微机原理与单片机技术实践课程设计-基于DS18B20的温控系统设计与实现.doc

韶 关 学 院课程设计说明书（论文）课程设计题目：微机原理与单片机技术实践课程设计基于DS18B20的温控系统设计与实现学生姓名： 学 号： 院 系：物理与机电工程学院自动化系专业班级：自动化2008级 指导教师姓名及职称： 起止时间： 2011年 2月 21日2011年 5月 31日 课程设计评分：韶关学院课程设计任务书学生姓名专业班级08自动化本科学号指导教师姓名及职称设计地点信息楼412室设计题目1. 基于DS18B20的温控系统设计与实现本课程设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等。 “原始数据”及“技术参数”除定性要求外，还必须有定量要求）： 该课题的任务有：1.至少要有5个DS18B20传感器2.使用单线总线技术，进行温度采集3.控制一个立体空间的温度在一个范围之内，过热能吹出冷风，过冷能吹出热风对本课程设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书（或论文）、图纸、实物样品等：该课程设计的要求是：1. 设计电路图；2. 设计系统仿真文件；3.制作单片机电路板； 4.编制单片机程序；5.撰写课程设计报告；6.提交设计作品的照片文档。进度安排（包括时间划分和各阶段主要工作内容） 第1周：设计PCB图 第2周：制作电路板 第3周：焊接元器件 第4周：调试下载程序 第5周：电路板软硬件验收主要参考文献（撰写设计说明书或论文时，文末参考文献要求按国标GB 771487文后参考文献著录规则的规范要求书写）： 1 李全利.单片机原理及应用技术 北京高等教育出版社 2004.12 刘蕴陶.电工电子技术 北京 高等教育出版社 2005.6. 3 朱清慧等. Proteus教程:电子线路设计、制版与仿真 北京 清华大学出版社 2008.9. 院系（或教研室）审核意见：审核人签名及系公章： 年 月 日任务下达人（签字）彭昕昀 2011年 3月 10日任务接受人（签字）年 月 日基于DS18B20的温控系统设计与实现摘要： DS18B20它可以直接数字化输出和测试，并且具有控制功能强、干扰能力强、型化和低功耗等特点。本文系统的介绍了基于DS18B20多点温度控制系统的组成、设计方案、电路原理、程序设计及系统仿真过程。DS18B20多点温度控制系统是以STC89C52单片机为控制中心，智能温控传感器DS18B20为控制对象，用LCD1602液晶显示温度，继电器跟LED灯报警，借住EDA设计与仿真工具protues和单片机编程软件keil实现了系统软、的交互仿真。 本课题所设计的多点温度控制系统可以对远程环境的温度测量与监控，适有于电力工业、火灾、煤矿、高层建筑等场所，还可以用于环境恶劣的工业控制现场。关键词：DS18B20;单片机；液晶；protues仿真；keilBased on the chip DS18B20 temperature control system Abstract:DS18B20 it can directly digital output and test, and has the control function of strong, interference ability, type, and low consumption, etc. This paper systematically introduces the multi-spot temperature control system based on DS18B20 the composition, design scheme, circuit principle, program design and system simulation process. DS18B20 multi-point temperature control system is STC89C52 microcomputer as the control center, intelligent temperature control sensor DS18B20 is the object of control LCD1602 LCD display temperature, use with LED lights alarm, relays, lend protues EDA and simulation tools programming software and MCU keil realized the interactive simulation system software and. The design of this topic of