电子信息工程课程设计方案温度测量系统设计方案

1、电子信息工程专业基础课程设计研究报告多路温度测量系统设计中国大庆年月信息技术学院课程设计任务书一、课程设计课题：多路温度测量采集系统二、 课程设计工作日自2013 年丄2_月日至2013 年12 月_20_日三、课程设计进行地点： 信息馆320四、程设计任务要求：（详细内容见课程设计文档）1. 课题来源：教师下发2. 目的意义：1、培养理论联系实际的正确思想，训练综合应用已经学过的理论知识和生产实 际知识去综合解决工程实际问题的能力。2、学习较复杂电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解 决电子信息方面常见实际问题的能力，由有学生自行设计和调试。3、进行基本技能和技术训练，如掌

2、握设计资料、手册、标准和规范以及使用绘 图软件和仿真软件等。3. 基本要求：1、采用单片机80C51实现八路温度检测；2、要求温度范围0C100C之间；3、 精度达到土 1%,分辨率w 0.1 ； 4、在LED中显示温度；5、用绘图软件画出总体电路图；6提交格式符合要求，内容完整的设计报告。课程设计评审表指导教师评语: 成绩：签字：日期：目录1.设计任务要求 错误！未定义书签2. 方案比较 错误！未定义书签2.1 课题分析 错误！未定义书签2.1.1 温度传感器的选择 错误！未定义书签2.1.2 显示部分 错误！未定义书签2.1.3 主控芯片的选择 错误！未定义书签3. 单元电路设计 错误！未

3、定义书签3.1. 最小系统电路 错误！未定义书签3.1.1 单片机及其管脚说明 错误！未定义书签3.2. 复位电路 错误！未定义书签3.3. 晶振电路 错误！未定义书签3.4. 温度采集电路 错误！未定义书签3.4.1 DS18B20 的读写程序和单总线协议的实现 . 错误！未定义书签3.5. 电源电路 错误！未定义书签3.6. 按键输入电路 错误！未定义书签3.7. 数目管显示电路 错误！未定义书签3.8. 声光报警模块电路 错误！未定义书签4. 整体电路 错误！未定义书签5. 软件设计 错误！未定义书签5.1 工作方案简介 错误！未定义书签5.2 主程序流程图 错误！未定义书签5.3 功能

4、模块 错误！未定义书签5.4 由DS18B2C完成温度检测模块 错误！未定义书签5.5 按键输入模块 错误！未定义书签5.6 声光报警模块 错误！未定义书签总结与体会 错误！未定义书签致谢 错误！未定义书签参考文献 错误！未定义书签附录一元器件清单 错误！未定义书签附录二软件清单 错误！未定义书签1. 设计任务要求采用单片机80C51实现八路温度检测，要求测量温度范围 0C100C之间；并在 LED中显示温度；温度传感器选用模拟和数字的都可以，要求精度达到土 1% ;分辨率 < 0.1 r ；直流稳压电源自行设计；辅助电路及元器件自选。2. 方案比较2.1 课题分析对于多路温度测量，温度

5、探头的低功耗是十分重要的，同时还要满足易于控制的条 件，测温范围也必须达到或超过题目要求。因此选择合适的温度传感器成为本次设计的 重中之重2.1.1 温度传感器的选择根据题目要求，设计一温度测量电路，能够通过温度传感器测量并显示被测量点的 温度，常用的温度传感器可分为 3 大类：方案一：热电偶式热电偶具有构造简单 ,适用温度范围广 ,使用方便 ,承受热机械冲击能力强以及响应速 度快等特点 ,常用于高温区域 , 振动冲击大等恶劣环境以及适合于微小结构测温场合;但其信号输出灵敏度比较低 ,容易受到环境干扰和前置放大器温度漂移的影响 ,因此不适合 测量微小的温度变化。方案二：电阻式电阻式可用来测量-

