1、-PAGE . z- . - .可修編-*信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告論文系 別：班 級：學(xué) 生 姓 名：學(xué) 生 學(xué) 號：設(shè)計(jì)論文題目： 基于Proteus的溫度檢測 與報(bào)警的仿真設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師：起 訖 日 期：*信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成績評定表學(xué)生*系部*課題名稱基于Proteus的溫度檢測與報(bào)警的仿真設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評語：建議成績： 指導(dǎo)教師：年月日評閱教師評語：建議成績：評閱教師: 年月日辯論小組評語：建議成績： 辯論小組負(fù)責(zé)人：年月日*信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文任務(wù)書專業(yè)*課題名稱：基于Proteus的溫度檢測與報(bào)警的仿真設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)：1溫度測量工作范圍：085；2檢

2、測分辨率1；3鍵盤是采用撥動開關(guān)，實(shí)現(xiàn)溫度設(shè)定范圍為：085；4給定溫度用1位LCD用動態(tài)或靜態(tài)掃描技術(shù)顯示；(5實(shí)際溫度用1位LCD用動態(tài)或靜態(tài)掃描技術(shù)顯示； 6當(dāng)溫度超出設(shè)溫度置時(shí)蜂鳴器進(jìn)展自動報(bào)警。工作內(nèi)容和要求：(1)閱相關(guān)資料熟悉溫度控制與報(bào)警器相關(guān)知識，進(jìn)展方案設(shè)計(jì)；(2)根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)展電路設(shè)計(jì)并繪制出相應(yīng)電原理圖;(3)根據(jù)硬件設(shè)計(jì)程序;(4)通過Proteus軟件對設(shè)計(jì)方案進(jìn)展電路功能仿真調(diào)試;(5)根據(jù)設(shè)計(jì)，完成畢業(yè)論文;(6)準(zhǔn)備辯論.主要參考文獻(xiàn)：1 曾屹，彭楚武單片機(jī)原理與應(yīng)用S中南大學(xué)，2009：18-327.2 樓然苗，李光飛單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M航空航天大學(xué)，20

3、07：55-73.3 周潤景，張麗娜基于Proteus的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真M航空航天大學(xué)，2006：3-3364 周潤景，*映群Proteus入門實(shí)用教程M機(jī)械工業(yè)，2007：267-3325 張永楓單片機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)教程S.*電子科技大學(xué)，2005：107-2676 肖洪兵，胡輝，郭速學(xué)跟我學(xué)單片機(jī)S航空航天大學(xué)，2002：192-218.學(xué) 生簽名 2012年9月 10日指 導(dǎo) 教師簽名 2012年9月 10日教研室主任簽名 2012年9月 10日系 主 任簽名 2012年9月 10日*信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文開題報(bào)告專業(yè)*設(shè)計(jì)論文題目基于Proteus的溫度檢測與報(bào)警的仿真設(shè)計(jì)選

4、題的背景和意義： 溫度是一種最根本的環(huán)境參數(shù),人民的生活環(huán)境與溫度息息相關(guān),因此研究溫度的測量方法和裝置具有重要意義, 蔬菜的生長與溫度息息相關(guān)，對于蔬菜大棚來說，最重要的一個(gè)管理因素是溫度控制。溫度太低，蔬菜就會被凍死或則停頓生長，所以要將溫度始終控制在適合蔬菜生長的范圍內(nèi)。如果僅靠人工控制既耗人力，又容易發(fā)生錯(cuò)誤。為此 ，在現(xiàn)代化的蔬菜大棚管理中通常有溫度自動控制系統(tǒng)，以控制蔬菜大棚溫度，適應(yīng)生產(chǎn)需要。 本文將介紹智能集成溫度傳感器DS18B20的構(gòu)造特征及控制方法。以及用單片機(jī)STC89C51的編程實(shí)現(xiàn)溫度測量。2.課題研究的主要內(nèi)容：本數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)采用美國DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS

5、1820之后推出的一種改良型智能溫度傳感器DS18B20作為檢測元件,其溫度值可以直接被讀出來,通過核心器件單片機(jī)AT89C51控制溫度的顯示,用1602LCD液晶模塊顯示顯示。溫度檢測與報(bào)警系統(tǒng)包括主控制器AT89C51、溫度傳感器DS18B20、報(bào)警電路、單片機(jī)復(fù)位電路及LCD液晶模塊顯示電路。本文是以單片機(jī)AT89C51為核心進(jìn)展設(shè)計(jì)。通過DALLAS公司的單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20來實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度的采集和A/D轉(zhuǎn)換。其輸出溫度采用數(shù)字顯示，用LED液晶顯示以串口傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)溫度顯示，能準(zhǔn)確到達(dá)以上要求。、此溫度計(jì)屬于多功能溫度計(jì)可以用來測量環(huán)境溫度，還可以設(shè)置上下報(bào)警溫度，當(dāng)溫

