畢業(yè)設(shè)計---基于單片機(jī)的實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文)</p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班 級 07電氣（1） </p><p>　　課 題 基于單片機(jī)的實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　

2、基于單片機(jī)的實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文所介紹的是一種采用單總線數(shù)字式的溫度傳感器DS18B20與AT89S52單片機(jī)組成的新型溫度測量系統(tǒng)，并使用LED數(shù)碼管顯示器將所測溫度顯示出來。該系統(tǒng)以 AT89S52單片機(jī)為控制核心，利用新型一線制溫度傳感器 DS18B20測量溫度值，實現(xiàn)環(huán)境溫度的檢測和報

3、警。系統(tǒng)測溫范圍為-40℃—+85℃，測量精度為 0.5℃。用戶可以自定義報警上、下限，一旦溫度超過極限值，單片機(jī)便啟動聲光報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)精度高、測溫范圍廣、報警及時，可廣泛應(yīng)用于基于單片機(jī)的溫報警場合。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：AT89S52單片機(jī)；溫度測量；DS18B20；聲光報警；數(shù)碼管顯示</p><p>　　Design of Real-time Temperature

4、Monitoring System Based on Single Chip Microcomputer</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Described in this paper is a single-bus digital temperature sensor DS18B20 AT89S52 single chip

5、with a new temperature measuring system，and use the LED digital display will display the measured temperature. The AT89S52 microcontroller for the control system to the core，Temperature sensor system using a new first-li

6、ne temperature measurement DS18B20，achieve environmental temperature detection and alarm. Temperature measurement range is -40 ℃ - +85 ℃, measurement accuracy of 0.5 ℃. Users can custom</p><p>　　Key words: A

7、T89S52 microcontroller; temperature measurement; DS18B20; sound and light alarms; digital display</p><p><b>　　朗讀</b></p><p>　　顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　朗讀</b>

8、</p><p>　　顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　字典</b></p><p><b>　　朗讀</b></p><p>　　顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　朗讀</b></p><p&

9、gt;　　顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　朗讀</b></p><p>　　顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　朗讀</b></p><p>　　顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　朗讀</b>&

10、lt;/p><p>　　顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p>　　Abstract3</p><p><b>　　目 錄4</b></p>

11、<p><b>　　第一章 前言5</b></p><p>　　第二章 監(jiān)控系統(tǒng)主要元器件簡介6</p><p>　　2.1 AT89S52單片機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及功能6</p><p>　　2.1 .1 AT89S52單片機(jī)的主要功能6</p><p>　　2.1.2 AT89S5單片機(jī)的封裝及其引腳

12、功能說明7</p><p>　　2.1.3外接晶振或外部振蕩器引腳9</p><p>　　2.1.4 AT89S52復(fù)位9</p><p>　　2.2溫度測量傳感器DS18B20介紹10</p><p>　　2.2.1 DS18B20簡介10</p><p>　　2.2.2 DS18B20的引腳、封裝和結(jié)構(gòu)

13、10</p><p>　　2.2.3 寄生電源12</p><p>　　2.2.4 溫度測量原理12</p><p>　　2.3四位連體數(shù)碼管SM41056413</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計15</p><p>　　3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)15</p><p>　　3

14、.2 溫度檢測模塊17</p><p>　　3.3 溫度顯示模塊電路17</p><p>　　3.4報警電路模塊17</p><p>　　3.5 基于AT89S52單片機(jī)的溫度測量系統(tǒng)總電路18</p><p>　　3.6 溫度測量系統(tǒng)的實物圖19</p><p>　　第四章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計21<

15、/p><p>　　4.1 主程序21</p><p>　　4.2 子程序22</p><p>　　4.2.1讀出溫度子程序22</p><p>　　4.2.2溫度轉(zhuǎn)換命令子程序22</p><p>　　4.2.3計算溫度子程序23</p><p>　　4.2.4顯示數(shù)據(jù)刷新子程序24&l

16、t;/p><p>　　第五章 結(jié)論25</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　致 謝27</b></p><p>　　附錄一 英文文獻(xiàn)28</p><p>　　附錄二 中文翻譯37</p><p><