6、220850C范围内的温度，少数情况下，低温可测量至 -272C, 高温可测量至1000C，互换性差，非线性严重，在腐蚀介质中使用时，易氧化，因此， 只能用于低温及无腐蚀性的介质中。虽然测量温度范围广，但热稳定性差。方案三：数字式DS18B20温度传感器。DS18B20温度传感器为 一线式器件”，体积更小、适用电压 更宽、更方便。其测量温度范围为-55C+125C,在-10C+85C范围内，精度为±）5C, 有十二位分辨率。其内部有 A/D、 D/A 转换装置，用户可以设置温度的上下限，并具可 以直接与单片机进行通讯。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

7、扰性。采用1-Wire公众域（PD）软件应用程序接口，采用循环程序结构实现 查看任何一个检测点的编号、 温度值等数据指示， 实现了多个检测点数据的自动化监管。考虑题目测温范围要求以及测量数据的准确性要求选择方案三。显示部分方案一：使用液晶显示屏显示转换结果。液晶显示屏（ LCD ）具有轻薄短小，平面 显示以及影像稳定不闪烁等优势， 能显示汉字及各种符号， 可以绘制曲线和简单的图像， 分辨率高，抗干扰能力强和显示形式灵活等优点。方案二：使用传统的数码显示管。数码管（ LED ）受外界环境影响小，显示明亮， 编程简单，占用资源较少。由于课程设计要求采用 LED 显示，所以只能采用方案二。主控芯片的

8、选择本系统主要有采集温度模块，显示模块，报警模块。在综合考虑对芯片的熟悉程度 及功能的实现程度上。决定在主板上采用 AT89S52芯片，AT89S52片内含4k bytes的可 反复擦鞋的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）, 32 个 IO 口线完全能够满足对数据的处理要求。虽然市面上有着功能更为强大的单片机芯片，但都价格不菲。而本设计本着简单实用，精简节约的原则，我们选择了 AT89S52芯片。3. 单元电路设计3.1. 最小系统电路在课程设计所研究的多路温度采集系统中的的 MCI控制模块是由AT89S52单片机构 成的最小系统，如图3-1。该模块

9、是硬件系统的核心部分，它负责对 DS18B2C所采集的 温度信息进行处理并向LED发送实习数据显示采集到的温度信息， 完成多路温度采集系 统的要求。图3-1 : AT89S52最小系统单片机及其管脚说明AT89S52 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFlashProgrammable and Erasable Read Only Memo）勺低电压，高性能 CMOS8 位微处理器， 俗称单片机。 AT89C2051 是一种带 2K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。该 器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和

10、输出管脚相兼容。下面指出了各个管脚的用途。VCC :供电电压。GND :接地。P0 口： P0 口为一个8位漏级开路双向I/O 口，每脚可吸收8个TTL门电流。当P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据存储器，它可 以被定义为数据 /地址的第八位。在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1 口: P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 口缓冲器能接收输出 4TTL门电流。P1 口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为 低电平时，将

11、输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出4 个TTL门电流，当P2口被写“ 1时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此 作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。P2 口当用于外部程序存储器或16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。在给出地址 “1时”，它利 用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2 口输出其特殊功能寄 存器的内容。P2 口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 口

12、： P3 口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O 口，可接收输出4个TTL门电 流。当P3 口写入“ 1后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部 下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL ）这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为AT89C51 的一些特殊功能口，P3 口管脚 备选功如下：P3.0 RXD （串行输入口）P3.1 TXD （串行输出口）P3.2 /INTO （外部中断0）P3.3 /INT1 （外部中断1）P3.4 T0 （记时器0外部输入）P3.5 T1 （记时器1外部输入）P3.6 /WR （外部数据存储器写选通）P3.7 /RD （外部数据存储器读选通）P3