6、度不在設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，可以報(bào)警。3.課題研究的方法論述：(1)查閱書籍,進(jìn)展總體理論分析與設(shè)計(jì)。(2)硬件設(shè)計(jì)(畫出電路仿真圖) 。(3)軟件設(shè)計(jì)運(yùn)用C語言編寫相關(guān)的程序。(4)用PROTEUS軟件完成溫度檢測與報(bào)警控制軟硬件調(diào)試。四、設(shè)計(jì)論文進(jìn)度安排：時(shí)間迄止日期工作內(nèi)容2012. 9.3 - 2012. 9.7查找資料確立選題2012. 9.8-2012.9.12完成開題報(bào)告2012.9.13-2012.10.25繪制原理圖，編寫程序2012.10.263撰寫論文畢業(yè)設(shè)計(jì)辯論4根據(jù)辯論小組和指導(dǎo)教師意見修改論文，力爭在內(nèi)容和格式上符合畢業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。五、指導(dǎo)教師意見：題目難度適中，設(shè)計(jì)目標(biāo)

7、明確、方法得當(dāng)，安排進(jìn)度合理，允許開題。指導(dǎo)教師簽名：年月日六、系部意見 同意開題系主任簽名：年月日*信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文中期檢查表學(xué)生*指導(dǎo)教師選題情況課題名稱基于Proteus的溫度檢測與報(bào)警的仿真設(shè)計(jì)難易程度偏難適中偏易工作量較大適中較小符合標(biāo)準(zhǔn)化的要求任務(wù)書有無開題報(bào)告有無外文翻譯質(zhì)量優(yōu)良中差學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況好一般差工作進(jìn)度快按方案進(jìn)展慢中期工作匯報(bào)及解答問題情況該學(xué)生了解設(shè)計(jì)內(nèi)容的安排，仔細(xì)研究了設(shè)計(jì)方案，認(rèn)真進(jìn)展畢業(yè)課題仿真設(shè)計(jì)，并完成論文初稿，積極查閱資料，屢次主動虛心求教，通過本次設(shè)計(jì)可以看出該同學(xué)做事認(rèn)真，積極投入，解答問題很有見解，對問題的分析比擬透徹，課題正按方

8、案進(jìn)展。 指導(dǎo)教師年月日所在專業(yè)意見： 繼續(xù)進(jìn)展系主任年月日-. z .可修編-基于Proteus的溫度檢測與報(bào)警的仿真設(shè)計(jì)摘要:溫度是與人們生活息息相關(guān)的環(huán)境參數(shù),許多情況下都學(xué)要進(jìn)展溫度測量及報(bào)警,溫度測量報(bào)警系統(tǒng)在現(xiàn)代日常生活.科研.工農(nóng)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。所以對溫度的測量報(bào)警方法及設(shè)備的研究也變得極其重要。隨著人們生活的不斷提高以及應(yīng)對各種復(fù)雜測量環(huán)境的需要，我們對溫度測量報(bào)警的要求也越來越高，利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)這些控制無疑使人們追求的目標(biāo)之一，它帶給我們的方便時(shí)不可否認(rèn)的，其中溫度檢測報(bào)警器就是一個(gè)典型的例子。要為現(xiàn)代人工作，科研，生活，提供更好的設(shè)施，就需要從單片機(jī)技術(shù)

9、入手，向數(shù)字化，智能化控制方向開展。本設(shè)計(jì)所介紹的溫度報(bào)警器,可以設(shè)置上下限報(bào)警溫度,當(dāng)溫度不在設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，可以報(bào)警。與傳統(tǒng)溫度測量系統(tǒng)相比，本設(shè)計(jì)中的數(shù)字溫度測量報(bào)警系統(tǒng)具有很多前者沒有的優(yōu)點(diǎn)，如測溫范圍廣而且準(zhǔn)確，采用LED數(shù)字顯示，讀數(shù)方便等。關(guān)鍵詞：單片機(jī)，溫度檢測，AT89C51，DS18B20目錄 TOC o 1-3 u 1 緒論 PAGEREF _Toc340659803 h 11.1 課題背景 PAGEREF _Toc340659804 h 12系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc340659805 h 23 硬件電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc340659806 h

10、33.1 單片機(jī)主控設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc340659807 h 3主要特性 PAGEREF _Toc340659808 h 4系統(tǒng)時(shí)鐘電路 PAGEREF _Toc340659809 h 53.1.3 復(fù)位電路 PAGEREF _Toc340659810 h 53.2 溫度信號采集設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc340659811 h 63.2.1 DS18B20的特性 PAGEREF _Toc340659812 h 73.2.2 DS18B20的測溫原理 PAGEREF _Toc340659813 h 83.2.3 DS18B20與單片機(jī)接口電路 PAGEREF _Toc340659

11、814 h 93.4 按鍵電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc340659815 h 113.5報(bào)警電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc340659816 h 124 溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc340659817 h 124.1主程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc340659818 h 134.3 溫度采集設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc340659819 h 144.4 溫度顯示設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc340659820 h 164.5 按鍵開關(guān)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc340659821 h 174.6溫度處理及蜂鳴器報(bào)警設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc340659

12、822 h 195 溫度檢測系統(tǒng)調(diào)試仿真 PAGEREF _Toc340659823 h 19致 PAGEREF _Toc340659824 h 23附錄 PAGEREF _Toc340659825 h 25-. z1 緒 論1.1 課題背景隨著新技術(shù)的不斷開發(fā)與應(yīng)用,近年來單片機(jī)開展十分迅速,一個(gè)以微機(jī)應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起,單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到電力、冶金、化工、建材、食品、石油等各個(gè)行業(yè)。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且精度差，單片機(jī)的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問題能夠得到很好的解決。溫度是工業(yè)對象中的一個(gè)重要的被控參數(shù)。然而所采用的測溫元件和測量方法也不一樣：產(chǎn)品的