multi-point temperature control system of remote environment temperature measurement and monitoring, suitable for electric power industry, fire, coal mine, high-rise building etc place, can also be used for environmental bad industrial control field. Key Words: DS18B20; SCM; LCD; Protues simulation; keil 目 录1系统设计总述(5) 1.1设计任务及要求(5) 1.2方案比较与确定(6)2系统硬件设计（6）2.1系统硬件组成（6）2.2单片机的典型电路（7）2.3 DS18B20温度传感器和单片机接口技术（7）2.3.1 DSl8B20简介(7)2.3.2 DSl8B20具体参数及工作方式(11)2.3.3 DS18B20与单片机接口电路(11)2.4LCD1602 (12)2.4.1 1602LCD的基本参数及引脚功能(12)2.4.2 LCD1602与单片机接口电路(14)2.5单片机控制继电器 （14）3 系统软件设计（16）3.1 主程序设计 （16）3.2 读DS18B20的序列号程序设计（17）3.3温度报警子程序流程图 （18）3.4 温度的精度设计（19）4系统仿真调试 （19）4.1 软件编程与调试简介 (19)4.2 系统软、硬件交互仿真(20)4.3 实物电路调试 (20)5总结展望 (20)致谢 (21)参考文献 (21)附录1：电路原理图 (21)附录2：设计的PCB图 (23)附录3：实物图（25）附录4：程序（27）1系统设计总述温度是一种最基本的环境参数，在工农业生产及日常生活中对温度的测量及控制具有重要意义。以往，在实际的温度控制系统中，多采用热敏电阻器或热电偶测量温度。这种温度采集电路有时需要冷端补偿电路，这样就增加了电路的复杂性，而且该种电路易受干扰，使采集到的数据准确性不高。随着微电子技术、单片机技术、传感器技术的不断发展，为温度控制系统测控功能的完善、测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。本文设计了一种基于STC89C52 单片机与DS18B20 的温度控制系统。该设计通过STC89C52 单片机驱动数字温度传感器DS18B20，进行温度数据采集、读取、处理，并通过数码管显示出来。同时，也可通过STC89C52RS串行口与PC 机连接，将数据传送至PC 机系统，从而方便温度数据传输和统计工作。该系统还可扩展成为多点温度采集系统、温度远程监控系统等。1.1设计任务及要求具体要求：1.至少要有5个DS18B20传感器2.使用单线总线技术，进行温度采集3.控制一个立体空间的温度在一个范围之内，过热能吹出冷风，过冷能吹出热风该温度控制系统的设计包括硬件设计和软件设计两大部分，结合实际情况，该系统应具备如下功能：（1）实时采集温度；（2）显示温度；（3）串行传送数据；（4）控制外设；（5）温度超限报警；（6）可扩展，形成多点温度采集系统，具有远程监控等功能。在该温度控制系统中STC89C52单片机不仅与温度传感器DS18B20，外部设备，LCD1602液晶连接，还通过与串口电平芯片STC89C52RS连接，由数据线连接到PC 上，建立起远程通信。系统上电后，STC89C52 单片机驱动温度传感器DS18B20 工作，进行温度数据采集，传输。STC89C52单片机在接到温度传感器DS18B20 传送过来的温度数据后，进行操作，一方面送至数码管显示模块进行温度显示，另一方面将数据送至 PC 机上，方便在 PC 机进行一些后续处理和控制操作，有利于远程控制的实现。温度控制系统总体框图如所示。2 系统硬件设计系统的硬件设计部分主要由以下几部分组成：（1）单片机最小系统：采用STC89C52 单片机；（2）温度采集模块：采用DS18B20 温度传感器；（3）温度显示模块：采用LCD1602液晶显示；（4）串行通信模块：与PC 机进行串口通信；（5）继电器模块：亮LED灯；1.2方案比较与确定当将单片机用作测控系统时，系统总要有被测信号懂得输入通道，由计算机拾取必要的输入信息。对于测量系统而言，如何准确获得被测信号是其核心任务；而对测控系统来讲，对被控对象状态的测试和对控制条件的监察也是不可缺少的环节。传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换，一切准确的测量和控制都将无法实现。工业生产过程的自动化测量和控制，几乎主要依靠各种传感器来检测和控制生产过程中的各种参量，使设备和系统正常运行在最佳状态，从而保证生产的高效率和高质量。