智能温度检测仪软件研发设计资料

1、智能温度检测仪软件设计资料温度是表征物体冷却程度的物理量，也是最基本的环境参数。在农工业生产及日常生活中，对温度的测量及控制始终占据着及其重要的地位。目前，典型的温度测控系统由模拟式温度传感器、A/D转换电路和单片机造成。由于模拟式温度传感器输岀的模拟信号必须经过A/D转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口，因而使得硬件电路结构复杂，成本较高。而以DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器集温度测量和 A/D转换于一体，直接输岀数字量与单片机接口电路结构简单，广泛应用于距离远、节点分布多得场合，具有较强的推广应用价值。一.系统原理及原理图1. 系统原理该数字温度检测系统由三部分

2、组成：温度检测、显示控制、温度显示。(1) 温度检测该模块由DS18B20负责对测试点的温度进行测量，单片机89C52对DS18B20进行控制。由于DS18B20只有一根数据线，所以系统中的数据交换，控制都由这根线来完成，只需将DS18B20挂接到单片机的一个数据接口就可以直接使用。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。(2) 显示控制由于DS18B20是通过单总线方式与单片机进行通讯的，所以对程序的编写要求较高。主要的程序流程是这样的：首先由单片机发出对 DS18B20进行初始化的信号，在 DS18B20初始化成 功后，发送指令 CC跳过读序列号的操作，接着发送指令 44启动温度转换，此时在对 DS18B2

3、0进 行初始化，在发送指令 CC跳过读序列号操作，最后发送指令 BE读暂存存储器。聞創沟燴鐺險爱氇 谴净。至此完成一个周期，当前温度值所对应的二进制编码已经被保存在DS18B20的ROM上，然后只需将ROM上的温度值读取岀来，然后转换成相应的十进制，就可以拿来做最后面的运算和显示了。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。(3) 温度显示这部分模块由思维八段共阳极的数码管组成，段选部分直接与单片机相连。2. 全数字温度采集系统总体电路结构框图单片机區忖STCA9C52RESPACK-8显示电路DS18B20温痕桂感塞图1.1全数字温度采集系统总体电路结构框图二、单片机的选择1 STC89C52 的选择在众多的“

4、MCS-51系列单片机”生产的公司中，ATMEL公司生产的STC89C52是种带8K字 节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS!位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEI最密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集合输出管脚相兼容。由于将多功能 8位CPU和闪烁存储器组合的单个芯片中，ATME啲STC89C52更是一种高效微控制器。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。2 复位和晶振电路的选择单片机运行的可靠性是单片机系统中的一个重要问题。 单片机运行时， 若电源电压降低或 受到外界的电磁干扰，就会引起程序时空，出现“死机”或其它不正常现象，导致整个系统瘫 痪，为此增加复位电

5、路，可以上电自动复位和手动复位，以保证系统的正常运行。另外单片机 工作需要晶振提供内部的时钟，选用 12MHz 的石英晶振。 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。3单片机STC89C52的介绍STC89C52 是红晶科技推出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 8052单片机， 12时钟、机器周期和 6 时钟、机器周期可任意选择，最新内部集成 MAX810 专用复位电路。 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。a 主要性能（1）增强型 6时钟、机器周期， 13时钟、机器周期 8052CPU。（ 2）工作电压： 5.5V3.4V（5V 单片机 ）/3.8V2.0V（3V 单片机 ）。（3）工作频率范

6、围：040MHz,相当于普通 8052的080MHz。实际工作频率可达48MHz 。（ 4）用户应用程序空间 4K/8K/16K/20K/32K/64K 字节。（5）片上集成 1280字节、512字节 ROM。（6）通用I/O （32/36个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口 /弱上拉P0 口是开漏输 出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需要上拉电阻。 厦 礴恳蹒骈時盡继價骚。（7）ISP （在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用贴编程器、仿真器可通过 串口（ P3.0/P3.1 ）直接下载程序，8K程序3秒即可完成一片。 茕桢广鳓鯡选块网 羈泪。

7、（ 8）EEPROM功能。（ 9）看门狗。（10）内部集成MAX810专用复位电路，外部晶体20M以下时，可省外部复位电路。（11）共3个16位定时器/计算器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用。（12）外部中断 4路，下降沿中断或低电平触发中断， POWERDOWN 模式可由外部中断低电平出发中断触发方式唤醒。 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。（13）通用异步串口 （UART） ，还可用定时器软件实现多个 UART。（14）工作温度范围：075/-4C 085C。b 管脚分布图及管脚功能STC89C52引脚分布图如下：2皀I却引自診咅横邑5； -n -S -n 屯歹=&召 FffFw-口 屯-o

