基于單片機的溫度控制系統(tǒng) 2

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1、 題目：基于單片機的溫度控制系統(tǒng) 學號：B13043608 姓名：張佳慧 日期：.5.20 基于單片機的溫度控制系統(tǒng) 目錄 1 引言 1 1.1 溫度控制系統(tǒng)設計的背景、發(fā)展歷史及意義 1 1.2 溫度控制系統(tǒng)的目的 1 1.3 溫度控制系統(tǒng)完畢的功能 1 2 總體設計方案 2 2.1 方案一 2 2.2 方案二 2 3 DS18B20溫度傳感器簡介 7 3.1 溫度傳感器的歷史及簡介 7 3.2

2、 DS18B20的工作原理 7 3.2.1 DS18B20工作時序 7 3.2.2 ROM操作命令 9 3.3 DS18B20的測溫原理 9 3.3.1DS18B20的測溫原理: 9 3.3.2 DS18B20的測溫流程 11 4 單片機接口設計 12 4.1 設計原則 12 4.2 引腳連接 12 4.2.1 晶振電路 12 4.2.2 串口引腳 12 4.2.3 其他引腳 13 5 系統(tǒng)整體設計 14 5.1 系統(tǒng)硬件電路設計 14 5.1.1 主板電路設計 14 5.1.2 各部分電路 14 5.2 系統(tǒng)軟件設計 16 5.2.1 系統(tǒng)軟件設計整體思路

3、16 5.2.2 系統(tǒng)程序流圖 17 5.3 調試 21 6 結束語 23 附錄 24 參照文獻 32 1 引言 1.1 溫度控制系統(tǒng)設計的背景、發(fā)展歷史及意義 隨著社會的發(fā)展，科技的進步，以及測溫儀器在各個領域的應用，智能化已是現代溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。特別是近年來，溫度控制系統(tǒng)已應用到人們生活的各個方面，但溫度控制始終是一種未開發(fā)的領域，卻又是與人們息息有關的一種實際問題。針對這種實際狀況，設計一種溫度控制系統(tǒng)，具有廣泛的應用前景與實際意義。 溫度是科學技術中最基本的物理量之一，物理、化學、生物等學科都離不開溫度。在工業(yè)生產和實驗研究中，像電力、化工、石油、冶

4、金、航空航天、機械制造、糧食存儲、酒類生產等領域內，溫度常常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要的參數之一。例如，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范疇之內；許多化學反映的工藝過程必須在合適的溫度下才干正常進行；煉油過程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進行分餾才干得到汽油、柴油、煤油等產品。沒有合適的溫度環(huán)境，許多電子設備就不能正常工作，糧倉的儲糧就會變質霉爛，酒類的品質就沒有保障。因此，各行各業(yè)對溫度控制的規(guī)定都越來越高。可見，溫度的測量和控制是非常重要的。 單片機在電子產品中的應用已經越來越廣泛，在諸多的電子產品中也用到了溫度檢測和溫度控制。隨著溫度控制器應用范疇的日益廣泛和多樣，多種合用于不

5、同場合的智能溫度控制器應運而生。 1.2 溫度控制系統(tǒng)的目的 本設計的內容是溫度測試控制系統(tǒng)，控制對象是溫度。溫度控制在平常生活及工業(yè)領域應用相稱廣泛，例如溫室、水池、發(fā)酵缸、電源等場合的溫度控制。而以往溫度控制是由人工完畢的并且不夠注重，其實在諸多場合溫度都需要監(jiān)控以避免發(fā)生意外。針對此問題，本系統(tǒng)設計的目的是實現一種可持續(xù)高精度調溫的溫度控制系統(tǒng)，它應用廣泛，功能強大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實用又便宜的控制系統(tǒng)。 1.3 溫度控制系統(tǒng)完畢的功能 本設計是對溫度進行實時監(jiān)測與控制，設計的溫度控制系統(tǒng)實現了基本的溫度控制功能：當溫度低于設定下限溫度時，系統(tǒng)自動啟動加熱繼電器加溫，

6、使溫度上升，同步綠燈亮。當溫度上升到下限溫度以上時，停止加溫；當溫度高于設定上限溫度時，系統(tǒng)自動啟動電扇降溫，使溫度下降，同步紅燈亮。當溫度下降到上限溫度如下時，停止降溫。溫度在上下限溫度之間時，執(zhí)行機構不執(zhí)行。三個數碼管即時顯示溫度，精確到小數點一位。 2 總體設計方案 2.1 方案一 測溫電路的設計，可以使用熱敏電阻之類的器件運用其感溫效應，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行A/D轉換后，就可以用單片機進行數據的解決，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設計需要用到A/D轉換電路，感溫電路比較麻煩。 2.2 方案二 考慮使用溫度傳感器，結合單片機電

