)介 MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v單電源供電。其封裝圖如圖3-5所示。 圖3-5 MAX232封裝圖 第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。

36、8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。 第三部分是供電。15腳GND、16腳VCC（+5V）。其電氣連接圖如圖3-6所示：圖3-6 MAX232電氣連接圖3.3.2 MAX232在本系統(tǒng)中的應(yīng)用在本系統(tǒng)中，MAX232做為上位機(jī)和下位機(jī)之間連接的紐帶，其作用非常重要。如圖3-7所示，下位機(jī)通過P3.1(TXD)端將數(shù)據(jù)送至第

37、一片MAX232的T1IN端，經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后由T1OUT端發(fā)出，此時(shí)發(fā)出的電平就為RS232電平，即邏輯正為12V，邏輯負(fù)為+12V，發(fā)送的數(shù)據(jù)由第二片MAX232的R1IN端接受，轉(zhuǎn)換成TTL電平后再由R1OUT端發(fā)送至上位機(jī)的P3.0(RXD)端，這樣就完成了上、下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。 （2） （1）圖3-7 MAX232在系統(tǒng)中的電路原理圖3.4 報(bào)警模塊電路設(shè)計(jì)在該模塊中，采用電磁式進(jìn)行報(bào)警。蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜發(fā)聲的，因此需要一定的電流才能驅(qū)動(dòng)它，單片機(jī)IO引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的TTL電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此需要增加一個(gè)電流

38、放大的電路。圖3-8 報(bào)警電路模塊電路原理圖 如圖3-8所示，蜂鳴器的正極接到三極管E極上面，蜂鳴器的負(fù)極接到地（GND）上，三極管的基級(jí)B經(jīng)過限流電阻R6后由單片機(jī)的P2.7引腳控制，當(dāng)P2.7輸出高電平時(shí)，三極管Q1截止，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)P2.7輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，可以通過程序控制P2.7腳的電平來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值超過溫度上限或低于溫度下限時(shí)，P2.7引腳輸出低電平，使蜂鳴器發(fā)出聲響報(bào)警。3.5 電源模塊電路設(shè)計(jì) 因?yàn)閱纹瑱C(jī)工作電源為+5V，且電路功耗很小。采用7805三端穩(wěn)壓片即可滿足要求。具體電路圖如

39、下：圖3-9 電源電路模塊電路原理圖 在該模塊中，LM7805前端的兩個(gè)電容C1、C2主要起濾除紋波作用，后端的C3、C4便于長(zhǎng)距離傳輸，短距離的話可以不加。D3為電源指示燈。D4主要是保護(hù)電路作用，在斷電時(shí)及時(shí)將C3中的電量引導(dǎo)出去。現(xiàn)對(duì)LM7805做簡(jiǎn)要介紹。（1）概述78XX系列是三端正電源穩(wěn)壓電路，其封裝為T0-220，它有一系列固定的電壓輸出，應(yīng)用非常廣泛。每種類型由于內(nèi)部電流的限制，以及過熱保護(hù)和內(nèi)部安全區(qū)的保護(hù)，使它基本上不會(huì)損壞。（2）特點(diǎn)1 最大輸出電流為1.5A；2 過熱保護(hù)；3 短路保護(hù)；4 輸出晶體管安全區(qū)保護(hù)；其封裝圖如圖3-10所示。圖3-10 LM7805封裝圖其

40、中：1 輸入；2 接地； 3 輸出。LM7805內(nèi)部框圖如圖如圖3-11所示。 （3）參數(shù)LM7805極限參數(shù)如表3-5所示：表3-5 LM7805極限參數(shù)參數(shù)符號(hào)數(shù)值單位輸入電壓Vi18V結(jié)到空氣熱阻65結(jié)殼氣熱阻5工作溫度0125儲(chǔ)存溫度-65+125圖3-11 LM7805內(nèi)部電路圖 4 軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)軟件部分主要包含溫度轉(zhuǎn)換模塊、串口通信模塊、報(bào)警電路模塊和溫度顯示及控制模塊。溫度轉(zhuǎn)換模塊主要負(fù)責(zé)將DS18B20送過來的字節(jié)轉(zhuǎn)換成可識(shí)別的十進(jìn)制溫度。串口通信模塊主要是負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從下位機(jī)傳送至上位機(jī)，報(bào)警電路模塊負(fù)責(zé)將實(shí)時(shí)溫度和設(shè)定的溫度上下限進(jìn)行對(duì)比決定是否啟動(dòng)報(bào)警。下面將對(duì)各模塊進(jìn)行