13、工藝不用，控制溫度的精度也不一樣。因此對數(shù)據(jù)采集的精度突然采用的控制方法也不一樣。傳統(tǒng)的控制方式以不能滿足高精度、高速度的控制要求，如溫度控制表溫度接觸器，其主要缺點(diǎn)是溫度波動范圍大，由于他主要通過控制接觸器的通斷時(shí)間比例來到達(dá)改變加熱功率的目的，受儀表本身誤差和交流接觸器的壽命限制，通斷頻率很低。近幾年來快速開展了多種先進(jìn)的溫度控制方式。這些控制技術(shù)大大的提高了控制精度，不但使控制變得簡便，而且使產(chǎn)品的質(zhì)量更好，降低了產(chǎn)品的本錢，提高了生產(chǎn)效率。溫度是一個(gè)永恒的話題和人們生活環(huán)境有著密切關(guān)系的物理量，、科研、生活中需要測量和控制的重要物理量，是國際單位制七個(gè)根本量之一。溫度的變化會給我們的生

14、活、工作、生產(chǎn)等帶來重大影響，因此對溫度的測量及控制至關(guān)重要。其測量控制一般使用各式各樣形態(tài)的溫度傳感器。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和自動化技術(shù)的開展，作為各種信息的感知、采集、轉(zhuǎn)換、傳輸相處理的功能器件，溫度傳感器的作用日顯突出，已成為自動檢測、自動控制系統(tǒng)和計(jì)量測試中不可缺少的重要技術(shù)工具，其用途已普及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。盡管現(xiàn)在以微機(jī)為核心的可編程數(shù)據(jù)采集與處理采集技術(shù)的開展方向得到了迅速的開展，而且組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只需要一塊數(shù)據(jù)采集卡，把它插在微機(jī)的擴(kuò)展槽內(nèi)并輔以應(yīng)用軟件，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，但這并不會對基于單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)生影響。相較于數(shù)據(jù)采集板卡本錢和功能的限制，

15、單片機(jī)具多功能、高效率、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，這就使得以單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的溫度檢測有兩套方案,兩種都能夠?qū)囟冗M(jìn)展測量,第一中是采用AD590,使用AD590作為溫度傳感器,需要進(jìn)展電流電壓變換,電壓放大以及A/D轉(zhuǎn)換。第二種是采用DS18B20作為溫度傳感器進(jìn)展溫度測量。DS18B20可以滿足從-55攝氏度到+125攝氏度測量范圍,在一秒內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字,測得的溫度值的存儲在兩個(gè)八位的RAM中,單片機(jī)直接從中讀出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制就是溫度,使用方便。另外采用外加電源供電對DS18B20的VDD引腳供電。它的好處是無須M

16、OSFET,而且在溫度轉(zhuǎn)換期間總線可自由搭載其它器件。它試用于對性能要求不高本錢嚴(yán)格控制的應(yīng)用,是經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品。它具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小和使用方便等優(yōu)點(diǎn),得到廣泛應(yīng)用。因?yàn)锳D590需要模擬轉(zhuǎn)數(shù)字電路,準(zhǔn)確度低,測溫點(diǎn)數(shù)少對線阻有要求,電路繁多,本錢也較高,故本系統(tǒng)采用方案二。在系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案中,我們采用AT89C51單片機(jī)作為控制核心對溫度傳感器DS18B20控制，讀取溫度信號并進(jìn)展計(jì)算處理，并送到液晶顯示器LCD1602顯示。 按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，溫度檢測計(jì)總體電路構(gòu)造框圖如圖2.1所示,確定系統(tǒng)由4個(gè)模塊組成：單片機(jī)主控制模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊、溫度測量模塊和液晶顯示

17、模塊。AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)按鍵設(shè)置溫度LCD顯示報(bào)警電路DS18B20傳感器圖2.1溫度檢測與報(bào)警總體設(shè)計(jì)框圖3 硬件電路設(shè)計(jì)本課程設(shè)計(jì)的多點(diǎn)測溫系統(tǒng)是以單片機(jī)和單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20為核心，充分利用單片機(jī)優(yōu)越的內(nèi)部和外部資源及智能溫度傳感器DS18B20的優(yōu)越性能構(gòu)成一個(gè)完備的測溫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對溫度的多點(diǎn)測量。整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)控制，能夠接收傳感器的溫度數(shù)據(jù)并顯示出來，可以從鍵盤輸入命令，系統(tǒng)根據(jù)命令，選擇對應(yīng)的溫度傳感器，并由驅(qū)動電路驅(qū)動溫度顯示。本課程設(shè)計(jì)了一種合理、可行的單片機(jī)監(jiān)控軟件，完成測量和顯示的任務(wù)。由于單片機(jī)具有強(qiáng)大的運(yùn)算和控制功能，使得整個(gè)系統(tǒng)具有模塊化、硬

18、件電路簡單以及操作方便等優(yōu)點(diǎn)。 本課題的整個(gè)系統(tǒng)是由單片機(jī)、顯示電路、鍵盤電路、聲光報(bào)警電路等構(gòu)成。3.1 單片機(jī)主控設(shè)計(jì)主控制單元是單片機(jī)選用市場上常見的美國ATMEL公司的AT89C51作為控制元件，以下是一些AT89C51的介紹，AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C51是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技