13、 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST:复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST脚两个机器周期的高电平时 间。ALE/PROG :当访问外部存储器，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址地位字 节。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN信号将不出现。/EA/VPP :在FLASH编程期间，此引脚也用于施加 12V编程电源（VPP）。XTAL1 :反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2 :来自反向振荡器的输出3.2. 复位电路复位电路的基本功能是:系统上电

14、时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复 位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或 电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。图3-2所示的RC复位电路可以实现上述 基本功能。图3-2 : RC复位电路3.3. 晶振电路晶振是晶体振荡器的简称，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再 串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中 较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个 频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只 要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路

15、，如图 3-3 晶体震荡电路 所示。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于 晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器 的频率也不会有很大的变化。晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电 容，就可以得到晶振标称的谐振频率。一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这 两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般 IC 的引脚都有等效输入 电容，这个不能忽略。图 3-3 ：晶体电路3.4. 温度采集电路本系统利

16、用DS18B2C完成温度采集及转换工作,而单片机89S52起实时控制及发送 数据给LED显示作用.可以将多个DS18B2C与单片机一位总线相连,形成多点测温,本设 计研究八片DS18B2C与单片机构成的测温系统。DS18B2C与单片机接口电路如图3-4八 路温度采集电路所示 .图 3-4 八路温度采集电路DS18B20 的读写程序和单总线协议的实现DS18B20的读写程序和测温程序相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不 同，且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。DS18B20测温原理中低温度系数晶振 的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器 1。高温度系数 晶

17、振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器 2的脉冲输入。计数器 1 和温度寄存器被预置在-55C所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的 脉冲信号进行减法计数，当计数器 1 的预置值减到 0时，温度寄存器的值将加 1，计数 器1 的预置将重新被装入， 计数器 1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计 数，如此循环直到计数器 2计数到 0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中 的数值即为所测温度。图 3-5中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其 输出用于修正计数器 1 的预置值。图3-5 DS18B20测温原理框图DS18B2C有 4个主要的数据部件

18、：(1) 光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20 的地址序列码。64位光刻ROM勺排列是：开始8位(28H是产品类型标号，接着的48 位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1。光刻ROM勺作用是使每一个 DS18B2C都各不相同，这样就可以实 现一根总线上挂接多个 DS18B20勺目的。(2) DS18B2C中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625 C /LSB形式表达，其中S为符号位。这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B

19、20的两个8比特的RAM中, 二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于 0,这5位为0,只要将测到的数 值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于 0,这5位为1,测到的数值需要取反 加1再乘于0.0625即可得到实际温度。例如+125C的数字输出为07D0H+25.0625 C的数字输出为0191H,-25.0625 C 的数字输出为FF6FH -55 C的数字输出为FC90H(3) DS18B2C温度传感器的存储器DS18B20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 可电擦除的EEPRAM!者存放高温度和低温度触发器 TH TL和结构寄存器。(4) 配置

20、寄存器该字节各位的意义如下：表3-1配置寄存器结构TMR1R011111低五位一直都是"1" , TM是测试模式位，用于设置DS18B2C在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0,用户不要去改动。R1和R0用来设置分 辨率，如下表3-1所示：(DS18B2C出厂时被设置为12位)表3-2温度分辨率设置表R1R0分辨率温度最大转换时间009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750ms本设计采用多个温度传感器 DS18B20对温度进行采样，从而进行温度的检测与控 制。因为DS18B20是使用单总线协议的，所以具有单总线的

21、优点，本设计通过对 DS18B20的使用，使读者对单总线协议有了更深的认识。下面就DS18B20芯片的特性进行一下介绍。与DALLAS 公司早期生产的 DS1820相比，DS18B20具有如下特点：(1) 精度：DS18B20在-10C+85C范围内精度为+-05C。(2) 分辨率：DS18B20的分辨率由912位(包括1位符号位)数据在线编程 决定。(3) 温度转换时间：DS18B20的转换时间与设定的分辨率有关，当设定为 9位 时，最大转换时间为 93.75ms； 10位时，为187.5ms； 11位时，为375ms； 12位时，为 750ms。(4) 电源电压范围：在保证温度转换精度为+