8、 话匸巴艸驴$3 护严严牛驴需r- !T 严 L严h L b Cd jL- sj T G uig z， 口 ； j Z 自 cjti 4 3 2 i d口口口口口口口口门口口口口口 rrm 答討壬m3占云蕩石二2 9EP63 一Ot-dIQd弱強:翟浑号恳片阖左若二案兰紅留吕巧出塔右gAM pnU5L 壬官 FE官 羁竺京 ppT专SI 高劃 謝PWPAL5P7-&A1*P2-負PE-盂ALEKL2 STC89C52 siKKonneUR”兽口“3口皆 14*8琳豔峯%衢皤 I菩口-飒9占潯一&ocTTLnIB5t 血Pl s 匚一澤毬总呻兰 M-】謀裁寺苦学衣謎匾曙讎佥垂囲三丘辭枠戶泞番議潘

9、津 3翳8闻-曲_兰望一e就昙3口住皆抽S*，-LlFLASH津才克悸量-送一罄亡务畠-S M-PMC題善T于陀二丁卫1厳4霽罢总斤牌暑已51&1*髯遷霍hrs普生-Z3為暮A3口贴字%莆淖冷辰-尊 赞 倉岸壬2血黑.芸SJHL A-r-L总二磁毛芒必轉邑 M匚=密黑吉洁匡越矗。 忑=P2二K-壬君生瘠SOCE医13口忑口齡圣聽辺購一BUSE4今TTLZJ 字二芒二淮f：一毎鸭净上M 一壬阻sr基旷 净同异=甘整岑P2 口詹嗨9童学礪診st*港書EI&%闵來冊咗3%斤券S澤球。P2C堞丑隔字靈就孑宅sttBs 宙憩悴书穂詹霖瓷解才朿衢S匸着孚袴蓋宙rts時世ms密 kfittt苹、US畧学讒二

10、符袴艺越鬲毂B器群41蒔曲3“ 3二善三坦挥柬&B甜甜? P2 二0卫辰-建諛Hwfe茸肅養型二底隹逮如雪雋遴SF却*PMP 奇口l*sffial-藩話whrST匝SS於耳TTL 口阳篦 3 口近 AJMZTI. .隹-尹一，-彗一可吒下 7二一三茁严 KS子刍一-半 srEmb-S 口*Eait*I LLh 牌frBHitrli 毁臂常atrsc些-一厂3口珂空眉罢好隸-窖就T-孚嗔 带譚卫峑議辭ft站瞬皿潺2r理nK蛊青酱豎品阳$3,111 建用山轄口引睥龟用勒臆P10RXD伸甘输人口丨f*3JTXL伸柑输山口唧阿讲耶屮斷旧P3.3/INTI W屮斷 1)P3”4TO 罡射黑0的外部输扎r

11、iaT1首tK器1 iFM卜邮输人】F*3”E理R L帥曲監描存储器吗逸通JP3.7RD 1外部徹据存昭暑朮址遇)rst：入.当nt蒲醫运和时.衽读引脚上出现两令机蓉眉期的髙唱罟将怕阳片机复建.ALEfHWG当访问外部甘诵簿时*地址锁存允许的出电呼用丁锁存地址的虹忖字节* EVtt 不苗问外部朴储器AIF端仍以不塑灼孩率周期性的川现正脉神信号園此，它可用作对外軸出链 时神，或用于定附耳的“最両翌注意的迪t無当访何外部敘据存嚣as时，将瞧过一个ALE融冲. 麵果想禁止ALE的输山可在SFR区中的皆图地址上置0.此削，ALE只有蛊执竹MOVX. 4DVC指令 时ALE才起作用.另外.该引脚被略議拉

12、高.如果養处理器在外部执打狀离AI疋蔡止丫倉住无效TSH：外部林序存朗壽的址谓信号用由反購思序存懒烬戦圧期冊梅个指令阀期谢初 PSFM 有效.怛在访问数据存6S器时.这曲钦有败的川S曲信号将不在tliflL/EA/Vpp；廿/EA保持低削平时则裡此閘材外部直序&储 OOOOH-FFFFH),不音是苗有内部 丹序存儲髓注盘加虑*戒】IT EA舟内fffi掃毬也RESET “揣保持商陋平时、CPUflFiA用内揶稈序存储器中的程序4单片机晶振及复位电路单片机的If忡信号用来捉供单片机片内餐种蝶作餉吋狗基推复扭擁柞则使单片机的片内电 路初始化,他单片机从沖驕定的初盍7F始迄行. 单片机晶振电略051