7、路設計，采用一只DS18B20溫度傳感器，直接讀取被測溫度值，之后進行轉換，依次完畢設計規(guī)定。 比較以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡樸，軟件設計容易實現，故實際設計中擬采用方案二。 在本系統(tǒng)的電路設計方框圖如圖1.1所示，它由三部分構成:①控制部分主芯片采用單片機AT89S51；②顯示部分采用3位LED數碼管以動態(tài)掃描方式實現溫度顯示；③溫度采集部分采用DS18B20溫度傳感器。 加熱繼電器 電電扇繼電器 單 片 機 DS18B20 LED顯示 批示燈 圖2－1 溫

8、度計電路總體設計方案 1. 控制部分 單片機AT89S51具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設計需要，很適合便攜手持式產品的設計使用，系統(tǒng)應用三節(jié)電池供電。 2. 顯示部分 顯示電路采用3位共陽LED數碼管，從P0口送數，P2口掃描。 3. 溫度采集部分 DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司最新推出的一種改善型智能溫度傳感器，與老式的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫。這一部分重要完畢對溫度信號的采集和轉換工作，由DS18B20數字溫度傳感器及其與單片機的接口部分構成。數字溫度傳感器DS18B20把采集到的溫度通過數據引腳傳

9、到單片機的P1.0口，單片機接受溫度并存儲。此部分只用到DS18B20和單片機，硬件很簡樸 1) DS18B20的性能特點如下[9]： 1) 獨特的單線接口僅需要一種端口引腳進行通信； 2) 多種DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現多點組網功能； 3) 不必外部器件； 4) 可通過數據線供電，電壓范疇為3.0～5.5V； 5) 零待機功耗； 6) 溫度以3位數字顯示； 7) 顧客可定義報警設立； 8) 報警搜索命令辨認并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件； 9) 負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 (2) DS1

10、8B20的內部構造 DS18B20采用3腳PR－35封裝，如圖1.2所示；DS18B20的內部構造，如圖3所示。 圖2－2 DS18B20封裝 (3) DS18B20內部構造重要由四部分構成[5]： 1) 64位光刻ROM。開始8位是產品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位，最后8位是前56位的CRC校驗碼，這也是多種DS18B20可以采用一線進行通信的因素[10]。64位閃速ROM的構造如下. 表2－1 ROM構造 8b檢查CRC 48b序列號 8b工廠代碼（10H） MSB LSB MSB

11、 LSB MSB LSB 圖2－3 DS18B20內部構造 2) 非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL，可通過軟件寫入顧客報警上下限值。 3) 高速暫存存儲，可以設立DS18B20溫度轉換的精度。 DS18B20溫度傳感器的內部存儲器還涉及一種高速暫存RAM和一種非易失性的可電擦除的E2PRAM。高速暫存RAM的構造為8字節(jié)的存儲器，構造如圖1.3所示。頭2個字節(jié)涉及測得的溫度信息，第3和第4字節(jié)TH和TL的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。第5個字節(jié)，為配備寄存器，它的內容用于擬定溫度值的數字轉換辨別率。DS18B20工作時寄存器

12、中的辨別率轉換為相應精度的溫度數值。它的內部存儲器構造和字節(jié)定義如圖1.3所示。低5位始終為１，TM是工作模式位，用于設立DS18B20在工作模式還是在測試模式。 表2－2 DS18B20內部存儲器構造 Byte0 溫度測量值LSB（50H） Byte1 溫度測量值MSB（50H） E2PROM Byte2 TH高溫寄存器 ?----à TH高溫寄存器 Byte3 TL低溫寄存器 ?----à TL 低溫寄存器 Byte4 配位寄存器 ?----à 配位寄存器 Byte5 預留（FFH） Byte6 預留（0CH）

13、 Byte7 預留（IOH） Byte8 循環(huán)冗余碼校驗（CRC） 2) 非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL，可通過軟件寫入顧客報警上下限值。 3) 高速暫存存儲，可以設立DS18B20溫度轉換的精度。 DS18B20出廠時該位被設立為0，顧客要去改動，R1和R0決定溫度轉換的精度位數，來設立辨別率,如圖1.4。 圖2－3 DS18B20字節(jié)定義 TM R1 R0 1 1 1 1 1 由表1.1可見，辨別率越高，所需要的溫度數據轉換時間越長。因此，在實際應用中要將辨別率和轉換時間權衡考慮。 高速暫存RA

14、M的第6、7、8字節(jié)保存未用，體現為全邏輯1。第9字節(jié)讀出前面所有8字節(jié)的CRC碼，可用來檢查數據，從而保證通信數據的對的性。 當DS18B20接受到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完畢后的溫度值就以16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第1、2字節(jié)。單片機可以通過單線接口讀出該數據，讀數據時低位在先，高位在后，數據格式以0.0625℃／LSB形式表達。 當符號位S＝0時，表達測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位S＝1時，表達測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數值。 表1.2是一部分溫度值相應的二進制溫度數據[6]

