基于TC77的数字电子温度计设计.doc

*毕业设计说明书（毕业论文）分类号 编 号 *大学 毕 业 论 文题目 基于TC77的数字电子温度计设计 学 院 *学院 专 业 自动化 姓 名 * 学 号 200* 指导教师 * 2010年 月 日目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论1第二章 系统的总体设计方案22.1 系统方案的选择22.2 系统功能模块的划分2第三章 系统各功能模块的详细设计33.1 STC89C52RC的简介33.1.1 STC89C52RC的特性33.1.2 STC89C52RC的主要引脚33.1.3 STC89C52RC的 P0、P1、P2、P3口43.2 测温模块的设计53.2.1 TC77的内部结构53.2.2TC77的封装类型及管脚功能73.2.3 TC77的读写时序73.2.4 测温模块的电路图83.3 显示模块的设计93.3.1 LED的结构93.3.2 LED显示方式103.3.3 数码管温度显示电路113.4 稳压电源模块的设计123.7 PCB图的制作133.7.1 PCB图的简介133.7.2 PCB图绘制的步骤13第四章 软件设计154.1 主函数流程图154.2 温度转换并读取温度值的流程图164.3 控制器对DS18B20的操作流程16第五章 设计总结18参考文献20致谢21附录A22附录B 27附录C28附录D 3742 基于TC77的数字电子温度计设计摘 要随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们的日常生活、工作、科研等各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，而温度则是人们日常生活中常常需要测量和控制的一个量。本设计采用STC89C52RC单片机作为温度测量与显示系统的控制核心，温度测量方式采用数字温度传感器TC77感知环境温度，温度显示模块采用3位共阳极数码管显示温度，三部分组合完成数字电子温度计的制作。系统工作时，数字温度传感器TC77感知周围环境温度，通过单片机STC89C52RC与数字温度传感器TC77通讯获得实时温度，作用于温度显示模块显示当前温度值，从而实现温度测量与显示得功能。系统软件上采用C语言编写程序，易于对程序进行查错，并且采用KEIL编译器及PROTEUS仿真器，从而能提前验证所设计的电路及所编程序是否合理、可行，为后期实物的制作打下一个基础。本设计使用STC单片机作为控制核心，具有编程灵活、控制简单的优点，使系统能够比较简单的实现温度的测量及显示。该温度计能够直接采用测温器件测量温度，从而简化数据传输与处理过程。关键词：温度测量，TC77，STC89C52RC单片机，LED，C语言AbstractThe paper main designs a brainpower controlling system of water temperature based on STC89C52RC single chip machine,discusses the designing principle of hardware and software of the system is detail. One important IC sush as TC77 was used in this system. Through the STC89C52RC single chip communicate with TC77 temperature sensor and access real-time temperature, then achieve closed-loop control by progarm. By scaning keys, We can setting the target temperature, and three LED display with real-time water temperature, given temperature, but also through the optocoupler and triac to control the heater and maintain a constant temperature and played the role of isolating strong electric and weak electric, so as to the design is safe and reliable. Temperature control algorithm for a given process temperature and to determine real-time