數(shù)字溫度顯示警報系統(tǒng)設計畢業(yè)論文

1、 畢業(yè)設計論文數(shù)字溫度計顯示報警系統(tǒng)摘 要數(shù)字溫度計顯示報警系統(tǒng)隨著時代的進步和發(fā)展，單片機技術已經(jīng)普與到我們生活，工作，科研，各個領域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術,本文將介紹一種基于單片機控制的數(shù)字溫度計，利用單片機AT89S52設計了一種數(shù)字溫度計，它由單片機、DS18B20傳感器以與LED 數(shù)碼管等部件組成，本溫度計屬于多功能溫度計,功能較強，可以設置上下限報警溫度，且測量準確、誤差小。當測量溫度超過設定的溫度上下限時，啟動蜂鳴器和指示燈報警。 關鍵詞：單片機AT89S52；溫度計；DS18B20；溫度顯示26 / 31Abstract Along with the progress o

2、f The Times and development, technology has spread to our life, work, scientific research, each domain, has become a more mature technology, this paper introduces a method based on single-chip microcomputer control, the digital thermometer AT89S52 SCM design using a digital thermometer, it by MCU, L

3、ED digital sensors and DS18B20 pipe etc components, this thermometer belongs to the multi-function thermometer, function, can install strong upper temperature, and the measurement accuracy alarm and small error. When measuring temperature exceeds the upper limit set temperature, light buzzer and ala

4、rm.Keywords: SCM AT89S52; thermometer; DS18B20; temperature display目錄1.設計要求12. 總體設計方案12.1數(shù)字溫度計設計方案論證12.2 總體設計框圖12.3單片機的選擇22.4 溫度傳感器的選擇32.4.1 DS18B20的介紹32.5 顯示模塊選擇62.5.1數(shù)碼管的分類62.5.2數(shù)碼管驅動原理73.系統(tǒng)硬件電路設計83.1系統(tǒng)整體電路圖83.2 單片機最小系統(tǒng)93.3 溫度傳感器系統(tǒng)103.3.1 DS18B20的測溫原理103.4 報警電路設計123.5 顯示電路設計133.6電源電路設計134. 系統(tǒng)軟件設計1

5、44.1主程序144.2讀出溫度子程序154.3溫度轉換命令子程序164.4 計算溫度子程序164.5 鍵盤掃描流程圖185. 測試與結果分析195.1仿真軟件介紹195.2 仿真結果195.2.1 用Keil進行程序編譯195.2.2 在Proteus中仿真19總結23致24參考文獻25引言溫度是工業(yè)控制中主要的被控參數(shù)之一，特別是在冶金、化工、建材、食品、機械、石油等工業(yè)中，具有舉足重輕的作用。對于不同場所、不同工藝、所需溫度高低圍不同、精度不同，則采用的測溫元件、測溫方法以與對溫度的控制方法也將不同；產品工藝不同、控制溫度的精度不同、時效不同，則對數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制算法也不同，因

6、而，對溫度的測控方法多種多樣。隨著電子技術和微型計算機的迅速發(fā)展，微機測量和控制技術也得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應用。利用微機對溫度進行測控的技術，也便隨之而生，并得到日益發(fā)展和完善，越來越顯示出其優(yōu)越性。隨著人們生活水平的不斷提高,單片機控制無疑是人們追求的目標之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中數(shù)字溫度計就是一個典型的例子，但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設施就需要從數(shù)單片機技術入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。本設計即用單片機對溫度進行實時檢測與控制，本文所介紹的數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測溫圍廣，測溫準確，其輸