15、。 表2－4 DS18B20溫度轉換時間表 R1 R0 辨別率/位 溫度最大轉向時間/ms 0 0 9 93.75 0 1 10 187.5 1 0 11 375 1 1 12 750 表2－5　一部分溫度相應值表 溫度/℃ 二進制表達 十六進制表達 +125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H +25.0625 0000 0001 1001 0000 0191H +10.125 0000 0000

16、1010 0001 00A2H +0.5 0000 0000 0000 0010 0008H 0 0000 0000 0000 1000 0000H -0.5 1111 1111 1111 0000 FFF8H 續(xù)表2－5 -10.125 1111 1111 0101 1110 FF5EH -25.0625 1111 1110 0110 1111 FE6FH -55 1111 1100 1001 0000 FC90H 4) CRC的產生 在64 b ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余校驗碼（CRC）。

17、主機根據ROM的前56位來計算CRC值，并和存入DS18B20中的CRC值做比較，以判斷主機收到的ROM數據與否對的。此外，由于DS18B20單線通信功能是分時完畢的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的多種操作按合同進行。操作合同為：初使化DS18B20（發(fā)復位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→解決數據。 3 DS18B20溫度傳感器簡介 3.1 溫度傳感器的歷史及簡介 溫度的測量是從金屬(物質)的熱脹冷縮開始。水銀溫度計至今仍是多種溫度測量的計量原則?？墒撬娜毕菔侵荒芙嚯x觀測，并且水銀有毒，玻璃管易碎。替代水銀的有酒精溫度計和金屬簧片溫度計

18、，它們雖然沒有毒性，但測量精度很低，只能作為一種概略批示。但是在居民住宅中使用已可滿足規(guī)定。在工業(yè)生產和實驗研究中為了配合遠傳儀表批示，浮現了許多不同的溫度檢測措施，常用的有電阻式、熱電偶式、PN結型、輻射型、光纖式及石英諧振型等。它們都是基于溫度變化引起其物理參數(如電阻值，熱電勢等)的變化的原理。隨著大規(guī)模集成電路工藝的提高，浮現了多種集成的數字化溫度傳感器。 3.2 DS18B20的工作原理 3.2.1 DS18B20工作時序 根據DS18B20的通訊合同，主機控制DS18B20完畢溫度轉換必須通過三個環(huán)節(jié)： 1. 每一次讀寫之前都必須要對DS18B20進行復位； 2. 復位成

19、功后發(fā)送一條ROM指令； 3. 最后發(fā)送RAM指令，這樣才干對DS18B20進行預定的操作。 復位規(guī)定主CPU將數據線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待15～60微秒左右后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表達復位成功。其工作時序涉及初始化時序、寫時序和讀時序，具體工作措施如圖2.1，2.2，2.3所示。 (1) 初始化時序 圖3－1 初始化時序 總線上的所有傳播過程都是以初始化開始的，主機響應應答脈沖。應答脈沖使主機懂得，總線上有從機設備，且準備就緒。主機輸出低電平，保持低電平時間至少480us，以產生復位脈沖。接著主機釋放總線，

20、4.7KΩ上拉電阻將總線拉高，延時15～60us，并進入接受模式，以產生低電平應答脈沖，若為低電平，再延時480us[12]。 (2) 寫時序 圖3－2 寫時序 寫時序涉及寫0時序和寫1時序。所有寫時序至少需要60us，且在2次獨立的寫時序之間至少需要1us的恢復時間，都是以總線拉低開始。寫1時序，主機輸出低電平，延時2us，然后釋放總線，延時60us。寫0時序，主機輸出低電平，延時60us，然后釋放總線，延時2us[8]。 (3) 讀時序 圖3－3 讀時序 總線器件僅在主機發(fā)出讀時序是，才向主機傳播數據，因此，在主機發(fā)出讀數據命令后，必須立即產生讀時序，以便從機

21、可以傳播數據。所有讀時序至少需要60us，且在2次獨立的讀時序之間至少需要1us的恢復時間。每個讀時序都由主機發(fā)起，至少拉低總線1us。主機在讀時序期間必須釋放總線，并且在時序起始后的15us之內采樣總線狀態(tài)。主機輸出低電平延時2us，然后主機轉入輸入模式延時12us，然后讀取總線目前電平，然后延時50us[4] 3.2.2 ROM操作命令 當主機收到DSl8B20 的響應信號后，便可以發(fā)出ROM 操作命令之一，這些命令如表2.2：ROM操作命令。 3.3 DS18B20的測溫原理 3.3.1 DS18B20的測溫原理: 每一片DSl8B20在其ROM中都存有其唯一的48位序列號，在