17、;b>　　第一章 前言</b></p><p>　　溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，對于我們來說，不僅僅是一個量的反映，更能直接影響作用到我們的生活中，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中需要實時測量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫度的測量。我們身邊大自然中動植物的生存繁衍與周圍環(huán)境的溫度也息息相關(guān)。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究對溫度也都有較高的要求，如石油、化工、冶金、紡織、機(jī)械制造等行業(yè)，有些

18、特殊的行業(yè)，比如航空航天類行業(yè)對溫度就有一個更高的要求，我們常接觸到的食品行業(yè)中，水果、蔬菜、肉類等的保存就需要保證一定的溫度，食品加工中也需要保證相應(yīng)的溫度，如果空氣溫度不適應(yīng)，極有可能產(chǎn)生不良反應(yīng)，嚴(yán)重的可能直接影響到人們的生命健康。我們電子科技行業(yè)也同樣離不開對溫度的測量和控制，如制造大規(guī)模集成電路時就需要極精確的溫度控制。工業(yè)溫度的測量和控制在激光器、光纖光柵的使用及其他的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。因此研究溫度的測量方法和

19、裝置具有重要的意義。測量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器。隨著科技的發(fā)展，技術(shù)要求的重視，溫度測量的精度也越來越被看重。所以高精度溫度測量系統(tǒng)的研究就非常有意義。</p><p>　　本課題使用AT89S52單片機(jī)結(jié)合DS18B20溫度控制系統(tǒng)設(shè)計方案。要求該系統(tǒng)能夠合理有效的管理和控制外部硬件，達(dá)到實時檢測、監(jiān)測和控制溫度的目的，形成一套智能化溫度控制系統(tǒng)。此數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準(zhǔn)

20、確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準(zhǔn)確的場所，或科研實驗室使用，該設(shè)計控制器使用單片機(jī)AT89S52，測溫傳感器使用DS18B20，用4位共陽極LED數(shù)碼管以并口傳送數(shù)據(jù),實現(xiàn)溫度顯示,能準(zhǔn)確達(dá)到以上要求。 </p><p>　　第二章 監(jiān)控系統(tǒng)主要元器件簡介</p><p>　　2.1 AT89S52單片機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及功能</p><p>　　2.1

21、.1 AT89S52單片機(jī)的主要功能</p><p>　?。?）8位字長CPU；</p><p>　?。?）振蕩器和時鐘電路，全靜態(tài)操作：0~33MHz；</p><p>　　（3）8KB系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash存儲器；</p><p>　　（4）256B內(nèi)部RAM；</p><p>　　（5）4個I/O端口共32線；&

22、lt;/p><p>　?。?）3個16位定時/計數(shù)器；</p><p>　　（7）全雙工（UART）串行口通道；</p><p><b>　　（8）ISP端口；</b></p><p>　?。?）定時監(jiān)視器（看門狗）；</p><p>　　AT89S系列單片機(jī)的基本組成：</p><

23、;p>　　圖1 AT89S系列單片機(jī)的基本組成框圖</p><p>　　2.1.2 AT89S5單片機(jī)的封裝及其引腳功能說明</p><p>　　圖2 AT89S52引腳</p><p>　?。?）VCC：電源電壓+5V （2）GND：接地</p><p>　?。?）P0口：P0口是8位漏極開路型雙向I/O

24、口，其既可作為地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，又可作為通用I/O口使用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，該口分時轉(zhuǎn)換低8位地址和數(shù)據(jù)總線，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在作為通用I/O口使用時：作為輸出口用時，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，在驅(qū)動NMOS電路時,需外接上拉電阻。作為輸入端口用時，要先向鎖存器寫l，這時輸出級2個FET均截止,可用作可作為高阻抗輸入。</p><p>　　（4）P1口：Pl是一個帶內(nèi)部上拉

25、電阻的8位雙向I／O口，Pl的輸出緩沖級可驅(qū)動（接收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“l(fā)”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。</p><p>　?。?）P2口：P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，該口的輸出緩沖級可驅(qū)動4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可

26、作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVX @DPTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVX @Ri指令）時，P2口線上的內(nèi)容在整個訪問期間不改變。 </p><p>　?。?）P3口：P3口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0口。P3口輸出緩沖級可

27、驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“l(fā)”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端口時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3口除了作為一般的I／0口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：</p><p><b>　　端口引腳第二功能</b></p><p>　　P3.0 RXD 串行輸入口</p&