7、出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準確的場所，或科研實驗室使用，該設計控制器使用單片機AT89S52，測溫傳感器使用DS18B20，用4位共陽極LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù),實現(xiàn)溫度顯示,能準確達到設計要求。本溫度計屬于多功能溫度計,功能較強，可以設置上下限報警溫度，且測量準確、誤差小。當測量溫度超過設定的溫度上下限時，啟動蜂鳴器和指示燈報警。1.設計要求基本圍0-99 精度誤差小于0.5 LED數(shù)碼直讀顯示 實現(xiàn)聲光報警可以任意設定溫度的上下限報警功能2. 總體設計方案2.1數(shù)字溫度計設計方案論證方案一由于本設計是測溫電路，根據(jù)設計要求可以使用熱敏電阻之類的感溫器件利用其感溫效應，然后將隨

8、被測溫度變化的電壓或電流采集過來，經(jīng)過A/D轉換后，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C進行數(shù)據(jù)的處理，然后在顯示電路上顯示，這樣就可以將被測溫度顯示出來，這種設計需要用到A/D轉換電路，感溫電路比較麻煩。方案二在單片機電路設計中，大多都是使用傳感器，這是非常容易想到利用數(shù)字溫度傳感器，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進行轉換，然后傳輸給單片機進行數(shù)據(jù)處理，就可以滿足設計要求。從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路設計比較簡潔，軟件設計也比較簡單，故采用方案二。2.2 總體設計框圖溫度計電路設計總體設計方框圖如圖2.1所示，控制器采用單片機AT89S52，

9、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)實現(xiàn)溫度顯示。LED顯 示單片機復位報警點按鍵DS18B20傳感器蜂鳴器報警主 控 制 器圖2.1總體設計方框圖2.3單片機的選擇方案一：選擇Microchip公司的PIC系列單片機作為世界上最為頂尖的單片機研發(fā)與生產企業(yè)，微芯公司設計的PIC系列單片機一度風靡全球，其優(yōu)秀的性能和卓越的品質受到了許多人的青睞，其優(yōu)點毋庸贅述。但是，高知名度的缺點也顯而易見，價格昂貴，性價比不高是其軟肋。方案二：選擇儀器的MSP430系列單片機MSP430單片機是一個16位的、具有精簡指令集的混合型單片機，它具有極低的功耗、豐富的片外設和方便靈活的開

10、發(fā)手段。但是，由于MSP430單片機系列價格較高，比較適合于較為復雜的應用系統(tǒng)。方案三：選擇Atmel公司的AT89S52單片機AT89S52單片機是一個低功耗,高性能CMOS8位單片機,片含8kBytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造,兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)與80C51引腳結構,芯片集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元,片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器,在功能強大的微型計算機的AT89S52單芯片上，擁有靈巧的8位CP

11、U和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。AT89S52引腳結構圖如圖2.2：圖2.2 AT89S52結構圖基于對成本和性能的比較，我們選擇AT89S52單片機。2.4 溫度傳感器的選擇2.4.1 DS18B20的介紹溫度傳感器的種類眾多，在應用與高精度、高可靠性的場合時DALLAS（達拉斯）公司生產的DS18B20溫度傳感器當仁不讓。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強，精度高，附加功能強，使得DS18B20更受歡迎。 DS18B20的主要特征： 全數(shù)字溫度轉換與輸出；最高12位分辨

12、率，精度可達土0.5攝氏度； 12 位分辨率時的最大工作周期為750毫秒； 可選擇寄生工作方式；檢測溫度圍為55°C+125°C(67°F +257°F)； 置 EEPROM，限溫報警功能。用戶可定義報警設置 ；64 位光刻 ROM，置產品序列號，方便多機掛接； 多樣封裝形式，適應不同硬件系統(tǒng)； 獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信； 多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能； 無須外部器件； 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓圍為3.05.5V； 零待機功耗； 溫度以9或12位數(shù)字； 報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器

13、件； 負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；DS18B20它有64位ROM的結構開始8位是產品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位，最后8位是前面56位的CRC檢驗碼，這也是多個DS18B20可以采用一線進行通信的原因。溫度報警觸發(fā)器TH和TL，可通過軟件寫入戶報警上下限。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復位脈沖）發(fā)ROM功能命令發(fā)存儲器操作命令處理數(shù)據(jù)。DS18B20芯片封裝結構如圖2.3： 圖2.3DS18B20