22、出廠前已寫入片內ROM 中。主機在進入操作程序前必須用讀ROM(33H)命令將該DSl8B20的序列號讀出。 程序可以先跳過ROM，啟動所有DSl8B20進行溫度變換，之后通過匹配ROM，再逐個地讀回每個DSl8B20的溫度數據。 DS18B20的測溫原理如圖2.4所示，圖中低溫度系數晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產生固定頻率的脈沖信號送給減法計數器1，高溫度系數晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯變化，所產生的信號作為減法計數器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計數門，當計數門打開時，DS18B20就對低溫度系數振蕩器產生的時鐘脈沖后進行計數，進而完畢溫度測量。計數門的啟動時間由高溫度系數振蕩器來

23、決定，每次測量前，一方面將-55 ℃所相應的基數分別置入減法計數器1和溫度寄存器中，減法計數器1和溫度寄存器被預置在-55 ℃所相應的一種基數值。減法計數器1對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行減法計數，當減法計數器1的預置值減到0時溫度寄存器的值將加1，減法計數器1的預置將重新被裝入，減法計數器1重新開始對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行計數，如此循環(huán)直到減法計數器2計數到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數值即為所測溫度。圖2.3中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數器的預置值，只要計數門仍未關閉就反復上述過程，該過程啟動加熱模塊，加熱模塊是由電

24、加熱器以及電磁繼電保護器構成，電加熱器選用英國沃克（WALKER）A55TH型號的電加熱器功率為10KW，并串接電磁繼電器作為保護。電電扇模塊用于溫度過高時的降溫操作，電電扇選用國產眾信軸流電扇HC12038M12功率為100W，此款電扇性價比高且能較好的滿足本次設計需求。通過電加熱器和電電扇的使用致使溫度寄存器值達到被測溫度值，即可完畢設計任務。 國內生活電壓為220V，電加熱器的功率10KW，由公式得P=U×I， 電流I=10KW÷220V=45.46A 可見電流過大應加載電磁繼電器作為電路保護。 表3－1 ROM操作命令 指令 商定代碼 功

25、 能 讀ROM 33H 讀DS18B20 ROM中的編碼 符合ROM 55H 發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出64位ROM編碼，訪問單線總線上與該編碼相相應的DS18B20 使之作出響應，為下一步對該DS18B20的讀寫作準備 搜索ROM 0F0H 用于擬定掛接在同一總線上DS18B20的個數和辨認64位ROM地址，為操作各器件作好準備 跳過ROM 0CCH 忽視64位ROM地址，直接向DS18B20發(fā)溫度變換命令，合用于單片工作。 續(xù)表3－1 告警搜索 命 令 0ECH 執(zhí)行后，只有溫度超過設定值上限或者下限的片子才做出

26、響應 溫度變換 44H 啟動DS18B20進行溫度轉換，轉換時間最長為500MS，成果存入內部9字節(jié)RAM中 讀暫存器 0BEH 讀內部RAM中9字節(jié)的內容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內部RAM的第3，4字節(jié)寫上、下限溫度數據命令，緊跟讀命令之后，是傳送兩字節(jié)的數據 復制暫存器 48H 將E2PRAM中第3，4字節(jié)內容復制到E2PRAM中 重調E2PRAM 0BBH 將E2PRAM中內容恢復到RAM中的第3，4字節(jié) 讀 供 電 方 式 0B4H 讀DS18B20的供電模式，寄生供電時DS18B20發(fā)送“0”，外接電源供電DS18B20發(fā)送“1”

27、 此外，由于DS18B20單線通信功能是分時完畢的，她有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的多種操作必須按合同進行。操作合同為：初始化DS18B20（發(fā)復位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→解決數據。 減法計數器 斜坡累加器 減到0 減法計數器 預 置 低溫度系數 振 蕩 器 高溫度系數 振 蕩 器 計數比較器 預 置 溫度寄存器 減到0 圖3－4 測溫原理內部裝置 3.3.2 DS18B20的測溫流程 初始化 DS18B20 跳過ROM 匹配 溫度變換 延時1S 跳過ROM 匹

28、配 讀暫存器 轉換成顯示碼 數碼管顯示 圖3－5 DS18B20測溫流程 . 4 單片機接口設計 4.1 設計原則 DS18B20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時DS18B20的1腳接地，2腳作為信號線，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，如圖3.1所示單片機端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時鐘周期內提供足夠的電流，可用一種MOSFET管來完畢對總線的上拉。本設計采用電源供電方式， P1.1口接單線總線為保證在有效的DS18B20時鐘周期內提供足夠的電流，可用一種MOSFET管和89S51的P1.0來完畢對總線的上拉。當DS18B20