22、-0.5C的情况下，电源电压可为 +3.0 V +5.5。(5) 程序设置寄存器：该寄存器主要用来设置分辨率位数的。(6) 64位ROM编码：从高位算起，该 ROM有一个字节的CRC校验码，6个字节的产品序号和一个字节的家族代码。对于家族代码，DS18B20是28H。(7) 温度数据寄存器：寄存器由两个字节组成，DS18B20对于12位的分辨率为 2-4C，如图3.6所示。(8)内部存储器分配:DS18B20H高速暂存寄存器是DS18B20高速暂存寄存器的存储分配温度值低位字节温度值高位字节TH/用户字节1 (报警上限)TL/用户字节2 (报警下限)2E ROMTH/用户字节1TL/用户字节2

23、232221202-12-22-3_424低位字节Msb单位=CLsbSSSSS小6小5小4高位字节222符号位图3.6 DS18B20的分辨率CRC程序设置字节DS18B20采用TO 92封装或8脚速暂存寄存器的其引脚排列及含义如下图 3-6所示。 NC 1DS18B2 0DA供电方式有两种： 一种是寄生电源；另 器件挂在总线上，为了识别不同的器件，在程序设计中一般有四个步骤：初始化命令； 传送ROM命令;；专送RAM命令；数据交换命令C 本设计在软 度传感器件具体介绍其每一部分的时序。8 NC种为外电源供电，因为多个令;传送Ram ，体介绍其每件介绍部分3.5. 1电源电路DQ3 VDDG

24、ND :地VDD :电源DQ:数据输入/输出NC :空脚图3-8DS18B20的封装电源能否提供稳定的电压是一个系统能否稳定运行的前提，没有一个稳定的硬件系统作为基础，所有的软件控制都无从谈起，所以系统电源必 须是稳定可靠的。线性电源技术很成熟，制作成本较低，可以达到很高的 稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的干扰与噪音，在这里选择用线性稳压芯片LM7805，其电路图如图3-8: LM7805电源电路。用lm78 系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、 过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。图3-8: LM7805电源电路3.6. 按键输

25、入电路按键的设置可以将报警的温度上限进行修改。 当按键按下时，相应的I/O 为低电平，单片机会自行判断程序的设置值，并且在LED上显示出来；设置按键与单片机的pin脚接口图如图3-9按键输入电路图3-9按键输入电路3.7. 数目管显示电路数码管在工业控制中有着很广泛的应用，例如用来显示温度、数量、重量、日期、时 间，还可以用来显示比赛的比分等， 具有显示醒目、直观的优点.无论是共阴极还是共阳 极的数码管，都分段码和位码，要想让它亮必须驱动它！以共阳极4位数码管为例，即首先要选中你想要电亮的数码管的位，要想让 4个数码管全亮须4个位全选中，所谓 选中的含义就是给高电平（共阳极）。数码管分8个段，

26、即段码，每个段的亮灭都对应 着一个数字或字母，想让哪一段亮就给哪段送低电平。其中扫描分静态扫描和动态扫描！ 静态扫描比动态扫描简单些。动态扫描他在没个时间只能点亮一位数码管，但是由于扫 描频率的设置，单片机的速度是很快的，但几十 MS内就能让4位数码管循环亮灭很多 次，这些人的肉眼是分辨不出来的，数码管的亮度可以通过软件设置（扫描频率的设置） 调整。每个数码管都有a、b、c、d、e、f、g七个笔划和一个小数点DP这八个联对应二 极管阳极，阴极都联在一起（称共阴极）。以四位数码管矩阵为例，四个数码管的 a、b、 c、d、e、f、g七个笔划和一个小数点DP电极分别并联在一起。当c行高电平，3列低