14、芯片封裝結構DS18B20采用3腳PR35封裝或8腳SOIC封裝，其部結構框圖如圖2.4所示。I/OC64位ROM和單線接口高速緩存存儲器與控制邏輯溫度傳感器高溫觸發(fā)器TH低溫觸發(fā)器TL配置寄存器8位CRC發(fā)生器Vdd圖 2.4 DS18B20部結構框DS18B20工作原理 DS18B20的溫度檢測與數(shù)字數(shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。在講解其工作流程之前我們有必要了解18B20的部存儲器資源。DS18B20共有三種形態(tài)的存儲器資源，它們分別是： ROM只讀存儲器，用于存放DS18B20ID編碼，其前8位是單線系列編碼（DS1

15、8B20的編碼是19H），后面48位是芯片唯一的序列號，最后8位是以上56的位的CRC碼（冗余校驗）。數(shù)據(jù)在出產時設置不由用戶更改。DS18B20共64位ROM。 RAM數(shù)據(jù)暫存器，用于部計算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失，DS18B20 共9個字節(jié) RAM，每個字節(jié)為8位。第1、2個字節(jié)是溫度轉換后的數(shù)據(jù)值信息，第3、4個字節(jié)是用戶EEPROM（常用于溫度報警值儲存）的鏡像。在上電復位時其值將被刷新。第5個字節(jié)則是用戶第3個EEPROM的鏡像。第6、7、8個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設計的，同樣也是部溫度轉換、計算的暫存單元。第9個字節(jié)為前8個字節(jié)的CRC碼。EEPR

16、OM非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)，DS18B20共3位EEPROM，并在RAM 都存在鏡像，以方便用戶操作。DS18B20工作時寄存器中的分辨率轉換為相應精度的溫度數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如圖2.5所示。低5位一直為，TM是工作模式位，用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式，DS18B20出廠時該位被設置為0，用戶要去改動，R1和R0決定溫度轉換的精度位數(shù)，來設置分辨率。溫度 LSB溫度 MSBTH用戶字節(jié)1TL用戶字節(jié)2配置寄存器保留保留保留CRCTMR1R011111圖2.5DS18B20字節(jié)定義2.5 顯示模塊選擇數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件

17、，其基本單元是發(fā)光二極管。2.5.1數(shù)碼管的分類數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應用時應將公共極COM接到+5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應用時應將公共極COM接到地線

18、GND上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。如圖2.6圖2.6 八段數(shù)碼管事物圖2.5.2數(shù)碼管驅動原理 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅動電路來驅動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，在有些時候需要做一個簡單的顯示系統(tǒng)。那么在單片機I/O資源夠用的情況下可以直接用單片機的I/O口驅動數(shù)碼管，也可以根據(jù)數(shù)碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。（1）靜態(tài)顯示驅動：靜態(tài)驅動也稱直流驅動。靜態(tài)驅動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅動，或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅動。靜態(tài)驅動的優(yōu)點是編程

19、簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×840根I/O端口來驅動，要知道一個89S51單片機可用的I/O端口才32個呢），實際應用時必須增加譯碼驅動器進行驅動，增加了硬件電路的復雜性。（2）動態(tài)顯示驅動：數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到一樣的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機

20、對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為12ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象與發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。靜態(tài)驅動方式簡單不容易出錯，如果電路設計合適，也能夠用較少的線完成多個數(shù)碼管的驅動。但是動態(tài)驅動方式省單片機的資源，如今已經(jīng)