temperature, temperature regulation, so as to achieve control goal. Software using C programming language, easy to check errors. And the use of compiler keilC51 and PROTEUS simulator, which can be designed in advance to verify the circuit and the progarm for reasonable and feasible. So it can lay a foundation for the latter production kindly.Key words: temperature control system, TC77 temperature sensor, STC89C52RC single-chip computer.第一章 绪论随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否认的，同时温度测控技术也在各个领域应用越来越广泛，其中数字温度计就是一个典型的例子，而人们对它的要求也越来越高。要为现代人工作、科研和生活提供更好更方便的设施就要从单片机技术入手，一切向着数字化控制和智能化控制方向发展。单片机对温度的控制是工业生产中经常使用的控制方法.自从1976年Intel公司推出第一批单片机以来，80年代单片机技术进入快速发展时期，近年来，随着大规模集成电路的发展，单片机继续朝快速、高性能方向发展。单片机主要用于控制，它的应用领域遍及各行各业，大到航天飞机，小至日常生活中的冰箱、彩电、数字温度计，单片机都可以大显其能。单片机将微处理器、存储器、定时/计数器、I/O接口电路等集成在一个芯片上的大规模集成电路，本身即是一个小型化的微机系统。单片机技术与传感与测量技术、信号与系统分析技术、电路设计技术、可编程逻辑应用技术、微机接口技术、数据库技术以及数据结构、计算机操作系统、汇编语言程序设计、高级语言程序设计、软件工程、数据网络通信、数字信号处理、自动控制、误差分析、仪器仪表结构设计和制造工艺等的结合，使得单片机的应用非常广泛。同时，单片机具有较强的管理功能，采用单片机对整个测量电路进行管理和控制，使得整个系统智能化、功耗低、使用电子元件较少、内部配线少、成本低，制造、安装、调试及维修方便。本次数字电子温度计的设计就是单片机应用的一个很好的例子。第二章 系统的总体设计方案2.1 系统方案的选择本数字电子温度计电路设计的总体设计方框图如图2-1所示，控制器采用单片机STC89C52RC，温度传感器采用TC77，用3位共阳极LED数码管以并口传送数据实现温度显示。单片机位温度传感器LED显示 单 片机图2-1 方案一模拟控制框图此方案采用单片机对系统进行控制，采用单片机STC89C52RC作为控制核心，使用温度传感器TC77采集温度变化信号，并通过单片机处理后去控制温度的显示。使用单片机具有编程灵活，控制简单的优点，使系统能简单的实现温度的控制及显示。本设计的数字电子温度计与传统的温度计相比，具有读数方便、测温范围广、测温准确等优点，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所。2.2 系统功能模块的划分此次数字电子温度计的硬件设计是由控制核心单片机、温度测量模块、温度显示模块和稳压电源模块组成。其中STC89C52RC单片机作为控制器的核心元件，是整个系统的中枢部分，完成外部脉冲的记录、处理、存储，以及数据的接收和处理。第三章 系统各功能模块的详细设计3.1 STC89C52RC的简介3.1.1 STC89C52RC的特性STC89C51RC/RD+系列单片机是由宏晶科技有限公司开发的新一代超强抗干扰，高速，低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统的8051单片机。STC89C51RC单片机除了含有4K的Flash存储器外，还有2K以上的EEPROM字节。具有32条I/O口线，3个16位的定时器/计数器，6个中断源，四个中断优先级。一个全双工串行口等。同时，与CHMOS工艺的80C51一样，支持软件选择的空闲和掉电两种节电运行方式。在本次设计中，之所以选用STC89C51是因为他具有一项普通8051单片机不具有的功能即EEPROM功能， 内部FLASH可多次擦写方便了单片机数据的存储，即使在单片机掉电之后，其内部存储的电量数据不会丢失，这样也省去了外部数据存储器。