41、細(xì)致介紹。4.1 溫度轉(zhuǎn)換模塊程序設(shè)計(jì)通過前文介紹DS18B20的工作原理可知，DS18B20送至下位機(jī)的是溫度的16位補(bǔ)碼形式，由于正數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼都一樣，所以當(dāng)溫度大于0時(shí)可以直接將補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制溫度。圖4-1為溫度處理程序流程圖。圖4-1 上、下位機(jī)溫度處理流程圖4.2 串口通信模塊程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)中，串口通信模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)串行方式的發(fā)送和接收，在程序中，主要對(duì)涉及串行通信方式的各個(gè)寄存器進(jìn)行設(shè)置，并且根據(jù)波特率計(jì)算定時(shí)器初值，現(xiàn)對(duì)其做詳細(xì)說明。4.2.1 串口通信方式設(shè)置 串行口通信方式設(shè)置主要涉及到串行口控制寄存器SCON和PCON，中斷允許寄存器IE，中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP

42、等。現(xiàn)對(duì)各個(gè)寄存器的用法作簡(jiǎn)要說明。 （1）SCON寄存器 MCS-51單片機(jī)對(duì)串口的控制是通過SCON實(shí)現(xiàn)的，也與電源控制寄存器PCON有關(guān)?，F(xiàn)對(duì)SCON的各位定義進(jìn)行說明。表4-1 SCON寄存器各位定義位地址9F9E9D9C9B9A9998SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0和SM1:串行口方式控制位，用于設(shè)定串行口的工作方式，見表4-2。SM2：多級(jí)通信控制位，主要在方式2和方式3下使用。在方式0和方式1下， SM2不用，應(yīng)設(shè)置為0。REN：允許接收控制位。REN為0，禁止串行口接收；REN為1，允許串行口接 收。TB8：發(fā)送數(shù)據(jù)的第九位，用于在方式2和方式3時(shí)存

43、放發(fā)送數(shù)據(jù)的第九位。TB8 由軟件置“1”或清“0”。RB8：接收數(shù)據(jù)的第九位。用于在方式2和方式3時(shí)存放接收數(shù)據(jù)的第九位。方 式0下不使用RB8，方式1下，若SM2=0，則RB8用于存放接收到的停 止位。TI ：發(fā)送中斷標(biāo)志位，用于指示一幀數(shù)據(jù)是否發(fā)送完成。在方式0下，發(fā)送電 路發(fā)送完第8位數(shù)據(jù)時(shí)，TI由硬件置“1”；在其他方式下，TI在發(fā)送電路 發(fā)送停止位時(shí)置“1”。TI在發(fā)送前必須用軟件復(fù)位。RI ：接收中斷標(biāo)志位，用于指示一幀數(shù)據(jù)是否接收完。在方式0下，RI在接收 電路接收到第8位數(shù)據(jù)時(shí)由硬件置“1”；在其他方式下，RI是在接收電路 接收到停止位的中間位置時(shí)置位的。RI也由軟件清零。表

44、4-2 串行口的工作方式和所用波特率對(duì)照表SM0SM1工作方式功能波特率00方式08位同步移位寄存器01方式110位UART可變(由定時(shí)器控制)10方式211位UART11方式311位UART可變(由定時(shí)器控制)（2）PCON寄存器表4-3 PCON寄存器各位定義位地址8E8D8C8B8A898887PCONSMODGF1GF0PDIDLSMOD：波特率選擇位。SMOD=1時(shí)，方式1、2和3的波特率加倍。SMOD=0 時(shí)，波特率不變。GF1和GF0：通用標(biāo)志位。PD：掉電標(biāo)志位。PD="0"為正常方式，PD="1"時(shí)為掉電方式。IDL：空閑標(biāo)志位。IDL