27、电平，其他行列都为高阻态时，第三个数码管的 c笔划亮，通过扫描方式在1/20秒内 四个数码管的笔划该亮的都亮一次，由于视觉暂留，就会看到结果。本设计是通过三极管来驱动数码管显示，当基极电流很小时，无论基极电流如何变 化，集电极电流都接近为0,集电极电流不随基极电流而变化，也就是管子不导通；当 基极电流增大到一定值以后，集电极电流此后大于 0，且集电极电流随着基极电流而变 化，这是放大状态；当基极电流继续增大，达到一定值以后，集电极电流此后再也大不 上去了，此后即便是基极电流再增加，集电极电流也不能增大，即饱和了。对于单片机 端口通过晶体管驱动负载的情况，无论负载是数码管还是继电器，晶体管都只能

28、工作在 截止状态或饱和状态，是不能工作在放大状态的。本设计每个三极管负责一个位选， 。当置于低电平时才有效，每个数码管都会显示一 个相同的数字，所以然后需把其他三个数码管置高电平。通过这种方法就能把温度测出 来。数码管连接如下图 3-10 所示。图 3-10: 数码管与单片机接口电路3.8. 声光报警模块电路当发生报警事件时，除了显示温度数值外，还要有声光报警功能。用声 音或是灯光报警时，连续的声响或常亮的灯光往往不易被人们的警觉，只 有断续的声音或山所的灯光才能取得最佳的报警效果。 就利用时钟翻转 P15 和 P14 来转换电平，产生短促的报警声音或闪烁灯光。当浓度正常时，管 脚P14为高电

29、平和P15为低电平，此时D1灯灭，蜂鸣器不工作；当浓度达 到报警温度上限或者下限时，管脚P16呈现低电平，从而使D1灯亮，同时 管脚 P14 为高电平，使三极管的集电极与发射极导通，蜂鸣器发出报警声 音。电路的连接图 3-11 如下图 3-11 声光报警模块4. 整体电路整体电路如图 4-1图 4-1 整体电路5. 软件设计5.1 工作方案简介程序处理是整个系统的关键 ,即简洁的硬件结构是靠复杂的软件来支持的。本设计采用的是基于单总线协议的温度测控系统系统上电复位后先处于停止状态，等待输入初始报警温度。显示器显示输入的温 度；报警温度设定好后就可以按确定键启动系统工作了。温度检测系统不断定时检

30、测 当前温度，并送往显示器显示，达到报警值时启动报警电路报警。5.2主程序流程图开始各数据缓冲区、各标志位初始化5.3功能模块分为以下几个功能模块:根据上面对工作流程的分析调用系盘管理子程序温度检测及温度值变换：由单总线温度传感器(1)(2)键盘管理：监测键盘输入,统工作。(3)闪烁。5.4履回DS18B20 完成接收初始时间设置，接收报警温度设置，启动系 调温度检测子程序报警：当检测到的温度超越报警温度时，蜂鸣器发出报警信号，发光二极管当前温度检测缓冲区由DS18B20完成温度检测模块调显示子程序运用单总线协议（一线协议丿构建的程总线指节统是单总线网络运行的软件基础, 典型的单总线指令序列如

31、下1第一步：初始化第二步：ROM命令（跟随需要交换的数据）第三步：功能命令（跟随需要交换的数据）每次访问单总线器件，必须严格遵守这个命令序列，如果出现序列混乱，则单总线器件不会响应主机。但是，这个准则对于搜索 ROM命令和报警搜索命令例外，在执 行两者中的任何一条命令之后，主机不能执行其后的功能命令，必须返回至第一步。（1）初始化基于单总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，初始化过程由主机发出复位 脉冲和从机响应的应答脉冲组成。应答脉冲使主机知道，总线上有从机设备，且准备 就绪。(2) ROM命令功能命令基于单总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，初始化过程由主机发出复位 脉冲和从机响应的