温度传感器的选择 方案一：采用热电阻温度传感器。热电阻是利用导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。现应用较多的有铂、铜、镍等热电阻。其主要的特点为精度高、测量范围大、便于远距离测量。铂的物理、化学性能极稳定，耐氧化能力强，易提纯，复制性好，工业性好，电阻率较高，因此，铂电阻用于工业检测中高精密测温和温度标准。缺点是价格贵，温度系数小，受到磁场影响大，在还原介质中易被玷污变脆。按IEC标准测温范围-200650，百度电阻比W（100）=1.3850时，R0为100和10，其允许的测量误差A级为（0.15+0.002 |t|），B级为（0.3+0.005 |t|）。铜电阻的温度系数比铂电阻大，价格低，也易于提纯和加工；但其电阻率小，在腐蚀性介质中使用稳定性差。在工业中用于-50180测温。方案二：采用DS18B20温度传感器。DS18B20 支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55C+125C，被测温度用符号扩展的16 位数字量方式串行输出，在-10+85C 范围内，精度为0.5C。DS18B20 采集到的现场温度直接以先进的单总线数据通信方式传输，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。DS18B20 可程序设定912 位的分辨率，精度可达0.5C。DS18B20具有内置的EEPROM，用户设定的分辨率和报警温度都可存储在其中，且掉电后依然存在。综合比较方案一与方案二，方案二更为适合于本设计系统对于温度传感器的选择。2系统硬件设计2.1系统硬件组成本设计使用单片机作为控制核心，采用多个温度传感器对多点温度进行检测，以液晶显示屏显示检测温度，用继电器模块进行报警。系统总体控制框图如图1所示：单片机控制器温度采集LCD显示继电器数据处理图1 系统总体控制框图2.2 单片机的典型电路：单片机是整个系统的核心处理器，其负责驱动温度传感器DS18B20 工作、温度显示、控制外围设备的工作以及与上位机进行通信等工作。本系统选用美国ATMAL 公司生产的AT89S52 单片机。AT89S52 是89 系列单片机的一种，它不但与8051，8052 指令，管脚完全兼容，而且其片内的程序存储器采用FLASH 工艺，用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。AT89S52 单片机还支持在线编程，用户通过简单的电路连接就可以将电脑里的程序下载到单片机中，减少调试程序时不断拆卸和插入给芯片带来的损坏。此外AT89S52 单片机有8 KB的程序存储器和256 B 的数据存储器，不需外部扩展存储芯片，可以降低硬件电路的复杂度。单片机最小系统主要由两块组成，其一为晶振起振电路，其二为复位电路，在此，采用按键手动复位，相对来讲，这种复位方式更加方便，更加人性化，不必要切断电源即可对系统进行复位。（1）时钟电路：如图2连接即可构成自激振荡电路，振荡频率取决于适应晶体的振荡频率，范围可取1.212MHZ，C1、C2主要起频率微调和稳定作用，电容可取530pF。 图2 单片机时钟电路（2）复位电路上电复位电路：RC构成微分电路，在接电瞬间产生一个微分脉冲，其宽度若大于2个机器周期，MCS51型单片机将复位。选用22uF电容、1k电阻。如图3所示： 图3 单片机复位电路2.3 DS18B20温度传感器和单片机接口技术2.3.1 DSl8B20简介DSl8B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司继DSl820之后最新推出的只用改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据要求通过简单的编程实现9l2位的数字直读方式。可以分别存93.75ms和750ms内完成9位和12位的数字量，并且从DSl8B20读出的信息或写入DSl8B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接DSl8B20供电，而无需额外电源。因而使用DSl8B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度，转换时时间，传输距离，分辨率等方面较DSl820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。