45、="0"為正常方式，IDL="1"為空閑方式。 （3）中斷允許寄存器IE表4-4 IE寄存器各位定位D7D6D5D4D3D2D1D0EAET2ESET1EX1ET0EX0EA為CPU中斷允許總控制位。ES為串行口中斷允許位。在中斷方式下，EA，ES要都置“1”時(shí)，串行口才能接收和發(fā)送中斷。（4） 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP 圖4-5 IP寄存器各位定位D7D6D5D4D3D2D1D0PT2PSPT1PX1PT0PX0PS(IP.4)為串行口優(yōu)先級(jí)設(shè)定位。PS=1時(shí)，串行口為高優(yōu)先級(jí)，否則為低優(yōu)先級(jí)。 在本系統(tǒng)中，串行口工作于方式1，即SM0=0，SM1=1；波

46、特率由定時(shí)器T1設(shè)定。4.2.2 波特率設(shè)置 串行口每秒發(fā)送（或接收）的二進(jìn)制位數(shù)稱為波特率。在串行通信中，收發(fā)雙方對(duì)發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)速率要有一定的約定。串行口工作于不同的工作方式，其波特率的設(shè)置也有所不同。（1） 方式0和方式2 在方式0時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期發(fā)送或接收一位數(shù)據(jù)，其波特率固定為振蕩頻率的1/12，且不受SMOD位的控制。 方式2的波特率要受SMOD位的控制，當(dāng)SMOD=1時(shí)，波特率等于，當(dāng)SMOD=0時(shí)，波特率等于，因此，方式2的波特率公式為(2) 方式1和方式3 單片機(jī)串行口工作于方式1或方式3時(shí)，其波特率由定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的溢出率與SMOD位共同控制。其波特率可表示為：定時(shí)器溢

47、出率取決于計(jì)數(shù)速率和定時(shí)器的計(jì)數(shù)值。計(jì)數(shù)速率與TMOD寄存器中的的設(shè)置有關(guān)。當(dāng)=0時(shí)為定時(shí)方式，計(jì)數(shù)速率等于；當(dāng)=1時(shí)，為計(jì)數(shù)方式，計(jì)數(shù)速率取決于外部輸入時(shí)鐘的頻率，但不能超過，使用時(shí)通常將T1設(shè)置為定時(shí)模式。 設(shè)T1的計(jì)數(shù)初值為X，=0(T1為定時(shí)方式)時(shí)，那么每過（256-X）個(gè)機(jī)器周期，定時(shí)器T1就會(huì)產(chǎn)生一次溢出。則T1的溢出周期為：溢出率為溢出周期的倒數(shù)，將上式帶入波特率計(jì)算公式得：則T1的計(jì)數(shù)初值（裝載值）為 本系統(tǒng)中，TMOD=0x20，定時(shí)器T1工作于方式2(8位自動(dòng)重裝方式)；裝初值為TH1=0xff，TL1=0xff，波特率28800bps。4.3 報(bào)警電路模塊設(shè)計(jì) 報(bào)警電路

48、主要負(fù)責(zé)將實(shí)時(shí)溫度和設(shè)定的溫度上下限值進(jìn)行比較，當(dāng)溫度超出這一范圍時(shí)啟動(dòng)報(bào)警電路。其程序流程圖如圖4-2所示：圖4-2 報(bào)警電路程序流程圖4.4 溫度顯示及控制模塊程序設(shè)計(jì) 該模塊主要包括一個(gè)4位一體的共陰極數(shù)碼管，三個(gè)獨(dú)立式按鍵，數(shù)碼管用來顯示溫度和溫度上下限，三個(gè)獨(dú)立式按鍵分別控制溫度的切換，溫度加，溫度減。獨(dú)立式按鍵S4控制溫度的切換，當(dāng)?shù)谝淮伟聪聲r(shí)顯示設(shè)定的最高溫度值，此時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)S5或S6調(diào)節(jié)最高值溫度。當(dāng)?shù)诙伟聪聲r(shí)顯示的最低溫度值，可以通過調(diào)節(jié)S5或S6調(diào)節(jié)最低值溫度。當(dāng)?shù)谌伟聪聲r(shí)顯示實(shí)時(shí)溫度。其程序流程圖如圖4-3所示：圖4-3 按鍵程序流程圖4.5 系統(tǒng)軟件整體流程系