13、甲Jf机时时神信号通常用两种电幣礪或得到内部振蕩力成和外部振薪力止：熨门即13XTAL1和XTA匕!外接晶悴振善霧（制称品纵、或陶瓷谐抿#就构成丁内邮鬟慕方式l由于卑片机 内部有一令离増益反相放大務.当外接肩振后就沟成了自黴振荡器井产生振蕩河钟肚冲 3.2 中.电容#C01T CV2起稳定振蒲锁率、快速丸乘陶作用.坯电容值一録在5-30pF晶抿隸率的 典型12MHz.采用鈕b的情况也比絞多。内游蒲方式所抽时时it倍号比君爐越 宴用电踣 中便用较多.外鄒振藩方式是把外部已有的时钟信号引人单片机內。这种力武适爲用来楼牟片机 的时鈴与外那信号嫁持同步M木利序单悄片片机以M振蕩器的抿薔周期（就*部引人

14、的时帥网朋1力瑕小的时目单皿 片内的各肿按件揶tlJlt和仙为聽字拡幣*振體频覃二删后带成状恚周期成称点周期.析以G状遥嗚期但會右J个歩醤冏期.振 落頻率rol2分频垢形威机霧冏期MC.所U. 1个机課剧屈包含有五金执态周期或12个振躋周 期.1牛刮I个机器删期确定 *指令的氛行时風 这个时同St是循令周期二吕侧1单片机描令矯fit中，齐系指令的孰行时風祁枉1个到H乍机雑网牺之何1种羽序单苗中，扳蕩周期和机然閤 朗是单片机内讣蘇其它时前馆（側如波特率、定附辭的定时时间等的墓本时序单也卜画茁单片机外樱品振施率l2Mlb肘的各种时序单犠的k小；抚議周期I IWz U.UHns2）.单片机冥也电路岂

15、MCS-51龜列申机的啦仇啪哪RST（ RESED山现2个枫曙H朗以上的高电平时.单片 机碱林打处恆操作、拥集殆T持越为高电平.单片机就处于齬环览检状杰.軽据应用的要熱 規恂操H逋屯K本诺述：匕电复鉀Lt电谶开共融匕电复也要取披逓应潭躬自幼实现貝也J9X2中电容C3和电阳BI对电源+册来说构成微好饱胳 上电后，保KST -ft高亀平耐间.山于单片机内的聲效电毗的作用*不脱图中电限R1,也能达 H 1电复恆的操松咖臥t机的尖位據枱使单片机进扎AtHttt*其中包K=OOOOH这农用朴序从OWSI地址单元开执行.单片机冷启审后.片内R酬为踰肌伯.运打中时臭童操悴不改变 片内RMII1中的内容，刘牛

16、特蘇功能寄存豊直诧后的狀东为确定值.见表3齐特殊功能寄存器初始状态特殊功能寄存器初始状态AOOHTMODOOHBOOHTCONOOHPSWOOHTHOOOHSP07HTLOOOHDPLOOHTH1OOHDPHOOHTL1OOHP0P3FFHSBUF不定IPO*OOOOBSCONOOHIEO*OOOOBPCONO*OOOOB表3.2特殊功能寄存器初始状态值说明：泌I咐号常为甌机优站值得措也的是*记住一轴功能事存器良愷后的生要状玉，对于了解用片机的初态.哦少 应用挥序屮的和銘犹祁分址卜分必聲的.A-W(l.览E聊撇刑然匕被游厚：l-OCH.我谢选術存器杠itl为 才 筍律器纵SP=07H.表明堆梯

17、JIHI fli向片内RAM 07H T节单元，跟懈难找操柞的先翊后压袪则，第一牛 菽压入的内再写人到01甲元中t卩旷P3=FFtt表明已向各趨1线冯入1毗时.齐弱1凰可用丁输人又可用于输小；IP=T0OOO乩渥明齐0中浙渝辿低优先级卡E-U*MMJGHt农1艸齐氐中断均悭战浙一離竦复位是忏何锻机襦统执行的第一步.便馥个控制芯片回剑默认状左下亠膨单片机 値鱼位绘山RESET引卿來腔制的，此引穽5知世屮切按細4 24卜扒备叩小2炉片机川】进扎 芯片内部宜苛桥虧而耳克梢此状态下零特卜直剰RESET徘脚转低电平后1松齊EA引脚是育电平咸低电平.若为高赴平则执行苦片内那的程序代码若为低电平幔金执廿外部