DSl8B20采用3脚PR35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图如4所示： 图4 DSl8B20的内部结构图DS18B20的内部结构主要有四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如图5所示： 图5 DS18B20的管脚DS18B20的引脚说明如下：GND :地 DQ ：数据I/O VDD :电源 NC ：空脚64位激光ROM开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号共有48位，最后8位是前56位的CRC校验码，这也是多个DSl8B20可以采用一线进行通信的原因。64位激光ROM的机构如表1所示：表1 64位激光ROM的结构8位CRC编号48位序列号8位产品系列编码MSB LSB MSB LSB MSB LSBDSl8B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除EEPRAM。后者用于存储TH，TL值。数据先写入RAM，经校验后再传给EEPRAM。而配置寄存器为高速暂存器中的第5个字节，他的内容用与确定温度值的数字转换分辨率，DSl8B20 工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换为相应精度的数值。低5位一直都是1，TM是测试模式位，用于设置DSl8B20在工作模式还是在测试模式。如表2所示。在DSl8B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动，Rl和R0决定温度转换精度位数。 表2 字节各位的定义TMR1R011111由表3可见，设定的分辨率越高，所需要的温度数据转换时间就越长。因此，在实际应用中要在分辨率和转换时间权衡考虑。高速暂存存储器除了配置寄存器外，还有其他8个字节组成，其分配如表4所示。其中温度信息(第l，2字节)，TH和TL值第3，4节，第68字节，表现为全逻辑1；第9字节读出的是前面所有的8字节的CRC码，可用来保证通信正确。表3 数据分辨率和转换时间R1R0分辨率温度最大转换时间/ms 00993.750110187.51011275.001112750.00当DSl8B20接收到温度转换命令后，开始启动转换，如表4所示。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展到二进制补码形式储存在高速暂存存储器的第l，2字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前面，高位在后，数据格式以0.0625LSB形式表示。对应的温度计算：当符号位S=0时，直接将二进制位转换为十进制；当S=1时，先将补码变换为原码，再计算十进制值。 表4 码制转换温度低位温度高位THTL配置保留保留保留8位CRC在DSl8B20完成温度变换之后，温度值与贮存TH和TL内的触发值相比较因为这些寄存器仅仅是8位，所以0.5位在比较时被忽略。TH或TL的最高有较位直接对应于l6位温度奇存器的符号位。如果温度测量的结果高于TH或低于TL，那么器件内告警标志将置位。每次温度测量更新此标志。只要告警标志置位，DSl8B20将对告警搜索命令做出响应。这允许并联连接许多DSl8B20，同时进行温度测量。如果某处温度超过极限，那么可以识别出正在告警的器件并立即将其读出而不必读出非告警的器件。部分温度转换如表5所示: 表5 部分温度转换值温度输入（2进制）输出（16进制）+1250000 0111 1101 000007D0H+850000 0101 0101 00000550H+25.06250000 0001 1001 00010191H+10.1250000 0000 1010 001000A2H+0.50000 0000 0000 10000008H00000 0000 0000 00000000H-0.51111 1111 1111 1000FFF8H-10.1251111 1111 0101 1110FF5EH-25.06251111 1111 0101 1110EE6FH-551110 1110 0110 1111FE90H2.3.2 DSl8B20具体参数及工作方式参数特性：（1）独特的单线接口只需l个接口引脚即可通信（2）多点综合测温能力使分布式温度检测应用得以简化（3）不需要外部元件（4）可用数据线供电（5）需备份电源（6）测量范围从-55至+125增量值为05（7）以9位数字值方式读出温度（8）在1秒(典型值)内把温度变换为数字（9）用户可定义的非易失性的温度告警设置（10）告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件温度告警情况（11）应用范围包括恒温控制工业系统消费类产品温度计或任何热敏系统极限参数：（1）任何引脚相对于地的电压-0.5V至+7.0V（2）运用温度-55至+125（3）贮存温度-55。