基于DS18B20的蔬菜大棚多点测温系统设计.doc

石家庄铁道大学四方学院毕业设计 基于 ds18b20 的蔬菜大棚多点测温系 统设计 the design of vegetable greenhouse multi-point temperature measurement system based on ds18b20 完成日期完成日期 20122012 年年 5 5 月月 1515 日日 毕业设计成绩单毕业设计成绩单 学生姓名 学号 班级 专业 毕业设计题目基于 ds18b20 的蔬菜大棚多点测温系统设计 指导教师姓名刘成群 指导教师职称工程师 评 定 成 绩 指导教师 得分 评阅人得分 答辩小 组组长 得分 成绩： 院长(主任) 签字： 年 月 日 毕业设计任务书毕业设计任务书 题 目基于 ds18b20 的蔬菜大棚多点测温系统设计 学生姓名 学号 班级 专业 承担指导任务单位电气工程系 导师 姓名 刘成群 导师 职称 工程师 一、基本要求 用数字温度传感器 18b20 实现 10 点以上环境温度检测，单片机分析各点数据，显示出各 温度点数值，并能实现温度超限报警。 此系统可应用于对环境温度检测要求比较高的场合，如家庭温度检测，粮仓温度检测、 蔬菜大棚等。 要求做出实物。 二、技术参数和要求 1）系统供电电压：dc5v。 2）检测精度：1 度。 3）将 18b20 的信号线连在一起，用单片机的一个 i/o 口实现所有器件的读，实现真正的 一线传感器。 4）四个数码管（两位显示地点编号，两位显示温度），三个指示灯（报警灯，设定指示 灯，工作状态灯），四个按键。 5）工作状态。1. 间隔 3 秒循环显示各点温度，工作状态灯闪烁。 2. 固定显示某点温度， 工作状态灯常亮。 6）可以设定各点报警温度值。 7）某一个地点产生报警后，报警灯闪烁，蜂鸣器响，数码显示报警地点编号和温度，若 是有多点报警则间隔 2 秒循环显示。 三、系统结构 整体可分为五部分:单片机、传感器、按键、数码管、声光报警。 1）单片机负责温度数据采集并进行分析处理。 2）按键决定系统的工作状态。 3）数码管显示部分，负责显示数据。 4）声光报警温度超限时给予报警。 四、应收集的资料及参考文献 1）裴清华.基于 at89c51 单片机的蔬菜大棚控制系统j;计算机与现代化;2010 年 01 期 2）高峰.单片微型计算机原理与接口技术m.科学出版社,2007-4.104131. 3）包敬海;樊东红;陆安山;龚文锋.基于 ds18b20 的多点体温检测系统的研究j;自动化与 仪表;2010 年 02 期 五、进度计划 第 1 周： 收集资料，完成开题报告。 第 2 周第 3 周： 方案设计。 第 4 周第 8 周： 系统设计、制作设计电路图。 第 8 周： 中期检查。 第 9 周第 12 周： 系统调试，撰写论文。 第 13 周第 14 周：撰写论文，审核，定稿。 第 15 周第 16 周：答辩环节。 教研室主任签字时 间年 月 日 毕业设计开题报告毕业设计开题报告 题 目基于 ds18b20 的蔬菜大棚多点测温系统设计 学生姓名 学号 班级 专业 一、课题背景 近年来，随着我国农业科技的发展，蔬菜大棚技术得到了广泛的普及应用，温室大棚数 量日渐增多。对于这些蔬菜大棚来说，温度是衡量温室大棚的重要指标，它直接影响到栽培 作物的生长和产量。 为了实现蔬菜大棚生产优质、高产，加强温室内的温度的检测是十分有必要的，但是传 统的方法是用双金属式测量计等测试器材进行测量，通过人工进行检测，对不符合温度要求 的大棚进行升温和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测量的温度误差大， 随机性大。现在，随着农业产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的控制措施就显现 出很大的局限性。 因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温度测量仪。该设计即是针对这一 问题，设计出了能够实现温度自动检测、显示、上下限报警等多功能的温度检测系统。它以 先进的技术和现代化设施，人为控制作物生长的环境条件，使作物生长不受自然气候的影响， 做到常年工厂化，进行高效率，高产值和高效益的生产。 二、国内外研究现状 从国内外蔬菜大棚温度检测技术的发展状况来看，蔬菜大棚温度检测技术大致经历了 2 个发展阶段： 1人工测量阶段：在人工测量阶段，主要采用两种测量方法。第一种是原始的检测方法， 生产一线的种植者是蔬菜大棚温度检测系统的传感器，他们通过对蔬菜大棚内外的气候状况 和对作物的生长状况进行观测，凭借长期积累的经验和直觉推测及判断，手动调节蔬菜大棚 内的环境。种植者凭借自己的经验和直觉对蔬菜的生长环境温度进行测量，是传统农业的生 产方式。这种测量方法劳动生产率较低、误差较大，不符合工业化农业的生产需要，而且对 种植者的素质要求较高。