18、程序.晶振及复位电路图如1.3所示I I MUHsI、fid PIIPIS -皿p * Fl?!-lHTIDfTO Tl gXI 亠xiitZss ssS霊图1.3单片机晶振及复位电路图三、DS18B20温度传感器由DALLAS半导体公司朴心nsiaH20住单綾智iHWfc札感霽周于新一祝适配做处理器的智 龍温度榕楞器勺传星的熱的电阻相比它儀够应桂读山被测狠禮.JLL可根据实虹戏求通过简 单的堀裡实理孕“餾他的数字值读数方式其可凰分别盔93. 7血和5脏內克成9讎和也的数 字融,烘大分練率为010605乜面且从U51HB20读山或写人DS10B3O的信息仪需翌一眾口皴I单 皱接口)读気1、DS

19、18B20的性能特点 门）送应电压范围更童电压范動 工0-岳冏 业奇坐电源力式 M检敌抵线儼（2）将曲单馥接口为貳.庞1颐克耳微处理需连接时仅需耍一衆口蟻即可实现微处理黔 b us urn朗的収讪诡讯：（3）DSl8B20a有券点ffl网功繼，赛牛D51EA20可以井联衽離一的三馥上*实JJL纲网务点测（4）DSlaR20在楼用中不需妥任何外囤元杵.全邢儒感元件及转換电林廉在勝如員 极 賢的集砸跻内；（5）韜蔺廉一药匸十】鸚毛在-】備壬附祷酸为-山弓工：（6）町编秣冏弁辨率为9-12梅.对应的可井嫌淑度分测为 乐皿 山宵匸、山】溺1和 0*06馮，可实现ift茹堰胡着訂17）在9梅分菇率时星多

20、在9XT5ms内世棉摩转换为数字、12植分辨率时国多在75Ok内 测域结果直按输他珂宇獗厘信乐 以- 绕总线杯串行持诺始匚閃 同圖可低送眈橈 验码+具有极强的抗F扰纠措能力；（9）駅压特性：电源极性接反吆 芯片不盘阀弦热泊僦蹟0评能圧常了怡（10）冋用范摑包拈恒沮控制，匸业系统、消費类产纵幌度计或任阿热埴離擁。E）S18B2U内部靖拘主要曲4部分胡咸：64恆用川、湿度转冒龄.非挥M1M%报読融炭捲TH 釉TL*配世寄心狀一2DS18B20的内部结构DS18B2U釆用3押HT35対装或8脚S01C對装”其内部结构程禺如图3. 3廉示.DS1酣3M的卜形级时藪如I图乩碁引禅说明： Nt戸引潇.不逹

21、找外胖侑号 VDD 电朝 K3.0-5l5V. （iMD諛地引齋 |阳 暑:叩；二 仪吨載据的输入和输:h樓引脚耐下为幵綃削山出高电平.胃：1.3饶出胆0內江纤枸协M2、DS18B20有4个主要的数据部件:titfv F.cR Kt用址I奈用激龙刻尿一乍钳位 議钢RQU代码是谨芯片的标志号.匸卜决所叮二Miii I 检脸 CRIKh：中冊：;HM】.代内dothI.SHLSB MSB8忖分盖編巧安可屮品分近册巧.DS1SE2U时命交轸为10j: 18匕咋轨址 A 1 制IQOOOOOOOOOOU的卜进制tfi码，作我该芯斤的唯t环冗余检验为前56雄的CBC棉环冗余效脑码创于蒔tit卜ROM代刈

22、不同.凶就堆年恿线 晌讷打虽个USIBB2W 进存赛点温度测童实肘曲测. DS1SH2U-1的温度传畴靈可死厳対潇临的测量，1權转化为蚀用川餐的.进制补码读戳形式提供MIL优昂匸 ！形戊邂込飞为持号位 bit? bitt Im r5 bi M bit 3 IE2 hHl Ir tQ242212* I g1-1L2 ;2 42115 hilly bill；J hi 112bfill|ii 10bi 9 hicti这上12检转化后野到的12慣数据，存储用DSlttW的两令3比特ffjRAM中. 进副中的祇 面占位是符号隹，如果割特的超魔大于他这5位为0.只弱将测列的數值承于0.0625即可待到 实