29、處在寫存儲器操作和溫度A/D變換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉啟動時間最大為10 μs。采用寄生電源供電方式是VDD和GND端均接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接受口必須是三狀態(tài)的。主機控制DS18B20完畢溫度轉換必須通過3個環(huán)節(jié)： l 初始化； l ROM操作指令； l 存儲器操作指令。 4.2 引腳連接 4.2.1 晶振電路 單片機XIAL1和XIAL2分別接30PF的電容，中間再并個12MHZ的晶振，形成單片機的晶振電路。 4.2.2 串口引腳 P0口接9個2.2K的排阻然后接到顯示電路上。P1.0溫度傳感器DS18B20如圖3.1所示。 18B

30、20 單 片 機 P1.0 VCC GND 圖4－1 DS18B20與單片機的接口電路 P1.1和P1.2引腳接繼電器電路的4.7K電阻上，P1口其她引腳懸空 P2口中P2.0、P2.1、P2.2、P2.3分別接到顯示電路的4.7K電阻上，P2.5接蜂鳴器電路，其她引腳懸空 P3口中P3.5、P3.6、P3.7接到按鍵電路 4.2.3 其他引腳 ALE引腳懸空，復位引腳接到復位電路、VCC接電源、VSS接地、EA接電源 5 系統(tǒng)整體設計 5.1 系統(tǒng)硬件電路設計 5.1.1 主板電路設計 單片機的P

31、1.0接DS18B20的2號引腳，P0口送數P2口掃描，P1.1、P1.2控制加熱器和電電扇的繼電器。如附錄2。 5.1.2 各部分電路 (1) 顯示電路 顯示電路采用了7段共陰數碼管掃描電路，節(jié)省了單片機的輸出端口，便于程序的編寫。 圖5－1 顯示電路圖 (2) 單片機電路 圖5－2 單片機電路引腳圖 (3) DS18B20溫度傳感器電路 圖5-3 溫度傳感器電路引腳圖 (4) 繼電器電路 圖中P1.1引腳控制加熱器繼電器。給.P1.1低電平，三極管導通，電磁鐵觸頭放下來開始工作. 圖5-4 繼電器電路圖 (5) 晶振控制電路 圖

32、5-5 晶振控制電路圖 (6) 復位電路 圖5-6復位電路圖 5.2 系統(tǒng)軟件設計 5.2.1 系統(tǒng)軟件設計整體思路 一種應用系統(tǒng)要完畢各項功能，一方面必須有較完善的硬件作保證。同步還必須得到相應設計合理的軟件的支持，特別是微機應用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完畢的工作，都可通過軟件編程而替代。甚至有些必須采用很復雜的硬件電路才干完畢的工作，用軟件編程有時會變得很簡樸，如數字濾波，信號解決等。因此充足運用其內部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與S51系列單片機相相應的51匯編語言和構造化程序設計措施進行軟件編程。 程序設計語言有三種：機器語言、匯編語言和高檔語言。

33、機器語言是機器唯一能“懂”的語言，用匯編語言或高檔語言編寫的程序（稱為源程序）最后都必須翻譯成機器語言的程序（成為目的程序），計算機才干“看懂”，然后逐個執(zhí)行。 高檔語言是面向問題和計算過程的語言，它可通過于多種不同的計算機，顧客編程時不必仔細理解所用的計算機的具體性能與指令系統(tǒng)，并且語句的功能強，常常一種語句已相稱于諸多條計算機指令，于是用高檔語言編制程序的速度比較快，也便于學習和交流，但是本系統(tǒng)卻選用了匯編語言。因素在于，本系統(tǒng)是編制程序工作量不大、規(guī)模較小的單片機微控制系統(tǒng)，使用匯編語言可以不用像高檔語言那樣占用較多的存儲空間，適合于存儲容量較小的系統(tǒng)。同步，本系統(tǒng)對位解決規(guī)定很高，需

34、要解決大量的邏輯控制問題。 MCS—51指令系統(tǒng)的指令長度較短，它在存儲空間和執(zhí)行時間方面具有較高的效率，編成的程序占用內存單元少，執(zhí)行也非常的快捷，與本系統(tǒng)的應用規(guī)定很適合。并且MCS—51指令系統(tǒng)有豐富的位操作（或稱位解決）指令，可以形成一種相稱完整的位操作指令子集，這是MCS—51指令系統(tǒng)重要的長處之一。對于規(guī)定反映敏捷與控制及時的工控、檢測等實時控制系統(tǒng)以及規(guī)定體積小、系統(tǒng)小的許多“電腦化”產品，可以充足體現出匯編語言簡要、整潔、執(zhí)行時間短和易于使用的特點。 本裝置的軟件涉及主程序、讀出溫度子程序、復位應答子程序、寫入子程序、以及有關DS18B20的程序（初始化子程序、寫程序和讀程