32、应答脉冲组成。应答脉冲使主机知道，总线上有从机设备，且准备 就绪。在主机检测到应答脉冲后，就可以发送 ROM命令。这些命令与各个从机设备的唯 一的64位ROM有关。这些命令还允许主机能检测到总线上有多少个从机设备以及其设 备类型，或者有没有设备处于报警状态。从机设备可能支持5种ROM命令(实际情况与具体型号有关)，每种命令长度为 8位。主机在发出功能命令之前，必须送出合适的 ROM命令。具体的传送 ROM命令格式如表5-1所示。表5-1DS18B20的ROM 命令表指令说明读ROM命令(33H)匹配ROM命令(55H)跳过ROM命令(CCH)搜索ROM命令(F0H)报警搜索命令(ECH)读总线

33、上DS18B20命令对总线上DS18B20寻址该命令执行后，将省去每次与有关的操作控制机识别总线上多个器件的编码控制机搜索有报警的器件ROMROM表5-2DS18B20功能命令表注 释：在温度转换和复制暂存器数据至EEPROM期间，主机必须在单总线上允许强上拉，并且在此期间,总线上不能进行其它数据传输。通过发送复位脉冲，主机能够在任何时候中断数据传输。在复位脉冲发送以前，必须写入全部的三个字节。命令描述命令代码发送命令后，单总线注释上的响应信息温度转换命令转换温度启动温度转换44H无存储器命令读暂存器读出全部暂存器的内容，包BEHDS18B20传输多达9括CRC字节字节至主机写暂存器写暂存器第

34、2、3和4个字4EH主机传送3个字节的节的数据（即TH、TL和配数据至DS18B20置寄存器）复制暂存器将暂存器中的TH、TL和配48H无置字复制到EEPROM中回读EEPROM将TH、TL和配置字从B8HDS18B20传回读状EEPROM中回读至暂存器态至主机中主机发送 ROM指令，以访问某个指定的DS18B20，接着就可以发送DS18B20支持的某个功能命令。这些命令允许主机写入或读出DS18B20暂存器、启动温度转换以及判断从机的供电方式。DS18B20的功能命令如表5-2所示。不同类型的单总线芯片有不同的功能命令，也有的芯片无功能命令（如可寻址开关芯片DS2405），在实际应用中可根据

35、设计的需要加以选择。图5-3键盘扫描流程图5.6 声光报警模块报警温度的设置是在单片机中设置一个单元存放预先设置好的报警温度。将单片机从DS18B20中读取的温度与报警温度进行比较。当发现 DS18B20温度大于预设的报警温度，则让单片机发出报警信号，发光二极管闪烁，蜂鸣器发出蜂鸣总结与体会本设计以单总线技术为主线，详尽的讨论了单总线技术的软、硬件基础及单 总线协议、单总线芯片的相关指令系统，并将其运用到多路温度测控系统。在系 统的研制和设计编写过程中，得出了如下体会。多路温度测量在工业生产和交通 设备运行监控中起着相当重要的作用，由于误操作或是器件的性能问题导致的设 备引起的意外事故，通过对

36、多个器件的温度检测和实时温度的数据采集，获得温 度值，可以有效的避免事故的发生，同时也为技术分析提供重要的实时的数据记 录资料。整个系统的设计说明以单总线技术控制、控制为核心，充分发挥了单片机串 行总线的优点。但是由于时间的关系，设计的软、硬件的许多功能还有待完善和 改进。随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统在多个领域有着广泛的应 用。数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环，在医药、化工、食品、等 领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等 参数。同时，还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻，将其在某一时间段 内检测得到的数据经过转换提取出来，以便进行

37、比较，做出决策，调整控制方案， 提高产品的合格率，产生良好的经济效益。随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这 一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可 获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不 论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用 .计算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影响。数据通信是计算机广泛应用的必然产物。通过这次的课程设计的制作让我对单片机的理论有了更