21、有很多這樣成熟的基于動態(tài)掃描的芯片。所以能滿足本文顯示設計要求，采用LG3641BH LED數(shù)碼管做為顯示電路,數(shù)碼管顯示電路采用4位共陽LED數(shù)碼管從P14,P15,P16,P17串口輸出段碼。3.系統(tǒng)硬件電路設計3.1系統(tǒng)整體電路圖該系統(tǒng)電路主要包括：單片機最小系統(tǒng)、DS18B20溫度傳感器系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、LED顯示模塊電路與電源接口和數(shù)據(jù)下載接口等電路，如圖3.1所示。圖中有三個獨立式按鍵可以分別調整溫度計的上下限報警設置，圖中蜂鳴器可以在被測溫度不在上下限圍時，發(fā)出報警鳴叫聲音，同時LED數(shù)碼管將沒有被測溫度值顯示，這時可以調整報警上下限，從而測出被測的溫度值。圖中的按健復位電路是上電

22、復位加手動復位，使用比較方便，在程序跑飛時，可以手動復位，這樣就不用在重起單片機電源，就可以實現(xiàn)復位。 圖 3.1系統(tǒng)整體電路圖3.2 單片機最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)包括晶振電路、復位電路、按鍵設置部分，AT89S52單片機最小系統(tǒng)的電路如圖：3.2單片機AT89S52具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設計需要，很適合便攜手持式產品的設計使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。 圖 3.2 單片機最小系統(tǒng)電路3.3 溫度傳感器系統(tǒng)DS18B20溫度傳感器電路，如圖3.3。圖 3.3 DS18B20溫度傳感器系統(tǒng)DS18B20采用單線進行數(shù)據(jù)傳輸，外接一個4.7k上拉電阻與單片機的P

23、10口相連進行數(shù)據(jù)的雙向傳輸。3.3.1 DS18B20的測溫原理器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(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，所產生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入。器件中還有一個計數(shù)門，當計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產生的時鐘脈沖進行計數(shù)進而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將55所對應的一個基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1、溫度寄存器中，計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在55所對應的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器1的預置值

24、減到0時，溫度寄存器的值將加1，減法計數(shù)器1的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器計數(shù)到0時，停止溫度寄存器的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值。其輸出用于修正減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù)器門仍未關閉就重復上述過程，直到溫度寄存器值大致被測溫度值。由表1可見，DS18B20溫度轉換的時間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉換時間越長。因此，在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。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CRC碼，可用來檢驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。

25、當DS18B20接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值就以16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第1、2字節(jié)。單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625LSB形式表示。當符號位S=0時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位S=1時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數(shù)值。表2是一部分溫度值對應的二進制溫度數(shù)據(jù)。表1 DS18B20溫度轉換時間表R1R0分辨率/位溫度最大轉向時間/ms00993.750110187.510113751112750DS18B20完成溫度轉換后

26、，就把測得的溫度值與RAM中的TH、TL字節(jié)容作比較。若TTH或TTL，則將該器件的報警標志位置位，并對主機發(fā)出的報警搜索命令作出響應。因此，可用多只DS18B20同時測量溫度并進行報警搜索。在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼（CRC）。主機ROM的前56位來計算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值作比較，以判斷主機收到的ROM數(shù)據(jù)是否正確。表2一部分溫度對應值表溫度/二進制表示十六進制表示+1250000 0111 1101 000007D0H+850000 0101 0101 00000550H+25.06250000 0001 1001 00000191H+10.1

27、250000 0000 1010 000100A2H+0.50000 0000 0000 00100008H00000 0000 0000 10000000H-0.51111 1111 1111 0000FFF8H-10.1251111 1111 0101 1110FF5EH-25.06251111 1110 0110 1111FE6FH-551111 1100 1001 0000FC90H3.4 報警電路設計報警電路中加一PNP三極管驅動，基極接單片機P11口，當端口變成低電平時，驅動三極管會導通，VCC電壓加載到蜂鳴器使其發(fā)聲、報警發(fā)光二極管亮，如圖3.4。圖 3.4報警電路3.5 顯示電