第二种是传统的检测方式，采用双金属式测量计等测试器材进行测 量，人工检测。双金属温度计的缺点为测温范围较小、精度相对不高，从而误差较大，而且 这种测试方法费时费力，效率低。不符合工业化农业生产的需要。 2自动测量阶段：在自动测量阶段，种植者输入蔬菜大棚的生产作物所需环境的目的参 数，单片机根据传感器实际的测量值与事先设定的目标进行比较，以决定蔬菜大棚环境温度 的测量，并进行报警，相应的控制机构进行加热、降温等动作。自动控制的蔬菜大棚温度检 测技术，实现了生产的自动化，适合规模化种植，劳动生产率得到了提高。通过改变温室环 境设定的目标值，可以自动的进行温室内环境气候调节。使作物处在最佳的生产状态。在自 动测温系统中，单片机多点温度测控系统，具有测量精度高、稳定性好、配置灵活、成本低 廉、容易扩展、传输距离远且抗干扰性强等特点。符合工业化农业生产的需要。本设计采用 的是 ds18b20 温度传感器进行温度测量，ds18b20 是一款性能优异的智能集成数字式传感器， 体积小、功耗低、性能高、抗干扰能力强、使用简单。恰恰符合了工业化农业生产的需要可 大规模推广，实际应用意义更加广泛。 三、所要进行的主要工作和所采用的方法、手段 1主要工作： 1) 资料收集：查阅与本课题相关的中英文文献资料。 2) 单片机、温度传感器型号的确定 电路图的设计 单片机主程序的编写 3) 用 protel 画出原理图、pcb 版图，焊接电路 4) 完成系统设计，然后对电路的各个部分进行相关调试，并进行测试 2采用的方法、手段 本文是选用 at89c51 单片机与 ds18b20 组成的蔬菜大棚多点测温系统。at89c51 是一 款高性能、兼容性强、程序编写灵活性强、价格低廉的一款单片机，符合本文设计的要求。 ds18b20 数字式温度传感器，每个 ds18b20 都有一个唯一的 64 位 rom 序列号，通过查询 此序列号，就可以区分不同的器件，从而实现一根总线上挂接多个 ds18b20 的目的，确保在 应用时能被唯一标识，以实现对对象的准确控制。ds18b20 的温度测量范围为-55+125， 测量精度为 1。能将被测量的温度直接转化成串行数字信号，通过单片机，将温度显示到 数码管上，并可实现温度上下限报警。还可通过按键对温度上下进行设置,实现温度上下限可 变的蔬菜大棚温度检测系统。 四、预期目标 系统完成后可以通过温度传感器 ds18b20 对大棚的多位置温度进行测量，通过单片机 at89c51 对采集到的数据进行处理，用数字温度传感器 18b20 实现 10 点以上环境温度检测， 单片机分析个点数据，显示出各温度点数值，且能实现温度超限报警，并做出实物。 指导教师签字时 间 年 月 日 摘 要 温度是影响蔬菜大棚内作物生长的重要因素，温度过高或过低，都会影响蔬菜 的生长。传统的温度控制是用温度计来测量，并根据此温度人工来调节其温度。但 仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。为此，现代的蔬菜大棚管理中通常需要 温度自动检测控制系统，对蔬菜大棚内的温度进行实时检测控制，以使蔬菜大棚内 的作物保持在最佳的生长状态。 本文介绍了基于 at89c51单片机和10个 ds18b20传感器的蔬菜大棚多点测温系统 。其中 ds18b20为温度采集模块, at89c51单片机作为主要控制器，并配合数码管显 示电路，按键控制电路，温度上下限调整电路，声光报警等电路实现10点单总线多 点温度的检测、显示、温度上下限可调的温度检测系统。通过按键对单片机的工作 状态进行控制，确定其工作在测温状态、报警状态、还是设定状态。按键设定温度 上下限，以适应不同种类、不同生长时期作物生长所需最适温度的要求。在系统设 计过程中充分考虑性价比，选用价格低、微功耗、性能稳定的元器件。该温度测量 仪具有连接点数多，传输距离远，扩展方便，便于构成采集系统及价格低廉等优点 ，非常适用于多点蔬菜大棚的温度检测，能够方便准确地显示蔬菜大棚内的温度， 且省时省力。能有效保证蔬菜的正常生长，为蔬菜的生长提供稳定的环境场所。 关键词：温度 ds18b20 单总线多点 蔬菜大棚 abstract temperature is an important factor to affect crop growth in the vegetable greenhouse. the temperature will affect the growth of vegetables when it is too high or too low. traditional temperature control with a thermometer to measure the manual is to adjust the temperature according to this temperature. however, merely