38、加深入的了解，同时 通过这次实践使我更深刻的体会到了理论联系实际的重要性，我们在今后的学习 工作中会更加的注重实际 理论与实际的结合！致谢在本次课程设计中，不仅自己付出了很多心血，也得到了很多老师和同学的 支持，为我创造了很多有利条件，在这里，我要特别感谢我的导师席老师，在课 程设计的开始，单老师给了我很多帮助，指导我了解了很多单片机的相关知识， 并在当我设计遇到困难时，及时的给予帮助和鼓励，同时，对我其他学科的鼓励 也渗透在课程设计的同时，给了我莫大的信心，为我顺利完成课程设计起到了非 常重要的作用。同时。我还要感谢实习组及实验室的所有老师，为我的课程设计 提供了非常便利的条件。最后还要感谢

39、帮助我的同学，在我遇到困难时给予我耐 心的帮助。再次对在本次课程设计中给予过我帮助的老师和同学至上我最真挚的谢意。参考文献1李全利 .迟荣强 .单片机原理及接口技术 M. 北京：高等教育出版社 .2左冬红 .现场单总线接入技术研究 D. 武汉：华中科技大学 .3 陈志英.李光辉.单总线(1 - Wire Bus) 技术及其应用 . 中国学术期刊全文数据库DB/OL.2003 -8/2006 -06.4 刘鸣.车立新.陈兴梧.赵煜.温度传感器DS18B20的特性及程序设计方法.中国学术期刊全文数据库 DB/OL.2001 -10/2006 -06.5 DALLASDS1338 2-Wire RT

40、C with 56-Byte NV RAM6 龚福民 .I2C 串行总线及其软件接口 .中国学术期刊全文数据库 DB/OL.1998 - 04/2006 -06.附录一元器件清单CommentDescriptionDesignatorFootprintLibRefQuantityAT89S52LOCK40PINAT89S5X1Cap Pol2Polarized Capacitor (Axial)C1, C2POLAR0.8Cap Pol22Cap PollPolarized Capacitor (Radial)C3RB7.6-15Cap Pol11CapCapacitorC4, C5, C8,

41、 C13RAD-0.3Cap4LED0Typical INFRARED GaAs LEDD1LED-0LED011N40071 Amp General PurposeRectifierD2DIO10.46-5.3x2.8Diode1N40011BellElectrical BellLS1PIN2Bell1排阻Header, 9-PinP1HDR1X9Header 91电源Header, 2-Pin, Right AngleP4HDR1X2HHeader 2H18050PNP General Purpose AmplifierQ1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7,Q8BCY-W3

42、/E42N390682N5551NPN Bipolar TransistorQ9BCY-W3NPN1Res1Resistor若干AXIAL-0.3Res126Res2ResistorR3AXIAL-0.4Res21SW-PBSwitchS1, S2, S3, S4, S5SPST-2SW-PB578053-Terminal Positive VoltageRegulatorU178XX78L051LEDLEDU2LED1DS18B20DS18B20U3, U4, U5, U6, U7, U8, U9,U10DS18B208XTALCrystal OscillatorY1BCY-W2/D3.1X

43、TAL1附录二软件清单#in elude <reg52.h>#in elude "18b20.h" #i nclude "delay.h"sbit KEY1=P1A0;sbit KEY2=P"1；sbit KEY3=P"3;sbit LED=P"5;sbit BEEP=P"6;sbit DATE=P"7;bit ReadTempFlag;un sig ned char code ds18b20_ num18=0x28,0x30,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0x8e;un

44、sig ned char code ds18b20_ nu m28=0x28,0x31,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0xB9;un sig ned char code ds18b20_ nu m38=0x28,0x32,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0xE0;unsigned char code ds18b20_num48=0x28,0x33,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0xD7; unsigned char code ds18b20_num58=0x28,0x34,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0x52; u