C至+125（4）焊接温度260/l0秒2.3.3 DS18B20与单片机接口电路如图6所示，为单片机与DS18B20的接口电路。DS18B20只有三个引脚，一个接地，一个接电源，一个数字输入输出引脚接单片机的P3.7口电源与数字输入输出脚间需要接一个4.7K的电阻。VDD DS18B20 DQGND 单片机 单P3.7 片 机4.7K 图6 DS18B20与单片机接口电路 DSl8B20使用中注意到事项：DSl8B20虽然具有测温系统简单，测温精度高、连接方便、占用IO 口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下问题：（1）在实际片使用中发现，应使电源电压保持在5v左右，如果电压过低，会使所测得到温度与实际温度出现偏高现象，使温度输出定格在85（2）连接DSl8B20的总线电缆是有长度限制的。当采用普通信号电缆传输长度超过50m时，读取的测温数据发生错误，当采用双绞线带屏蔽电缆为总线电缆时，正常通讯距离可达l50m，当采用每米胶合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离可以进一步加长。这种情况主要由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。因此，存进行长距离测量时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。2.4LCD16022.4.1 1602LCD的基本参数及引脚功能1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如图7所示。 图7 LM016L结构图LCD1602主要技术参数：容量:162个字符芯片工作电压:4.55.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mm引脚功能说明：1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表6所示： 表6引脚接口说明表编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。2.4.2 LCD1602与单片机接口电路系统显示电路由单片机AT89C51、字符液晶显示器LCD1602和1k8的排组构成。单片机实现对LCD命令和显示数据的读写控制功能，P0口作数据口，与LCD1602L的D0D7相接，在P0口与D0D7数据线之间分别接8个上拉电阻，以确保电路能够正常显示。AT89C51的P1口作为LCD的控制线，P2.0P2.2分别接LCD1602的RS、RW和E端；LCD1602的其它三个控制端V和V、V分别接电源和地。系统显示电路组成如图8所示。 图8 系统硬件电路组成2.5单片机控制继电器首先看看继电器的驱动 图9继电器接线图这是典型的继电器驱动电路图,这样的图在网络上随处可以搜到,并且标准教科书上一般也是这样的电路图为什么要明白这个图的原理?单片机是一个弱电器件,一般情况下它们大都工作在5V甚至更低.驱动电流在mA级以下.而要把它用于一些大功率场合,比如控制电动机,显然是不行的.所以,就要有一个环节来衔接,这个环节就是所谓的功率驱动.继电器驱动就是一个典型的、简单的功率驱动环节.在这里,继电器驱动含有两个意思:一是对继电器进行驱动,因为继电器本身对于单片机来说就是一个功率器件;还有就是继电器去驱动其他负载,比如继电器可以驱动中间继电器,可以直接驱动接触器,所以,继电器驱动就是单片机与其他大功率负载接口.这个很重要,因为,一直让我们的电气工程师(我指的是那些没有学习过相应的电子技术的)感到迷惑不解的是:一个小小的芯片,怎么会有如此强大的威力来控制像电动机这样强大的东西?怎么样理解这个电路图? 要理解这个电路,其实也比较容易.那么请您按照我的思路来,应该没有问题:首先的,里面的三极管很重要.三极管是电子电路里很重要的一个元件.怎么样理解三极管呢? 简单的来说三极管有两个作用，一个是放大作用,一个是开关作用.(严格来讲开关作用是放大作用的极限情况,不过没关系,把两者分开,更便于理解它的工作原理).在这里,我们只了解它跟本电路有关的开关作用.首先把三极管想成一个水龙头.上面的Vcc就是水池,继电器是一个水轮机,下面的GND是比水池低的任何一点.刚才说过,三极管就是水龙头,它的把手就是那个带有电阻的引脚.现在,单片机的某一个需要控制这个继电器电路的输出引脚就是一只手,当单片机的这个引脚输出低电平的时候,就像手在打开三极管水龙头,水就从上往下流,继电器水轮机就开始转起来了.