relying on the manual control not only waste the labor force but also prone to error. to this end, modern vegetable greenhouse management usually requires automatic temperature control system is detected. the real-time detection and control of temperature in the vegetable greenhouse will keep the vegetable greenhouse crops maintaining an optimal growth state. this paper introduces the vegetable greenhouses multi-point temperature measurement system based on at89c51 microcontroller, c language, and 10 ds18b20 sensor. ds18b20 is the temperature acquisition module. at89c51 microcontroller as the main controller with the display circuit and digital key control circuit, the lower limit on the temperature adjustment circuit, sound and light alarm circuit is the system. the temperature detection system can realize the 10 points temperature detection, display and adjustment by a single bus. the keys control the working status of the microcontroller to determine its work in the temperature status, alarm status, or set the state. the buttons is to set the temperature lower limit to accommodate the types of different growth stages of crop growth and the optimum temperature required. fully considering the cost-effective in the system design process i selected low price, micro-power consumption and stable performance components. the temperature gauge has a number of connection points, the transmission distance; the expansion is convenient, easy to form a collection system and the advantages of low prices. the system is ideal for multi-point temperature of the vegetable greenhouses detection. it can easily and accurately shows the temperature inside the vegetable greenhouses. whats more, it effectively guarantee the normal growth of vegetables and provide a stable environment for the growth of vegetables places. key words：temperature ds18b20 multi-point by a single bus vegetable greenhouse - i - 目 录 第 1 章 绪论1 1.1 研究的背景及意义1 1.2 国内外研究现状1 1.2.1 人工测量阶段1 1.2.2 自动测量阶段2 第 2 章 系统的总体设计3 2.1 系统的设计要求3 2.2 系统的基本组成3 2.3 系统的工作原理4 第 3 章 系统的硬件设计5 3.1 单片机 at89c515 3.1.1 功能特性5 3.1.2 