19、術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C51是它的一種精簡版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個(gè)I/O 口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量兩級中斷構(gòu)造，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停頓CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通

20、信口及中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停頓工作并制止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。3.1.1主要特性-與MCS-51 兼容 -4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 -壽命：1000寫/擦循環(huán) -數(shù)據(jù)保存時(shí)間：10年 -全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz -三級程序存儲器鎖定 -1288位內(nèi)部RAM -32可編程I/O線 -兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 -5個(gè)中斷源 -可編程串行通道 -低功耗的閑置和掉電模式 -片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路3.1.2系統(tǒng)時(shí)鐘電路單片機(jī)內(nèi)部具有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。通常在引腳*TALl和*TAL2跨接石英晶體和兩個(gè)補(bǔ)償電容構(gòu)成自激振蕩器，系

21、統(tǒng)時(shí)鐘電路構(gòu)造如圖3.1所示，可以根據(jù)情況選擇6MHz、8MHz或12MHz等頻率的石英晶體，補(bǔ)償電容通常選擇20-30pF左右的瓷片電容。圖3.1 時(shí)鐘電路3.1.3 復(fù)位電路單片機(jī)小系統(tǒng)采用上電自動復(fù)位和手動按鍵復(fù)位兩種方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位操作。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。手動復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，用按鈕開關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位。復(fù)位電路構(gòu)造如圖3.2所示。上電自動復(fù)位通過電容C3充電來實(shí)現(xiàn)。手動按鍵復(fù)位是通過按鍵將電阻R2與VCC接通來實(shí)現(xiàn)。圖3.2復(fù)位電路3.2 溫度信號采集設(shè)計(jì)如圖3.3美國Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20是世界上

22、第一片支持 一線總線接口的溫度傳感器，在其內(nèi)部使用了在板ON-B0ARD專利技術(shù)。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。現(xiàn)在，新一代的DS18B20體積更小、更經(jīng)濟(jì)、更靈活，使你可以充分發(fā)揮一線總線的優(yōu)點(diǎn)。 同DS18B20一樣，DS18B20也支持一線總線接口，測量溫度范圍在-10+85C范圍內(nèi)，精度為0.5C。現(xiàn)場溫度直接以一線總線的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3

23、V5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便，而且新一代產(chǎn)品更廉價(jià)，體積更小。圖 3.3 DS18B20對于溫度的采集需要用到DS18B20一總線溫度傳感器，以下DS18B20的一些介紹：DSl8B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司繼DSl820之后最新推出的只用改良型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)9l2位的數(shù)字直讀方式。可以分別存93.75ms和750ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從DSl8B20讀出的信息或?qū)懭隓Sl8B20的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接DS

24、l8B20供電，而無需額外電源。因而使用DSl8B20可使系統(tǒng)構(gòu)造更趨簡單，可靠性更高。他在測溫精度，轉(zhuǎn)換時(shí)時(shí)間，傳輸距離，分辨率等方面較DSl820有了很大的改良，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。DSl8B20采用3腳PR35封裝或8腳SOIC封裝。 DS18B20的測溫流程如下列圖3.4 DS18B20測溫流程。初始化DS18B20跳過ROM匹配溫度變換延時(shí)1SLED液晶顯示轉(zhuǎn)換成顯示嗎讀暫存器跳過ROM匹配圖3.4 DS18B20測溫流程3.2.1 DS18B20的特性1適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.05.5V，寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供。 2獨(dú)特的單線接口方式，DS18B

25、20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。 3DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫。 4DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 5溫范圍085，在0+85時(shí)精度為0.5。 6可編程的分辨率為912位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625，可實(shí)現(xiàn)高精度測溫。 7在9位分辨率時(shí)最多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。 8測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以一線總線

26、串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。 9負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。3.2.2 DS18B20的測溫原理DS18B20的測溫原理如圖3.5所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度存放器被預(yù)置在-55所對應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)展減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度存放器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開場對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖

27、信號進(jìn)展計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2 計(jì)數(shù)到0時(shí)，停頓溫度存放器值的累加，此時(shí)溫度存放器中的數(shù)值即為所測溫度。斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。 DS18B20在正常使用時(shí)的測溫分辨率為0.5，如果要更高的精度，則在對DS18B20測溫原理進(jìn)展詳細(xì)分析的根底上，采取直接讀取DS18B20內(nèi)部暫存存放器的方法，將DS18B20的測溫分辨率提高到0.10.01。 圖3.5 DS18B20測溫原理圖3.2.3 DS18B20與單片機(jī)接口電路P3.7口和DS18B20的引腳DQ連接，作為單一數(shù)據(jù)線。U4即為溫度傳感芯片DS18B20，本設(shè)計(jì)雖然只使用了一片DS1

28、8B20，但由于不存在遠(yuǎn)程溫度測量的考慮，所以為了簡單起見，采用外部供電的方式，如圖3.6所示。測溫電纜采用屏蔽4芯雙絞線，其中一對線接地線與信號線，另一對接VCC和地線，屏蔽層在電源端單點(diǎn)接地。圖 3.6 DS18B20與單片機(jī)接口電路3.3液晶顯示屏輸出如下列圖3.7LCD液晶顯示,液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)展控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動通信工具等眾多領(lǐng)域。圖 3.7LCD液晶顯示 液晶顯示器各種圖形的顯示原理 ：