35、序） 5.2.2 系統(tǒng)程序流圖 系統(tǒng)程序重要涉及主程序，讀出溫度子程序，復位應答子程序，寫入子程序等。 1）主程序 主程序的重要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并解決DS18B20的測量的目前溫度值，溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之內測量一次被測溫度，其程序流程見圖19所示。 通過調用讀溫度子程序把存入內存儲中的整數部分與小數部分分開寄存在不同的兩個單元中，然后通過調用顯示子程序顯示出來 圖5-7 主程序流程圖 DS18B20復位、應答子程序 跳過ROM匹配命令 寫入子程序 溫度轉換命令 寫入子程序 顯示子程序(延時)

36、 DS18B20復位、應答子程序 跳過ROM匹配命令 寫入子程序 讀溫度命令子程序 終 止 圖5-8 讀出溫度子程序 2）讀出溫度子程序 讀出溫度子程序的重要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時需進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數據的改寫。 DS18B20的各個命令對時序的規(guī)定特別嚴格，因此必須按照所規(guī)定的時序才干達到預期的目的，同步，要注意讀進來的是高位在后低位在前，共有12位數，小數4位，整數7位，尚有一位符號位。 3）復位、應答子程序 P1.0口清0 開始 延時

37、537US P1.0口置1 否 50US與否有低電平 是 標志位置1 P1.0口置1 有234US低電平 標志位置1 終結 圖5-9復位、應答子程序 4）寫入子程序 開始 進位C清0 終結 R2與否為0 P1.0置 0 延時46US 帶進位右移 延時12US P1.0清0 圖5-10寫入子程序 5)系統(tǒng)總的流程圖 開 始 初始化DS18B20 顯示目前溫度 判斷目前溫度值 超過設定 溫度上

38、限 啟動電扇 減少溫度 紅燈亮 設定溫度上、下限 啟動電熱爐升高溫度 是 否 低于設定 溫度下限 是 綠燈亮 否 圖5-11系統(tǒng)總的流程圖 5.3 調試 主程序的功能是：啟動DS18B20測量溫度，將測量值與給定值進行比較，若測得溫度不不小于設定值，則進入加熱階段，置P1.1為低電平，這期間繼續(xù)對溫度進行監(jiān)測，直到溫度在設定范疇內，置P1.1為高電平斷開可控硅，關閉加熱器，等待下一次的啟動命令。當測得溫度不小于設定值，則進入降溫階段，則置P1.2為低電平，這期間繼續(xù)對溫度進行監(jiān)測，直到溫度在設定范疇內，置P1.2為高電平斷開，關閉電扇，等待下一次的啟動命令。

39、 第一次接電調試，設立溫度上限為90攝氏度，溫度下限為20攝氏度。加熱后，溫度有時超過90攝氏度卻不報警，后經檢查，發(fā)現是進位C沒有清0，于是在如下寫入程序中加入進位C清零，便排除了這個異常。 WR1:CLR P1.0 MOV R3,#6 DJNZ R3,$ RRC A MOV P1.0,C MOV R3,#23 DJNZ R3,$ SETB P1.0 NOP DJNZ R2,WR1 RET; 讀DS18B2 再經實際接電調試，一切運營正常。加熱到90攝氏度時，紅燈亮起，自動斷電，而低于20攝氏度時，綠燈亮起，開始加熱。 6 結束語 本設計使用的溫度控制器構

40、造簡樸、測溫精確，具有一定的實際應用價值。該智能溫度控制器只是DS18B20在溫度控制領域的一種簡樸實例，尚有許多需要完善的地方，例如可以將測得的溫度通過單片機與通訊模塊相連接，以手機短消息的方式發(fā)送給顧客，使顧客可以隨時對溫度進行監(jiān)控。此外，還能廣泛地應用于其她某些工業(yè)生產領域，如建筑，倉儲等行業(yè)。本溫度控制系統(tǒng)可以應用于多種場合，像的溫度、育嬰房的溫度、水溫的控制。顧客可靈活選擇本設計的用途，有很強的實用價值。 附錄 附錄1 電源線插接闡明： 所提供的電池盒，紅線為正，黑線為負。板子所留出來的電源插口用VCC（表達電源正）和GND（表達電源負）標明。若沒有標明，我們會刻有記號

41、，刻有+號處為電源正。 附錄2 主板電路圖 附錄3 程序代碼 ORG 0000H TEMPER_L EQU 29H TEMPER_H EQU 28H FLAG1 EQU 38H;與否檢測到DS18B20標志位 A_BIT EQU 20H ;數碼管個位數寄存內存位置 B_BIT EQU 21H ;數碼管十位數寄存內存位置 XS EQU 30H MOV A,#00H MOV P2,A MAIN:LCALL GET_TEMPER;調用讀溫度子程序 MOV A,29H MOV B,A CLR C RLC A CLR C RLC A CLR C