反之,如果是输出高电平,手就开始关水龙头,继电器水轮机因为没有水流下来,就会停止.这就是三极管的开关作用.简单的理解和记忆就是:三极管是一个开关器件,其实你真的可以将它看成是一个开关,只不过它不是用手来控制,而是用电压(电流)来控制的,因此,三极管有些时候也被称做电子开关(与机械开关相区别).图上还有一个东西,是保护二极管,如果不需要深入理解的话,你大可不必追就为什么有它存在,但是一定得记住,只要是用三极管驱动继电器的场合,一般都有它的存在.需要特别注意的是它的接法:并联在继电器两端，阴极一定接vcc这里我们先要安装好51试验板上的两个轻触按钮开关，我们采用的是独立式按钮开关，也就是说将开关直接连接到电源的地和单片机的对应引脚之间，这里K1接到单片机的P3.6引脚，K2接到P3.7。正常情况下单片机的P3.6、P3.7都被程序初始化时置“1” 当有按键按下时对应的单片机引脚被按钮开关下拉为“0”，这种方法比较直观，而且比较简单，在按键数量不多的场合下使用很广泛。因为机械开关开关时有抖动，所以需要在程序中加一个软件去抖动程序，它的工作原理如下：当单片机检测到有按键被按下后立即执行一个10毫秒的延时程序，然后再在检测该引脚是否仍然为闭合状态？如果仍然为闭合说明确认该键被按下立即执行相应的处理程序，否则可能是干扰，丢弃这次检测结果。 接下来我们再安装一个四位的拨码开关,就是图中红色的开关,它相当于四个装在一起的拨动开关,当开关拨到ON一侧时,对应的那路就会接通,反之断开.它在单片机中一般用于设置初始参数,而且不经常改变的场合。这里因为单片机引脚资源不够，所以我们只使用了拨码开关的第2、3、4位，第1位闲置。三个开关可以逻辑组合出8种状态，所以我们能够方便灵活地预置多达7种的倒计时时间。 最后我们来安装两个继电器和相关电路，有了继电器我们的实验板不再仅仅是做做实验而已，可以用于控制一些负载，比如说：充电器，洗衣机，电风扇等，使我们的实验板的实用功能大大增强，这也是电子制作实验室网站的单片机实验板和其他公司的产品不同的地方。 这里继电器由相应的S8050三极管来驱动，开机时，单片机初始化后的P2.3/P2.4为高电平，5伏电源通过电阻使三极管导通，所以开机后继电器始终处于吸合状态，如果我们在程序中给单片机一条：CLR P2.3或者CLR P2.4的指令的话，相应三极管的基极就会被拉低到零伏左右，使相应的三极管截至，继电器就会断电释放，每个继电器都有一个常开转常闭的接点，便于在其他电路中使用，继电器线圈两端反相并联的二极管是起到吸收反向电动势的功能，保护相应的驱动三极管，这种继电器驱动方式硬件结构比较简单。3 系统软件设计 3.1 主程序设计系统主流程图如图10所示。系统初始化开始DS18B20测温LCD1602显示温度在正常范围继电器工作YN结束按键选择读取温度点调温YN图10 主程序流程图3.2 读DS18B20的序列号程序设计 读DS18B20的序列号的主程序设计流程图如图10所示，程序中主要对DS18B20的初始化子程序，然后读出DS18B20的64位序列号存入到40H47H中，然后将40H内容送入P0口，显示出40H中的二进制数，记录下来，然后分别把41H-47H的内容送入P0口显示并记录，五个DS18B20的序列号分别为：(1)6F0000030A2F6D28(2)600000030A2D0F28(3)2D0000030A384628(4)/20000030A516B28(5)4F0000030A46/828 图11读DS18B20的序列号 图12 温度报警子程序流程图主程序流程图3.3温度报警子程序流程图温度报警子程序流程图如图21所示。先将设定温度报警上限值与当前温度带借位相减，如果借位标志位为1，调高温度报警程序，温度值后面显示“H”否则顺序执行，把当前温度值与下限报警温度值相减，如果借位标志位为1，调低温报警程序，温度值后面显示“New Protuse,在弹出的对话框中输入工程的名字，点击保存；选择ATMEL公司的AT89C51单片机。（2）在Source Group 1上点击右键，选择“Add files to Group Source Group 1”，把所有的源文件加进来。（3） 点击Project-Build target或者使用快捷键F9，编译工程。当Output Windows中提示“0 Error”时，则程序编译成功，生成可执行文件lHEX。 程序加载在编辑环境中双击AT89C51，在弹出的对话框中将编译生成可执行文件1.HEX .加载进芯片中，设单片机的时钟工作频率为12MHZ。4.3 实物电路调试DS18B20有三个引脚，在焊接电路板时，分别将四个DS18B20的正极引脚并到一起，负极引脚并在一起，信号引脚并在一起，各引出一个引脚与单片机相连.