29、點(diǎn)陣圖形式液晶由MN個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共168=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上6416個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。這就是LCD顯示的根本原理。用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比擬復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由68或88點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上*幾個(gè)位置對應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為1，其它的為0，為1的點(diǎn)亮，為0的不亮。這樣一來就組成*個(gè)字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比擬簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開場顯示的行列號及

30、每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼一般用字模提取軟件，每個(gè)漢字占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為1、3、5右邊為2、4、6根據(jù)在LCD上開場顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加1，送第二個(gè)字節(jié)，換行按列對齊，送第三個(gè)字節(jié)直到32B顯示完就可以LCD上得到一個(gè)完整漢字,字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點(diǎn)陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。下面以*太陽人電子的1602

31、字符型液晶顯示器介紹其用法。LCD1602主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量:162個(gè)字符; 芯片工作電壓:4.55.5V ;工作電流:2.0mA(5.0V); 模塊最正確工作電壓:5.0V; 字符尺寸:2.954.35(WH)mm,1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳無背光或16腳帶背光接口，各引腳接口說明如表3.1 。表3.1 1602LCD 引腳接口說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光

32、源負(fù)極3.4 按鍵電路設(shè)計(jì)采用獨(dú)立按鍵接口，這種方式是各種按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵接一根輸入線，一根輸入線按鍵的工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個(gè)按鍵被按下。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件簡單。但每個(gè)按鍵需要占用一根輸入口線，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，需要較多的輸入口線且電路構(gòu)造復(fù)雜，故此種鍵盤用于按鍵較少或操作速度較高的場合。獨(dú)立式按鍵電路按鍵直接與單片機(jī)的I/O口連接，通過讀I/O口，判定每個(gè)I/O口的電平狀態(tài)，即可識別按下的鍵。由于只有四個(gè)按鍵，因此按鍵接口電路的設(shè)計(jì)比擬簡單，單片機(jī)P1.4和P1.7端口設(shè)定為輸入狀態(tài)，平時(shí)通過電阻上拉到Vcc，

33、按鍵按下時(shí)，對應(yīng)的端口的電平被拉到低電平，如下列圖3.4所示。這樣就可以通過查詢有無外部中斷來判斷有沒有按鍵按下，按鍵各接一根輸入線，一根輸入線的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。通過內(nèi)部判斷是否產(chǎn)生外部中斷，即可識別按下的鍵。2個(gè)按鍵定義如下：P1.4:報(bào)警溫度鍵，按此鍵則顯示設(shè)定的報(bào)警溫度值。P1.7:正常溫度鍵，按此鍵則顯示設(shè)定的正常溫度值。圖 3.4 按鍵電路的仿真3.5報(bào)警電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用軟件處理報(bào)警，利用有源蜂鳴器進(jìn)展報(bào)警輸出，采用直流供電。當(dāng)所測溫度超過獲低于所預(yù)設(shè)的溫度時(shí)，數(shù)據(jù)口相應(yīng)拉高電平，報(bào)警輸出。報(bào)警電路硬件連接見圖 3.5。也可采用發(fā)光二級管報(bào)警電路，如過需

34、要報(bào)警，則只需將相應(yīng)位置1，當(dāng)參數(shù)判斷完畢后，再看報(bào)警模型單元ALARM 的內(nèi)容是否與預(yù)設(shè)一樣，如不一樣，則發(fā)光報(bào)警圖.3.5報(bào)警電路設(shè)計(jì)4 溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)需要對每一個(gè)硬件模塊進(jìn)展軟件設(shè)計(jì)。在這一章，主要針對每個(gè)硬件電路模塊編程，然后進(jìn)展系統(tǒng)的整合，最后輸入到控制處理器中實(shí)現(xiàn)所有設(shè)計(jì)功能。4.1主程序設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，首先要確定軟件設(shè)計(jì)方案，即確定該軟件應(yīng)該完成那些功能；其次是規(guī)劃為了完成這些功能需要分成多少個(gè)功能模塊，以及每一個(gè)程序模塊的具體任務(wù)是什么。一般劃分模塊應(yīng)遵循下述原則：(1每個(gè)模塊都應(yīng)具有獨(dú)立的功能，能產(chǎn)生一個(gè)明確直觀的結(jié)果 。(2模塊長度要適中。模塊太長時(shí)，分析

35、和調(diào)試比擬困難，失去了模塊化程序構(gòu)造的優(yōu)越性；模塊太短則信息交換太頻繁，也不適宜。(3每個(gè)模塊之間的控制參數(shù)應(yīng)盡量簡單，數(shù)據(jù)參數(shù)應(yīng)盡量少。控制參數(shù)是指模塊進(jìn)入開場運(yùn)行和退出停頓運(yùn)行的條件及方式，數(shù)據(jù)參數(shù)是指模塊間的信息交換方式、交換量的多少及交換的頻率。該系統(tǒng)的軟件由五大模塊組成：主程序模塊、溫度采集模塊、報(bào)警及加熱電路模塊、溫度顯示模塊、鍵盤掃描模塊。下面將對這幾個(gè)模塊具體闡述，相對應(yīng)的C語言程序語言詳見附錄。主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當(dāng)前溫度值，其程序流程見圖4.1所示,溫度測量每1s進(jìn)展一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度。NY開場初始化初