42、RLC A CLR C RLC A SWAP A MOV 31H,A MOV A,B MOV C,40H;將28H中的最低位移入C RRC A MOV C,41H RRC A MOV C,42H RRC A MOV C,43H RRC A MOV 29H,A LCALL DISPLAY;調用數碼管顯示子程序 AJMP MAIN; 這是DS18B20復位初始化子程序 INIT_1820:SETB P1.0 NOP CLR P1.0;主機發(fā)出延時537微秒的復位低脈沖 MOV R1,#3 TSR1:MOV R0,#107 DJNZ R0,$ DJNZ

43、R1,TSR1 SETB P1.0;然后拉高數據線 NOP NOP NOP MOV R0,#25H TSR2:JNB P1.0,TSR3;等待DS18B20回應 DJNZ R0,TSR2 LJMP TSR4 ; 延時 TSR3:SETB FLAG1 ; 置標志位,表達DS1820存在 LJMP TSR5 TSR4:CLR FLAG1 ; 清標志位,表達DS1820不存在 LJMP TSR7 TSR5:MOV R0,#117 TSR6:DJNZ R0,TSR6 ; 時序規(guī)定延時一段時間 TSR7:SETB P1.0 RET; 讀出轉換后的溫度值 GET_TEMP

44、ER:SETB P1.0 LCALL INIT_1820;先復位DS18B20 JB FLAG1,TSS2 RET ; 判斷DS1820與否存在?若DS18B20不存在則返回 TSS2:MOV A,#0CCH ; 跳過ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#44H ; 發(fā)出溫度轉換命令 LCALL WRITE_1820;這里通過調用顯示子程序實現延時一段時間,等待AD轉換結束,12位的話750微秒 LCALL DISPLAY LCALL INIT_1820;準備讀溫度前先復位 MOV A,#0CCH ; 跳過ROM匹配 LCALL WRITE_1820

45、 MOV A,#0BEH ; 發(fā)出讀溫度命令 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200; 將讀出的溫度數據保存到35H/36H RET;寫DS18B20的子程序(有具體的時序規(guī)定) WRITE_1820:MOV R2,#8;一共8位數據 CLR C WR1:CLR P1.0 MOV R3,#6 DJNZ R3,$ RRC A MOV P1.0,C MOV R3,#23 DJNZ R3,$ SETB P1.0 NOP DJNZ R2,WR1 RET; 讀DS18B20的程序,從DS18B20中讀出兩個字節(jié)的溫度數據 READ_18

46、200:MOV R4,#2 ; 將溫度高位和低位從DS18B20中讀出 MOV R1,#29H ; 低位存入29H(TEMPER_L),高位存入28H(TEMPER_H) RE00:MOV R2,#8;數據一共有8位 RE01:CLR C SETB P1.0 NOP NOP CLR P1.0 NOP NOP NOP SETB P1.0 MOV R3,#9 RE10: DJNZ R3,RE10 MOV C,P1.0 MOV R3,#23 RE20: DJNZ R3,RE20 RRC A DJNZ R2,RE01 MOV @R1,A DEC R1 DJNZ

47、 R4,RE00 RET DISPLAY:CLR C SUBB A, #30 JNB CY, T1 MOV A, B CLR C SUBB A,#25 JNB CY, XIANSHI CLR P1.1 LJMP XIANSHI T1:CLR P1.2 XIANSHI:MOV A,B MOV B,#10 ;10進制/10=10進制 DIV AB MOV B_BIT,A ;十位在A MOV A_BIT,B ;個位在B MOV R0,#4 CLR C;多加的 DPL1: MOV R1,#250 ;顯示1000次 DPLOP:M

48、OV DPTR,#NUMTAB1 MOV A,A_BIT ;取個位數 MOVC A,@A+DPTR ;查個位數的7段代碼 MOV P0,A ;送出個位的7段代碼 CLR P2.1 ;開個位顯示 ACALL D1MS ;顯示1MS SETB P2.1 MOV DPTR,#NUMTAB MOV A,B_BIT ;取十位數 MOVC A,@A+DPTR ;查十位數的7段代碼 MOV P0,A ;送出十位的7段代碼 CLR P2.2 ;開十位顯示 ACALL D1MS ;顯示1MS SETB P2.2 JC XSW;多加的 MOV A,31H MOV B,#160

49、DIV AB MOV XS,B XSW:MOV A,XS MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A CLR P2.0 ACALL D1MS SETB P2.0 SETB C;多加的 DJNZ R1,DPLOP ;250次沒完循環(huán) DJNZ R0,DPL1 ;4個250次沒完循環(huán) RET;1MS延時(按12MHZ算) D1MS: MOV R7,#80 DJNZ R7,$ RET NUMTAB:DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH，7FH，7FH,7FH,7FH,7FH,7FH NUMTAB1: DB