28、gt;<p>　　P3.1 TXD 串行輸出口</p><p>　　P3.2 INT0 外部中斷0</p><p>　　P3.3 INT1 外部中斷1</p><p>　　P3.4 T0 定時／計數(shù)器0外部輸入</p><p>　　P3.5 T1 定時／計數(shù)器1外部輸入</p>

29、<p>　　P3.6 WR 寫選通</p><p>　　P3.6 RD 讀選通</p><p>　?。?）EA/VPP：外部訪問允許端。EA端保持低電平時，CPU訪問外部程序存儲器；EA端保持高電平時，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。</p><p>　　F1ash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程電壓Vpp。</p&

30、gt;<p>　?。?）RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。</p><p>　　（9）ALE／PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1／6輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。<

31、;/p><p>　　(10)XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　(11) XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容C1、C2沒有十分嚴(yán)格的要求，如果使用石英晶體，推薦電容值為30pF±10pF</p><p>　　2.1.3外接晶

32、振或外部振蕩器引腳</p><p>　　XTALl：當(dāng)外接晶振時，接外部晶體的一個引腳。片內(nèi)振蕩器由一個單級反相器組成，XTALl 為反相器的輸入。當(dāng)外部振蕩器提供時鐘信號時，則由XTALl 段輸入。</p><p>　　XTAL2：接外部晶體的另一個引腳。片內(nèi)為單級反相器的輸出。當(dāng)由外部時鐘源提供時鐘信號時，則本引腳浮空。</p><p><b>　　圖

33、 3 時鐘電路</b></p><p>　　2.1.4 AT89S52復(fù)位</p><p>　　復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把 PC初始化為0000H，使CPU從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動。</p><p>　　MCS-5l系列單

34、片機(jī)的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機(jī)器周期以上的高電平時，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位操作的兩種基本形式為上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作；上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動復(fù)位，并且在單片機(jī)運行期間，用開關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。上電后，由于電容C的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵K后松

35、開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作</p><p><b>　　圖4 復(fù)位電路</b></p><p>　　2.2溫度測量傳感器DS18B20介紹 </p><p>　　2.2.1 DS18B20簡介</p><p>　　本文所采用的溫度傳感器是美國DALLAS公司生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳感器D

36、S18B20，具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配微處理器等優(yōu)點，特別適合于構(gòu)成多點溫度測控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號供微機(jī)處理，而且每片DS18B20都有唯一的產(chǎn)品號并可存入其ROM中，以使在構(gòu)成大型溫度測控系統(tǒng)時在單線上掛任意多個DS18B20芯片。從DS18B20讀出或?qū)懭隓S18B20信息僅需要一根口線，共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DS18B20供電，而無需額外電源。DS18

37、B20能提供九到十二位溫度讀數(shù)，它無需任何外圍硬件即可方便地構(gòu)成溫度檢測系統(tǒng)</p><p>　　2.2.2 DS18B20的引腳、封裝和結(jié)構(gòu)</p><p>　　DS18B20采用3腳PR-35封裝或8腳SOIC封裝，管腳排列如圖5。</p><p>　　圖中GND為地；I/O為數(shù)據(jù)輸入/輸出端（即單線總線），該腳為漏極開路輸出，常態(tài)下呈高電平；VDD是外部+5V

38、電源端，不用時應(yīng)接地；NC為空腳。</p><p>　　DS18B20主要性能如下：</p><p><b>　　（1）零待機(jī)功耗；</b></p><p>　　（2）無須外部器件；</p><p>　?。?）溫度以9到12位數(shù)字量讀出；</p><p>　?。?）獨特的單線接口僅需要一個端口進(jìn)行

39、通信；</p><p>　?。?）用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置；</p><p>　?。?）多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)；</p><p>　?。?）可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.0～5.5V；</p><p>　?。?）報警搜索命令識別標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；</p><

40、;p>　　（9）負(fù)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。</p><p>　　圖 5 DS18B20引腳排列</p><p>　　圖6所示為DS18B20的內(nèi)部框圖，它主要包括寄生電源、溫度傳感器、64位激光ROM單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器（內(nèi)含便箋式RAM），用于存儲用戶設(shè)定的溫度上下限值的TH和TL解發(fā)器存儲與控制邏輯、8位循環(huán)冗余校驗碼（CR