STC89C51单片机的结构与80c51单片机的结构基本相同，不同之处有：（1） 具有CHMOS工艺的节能运行方式；（2） 增加了一个16位的定时器T2；（3） ROM类型属于flash存储器；（4） EEPROM 功能；3.1.2 STC89C52RC的主要引脚STC89C52RC的引脚图如图3-1所示：图3-1 STC89C52RC的引脚图主要引脚介绍：电源引脚VCC：接+5V电源。时钟引脚XTAL1：接外部晶体的一个引脚。该引脚内部是一个反向放大器的输入端。这个反相放大器构成了片内振荡器。如果采用外接晶体振荡器时，此引脚应接地。时钟引脚XTAL2:接外部晶体的另一端，在该引脚内部接至内部反相放大器的输出端。若采用外部时钟振荡器时，该引脚接收时钟振荡器的信号，即把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。RST：复位输入。当震荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。ALE/PROG：当访问外部程序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。一般情况下，ALE仍以始终震荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。PSEN：程序存储允许输出是外部程序存储器的读选通信号，当STC89C51由外部程序存储器指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲.EA/VPP：外部访问允许。3.1.3 STC89C52RC的 P0、P1、P2、P3口P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TT;L逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。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，PO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是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1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。FLASH编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2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，此时可作输入后，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。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MOVXDPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVXRI指令）时，P2口线上的内容（也即特殊功能寄存器（SFR）区中R2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。P3口除了作为一般的I/O口线外，还具有第二功能，如下表所示：表1-1 单片机P3口功能表此外，P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程的控制信号。3.2 测温模块的设计 在该单元设计中我们选用TC77数字温度传感器。TC77 是Microchip公司生产的一款13位串行接口输出的集成数字温度传感器，其温度数据由热传感单元转换得来，特别适用于低成本和小尺寸应用场合。 内部温度检测元件输出的温度被转换成数据，并以 13 位二进制补码的数据字方式随时提供。 TC77 通过与 SPI 和 MICROWIRE 兼容的接口来完成通信。温度数据有12 位，其符号位为第13位，其最低有效位（Least Significant Bit， LSb）代表的温度为0.0625C，即温度分辨率 。 TC77 在 +25C 至 +65C温度范围内提供1.0C（最大值）的精度。在工作时，TC77 仅消耗 250 A （典型值）的电流。 TC77 的配置寄存器可用来启动低功耗关断模式，其电流消耗仅0.1 A （典型值） 。小尺寸、低成本且易于使用使得TC77 成为在不同系统中实现温度管理的理想选择3.2.1 TC77的内部结构图3-2所示为TC77的内部结构原理图。TC77由CMOS 结型温度传感器、带符号位的13位A/D转换器、温度寄存器、配置寄存器、制造商ID寄存器及三线制串行接口等部分组成。 