49、統(tǒng)各分模塊上部分已經(jīng)介紹完畢，現(xiàn)對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行綜合給出其流程圖，其中，上位機(jī)流程圖如圖4-4所示，下位機(jī)流程圖如圖4-5所示。圖4-4 上位機(jī)程序流程圖圖4-5 下位機(jī)程序流程圖5 軟件仿真5.1 系統(tǒng)仿真環(huán)境本設(shè)計(jì)采用Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真，Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。首先在Proteus的元件庫中找到所需的元件，按照硬件設(shè)計(jì)中的說明把各部件連接起來組成一個(gè)數(shù)字式溫度計(jì)硬件系統(tǒng)。然后把在Keil環(huán)境調(diào)試下生成的.H

50、EX文件導(dǎo)入到AT89S52里，點(diǎn)擊運(yùn)行符號(hào)就可以使軟硬件的配套設(shè)施在Proteus的環(huán)境下仿真實(shí)現(xiàn)，以檢查是否存在錯(cuò)誤。5.2 器件參數(shù)選取由于該仿真環(huán)境中沒有AT89S52單片機(jī)，故采用AT89C52單片機(jī)代替,時(shí)鐘頻率為12MHz。時(shí)鐘產(chǎn)生電路的晶振為12MHz，接地電容為30pF。復(fù)位電路的電解電容為10uF，與電容并聯(lián)的電阻為1K，下拉電阻為10K。報(bào)警電路分壓電阻選擇為4K7，工作電壓為5V。5.3 仿真結(jié)果分析 開機(jī)初始值顯示：開機(jī)初始時(shí)讓數(shù)碼管顯示“0”，等按下復(fù)位鍵時(shí)在顯示實(shí)時(shí)溫度值，顯示效果如圖5-1所示：圖5-1 開機(jī)初始值顯示示意圖 最小最大值溫度顯示：在本系統(tǒng)中，初始

51、最小值為5，最大值為95，其顯示效果如圖5-2 、5-3所示：圖5-2 最小值顯示示意圖圖5-3 最大值顯示示意圖 正常溫度顯示如圖5-4所示：圖5-4 正常溫度顯示示意圖6 結(jié)論 本系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)做為主控制芯片，利用串口通信和電平轉(zhuǎn)換，使數(shù)據(jù)能夠勝任較遠(yuǎn)距離傳輸而不至于丟失，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。采用集成化數(shù)字芯片，可以在大大節(jié)省硬件電路任務(wù)量的同時(shí)，使系統(tǒng)更加趨于穩(wěn)定。軟件方面，通過串口通信，不僅節(jié)省了大量的單片機(jī)I/O口，并且程序更加簡(jiǎn)潔。通過本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，鍛煉了自己軟件編程能力，為以后的自身發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。致謝 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，得到了老師和同學(xué)們的許多幫助和建議，在此，要

52、特別感謝王素玲老師，在設(shè)計(jì)的過程中，她為我提出了許多好的建議，通過這兩個(gè)月的對(duì)我悉心教導(dǎo)，我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多以前沒接觸過的東西。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我加深了對(duì)單片機(jī)的了解，深入系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了專業(yè)畫圖軟件Altium Designer，學(xué)會(huì)用單片機(jī)串口通信即電平轉(zhuǎn)換解決實(shí)際問題。參考文獻(xiàn)1. 賈振國(guó). DS1820 及高精度溫度測(cè)量的實(shí)現(xiàn)J.電子技術(shù)應(yīng)用，2000（1）： 58 - 59.2. 余永權(quán). 單片機(jī)原理及應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社, 1997 3. 邦田. 電子電路實(shí)用抗干擾技術(shù). 北京：人民郵電出版社，1994 4. 曲喜貴. 電子元件材料手冊(cè) M. 北京：電子工業(yè)出版社，1989.422-430.5. 黃賢武，鄭筱霞，曲波等. 傳感器實(shí)際應(yīng)用電路設(shè)計(jì)M. 成都：電子科技 大學(xué)出版社，1