编好的程序需要通过USB 转串口线驱动软件才能下载到单片机中，在使用之前需要到设备管理器看一下，记住USB 转串口线的端口号为COM3,选择STC89C51单片机，找到需要下载的程序即可下载到单片机中。把LCD1602插到1602扩展口上，LCD01602的三个控制端分别为P1.0P1.2。分别从12864扩展口和JTAG接口引出DS18B20的电源正极和负极接到DS18B20焊接板的正极和负极扩展口，P3.7接到DS18B20的扩展口。程序下载不进单片机，则要检查电路，看有什么地方虚焊和漏焊，我在下载中就碰到了下载不下，后来检查发现晶振中少了根线跟地线相连。系统调试完后应对测量误差和重复一致性进行多次实验分析，不断优化系统使其达到实际使用的测量要求。5总结展望本篇论文主要介绍了DS18B20的采集温度功能，以及如何用单片机把LCD1602，继电器和DS18B20联系在一起，并发挥它们的作用。通过网上查阅，发现DS18B20多点温度测量系统应用广泛，如：电力工业、煤矿、森林、火灾、高层建筑等场合。经过这一次课程设计，我学了不少的知识，学会了怎样查阅资料和利用百度，以及熟练地使用PROTEUS仿真软件，PROTEL99和KEIL开发工具。做实物也是个很有难度跟细心的活，焊板要有耐心，不然容易出现虚焊跟漏焊。然后就如何找出芯片不能工作的原因，和发现问题后如何去解决，问同学跟老师是很好的解决方法，且快速有效，这就是所谓的人多力量大的道理。通过这次课程设计，我更加深刻地认识到只有将书本与具体的实践相结合，才会有真正的收获，才能巩固自己的所学，认识到自己的不足。致谢 大学所学的知识在这次的课程设计及课程论文里得到了充分体现，在完成这个课程设计的过程中，也遇到了不少的问题，但在老师和同学的帮助下，问题很快就得到了解决。在此过程中，我也学到了不少的新的知识，自己的动手能力得到了大大的提高，分析问题和总结问题也积累了不少的经验，在此我衷心地感谢我的指导老师陈锦儒，彭昕昀老师。感谢他对我完成这个课题的支持与帮助，在设计过程中给了我宝贵的建仪和意见，同时也感谢我周边的同学，他们为我提供了很多的资料和帮助。在此也感谢其他同学对我学业的支持与关心。参考文献1 李全利.单片机原理及应用技术 北京高等教育出版社 2004.12 刘蕴陶.电工电子技术 北京 高等教育出版社 2005.6. 3 南玲玲. 机械制图及计算机绘图 北京 化学工业出版社 2003,7.4 朱清慧等. Proteus教程:电子线路设计、制版与仿真 北京 清华大学出版社 2008.9. 5 PROTUSE仿真论坛. /bbs/.6 51单片机学习网论坛. /bbs.7 程序员开发网. /.8 百度. /.9 豆丁网. /附录1：电路原理图附录2：设计的PCB图附录3：实物图附录4：程序清单#include #include #include /引脚定义sbit DQ = P26;/数据线端口/接口定义sbit RS=P10;sbit RW=P11;sbit E=P12;sbit Buzz=P37; /继电器sbit KeyEnter=P20;sbit KeyAdd=P21;sbit KeyDown=P22;sbit KeyExit=P23;#defineDATA P0/DS18B20序列号,通过调用GetROMSequence()函数在P1口读出(读8次)也可直接查看仿真DS18B20的属性得到unsigned char code ROMData18 = 0x28, 0xD6, 0x38, 0x0A, 0x03, 0x00, 0x00, 0x2D;/U1unsigned char code ROMData28 = 0x28, 0x88, 0x46, 0x0A, 0x03, 0x00, 0x00, 0xDF;/U2unsigned char code ROMData38 = 0x28, 0x6B, 0x51, 0x0A, 0x03, 0x00, 0x00, 0x82;/U3unsigned char code ROMData48 = 0x28, 0x6D, 0x2F, 0x0A, 0x03, 0x00, 0x00, 0xFF;/U4unsigned char code ROMData58 = 0x28, 0x9F, 0x2D, 0x0A, 0x03, 0x00, 0x00, 0x60;/U5signed char H;/温度上限signed char L;/温度下限signed char temp_data;/存放温度中间变量/大致6-10us延时void DelayUs2x(unsigned char t) while(-t);/*- mS延时函数，大致延时1mS-*/void DelayMs(unsigned char tt) while(tt-) DelayUs2x(245); DelayUs2x(245); /延时500ms子函数void Delay500ms(