SI/OVDD配置寄存器串行接口制造商ID寄存器温度寄存器13位A/D转换器结型温度传感器SCKCSVSS图3-2 TC77的内部结构原理图TC77内部寄存器结构包含三个寄存器， 温度和生产厂商标识寄存器为只读寄存器，而配置寄存器为只写寄存器。配置寄存器为只写寄存器。此寄存器选择器件是处于关断模式、连续转换模式还是测试模式： C15:C0 = XXXX/XXXX 1111/1111 （关断模式） C15:C0 = XXXX/XXXX 0000/0000 （连续转换模式） 当 bit C0 至 C7 等于全“1”时， TC77 处于关断模式。 如果写入配置寄存器的C0 至 C7 中任意一位为 “0”，则 TC77 处于连续转换模式。TC77上电时处于连续转换模式。推荐用户向配置寄存器写入全“0”或全“1”，因为其他位代码将使TC77 处于测试模式，而测试模式用于校准和产品检验测试。在关断模式期间，串行总线仍处于有效状态。 在串行通信间隔期间， TC77 的电流消耗低于 1 A。温度寄存器为只读寄存器，并保存温度转换数据。Bit 0和 Bit 1 未定义，在读序列时为三态输出。上电或复位事件后，完成了第一个温度转换，则 Bit 2 设置成逻辑“1”。在完成第一个温度转换期间， Bit 2 设置成逻辑“0”。因此， Bit 2 的状态可用来监测 TC77 是否完成了第一个温度转换。 Bit 15:3 包含温度转换得到的13 位二进制补码数据。只读的生产厂商 ID寄存器中包含生产厂商的标识代码。仅在 TC77 处于关断模式时才能够对生产厂商 ID 寄存器进行读操作。生产厂商 ID 代码包含在Bit 15:8 中，且等于 54 hex，以表明为 Microchip 器件。 Bit 1:0 未定义，在读序列时为三态输出，而Bit 7:2 设置为“0”。3.2.2 TC77的封装类型及管脚功能TC77是5引脚SOT-23A和8引脚SOIC封装的数字温度传感器，拥有SPI和MICROWIRE兼容接口，如图3-3所示。本次设计TC77封装选用5引脚SOT-23A图3-3 TC77封装图TC77管脚定义如下： VDD: 电源电压 CS: 片选端（低电平有效） SI/O口: 串行数据引脚 SCK: 串行时钟 VSS: 地3.2.3 TC77的读写时序TC77的温度读写时序图如图3-4所示。图3-4 温度读取时序图 （仅读取温度寄存器的前13位）TC77的操作时序图如图3-5所示。图3-5 温度读取后紧接着对配置寄存器执行写操作的时序图下列通信步骤可用来获取生产厂商 ID 和使器件进入连续转换模式。 如果 TC77 处于关断模式，则生产厂商 ID寄存器只能通过读操作来访问。（1）CS 拉低来启动通信周期。（2）从温度寄存器读取16 位温度数据。（3）向配置寄存器写 16 位数据（即XXFFH）使器件进入关断模式。（4）从生产厂商ID 寄存器（C15:C8 = 54H）读 16 位以验证传感器是 Microchip 的器件。（5）写 8 至 16 位数据（00 或 0000H）以进入连续转换模式。（6）CS 回到高电平终止通信周期。完成温度转换和数据发送之间的时间约为 300 ms43.2.4 测温模块的电路图单片机与TC77之间的硬件连接如图3-6所示：STC89C52RCP1.0P1.1P1.2SCKK CSI/O CS 调用调整函数VDDTC77VSSVDD0.1uF图3-6 TC77测温电路本设计TC77采用外部供电，已省去采用寄生电源供电带来的繁琐。外部供电方式：在外部电源供电方式下，TC77工作电源由VDD引脚接入，不存在电源电流不足的问题，可以保证转换精度。外部电源供电TC77接法如上图所示：VCC端接外部电源。DQ端接单片机的通讯端P2.5。GND端接地线。注意：必须如上图所示接4.7K上拉电阻。3.3 显示模块的设计3.3.1 LED的结构常用的LED显示器为8段。每一段对应1个发光二极管。显示器有共阳极和共阴极2种。共阴极LED显示器的发光二极管的阴极连在一起，通常此公共阴极接地。当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳极LED显示器的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公阳极接正电压，当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段显示2。8段LED灯的结构及外形如图3-4所示：为了使LED显示器显示不同的符号或数字，就要把不同段的发光二极管点亮，这样就要为 LED显示器提供代码，因为这些代码可使LED相应的段发光，从而显示不同字型，因此该代码称之为段码（或称为字型码）2。