管脚说明5 3.2 ds18b208 3.2.1 ds18b20 温度采集模块硬件电路图8 3.2.2 ds18b20 的主要特性9 3.2.3 ds18b20 的外部形状及内部结构9 3.2.4 单总线操作流程和操作命令13 3.2.5 ds18b20 使用中注意事项14 3.3 声光报警模块15 3.4 按键控制模块16 3.5 数码管显示模块16 第 4 章 系统的软件部分18 4.1 主程序流程图18 4.2 温度设定子程序流程图19 4.3 ds18b20 时序及有关程序20 4.3.1 ds18b20 初始化时序及程序20 4.3.2 ds18b20 写时序及程序21 4.3.3 ds18b20 读时序及程序22 4.3.4 循环检测温度子程序流程图23 第 5 章 总结与展望25 5.1 总结25 5.2 展望25 参考文献26 - ii - 致谢27 附录28 附录 a 外文资料28 附录 b 电路图46 附录 c 程序48 石家庄铁道大学四方学院毕业设计 - 1 - 第 1 章 绪 论 1.1 研究的背景及意义 近年来，随着我国农业科技的发展，蔬菜大棚技术得到了广泛的普及应用，温 室大棚数量日渐增多。对于这些蔬菜大棚来说，温度是衡量温室大棚的重要指标， 它直接影响到栽培作物的生长和产量。 为了实现大棚蔬菜生产优质、高产，加强温室内的温度检测是十分有必要的， 但是传统的方法是用双金属式测量计等测试器材进行测量，通过人工进行检测，对 不符合温度要求的大棚进行升温和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率 低，且测量的温度误差大，随机性大。现在，随着农业产业规模的提高，对于数量 较多的大棚，传统的控制措施就显现出很大的局限性。 因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温度测量仪。该设计即是 针对这一问题，设计出了能够实现温度自动检测、显示、上下限报警等多功能的温 度检测系统。它以先进的技术和现代化设施，人为控制作物生长的环境条件，使作 物生长不受自然气候的影响，做到常年工厂化，进行高效率，高产值和高效益的生 产。 1.2 国内外研究现状 从国内外蔬菜大棚温度检测技术的发展状况来看，蔬菜大棚温度检测技术大致 经历了 2 个发展阶段： 1.2.1 人工测量阶段 在人工测量阶段，是温室控制技术发展初期所采取的控制手段，其实并没有真 正意义上的控制系统。主要采用两种测量方法。第一种是原始的检测方法，生产一 线的种植者即是蔬菜大棚温度检测系统的传感器，他们通过对蔬菜大棚内外的气候 状况和对作物的生长状况进行观测，凭借长期积累的经验和身体感知推测并判断， 并通过手动调节蔬菜大棚内的温度。种植者凭借自己的经验和直觉对蔬菜的生长环 境温度进行测量，是传统农业的生产规律。这种测量方法劳动生产率较低、误差较 大，不符合工业化农业的生产需要，而且对种植者的素质要求较高。第二种是传统 石家庄铁道大学四方学院毕业设计 - 2 - 的检测方式，常采用双金属式测量计等测试器材进行测量，人工检测。双金属温度 计等原始温度计的 石家庄铁道大学四方学院毕业设计 - 2 - 缺点为测温范围较小、精度相对不高，从而误差较大，而且这种测试方法费时费力， 效率低。不符合工业化农业生产的需要。 1.2.2 自动测量阶段 随着科学技术的发展，蔬菜大棚温度检测系统的自动化、智能化程度也在日益 增强。第一种是与单片机组成的温度检测系统，种植者输入蔬菜大棚的生产作物所 需环境的目的参数，单片机根据传感器实际的测量值与事先设定的目标进行比较， 对蔬菜大棚环境温度测量，并进行报警，相应的控制机构进行加热、降温等动作。 具有测量精度高、稳定性好、配置灵活、成本低廉、容易扩展、传输距离远且抗干 扰性强等特点。但不适宜规模化生产，自动化、智能化有待提高。第二种，是与计 算机组成的自动控制的温度检测系统，通过计算机输入温度控制的目的参数，此目 的参数是根据蔬菜大棚内作物的生长状态的最优化目的参数，可以自动的进行温室 内环境气候调节，能使植物在每个时间都处在最佳的生产状态。使种植者能得到优 质、高产的作物，也提高了生产的自动化、智能化，但只适用于单个蔬菜大棚温度 的控制。第三种是由上位机下位机组成的组网。系统能对大棚环境温度进行采集和 显示，能通过上位机端远程设定蔬菜的生长期适宜温度，当蔬菜大棚的环境温度参 数超过设定的下限值时控制电热棒加热，当温度参数超过设定的上限时，则控制风 扇工作降低温度。每隔一定的时间控制器需要将温度信息发送到上位机，由上位机 软件将温度数据存储到数据库中。管理人员可以随时查询采集过来的温度历史记录， 另外一台上位机可控制多个大棚通过改变温室环境设定的目标值，可以自动的进行 温室内环境气候调节。使温度检测控制系统的自动化、智能化程度大大增强，符合 农业生产需要，使农业生产朝着越来越先进越来越完备的方向发展。 