23、麻淋度；如果罰度小于山 这弓惊为1+测鯛讷数值需鹫取艮加1山足0. D&35 W可得到实秫 湍此例如+125VW&字黑出为册DWL *25, 0625T：的釵字输出为0闭111, -瓯0625U的数字输出为 FF&FH.药9的零竽输山为FUMHLDSI8112()需呛传感髀ffl/f储富DS18B20温腥恃感器的内部誓醋器包赭一牛髙葦暫存RAM和一牛吐舄先性的诃电撫除的 EfPR.gR?；看倣离脚卑唧眼嗣蔭剋城盟Ul, TI用詁由寄存器，(1)配翼占心盔TURIR011111表:配置寄力器整构孩各位亍茹泊盘义號花五谊一直WA-!* 1 T是测试模式准.用于设覺051極0衽工作赋还迪衽测试嶽式.

24、在 解WB20山厂时谨妆祓设运为仏吊户博蔓去改动.R1和R0用来窥逬温度俪車* DSIB20fi度传感輝的涮度分梆率趙尚規復蟲人转换豹间也 巫之用人.B0井辨率珮度绘大转换时佃(J0T忡.93. 7讼01Id1H7. 5ns1011检3751112恆注ne说ill 了的和眈所对隆的沮度分辨率的选择和所需要的韻度最大转高遽暫存存端幕由曹牛宇节劭皮其好配如表了所尔.当羯度转换命专发布后，经转换所 協的淵度值tl二字节补玛形武存放在島罐暂储槽的第0和第】牛字节*单片机可通过单魅 口读到谏救掲 读取时低傥在前丫赢怪在后对应的温度计尊t当符号位宮=0时*直播幡二噩制 也转撓为十进制:S-l时,先将补豁發

25、皿斬再计尊十进制也第扎牛爭堆兀余检验字饥寄石器内祥宇节地蚯ift度值低恒(LS By tv)Q褓腥哺局位(MS Ryle)1爲隹侑(TH；IJi 側限值(T1J3杞置寄#f；SSt5保册6q1佯匚咳砂苗a花3. 7 DSldEO n/r -J心酬付巾W DS1HB20的遇讯拂込 主机f单片机控制DSiaB20克成湍度转換會镇藐过三个如骤： 髯一次读写之酢部要对RSlB20jatrSftft复槎嵌功后发送一条ROW描令.圮妇览送RAU折 令、眩样才能对DS1諏0进行预定的操作复便墓来主CPU将数据就下按900微秒.燃后释故， 肖DS14IB2O收片用i啣巨答待16-60 W左右+濮龙口 bO-J

26、O議杪们低惘丽 主CPU收到此信号 农可til位琳功*DS18B20通il ROM和册昭捲令控制备个聽程的赳抒，表3冷列出了各牛RW的刑令*浅迟代 码惡菇功施.指令约定代码功能读ROM33H读DS18B20温度传感器ROM中的编码符合ROM55H发出此命令后，接着发出64位ROM编码，访问单总线上与该编码相对应的DS18B20使之做出响应，为下一步该DS18B20的读写做准备搜索ROMOFOH用于确定挂接在同一总线上DS18B20的个数和识别64位ROM地址，为操作各器件做好准备跳过ROM0CCH忽略64位ROM地址，直接向DS18B20发温度变换命令。使用于单片工作告警搜索命令0ECH执行后

27、只有温度超过设定值上限或下限的片子才能做岀响应表3.8 ROM指令表*3.s列U1 了 asmaao的各峯砂指令.的定代码及其功能-其中包*8谒理转换、读暂存3S* 丐专存掘、用供电力兀和朿调FHROLITi 4釣企代蚂功能UH启动DSIH沖避行淋罐转赛 12&为750bsW位为的.対BS)陪入内邯字节IU中.UHNI读 HAMP 9?- WJ 内春写暂存器旧【发皿向内釋RAM的3* 4字节写上下16湖度蜩佈令，碎该命寺之后,是倏两字节时效据”址副轉仔棒剧f将RMI屮第M , t宇*脸内斧制fEEPTOIf中.r.i/j ef皿阳(JEtill將EEFKOM中内容恢毎到RAU中的第3 , 1 ? *谀供龟力式Of! Ill说出0闾供电懊凡筍生喩H1IW昇0弋运“ 钟擁电源供电阳1总20发送* 1 * 3. 9 Ml拎辱农3、DS18B20与单片机的典型接