8段LED段码如表6所示：图3-4 8段LED结构及外形表6 8段LED段码显示字符共阴极段码共阳极段码显示字符共阴极段码共阳极段码03FHC0HC39HC6H106HF9Hd5EHA1H25BHA4HE79H86H34FHB0HF71H8EH466H99H.80H7FH56DH92HP73H82H67DH82HU3EHC1H707HF8HT31HCEH87FH80HY6EH91H96FH90H8.FFH00HA77H88H灭00HFFHb7CH83H3.3.2 LED显示方式静态显示方式：LED显示器工作于静态显示方式时，各位共阴极（共阳极）连接在一起并接地（+5V）;每位的段码线分别与1个8位的锁存器输出相连。之所以称为静态显示，是因为各个LED的显示字符一经确定，相应锁存器锁存的段码输出将维持不变，直到送入另一个字符的段码为止3。正因为如此，静态显示器的亮度都较高。动态显示方式:在多位LED显示时，为简化硬件电路，通常将所有位的段码线相应段并联在一起，有一个8位I/O口控制，形成段码线的多路复用，而各位的共阳极或共阴极分别由相应的I/O线控制，形成各位的分时复用3。本次设计的数码管显示电路采用3位8段LED动态显示电路。其中段码线占用一个8位I/O(P0)口，而位选线占用一个3位I/O(P2.4P2.6)口。由于各位的段码线并联，8位I/O口输出的段码对各个显示位都是相同的。因此，在同一时刻，如果各位位选线都处于选通状态的话，3位LED将显示相同的字符。若要各位LED能够显示出于本位相应的显示字符，就必须采用动态显示方式，即在某一时刻，只让某一位的位选线处于选通状态，而其他各位的位选线处于关闭状态，同时，段码线上输出相应位要显示的字符的段码。这样，在同一时刻，3位LED中只有选通的那一位显示出字符，而其他2位熄灭。同样，在下一时刻，只让下一位的位选线处于选通状态，而其他各位位选线处于关闭状态，在段码线上输出将要显示的字符的段码，则同一时刻，只有选通位显示出相应的字符，而其他各位则是熄灭的。如此循环下去，就可以使各位显示出将要显示的字符。对于多位LED数码显示器，通常采用动态扫描方法，即逐个地循环地点亮各位显示器。由于人眼具有视觉残留效应，虽然在任一时刻只有1位显示器被点亮，但是看起来与全部显示器持续点亮的效果基本一样。3.3.3 数码管温度显示电路图3-5 数码管显示的驱动电路此电路中的LED数码显示器是8段共阳极接法，所以显示0、1、2、3、4、5、6、7、8、9时分别对应编码C0H、F9H、A4H、B0H、99H、92H、82H、F8H、80H、90H，要显示小数点时，只需再将相应的编码的最高位置0。由于LED显示器的段电流为8mA左右，所以不能由单片机直接驱动，因此接上驱动器74LS245八双向总线收发器，而LED显示器的公共端的驱动电流较大，8段全亮时需约4060mA3。因此在单片机与LED的公共端之间接上三极管做为电流驱动器以提高驱动能力。此三极管采用的是NPN型。图3-6 温度控制电路3.4 稳压电源模块的设计电源设计是本次设计的重要部分，电源的稳定关系到单片74LS245,74LS07等器件的正常工作，换句话说，电源的好坏，关系到整个系统是否能够正常工作。因此我们必须对电源部分予以高度的重视。本次设计所需电源为5伏，但是可直接使用的电源是没有5伏的，因此我们有以下几个方案可以考虑：（1）从电脑的USB口子引出5V的电源。找一根USB延长线，一段用来插入电脑的USB口，另一端的USB插头剪掉剥开，把里面的4根线中的红和黑线保留引出（有些USB线也许不是红和黑，你最好用万用表测量一下），那就是标准的5V稳压源。（2）将MP3的充电器的线头改装一下（因为MP3的充电器输出电压正好是5伏），直接引出两条线，接在电路板上即可。（3）设计一个简单实用的5伏电源电路。具体方法为将220V市电通过变压器得到12V电源，然后将通过电容滤波后的电压作为7805的输入，7805的输出即为5伏电源5。原理图如下：图3-7 5伏电源原理图7805是我们最常用到的稳压芯片了，他的使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源,他的输出电压恰好为5v，刚好是51系列单片机运行所需的电压值。7805的引脚图：图3-8 7805引脚图7805 系列为 3 端正稳压电路，TO-220 封装，能提供多种固定的输出电压，应用范围广。内含过流、过热和过载保护电路。带散热片时，输出电流可达 1A。虽然是固定稳压电路，但使用外接元件，可获得不同的电压和电流。3.7 PCB图的制作3.7.1 PCB图的简介PCB是英文Printed Circuit Board的缩写，即印制电路板，就是用来连接各种实际零件的一块板图8。PCB图的制作是本次设计的一个重要内容，是关系到设计后期实物制作的关键。3.7.2 PCB图绘制的步骤（1）首先根据设计思路及相关资料，在纸上画出原理草图，其次通过仔细的分析、考虑，判断出所设计原理图的可行性、合理性。