28、路設計如圖3.5，采用LG3641BH LED數(shù)碼管顯示電路采用4位共陽LED數(shù)碼管從P14,P15,P16,P17串口輸出段碼。用PNP三極管進行驅動，當相應的端口變成低電平時，驅動相應的三極管會導通，驅動三極管給數(shù)碼管相應的位供電，這時只要P0口送出數(shù)字的顯示代碼，數(shù)碼管就能正常顯示數(shù)字。圖 3.5 數(shù)碼管顯示電路3.6電源電路設計我們選用的是串聯(lián)起來的4節(jié)1.5v的5號電池，從經(jīng)濟的角度考慮的，干電池比較便宜，但其還有不足之處，干電池存儲的是電量。隨著電量的消耗，它的供電電壓就會不斷的下降，所有我們需要使用一個穩(wěn)壓器，來保證電源供給的是標準的5v電壓。4節(jié)1.5v串聯(lián)起來產生的和電壓最大

29、是6v，而本文的AT89S52單片機工作電壓的圍是4v5.5v，在該系統(tǒng)中我們使用的電壓是5v。這時我們可以用LM7805穩(wěn)壓器來產生穩(wěn)定的5v電壓。穩(wěn)壓電路如下圖3.6所示:圖3.6 LM7805穩(wěn)壓電路在該電路中，C12是極性電容，起到穩(wěn)壓的作用，而C2是非極性電容，它起的作用是濾除輸出電壓中不是直流的成分，即濾波。LM7805穩(wěn)壓芯片的穩(wěn)壓壓差為2V左右，在實際使用中容易出現(xiàn)電壓過低的狀態(tài)，此時提供的電源達不到系統(tǒng)的電源要求，會出現(xiàn)程序跑飛的現(xiàn)象，而另一款LM2904的穩(wěn)壓壓差可以達到40mV，效果比LM7805好很多，但考慮到經(jīng)濟原因我們采用LM7805，只要在穩(wěn)壓前端提供較大的電源供

30、應即可。4. 系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉換命令子程序，計算溫度子程序，按鍵掃描。4.1主程序主程序的主要功能是負責讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值，溫度的實時顯示，并根據(jù)設置的上下限判斷是否報警。系統(tǒng)開始運行時，溫度傳感器測量并計算溫度值通過P1.0口傳輸進單片機里進行處理，經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)再通過P0口傳輸?shù)綌?shù)碼管進行顯示。通過按鍵設置溫度報警界限，當超過報警界限時單片機將相應的數(shù)據(jù)通過P1.1口傳輸進行聲光報警。溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之測量一次被測溫度，其程序流程見圖4.1所示。初始化調用溫度模塊程序DS18B20存在？是處理溫度值轉

31、換BCD碼送AT89S52處理按鍵掃描模塊顯示模塊，LED顯示溫度是否越限？開始是報警否否錯誤處理，顯8.8.8.8.圖4.1 主程序流程圖4.2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9字節(jié)，在讀出時需進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。其程序流程圖如圖4.2示開始發(fā)DS18B20復位命令發(fā)跳過ROM命令發(fā)讀取溫度命令讀取操作，CRC校驗結束NYYN移入溫度緩存器9字節(jié)完？CRC校驗？圖4.2讀溫度流程圖4.3溫度轉換命令子程序溫度轉換命令子程序主要是發(fā)溫度轉換開始命令，當采用12位分辨率時轉換時間約為750ms，在本程序設計中采用1s顯示程序延時法等待轉換的完成。