石家庄铁道大学四方学院毕业设计 - 3 - 第 2 章 系统的总体设计 2.1 系统的设计要求 用单片机的一个 i/o 口实现 10 个 ds18b20 温度传感器温度的读取，四个数码 管显示地点编号及温度，三个指示灯（报警灯，设定指示灯，工作状态灯） ，由四个 按键控制系统的工作状态。系统处在正常工作状态时，间隔 3 秒循环显示各点温度， 工作状态灯闪烁，固定显示某点温度，工作状态灯常亮。系统处在报警状态时，报 警灯闪烁，蜂鸣器响，数码管显示报警地点编号和温度，若是有多点报警则间隔 2 秒循环显示。系统处在设定状态时，可以设定各点报警温度值，系统供电电压 dc5v，检测精度 1 度。 2.2 系统的基本组成 此系统可应用于对环境温度检测要求比较高的场合，如家庭温度检测，粮仓温 度检测、蔬菜大棚等。用数字温度传感器 ds18b20 实现 10 点以上环境温度检测， 单片机分析各点数据，显示出各温度点数值，并能实现温度超限报警。系统的基本 架构如图 21 所示。具体电路图见附录 b 单片机温度点 18b20温度点 18b20温度点 18b20其他温度点 按 键 数 码 管 声 光 报 警 图 2-1 系统的基本架构 石家庄铁道大学四方学院毕业设计 - 4 - 系统各部分的主要作用如下： 单片机：实施控制的核心单元,采集 ds18b20 的温度,对数据进行处理,数据处 理完毕,通过 i/o 口输出启动相应的显示电路和报警电路;对按键进行扫描,控制系统 的工作状态。本设计选取的是 at89c51 单片机，由于系统不需要特殊的 a/d 转换、 pwm 输出等功能，所以 at89c51 足以满足系统需求。 按键：用来控制单片机的工作状态，可控制两种工作状态，温度显示工作状态 和对工作状态进行上下限的设置设定状态。本设计共有四个按键，低电平有效。开 机后循环检测各点的温度，set(s1)键进入报警温度值设置。enter(s2)键确定退出 报警值设置状态，add(s3)报警值加，dec(s4)报警值减。 数码管：用来显示地址编号和温度，在进行温度上下限设置的时候显示相应的 温度上下限。本设计采用四位八段数码管，共阴极连接。 声光报警电路：指示系统工作状态，在超限的时候报警灯亮、蜂鸣器发出响声， 进行报警。本设计采用三个发光二极管作为指示灯，分别为报警灯、设定指示灯、 工作状态灯，一个蜂鸣器，温度超限时，发出声响进行报警。 2.3 系统的工作原理 每个 ds18b20 芯片有唯一编码，系统首先读取 ds18b20 的序列号，根据序列 号对每一个 ds18b20 进行编号，在对 ds18b20 进行温度采集时，首先通过 ic 总 线对 ds18b20 进行自身 rom 序列号的匹配，系统只对序列号匹配成功的 ds18b20 进行操作，ds18b20 具有 a/d 转换功能1。只有地址编码完全匹配的 ds18b20，将 a/d 转换完毕的温度值发送给单片机，单片机通过 ic 总线接收到 ds18b20 发送的 温度。单片机判断是否超限，通过 i/o 口送数码管进行显示并确定是否启动相应的 声光报警。上电开机后单片机进入循环显示各点温度的正常工作状态，通过 set 键 使单片机进入报警值设定状态，add、dec 键可对 ds18b20 的温度上下限进行调 整，enter 键可确定跳出报警值设定状态，实现温度上下限可变的温度报警系统。 石家庄铁道大学四方学院毕业设计 - 5 - 第 3 章 系统的硬件设计 系统硬件主要包括单片机、ds18b20 温度采集模块、声光报警模块、按键控制 模块、数码管显示模块。 3.1 单片机 at89c51 at89c51 美国 atmel 公司生产的 低功耗，高性能 cmos 8 位单片机，片 内含 4k bytesisp(in-system programma ble)的可反复擦写 1000 次的 flash 只读 程序存储器，器件采用 atmel 公司的 高密度、非易失性存储技术制造，兼容 标准 mcs-51 指令系统及 at89c51 引 脚结构，芯片内集成了通用 8 位中央处 理器和 isp flash 存储单元。单片机 at 89s51 强大的功能可为许多嵌入式控制 应用系统提供高性价比的解决方案。 at89c51 芯片的引脚结构如图 3-1 所示： 3.1.1 功能特性 at89c51 提供以下标准功能：40 个引脚、4k bytes flash 片内程序存储器、128 bytes 的随机存取数据存储器（ram） 、32 个外部双向输入/输出（i/o）口、5 个中 断优先级 2 层中断嵌套中断、2 个数据指针、2 个 16 位可编程定时/计数器、2 个全 双工串行通信口、3 看门狗（wdt）电路、片内振荡器及时钟电路。此外， at89c51 可降至 0hz 的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式,空闲模 式，cpu 暂停工作，而 ram、定时/计数器、串行通信口、外中断系统可继续工作。 