然后运用PROTEL DXP 2004(以后简称PROTEL)画出原理图。遇到元件库没有的器件，可自己手工画所需器件，将所画的元件库安装后，并可以使用该元件库。（2）再确定所画原理图准确无误后，开始确定各个元件的封装。若元件没有封装，我们也可以根据元件实际的封装画出我们所需的封装。焊孔之间的距离一般以MIL为单位（也可以MM为单位）。（3）确定好各个器件的封装后，我们创建一个PCB项目，再创建一个PCB文件，将该文件用与原理图同名的名字重命名，并将原理图拖入该项目。点击“设计”中的“UPDATE”，在出现的对话框中选择“执行变化”。（4）将所有器件拉入PCB图，结合原理图，重新对器件布局，尽量使器件紧凑，走线清晰。点击自动布线”，再点击“全部对象”后，PROTEL会完成自动布线。（5）最后的步骤就是覆铜。先选择TOP层，接着点击“覆铜”选项，在弹出的对话框中选择“网络选项”，选中GND(即将铜区与地线接在一起），接着选中覆铜区域即可。PCB板的另一层覆铜方法与上述一致，不再累述。由于对PCB的制作还不够熟练，同时也缺少相应的经验，在本次PCB的制作中仍然还有一些细小的环节没有注意，使得这次的PCB设计存在一些不足。但总之通过PCB的制作，使我基本上掌握了印制线路板图这一重要内容。第四章 软件设计4.1 主函数流程图本章的软件设计主要讲两部分，一个是主函数的流程图，一个是温度转换及读取温度值的流程图。主函数的流程图如图4-1所示：初始化单片机读温度值YN输出控制信号判断当前值是否等于设定值开始返回不输出控制信号显示水的实时温与设定温度图4-1 主函数流程图4.2 温度转换并读取温度值的流程图DS18B20是单线器件，在一根数据线上实现数据的双向传输，这就要求对其各个控制命令有严格的时序要求。对温度进行转换并读取温度值的流程如图4-2所示：延时1秒，等待温度转换完成发起CONVERT T命令发起SKIP ROM 命令初始化DS18B20初始化DS18B20应答脉冲NY发起READ SCRATCHPAD 命令N读取第一 二节（温度数据）应答脉冲开始Y结束图4-2 温度转换并读取温度值的流程图4.3 控制器对DS18B20的操作流程控制器对18B20操作流程9： （1）复位：首先我们必须对DS18B20芯片进行复位，复位就是由控制器（单片机）给DS18B20单总线至少480uS的低电平信号。当18B20接到此复位信号后则会在1560uS后回发一个芯片的存在脉冲。（2）存在脉冲：在复位电平结束之后，控制器应该将数据单总线拉高，以便于在1560uS后接收存在脉冲，存在脉冲为一个60240uS的低电平信号。至此，通信双方已经达成了基本的协议，接下来将会是控制器与18B20间的数据通信。如果复位低电平的时间不足或是单总线的电路断路都不会接到存在脉冲，在设计时要注意意外情况的处理。 （3）控制器发送ROM指令：双方打完了招呼之后最要将进行交流了，ROM指令共有5条，每一个工作周期只能发一条，ROM指令分别是读ROM数据、指定匹配芯片、跳跃ROM、芯片搜索、报警芯片搜索。ROM指令为8位长度，功能是对片内的64位光刻ROM进行操作。其主要目的是为了分辨一条总线上挂接的多个器件并作处理。诚然，单总线上可以同时挂接多个器件，并通过每个器件上所独有的ID号来区别，一般只挂接单个18B20芯片时可以跳过ROM指令（注意：此处指的跳过ROM指令并非不发送ROM指令，而是用特有的一条“跳过指令”）。（4）控制器发送存储器操作指令：在ROM指令发送给18B20之后，紧接着（不间断）就是发送存储器操作指令了。操作指令同样为8位，共6条，存储器操作指令分别是写RAM数据、读RAM数据、将RAM数据复制到EEPROM、温度转换、将EEPROM中的报警值复制到RAM、工作方式切换。存储器操作指令的功能是命令18B20作什么样的工作，是芯片控制的关键。（5）执行或数据读写：一个存储器操作指令结束后则将进行指令执行或数据的读写，这个操作要视存储器操作指令而定。如执行温度转换指令则控制器（单片机）必须等待18B20执行其指令，一般转换时间为500uS。如执行数据读写指令则需要严格遵循18B20的读写时序来操作。 若要读出当前的温度数据我们需要执行两次工作周期，第一个周期为复位、跳过ROM指令、执行温度转换存储器操作指令、等待500uS温度转换时间10。紧接着执行第二个周期为复位、跳过ROM指令、执行读RAM的存储器操作指令、读数据（最多为9个字节，中途可停止，只读简单温度值则读前2个字节即可）。其它的操作流程也大同小异，在此不多介绍。第五章 设计总结为期一个学期的毕业设计即将结束，也就意味着我的大学生活即将结束，但在这一个学期的时间里我学到了很多知识和技能。作为一名自动化专业的本科生，我在大学四年的学习生活中，系统地学习了控制专业及其相关的课程。