32、溫度轉換命令子程序流程圖如上圖，圖4.3所示4.4 計算溫度子程序計算溫度子程序將RAM中讀取值進行BCD碼的轉換運算，并進行溫度值正負的判定，其程序流程圖如4.4所示。發(fā)DS18B20復位命令開始發(fā)跳過ROM命令發(fā)溫度轉換開始命令結束圖 4.3 溫度轉換流程圖 開始溫度零下?溫度值取補碼置“”標志計算小數(shù)位溫度BCD值 計算整數(shù)位溫度BCD值 結束置“+”標志NY圖 4.4計算溫度流程圖4.5 鍵盤掃描流程圖開始ENTER_FLAG為1是否有UP按下DISPLAY顯示退出子程序(RET)返回主程序ENTER子程序Flag=1DOWN子程序否是是否否是否否是是ENTER按鍵是否按下是否有ENT

33、ER按下是否有DOWN按下UP子程序圖 4.5 按鍵掃描流程圖5. 測試與結果分析5.1仿真軟件介紹本次仿真用了Proteus軟件，該軟件可仿真各種電路和IC，并支持單片機，元件庫齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機軟件仿真系統(tǒng)。5.2 仿真結果5.2.1 用Keil進行程序編譯運用keil軟件編譯C語言程序在結果欄顯示“ cx”-0 Error(s),0 warning(s).說明此程序在軟件編譯上無語法等錯誤。將此程序生成*.hex文件調入硬件中用Proteus進行調試仿真。5.2.2 在Proteus中仿真將生成的*.hex文件調入Proteus電路圖的單片機中，點擊圖左下角的開始鍵

34、運行，程序的開始界面如圖5.3，數(shù)碼管顯示“”。圖5.3 仿真程序初始化程序初始化后通過調節(jié)DS18B20溫度傳感器的數(shù)值，數(shù)碼管會顯示相應的數(shù)值，例如10，其結果如圖5.4所示。圖5.4 仿真程序正常運行結果在設置系統(tǒng)報警溫度上下限時，按下按鍵S1，數(shù)碼管會顯示“H38C”（系統(tǒng)默認上限為38）,此時進入溫度上限設置模式，可通過調節(jié)S2和S3分別增加和減小數(shù)碼管上顯示的數(shù)字，例如設置上限為39，如圖5.5所示。接著再次按下鍵S1，數(shù)碼管會顯示“L05C”（系統(tǒng)默認下限為5），此時進入溫度下限設置模式，可通過調節(jié)S2和S3分別增加和減小數(shù)碼管上顯示的數(shù)字，例如設置下限為5，如圖5.6所示；圖5

35、.5 仿真設置最高溫度報警線圖5.6仿真設置溫度報警最低線當溫度超過設置的上下限時，系統(tǒng)會進行聲光報警，蜂鳴器會發(fā)出“滴滴滴”蜂鳴聲，同時LED燈會閃爍。當系統(tǒng)未檢測的到DS18B20溫度傳感器或運行錯誤時，數(shù)碼管會顯示錯誤的數(shù)字“8.8.8.8”,如圖5.7所示。圖5.7仿真程序出錯總結做為對大學三年所學知識的總結，通過本次的畢業(yè)論文設計，我學到了很多東西，同時在做的過程中也發(fā)現(xiàn)很多的問題，從最初的課題選擇到對相關課題資料的搜集與摘選，再到自己論文容的思路的設計、編寫以致最后階段的修改與完善。在這一過程中，我對我們大學三年所學習的相關電子知識又有了更深一層的學習和理解，讓我對自己所學的又有了更深的掌握。雖然以前曾經(jīng)做過這樣的設計但這次設計真的讓我長進了很多，本次設計重點在于單片機的應用和軟件的編程，需要有很巧妙的程序算法，雖然以前寫過幾次程序，但我覺的寫好一個程序并不是一件簡單的事，有好多的東西，只有我們去試著做了，才能真正的掌握，只學習理論有些東西而不結合實踐是很難理解的，更談不上掌握。從這次的畢業(yè)設計中，我真真正正的意識到，在以后的學習中，要理論聯(lián)系實際，把我們所學的理論知識用到實際當中，學習單片機更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫與讀的過程中才能提高，我認為做一個設計首先應該有明確的整體設計思想，然后再通過分析選擇合適