45、nsigned char code ds18b20_num68=0x28,0x35,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0x65; unsigned char code ds18b20_num78=0x28,0x36,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0x3c; unsigned char code ds18b20_num88=0x28,0x37,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0x0B; unsigned char code ds18b20_num98=0x28,0x38,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0x2F; unsig

46、ned char code ds18b20_num108=0x28,0x39,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0x18; unsigned char code ds18b20_num118=0x28,0x3a,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0x41; unsigned char code ds18b20_num128=0x28,0x3b,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0x76; unsigned char ROM_NUM8;unsigned char num;unsigned char num1;unsigned char sn8;un

47、signed char code DuanMa10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; unsigned char code WeiMa=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;unsigned char TempData8;unsigned char TempData18;unsigned int MyData=24;unsigned char i,j;unsigned char k;void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Nu

48、m);void Display1(unsigned char FirstBit,unsigned char Num);void Init_Timer0(void);void KeyScan();void main (void)unsigned int TempH,TempL,temp;unsigned int TempH1,TempL1,temp1;Init_Timer0();MOTOR=0;temp=ReadTemperature();delay(200);TempData0=0x39;TempData1=0x39;TempData2=0;TempData3=DuanMa8;/ 十位温度Te

49、mpData4=DuanMa5|0x80; / 个位温度 ,带小数点 TempData5=DuanMa0;TempData6=0x39;/ 显示 C 符号while (1)if(KEY1=1)if(ReadTempFlag=1)k+;if(k=13)k=1;temp=ReadTemperature(); delay(600);temp=ReadTemperature();delay(600);ReadTempFlag=0;temp=ReadTemperature();delay(600);TempH=temp>>4;TempL=temp&0x0F;TempL=TempL*6

50、/10;/ 小数近似处理TempData2=0;TempData3=DuanMa(TempH%100)/10; / 十位温度TempData4=DuanMa(TempH%100)%10|0x80; / 个位温度 ,带小数点TempData5=DuanMaTempL;TempData6=0x39;/ 显示 C 符号if(temp>MyData)/ 如果超温则提示TempData7=0x76;/ 显示 "H"MOTOR=1;/for(j=25;j>0;j-)/for(i=35;i>0;i-)delay(60);SPEAK=!SPEAK;elseTempData

51、7=0;num1+;if(k=12)&&(num1!=12)MOTOR=1;num1=0;if(k=12)&&(num1=12)MOTOR=0;num1=0;SPEAK=0;if(MOTOR=1)for(j=25;j>0;j-)for(i=35;i>0;i-)delay(60);SPEAK=!SPEAK;elseKeyScan();temp1=MyData;TempData10=0;TempH1=temp1>>4;TempL1=temp1&0x0F;TempL1=TempL1*6/10;/ 小数近似处理TempData17=0;T

52、empData11=0;if(TempH1/100=0)&&(TempH1%100)/10=0)/ 消隐TempData12=0;elseTempData13=DuanMa(TempH1%100)/10; / 十位温度TempData14=DuanMa(TempH1%100)%10|0x80; / 个位温度 ,带小数点TempData15=DuanMaTempL1;TempData16=0x39;/显示 C 符号Display1(0,8);void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num)static unsigned

53、char i=0;DataPort=0;LATCH1=1;LATCH1=0;DataPort=WeiMai+FirstBit;LATCH2=1;LATCH2=0;DataPort=TempDatai;LATCH1=1;LATCH1=0;i+;if(i=Num)i=0;void Display1(unsigned char FirstBit,unsigned char Num)static unsigned char i=0;DataPort=0;LATCH1=1;LATCH1=0;DataPort=WeiMai+FirstBit;LATCH2=1;LATCH2=0;DataPort=TempData1i;LATCH1=1;LATCH1=0;i+;if(i=Num)i=0;void Init_Timer0(void)TMOD |= 0x01;TH0=0x00;TL0=0x00;EA=1;ET0=1;TR0=1;void Timer0_isr(void) interrupt 1static unsigned int num;TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-1