我们的课程以控制理论、数字电子技术、模拟电子技术为基础，进一步又学习了传感器原理及应用、电力电子技术、电气控制与PLC应用、微机控制技术以及智能控制技术等专业课程。为了更深入的理解并掌握大学所学内容，我的毕业设计课题选择了由常瑞老师指导的基于51单片机的水温自动控制系统的设计与分析。通过这次毕业设计使我掌握了做设计的基本方法和思路，为今后的工作打下了基础，现将感受总结如下：首先，我学会了对相关科技文献的检索，一切科学研究都是建立在前人研究的基础之上的。因此，对于相关文献资料的检索显得尤为重要。在现代社会中，随着计算机的普及以及网络技术的发展，对于文献的检索已经从图书馆的纸质资料转移到网络平台下的电子文档。通过毕业设计，我详细的学习并掌握IEEE、中国知网、万方数据库、维普等数据库的检索与使用。其次，对于外文资料的翻译与理解。由于我国科技水平的限制以及英语在世界范围内的普及，前沿的科技文献都是用英语给出的，给我们非英语国家造成了一定的不便。这就要求我们在科研工作中必须能够快速准确的阅读理解并翻译英文文献资料。在这次毕业设计中，我所接触的文献资料有相当一部分是由英文给出的，这在很大程度上锻炼了我对外文资料的阅读理解水平，从一定程度上提高了我对外文资料的翻译能力。第三，通过这次毕业设计强化了我对大学期间所学的基础课以及专业课的认识和理解，巩固了我的知识体系结构，为今后的工作打下了理论基础。同时我所感受最深的就是：实践跟理论是有差别的。想真正掌握书上的知识，那只有亲自动手去实践，才能发现自己的不足，从而全面的获取知识。第四，对于各种工具软件的熟练使用也是毕业设计所必不可少的。在这次毕业设计中，我主要使用的是PROTEL DXP 2004这一工具软件，PROTEL DXP 2004不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是由多个模块组成的系统工具，分别是SCH（原理图）设计、SCH（原理图）仿真、PCB（印制电路板）设计、Auto Router（自动布线器）和FPGA设计等，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。该软件将项目管理方式、原理图和PCB图的双向同步技术、多通道设计、拓朴自动布线以及电路仿真等技术结合在一起，为电路设计提供了强大的支持。可以说学好了PROTEL DXP 2004对今后的学习、工作都有很大的帮助。最后，通过这次毕业设计还使我了解了科技论文的写作规范，熟悉了offic系列软件在文字处理与排版等方面的使用。总之，这次毕业设计不是简简单单的完成了一个课题，而是使我初步的掌握了科学研究的步骤与方法，巩固了我的专业知识，练习了我的实际操作能力，锻炼了我分析解决问题的能力，为今后的工作、学习打下了坚实的基础。参考文献1 沙占友，孟志永，王彦鹏等.单片机外围电路设计M.北京：电子工业出版社，20062 张毅刚.单片机原理及应用M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20043 曹巧媛. 单片机原理及应用M.北京：电子工业出版社，20054 张友德. MCS-51单片机实验指导M.上海：复旦大学出版社，20045 丁元杰.单片微机原理及应用M.北京：机械工业出版社，20026 童诗白，华成英等.模拟电子技术M.北京：高等教育出版社，20017 阎石.数字电子技术基础M.北京：高等教育出版社，19988 唐清善，廖日坤等.Protel DXP入门与精通教程M.北京：中国水利水电出版社，20049 王力，张伟.Protel DXP库元器件手册M.北京：人民邮电出版社，200310谈世哲.Protel DXP电路设计及应用教程M.北京：机械工业出版社，2004致谢经过半年的忙碌和努力，本次毕业设计论文已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的帮助，想要完成这个设计是难以想象的。在毕业设计的这段期间，我的指导老师*老师对我的毕业设计给予了很大的指导，同时也对我的设计提出了许多宝贵的意见。在此谨向常老师致以诚挚的感谢和崇高的敬意。同时，我还要感谢实验室*老师，在本次毕业设计期间，他也给了我不少的指导和帮助。同时还要感谢我们设计小组的每位成员。我们在一起交流经验，在一起分享成果，在一起研究问题，直至毕业设计的顺利完成。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意! 最后，我还要感谢培养我的父母，谢谢你们！ 