掉电模式冻结振荡器而保存 ram 的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬 件复位。同时该芯片还具有 pdip、tqfp 和 plcc 等三种封装形式，以适应不同产 品的需求2。 图 3-1 at89c51 引脚图 石家庄铁道大学四方学院毕业设计 - 6 - 3.1.2 管脚说明 p0 口：p0 口为一个 8 位漏极开路双向 i/o 口，也即地址/数据总线复用口。作 为输出口用时，能驱动 8 个 ttl 逻辑门电路。对端口写“1”时，被定义为高阻输 入。 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低 8 位）和 数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。 在 flash 编程时，p0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验 时，要求外接上拉电阻。 p1 口:p1 口是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 i/o 口,p1 口的输出缓冲级可驱 动(吸收或输出电流)4 个 ttl 逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把 端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引 脚被外部信号拉低时会输出一个电流(iil)。 在 flash 编程和程序校验期间,p1 接收低 8 位地址。部分端口还有第二功能,如 表 3-2 所示: 表 3-2 p1 口部分引脚第二功能 端口引脚第二功能 p1.5 p1.6 p1.7 mosi(用于 isp 编程) miso(用于 isp 编程) sck(用于 isp 编程) p2 口:p2 口是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 i/o 口, p2 口的输出缓冲级可 驱动(吸收或输出电流)4 个 ttl 逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻 把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个 引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(iil)。 在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器(例如执行 mov x dptr 指令)时,p2 口送出高 8 位地址数据。在访问 8 位地址的外部数据寄存器 (例如执行 mov x ri 指令)时,p2 口线上的内容(也即特殊功能寄存器(sfr)区中 p2 寄存器的内容),在整个访问期间不改变。 在 flash 编程或校验时,p2 亦接收高位地址和其它控制信号。 p3 口: p3 口是一个带有内部上拉电阻的双向 8 位 i/o 口, p3 口的输出缓冲级可 驱动(吸收或输出电流)4 个 ttl 逻辑门电路。对 p3 口写“1”时,它们被内部的上 拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入口使用时,被外部信号拉低的 p3 口将用上拉 电阻输出电流(iil)。 p3 口除了作为一般的 i/o 口线外,更重要的用途是它的第二功能,如表 3-3 所示: 石家庄铁道大学四方学院毕业设计 - 7 - p3 口还接收一些用于 flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号3。 表 3-3 p3 口的第二功能 p3 口各位第二功能 p3.0 rxd（串行输入） p3.1 txd（串行输出） p3.2 （外部中断 0 输入）int0 p3.3 （外部中断 1 输入）int1 p3.4 t0（定时器 0 外部计数器脉冲输入） p3.5 t1（定时器 1 外部计数器脉冲输入） p3.6 （外部数据存储器读选通信号）rd p3.7 （外部数据存储器写选通信号）wr rst：复位输入。当振荡器工作时，rst 引脚出现两个机器周期以上的高电平 时间将使单片机复位。wdt 溢出将使该引脚输出高电平,设置 sfr auxr 的 disrto 位(地址 8eh)可打开或关闭该功能。 disrto 位缺省为 reset 输出高电 平打开状态。 ale:当访问外部存储器或数据存储器时，ale(地址锁存允许)输出脉冲用于锁 存地址的低 8 位字节。