36、始化命令設(shè)置溫度發(fā)送ROM命令讀取溫度值溫度是否在設(shè)定范圍報(bào)警調(diào)用LCD液晶顯示圖 4.1 軟件流程總設(shè)計(jì)框圖計(jì)算機(jī)根本的被獨(dú)立提供出來的程序，它能夠調(diào)用子程序，而不被任何子程序所調(diào)用，它是計(jì)算機(jī)程序的中心局部。主程序的設(shè)計(jì)內(nèi)容一般包括：主程序的起始地址，中斷效勞程序的起始地址，有關(guān)存儲單元及相關(guān)部件的初始化和一些子程序調(diào)用等等。主程序模塊的主要內(nèi)容是對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)展初始化，并且包含調(diào)用子程序。在本課題研究的系統(tǒng)中，主程序主要為兩個(gè)局部：第一個(gè)是對系統(tǒng)初始化，如翻開相關(guān)中斷，設(shè)置相關(guān)引腳的電平信號以及設(shè)置初始實(shí)際溫度和設(shè)定溫度的數(shù)值 。4.3 溫度采集設(shè)計(jì)溫度采集子程序主要是實(shí)現(xiàn)對溫度的采集及對

37、溫度數(shù)據(jù)進(jìn)展處理傳回給單片機(jī)在進(jìn)展顯示。本系統(tǒng)用的DS18B20溫度傳感器要進(jìn)展溫度檢測就需要對它進(jìn)展初始化、寫指令操作，讀數(shù)據(jù)操作以及讀溫度前的準(zhǔn)備工作等。因此溫度采集子程序又由對DS18B20溫度傳感器的初始化子程序、寫指令子程序、讀數(shù)據(jù)子程序、讀溫度數(shù)據(jù)前的準(zhǔn)備子程序組成。溫度采集程序圖4.2所示。a該模塊主要對溫度傳感器DS18B20的操作，主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容：1 先將數(shù)據(jù)線置高電平1；2 延時(shí);3 數(shù)據(jù)線拉到低電平0；4 延時(shí)；5 數(shù)據(jù)線拉到高電平1；6 延時(shí)等待如果初始化成功則在15到60毫秒時(shí)間之內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由DS18B20所返回的低電平0。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意

38、不能無限的進(jìn)展等待，不然會使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)展超時(shí)控制；(7) 假設(shè)CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平0后，還要做延時(shí)；(8) 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平1后完畢。b、DS18B20的寫操作 (1 數(shù)據(jù)線先置低電平0；(2 延時(shí)；(3 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)一次只發(fā)送一位；(4 延時(shí)；(5 將數(shù)據(jù)線拉到高電平；(6 重復(fù)上1到6的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止；(7 最后將數(shù)據(jù)線拉高。c、DS18B20的讀操作 (1將數(shù)據(jù)線拉高1；(2延時(shí)；(3將數(shù)據(jù)線拉低0；(4延時(shí)；(5將數(shù)據(jù)線拉高1；(6延時(shí)；(7讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個(gè)狀態(tài)位，并進(jìn)展數(shù)據(jù)處理；發(fā)DS18B20復(fù)位命令發(fā)跳過ROM

39、命令發(fā)讀取溫度命令讀取操作，CRC校驗(yàn)圖4.2溫度采集9字節(jié)完？CRC校驗(yàn)正移入溫度暫存器返回NNYY(8延時(shí)。4.4 溫度顯示設(shè)計(jì)顯示子程序主要功用是將傳感器測得的溫度值顯示出來，寫數(shù)據(jù)以及初始化的流程圖如圖4.3和4.4所示根據(jù)時(shí)序圖LCD液晶顯示器的寫指令。本系統(tǒng)用的是LCD液晶顯示器，而LCD液晶顯示器要顯示出數(shù)據(jù)在之前需要對液晶顯示器進(jìn)展初始化，寫指令，寫數(shù)據(jù)等操作因?yàn)楸鞠到y(tǒng)液晶顯示器只寫不讀，所以沒有附加讀操作的時(shí)序圖。所以R/W管腳一直處于低電平，在硬件中就直接接地，在軟件中就不用操作此管腳的信號了，就只需要控制RS和E管腳就可以了。寫入指令06H地址指針加一，光標(biāo)加一圖4.3L

40、CD液晶顯示器寫指令操作流程圖完畢哦將E管腳電平拉低將E管腳電平拉高延時(shí)5ms向D0-D7管腳寫入指令代碼將RS管腳電平拉低開場哦延時(shí)5ms圖4.4LCD液晶顯示器初始化流程圖寫入指令0CH開不顯示光標(biāo)將E管腳電平拉低開場哦寫入指令38H寫入指令01H清屏4.5 按鍵開關(guān)設(shè)計(jì)按鍵處理程序通過掃描按鍵情況，讀取鍵值。主要完成各點(diǎn)溫度傳感器上下限報(bào)警參數(shù)設(shè)置和顯示模式設(shè)置。1通過掃描鍵盤讀取鍵值，流程圖如圖4.5所示。鍵盤掃描有鍵閉合延時(shí)去鍵抖動掃描鍵盤找到閉合鍵計(jì)算鍵值閉合鍵釋放建立有效標(biāo)志返回建立無效標(biāo)志NNNYYY圖4,.5鍵盤掃描流程2設(shè)置報(bào)警上、下限值DS18B20設(shè)有溫度上下限報(bào)警功能