附录A 程序#include #include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit sda=P12;sbit sck=P11;sbit cs=P10;/断码区uchar Tab= 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;/位控制uchar tablewe=0x20,0x10,0x08;/显示缓冲区uchar buff=0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff;uchar led;void delay();void delay1(int x)char i,j;for(i=0;ix;i+)for(j=0;j254;j+); /向温度传感器TC77中写16位数设置TC77工作方式 void write_twobyte(uint a) uchar i; uint k;k=a;cs=0;sck=0;for(i=0;i16;i+)k=k1;sda=CY;sck=1;delay();sck=0;delay();cs=1; /从温度传感器TC77读取16位数unsigned int readtc77(void)unsigned int temp=0; unsigned char i; sck=0; cs=0; for(i=0;i16;i+) temp2)led=0;void main()float t, tt;uint temp1,temp2,temp,temp3;temp1=0;temp2=0;/设置TC77处于连续工作方式write_twobyte(0x0000);T0_valueSet();led=0;while(1) temp1=readtc77(); tt=temp13; t=tt*0.0625; temp2=t*10+0.5; temp=readtc77(); tt=temp3; t=tt*0.0625; temp3=t*10+0.5; if(abs(temp2-temp3)10) buff0=Tabtemp2/100;buff1=Tab(temp2%100)/10&0x7f;buff2=Tabtemp2%10;delay1(100);delay1(500);附录B PCB图附录C附录D 英文文献原文AT89 series MCUAT89 MCU is ATMELs eight Flash Microcontroller series, the MCU is the biggest characteristic of the chip containing Flash memory. Therefore, in a very broad application of the future, especially in the portable power-saving and special information stored in the equipment and systems, it is much more useful. 1、 89 MCU Features AT89 series from the 8051 nuclear SCM is composed of, so, and it is compatible MCU 8051 series, this series for the 8051-based systems, it is very easy to replace and composition, and therefore the 8051 familiar with the users, with ATMELs 89 MCU to replace the 8051 system design is easy. u the merits of 89 MCU (1) of the internal Flash memory in the system development process, can very easily modify the program, which greatly shorten the system development cycle. At the same time in the course of work in the system can effectively preserve some data, even if the damage to the outside world also will not affect the power supply to the preservation of information. (2) and 80 C51 series of socket-compatible 89-pin MCU and 80 C51 is the same as the pin, so when the 89 series with 80 C51 microcontroller can