50、0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFH END 參照文獻 [1]．李朝青,單片機原理及接口技術(簡要修訂版)［M］. 北京:北京航空航天大學出版社， 1998 [2]．李廣弟.單片機基本[M]. 北京:北京航空航天大學出版社，1994 [3]．金偉正.單線數字溫度傳感器的原理與應用[J].電子技術與應用， [4]．李 鋼.1-Wire總線數字溫度傳感器DS18B20原理及應用.現代電子技術[J], [5]Steven F.Barrett,Daniel J.Pack.Embedded System[M].北京：電子工業(yè)出版

51、社， [6]. 陳躍東.DS18B20集成溫度傳感器原理與應用[J].安徽機電學院學報, [7]. 閻石.數字電子技術基本（第三版）[M]. 北京：高等教育出版社，1989 （英文版 ） easily blame, to prevent the broken window effect. Supervise the leading cadres to play an exemplary role, take the lead in the strict implementation of the < code > and < rule >, lead to safeguard

52、 the solemnity and authority of the party discipline, ensure that the party discipline and the laws and regulations for implementation in place. Throughout the discipline in the daily supervision and management , strengthen supervision and inspection, from the thorough investigation of violations o

53、f discipline behavior. Strengthen to key areas, key departments and key projects as well as the masses reflect the concentration of the units and departments for supervision. - strengthening supervision, discipline inspection and supervision of cadres to set an example for compliance with the < code

54、 > and < rule > is a man must be hexyl, blacksmith needs its own hardware. Discipline inspection organs as the executor of the party discipline, and supervisor of the defenders, for its supervision must be more strictly, discipline inspection and supervision of cadres to firmly establish the awarene

55、ss of Party Constitution, sense of discipline and rules consciousness, politics loyalty, sense obey. Action speak Ji Ordinance to set an example of the regulations of the rule of law, strengthen supervision and accept the supervision of the firmness and consciousness, do comply with < > and < >. To

56、firmly establish the discipline must first be disciplined, the supervisor will be subject to the supervision of "concept, and consciously safeguard and implement party compasses party, take the lead in practicing" three strict real strict, so loyal, clean, play. To be good at learning, the Constitut

57、ion and the < code > as morality, politics and brought to fruition; to implement < >, do not want to, dare not, not with disciplinary ruler to supervision; to discipline a ruler, often the control inspection, and consciously in the ideological red line to draw the row Ming Good accumulation is indee

58、d the bottom line, so that the heart has fear, said to have quit, the line has ended. Attached: indifferent to heart, calmly to the table in our life, there are many unpredictable things will happen, some good, some bad things, we cannot control is powerless to stop, but with time, you will find in

59、life sometimes turns out to be not good, some bad things finally turned out to be a good thing, but then we muddy however did not know, this is the life teach us things. 1, life can be complex, can also be simple. Want simple life of precipitation, to have enough time to reflect, to make Become more

60、 perfect. Life is the most important thing is not to win, but the struggle; not to have conquered, but to have fought well. 2, the plain is the background of life. Live a plain life, give up on themselves is not a coward, but the wise answers; not disillusioned after the heart, such as ashes, but ex

61、perience the storm after the enlightenment; not unrewarding perfunctorily, but calm attitude of life of unrestrained self-confidence. Plain living, there is no noise noisy, no earthly troubles, more did not fill in the discontent of desire, some just a calm, a calm. 3, memory of heart will not good

62、things to erase the, life is a When no movie, pain is a beginning, the struggle is a kind of process, death is a kind of ending. Give up this giving up is the helpless, do not give up the abandoned, do not give up this giving up is ignorance, do not give up should not give up is persistent. 4, a thi

63、ng figured is heaven, think impassability is hell. Since the living, to live better. Sometimes we because of too narrow-minded, too care around the chores and penny wise and pound foolish, not worth the candle. Some things to attract trouble and worry, completely depends on how we look at and deal w

64、ith it. Don't always take everything back to things, and don't get into a blind alley, don't want to face, don't be narrow-minded. Poke to care, is a kind of open-minded, a free and easy. 5, I am not afraid of others behind me a knife, I afraid to look back and see stab me, is my intention to treat

65、people; I am not afraid of the truth to tell the best friend, I'm afraid he turned to it as a joke to tell don't 6, when we are in a positive frame of mind, you will find many good things; and when we are in a negative state of mind, you will find many depressed things; life happy and worry, all is

66、you of life attitude, optimistic, good luck; loss of sink, Eritrea company. When you are in adversity, may wish to change a point of view to think everything over to the good Think, because good mentality decided the fate of the! 7, people are tired, rest; heart tired, calm. Grow up, mature, this society read. Tired and sad, squat down, to their a hug. Because the world no one can sympathize with you, have mercy on you. You cry, tears is your own; you pain, no one can understand. Then you only t