41、。DSl8B20的存儲器由兩局部組成：一個(gè)是9字節(jié)的靜態(tài)RAM，其中第0和第1字節(jié)用于存儲16位的溫度轉(zhuǎn)換值，第2(高溫限TH)和第3字節(jié)(低溫限TL)作為溫度報(bào)警限值或通用存儲器單元供用戶使用；另一個(gè)是非易失性的EPROM。當(dāng)靜態(tài)RAM作為溫度報(bào)警限值使用時(shí)，可以在系統(tǒng)安裝和工作前，用寫RAM命令4EH將高溫限TH和低溫限TL寫入第2和第3字節(jié)單元。由于靜態(tài)RAM掉電后信息即喪失，因此需要再通過拷貝RAM命令48H將第2和第3字節(jié)單元的溫度報(bào)警限值拷貝到EPROM中。主程序只要在初始化局部使用重調(diào)EPROM命令B8H，就可以將EPROM中的溫度報(bào)警限值重新拷貝到靜態(tài)RAM中。 讀取DDRAM

42、或CGRAM中的內(nèi)容。4.6溫度處理及蜂鳴器報(bào)警設(shè)計(jì)蜂鳴器報(bào)警在本系統(tǒng)中由單片機(jī)的P3.7管腳電平的上下來控制蜂鳴器報(bào)警。單片機(jī)的P3.7管腳低電平蜂鳴器報(bào)警，單片機(jī)的P3.7管腳高電平蜂鳴器不報(bào)警。通過對讀到并且進(jìn)展了數(shù)據(jù)處理的溫度值進(jìn)展判斷是否大于或者小于*一報(bào)警值而進(jìn)展報(bào)警，直到讀到的溫度值不在報(bào)警溫度值之中就停頓報(bào)警。本系統(tǒng)以大于85小于0蜂鳴器報(bào)警為例，蜂鳴器的正極性的一端聯(lián)接到5V電源上面，另一端聯(lián)接到三極管的集電極，三極管的基級由單片機(jī)的P3,7管腳通過一個(gè)與非門來控制，當(dāng)P3.7管腳為低時(shí)，與非門輸出高電平，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。當(dāng)P3.7管腳為高時(shí)，

43、與非門輸出低電平，三極管截止，蜂鳴器不發(fā)出聲音。在這里與非門是作為非門來用的，這里采用一個(gè)非門的作用是為了防止系統(tǒng)上電時(shí)峰鳴器發(fā)出聲音，以為系統(tǒng)復(fù)位以后，I/O口輸出的是高電平。 用戶可以通過程序控制P3.7管腳的置低和置高來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。 蜂鳴器的聲音大小及音調(diào)可以通過調(diào)整P3.7管腳的置高時(shí)間及輸出的波形進(jìn)展控制，這一點(diǎn)可以在調(diào)試程序的時(shí)候來試驗(yàn)。發(fā)光二極管它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為LCD。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴３Ｓ玫氖前l(fā)紅光、綠光或黃光的二極管光。報(bào)警電路采用發(fā)光二極管與單片機(jī)相連接，且需要接上拉電阻，起到限

44、流作用，通過改變單片機(jī)P3.7口的電位，就可以到達(dá)控制二極管的目的。聲報(bào)警電路采用蜂鳴器與單片機(jī)相連接，蜂鳴器要用三極管驅(qū)動，通過改變單片機(jī)P3.7口的電位，就可以到達(dá)控制蜂鳴器的目的。5 溫度檢測系統(tǒng)調(diào)試仿真整個(gè)溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。這一章的主要內(nèi)容是將硬件設(shè)計(jì)局部和軟件設(shè)計(jì)局部連接起來通過Proteus軟件進(jìn)展仿真，將系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能通過仿真模擬表達(dá)出直觀的效果。Proteus軟件是一種低投資的電子設(shè)計(jì)自動化軟件，提供可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達(dá)30多個(gè)元件庫。Proteus軟件提供多種現(xiàn)實(shí)存在的虛擬儀器儀表。此外，Proteus還提供圖形顯示功能，可

45、以將線路上變化的信號，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗，盡可能減少儀器對測量結(jié)果的影響，Proteus軟件提供豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。提供Schematic Drawing、SPICE仿真與PCB設(shè)計(jì)功能，同時(shí)可以仿真單片機(jī)和周邊設(shè)備，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU，并提供周邊設(shè)備的仿真，例如373、led、示波器等。Proteus提供了大量的元件庫，有RAM、ROM、鍵盤、馬達(dá)、LED、LCD、AD/DA、局部SPI器件、局部IIC器件，編譯方面支持Keil和MPLAB

46、等編譯器。整體電路仿真5.1所示,整機(jī)的調(diào)試與測試,首先是測試顯示電路的正確性，根據(jù)硬件寫好一段顯示程序，寫入單片機(jī)中。安裝好硬件，上電，顯示正常，到達(dá)預(yù)期效果。證明顯示電路正常。按下復(fù)位按鍵，LED無顯示，松開，顯示正常，證明復(fù)位電路正常。 然后測試得到溫度程序，將初始化程序，DS18B20正常工作的初始化程序、寫DS18B20程序、讀DS18B20程序，得到溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換子程序，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序，顯示子程序正確編排后寫入單片機(jī)中，上電，顯示不正常。重新讀取源程序，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)問題在于DS18B20初始化程序有錯(cuò)，修改后重新編譯并寫入單片機(jī)。上電后，顯示當(dāng)前溫度。證明溫度傳感器DS18B