即使不访问外部寄存器,ale 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固 定的正脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。值得注意的是:每当访问 外部数据存储器时将跳过一个 ale 脉冲。 对 flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲(prog)。 如有必要,可通过对特殊功能寄存器(sfr)区中的 8eh 单元的 d0 位置位,可禁 止 ale 操作。该位置位后,只要一条 movx 和 movc 指令才会激活 ale。此外, 该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置 ale 无效。 ：程序存储允许()输出是外部程序存储器的读选通信号,当psenpsen at89s51 由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次有效,即输出psen 两个脉冲。当访问外部数据存储器时,没有两次有效的信号。psen ea/vpp：外部访问允许。欲使 cpu 仅访问外部程序存储器（地址为 0000h- ffffh），ea 端必须保持低电平(接地)。需要注意的是:如果加密位 lb1 被编程, 复位时内部会锁存 ea 端状态。 如 ea 端保持高电平(接 vcc 端)，cpu 则执行内部程序存储器中的指令。 flash 存储器编程期间，该引脚用于施加+12v 编程电压（vpp）。 xtal1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入端。 xtal2：反向振荡放大器器的输出端4。 石家庄铁道大学四方学院毕业设计 - 8 - 3.2ds18b20 美国 dallas 半导体公司的数字化温度传感器 ds1820 是世界上第一片支持 “一 线总线“接口的温度传感器，在其内部使用了在板（on-b0ard）专利技术。全部传 感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的 特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。现在， 新一代的 ds18b20 体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的 优点。新的“一线器件“ds18b20 体积更小、适用电压更宽、更经济。ds18b20 可以 程序设定 912 位的分辨率，精度为0.5c。可选更小的封装方式，更宽的电压适 用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在 eeprom 中，掉电后依然保存。 ds18b20 的性能是新一代产品中最好的性能价格比也非常出色继“一线总线“的早期 产品后，ds1820 开辟了温度传感器技术的新概念。ds18b20 使电压、特性及封装 有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统5。 ds18b20 也支持“一线总线“接口，测量温度范围为-55c+125c，在- 10+85c 范围内，精度为0.5c。现场温度直接以“一线总线“的数字方式传输， 大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设 备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持 3.0v5.5v 的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积 更小6。 3.2.1ds18b20 温度采集模块硬件电路图 图 3-4 温度采集模块硬件电路图 温度采集模块硬件电路如图 3-4 所示，多个 ds18b20 可以并联在唯一的三线上， 实现组网多点测温，3 管脚为 vcc 外接电源进行供电，ds18b20 供电的方法是从 vdd 引脚接入一个外部电源，这样做的好处是 i/o 线上不需要加强上拉，而且总线 控制器不用在温度转换期间总保持高电平。如图 3-4 温度采集模块所示，这样在转 换期间可以允许在单线总线上进行其他数据往来。另外，在单线总线上可以挂任意 多片 ds18b20，而且如果它们都使用外部电源的话，就可以先发一个 skip rom 命 石家庄铁道大学四方学院毕业设计 - 9 - 令，再接一个 convert t 命令，让它们同时进行温度转换。在温度转换期间需要对 单总线 dq 端提供强上拉，因此 dq 端上拉 4.7k 的上拉电阻，注意当加上外部电源 时，gnd 引脚不能悬空。 3.2.2ds18b20 的主要特性 1) ds18b20 单线接口方式，仅需要一根信号线与 cpu 连接，即可实现