47、20工作正常，各局部子程序運(yùn)行正常。 最后是按鍵子程序及報(bào)警子程序的調(diào)試，將按鍵子程序及報(bào)警子程序及上述程序正確編排后，寫入單片機(jī)中，上電后，各個(gè)局部工作正常，在測得當(dāng)前溫度超出設(shè)定溫度上下限后，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，調(diào)試根本成功。但后來發(fā)現(xiàn)，按鍵要在按下1S后才反響，再次研讀程序發(fā)現(xiàn)原因在于按鍵程序采用掃描方式，程序每執(zhí)行一遍才掃描按鍵一次。進(jìn)而到考慮采用中斷方式解決此問題，但因?yàn)镈S18B20正常工作有嚴(yán)格的時(shí)序限制，否則不能正常工作，而中斷則在很大可能上會影響到DS18B20正常工作。在嘗試并采用中斷方式卻失敗后，決定仍采用掃描方式。后來仔細(xì)排查發(fā)現(xiàn)按鍵反響緩慢是由于顯示程序占用時(shí)間過長造成

48、的，修改顯示程序并且在主程序和按鍵子程序中增加調(diào)用顯示程序的次數(shù)，問題得以解決。至此，此次設(shè)計(jì)的調(diào)試局部完成。設(shè)計(jì)的所有功能全部得以實(shí)現(xiàn)。一開場教師給我們加的功能讓我們很為難，不知道怎么編所以我們都想推辭掉，不過在編寫這些子程序的過程中慢慢的感覺很有趣，反而覺得挺簡單的還是，但也會碰到很多問題，比方說顯示溫度上下限的時(shí)候一開場無法顯示數(shù)字出來的是亂碼，重新編寫后又變成了日文，后來看了參考書后，最后用了一個(gè)0到9的數(shù)組，要顯示的數(shù)字從數(shù)組中取得，這樣就好了，終于能顯示出來了，但是發(fā)現(xiàn)它無法記時(shí)改變數(shù)字，要重新按鍵才會顯示新的上下限溫度，后來發(fā)現(xiàn)時(shí)鍵盤處理中有點(diǎn)問題，這個(gè)我們花了好久才解決的，就是

49、把去掉一個(gè)按鍵處理，把它用if語句獨(dú)立出來，這樣后就能記時(shí)改變溫度，還有一個(gè)問題是我們發(fā)現(xiàn)在報(bào)警時(shí)我們無法改變其溫度上下限和其他按鍵，也就是報(bào)警時(shí)按鍵無效了，后來知道了我們的報(bào)警程序是用while組成，所以報(bào)警時(shí)一直在while語句中做循環(huán)，按鍵當(dāng)然無效，這個(gè)的解決方法馬上就能想到了，就是在while語句中再參加讀取鍵盤值和鍵盤值處理的子程序就ok了。其他別的小問題什么的我們組最后都很好的及時(shí)的解決了，這次的設(shè)計(jì)我們組覺得還是比擬成功的，做出了比預(yù)期更好的設(shè)計(jì)來。圖5.1整體電路仿真(高溫報(bào)警狀態(tài))通過上述仿真，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)置溫度的檢測與報(bào)警功能。當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)系統(tǒng)發(fā)出低溫報(bào)警，當(dāng)溫度高

50、于設(shè)定溫度時(shí)則發(fā)出高溫報(bào)警信號。軟件和硬件局部系統(tǒng)整合后，通過系統(tǒng)仿真實(shí)現(xiàn)了溫度檢測與報(bào)警系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)功能。結(jié) 論經(jīng)過近三個(gè)月的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多新的知識，培養(yǎng)和鍛煉了我的創(chuàng)新能力和實(shí)際操作的能力，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中給我最大的感受就是理論上和實(shí)際應(yīng)用是有很大的差距的，只有在實(shí)踐中檢驗(yàn)理論的時(shí)候，自己才會認(rèn)識到很多的問題。像在之前的單片機(jī)的C語言學(xué)習(xí)中感覺挺簡單，但是要把這些程序組織起來設(shè)計(jì)成一個(gè)系統(tǒng)的程序還是有難度的，也只有在實(shí)踐中自己才能認(rèn)識到很多問題，才能更深刻的認(rèn)識到理論中的一些根本問題，也才能發(fā)現(xiàn)自己身上的缺乏和很多未知的新問題。軟件方面采用模塊化編程，提高了通用性，思路也比擬清晰，使整個(gè)系統(tǒng)的程序簡潔很多，并且可移植性較強(qiáng)。設(shè)計(jì)中使用的MCS-51單片機(jī)，體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，對環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好。本設(shè)計(jì)的溫度控制檢測和報(bào)警系統(tǒng)，只是單片機(jī)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中比擬簡單的一例。使用的DS18B20溫度傳感器具有微型化、低功耗、高性能、抗干攏能力強(qiáng)、易配微處理器等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于構(gòu)成多點(diǎn)溫度測控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號供微機(jī)處理。從DS18S20讀出或?qū)懭隓S18S20信息僅需要一根口線，其讀寫及溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，該總線本身也可以向所掛接的DS18S20供電，而無需額處電源。在這次設(shè)計(jì)過程中，表