41、C）發(fā)生器等七部分。</p><p>　　圖 6 DS18B20方框圖</p><p>　　2.2.3 寄生電源</p><p>　　寄生電源由二極管VD1、VD2和寄生電容C組成。電源檢測電路用于判定供電方式。寄生電源供電時，VDD端接地，器件從單線總線上獲取電源。在I/O線呈低電平時，改由C上的電壓Vc繼續(xù)向器件供電。該寄生電源有兩個優(yōu)點：第一，檢測遠(yuǎn)程溫度時無

42、需本地電源；第二，缺少正常電源時也能讀ROM。若采用外部電源VDD，則通過VD2向器件供電。</p><p>　　2.2.4 溫度測量原理</p><p>　　DS18B20通過使用在板（on-board）溫度測量專利技術(shù)來測量溫度。測量電路的方框圖如圖7所示。</p><p>　　圖 7 溫度測量電路</p><p>　　DS18B20內(nèi)部

43、的低溫度系數(shù)振蕩器能產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號f0，高溫度系數(shù)振蕩器則將被測溫度轉(zhuǎn)換成頻率信號f。當(dāng)計數(shù)門打開時，DS18B20對f0計數(shù)，計數(shù)門開通時間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。芯片內(nèi)部還有斜率累加器，可對頻率的非線性予以被償。測量結(jié)果存入溫度寄存器中。一般情況下的溫度值應(yīng)為9位（符號點1位），可精確0.5℃，但因符號位擴(kuò)展成高8位，故以16位被碼形式讀出，表1給出了溫度和數(shù)字量的關(guān)系。</p><p>　　表 1 DS

44、18B20溫度數(shù)字對應(yīng)關(guān)系</p><p>　　四位連體數(shù)碼管SM410564</p><p>　　數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管； 　</p><p>　　按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極

45、管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。其引腳如圖8所示；S

46、M410564內(nèi)部電路圖如圖9所示。</p><p>　　圖 8 SM410564引腳圖</p><p>　　圖9 SM410564內(nèi)部電路圖</p><p>　　數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。 </p><p>　　數(shù)碼管動態(tài)顯示

47、接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)

48、碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件電路

49、設(shè)計</p><p>　　3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng) </p><p>　　圖 10 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖</p><p>　　單片機(jī)的時鐘信號用來提供單片機(jī)片內(nèi)各種微操作的時間基準(zhǔn)，時鐘信號通常用兩種電路形式得到:內(nèi)部振蕩和外部振蕩。MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，引腳XTALl和XTAL2分別是此放大電器的輸入端和輸出端，由于采用內(nèi)部

50、方式時，電路簡單，所得的時鐘信號比較穩(wěn)定，實際使用中常采用這種方式，在其外接晶體振蕩器(簡稱晶振)或陶瓷諧振器就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式，片內(nèi)高增益反向放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起可構(gòu)成一個自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。</p><p><b>　　圖11 晶振電路</b></p><p>　　圖中外接晶體以及電容C2和C1構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，它們起穩(wěn)定

51、振蕩頻率、快速起振的作用，其值均為30PF左右，晶振頻率選12MHz。</p><p>　　為了初始化單片機(jī)內(nèi)部的某些特殊功能寄存器，必須采用復(fù)位的方式，復(fù)位后可使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開始正常工作。單片機(jī)的復(fù)位是靠外電路來實現(xiàn)的，在正常運行情況下，只要RST引腳上出現(xiàn)兩個機(jī)器周期時間以上的高電平，即可引起系統(tǒng)復(fù)位，但如果RST引腳上持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位后系統(tǒng)將

52、輸入/輸出(1/0)端口寄存器置為FFH，堆棧指針SP置為07H, SBUF內(nèi)置為不定值，其余的寄存器全部清0，內(nèi)部RAM的狀態(tài)不受復(fù)位的影響，在系統(tǒng)上電時RAM的內(nèi)容是不定的。復(fù)位操作有兩種情況，即上電復(fù)位和手動(開關(guān))復(fù)位。本系統(tǒng)采用手動復(fù)位方式。圖中R1和C3組成手動復(fù)位電路，其值R取為10K, C取為10μF.</p><p><b>　　圖12 復(fù)位電路</b></p>

53、<p>　　3.2 溫度檢測模塊 </p><p>　　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13單片機(jī)端口接單線總線,為保證在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電源,可用一個MOSFET管來完成對總線的上拉.。</p><p>　　當(dāng)DS18B20處于寫存儲器

54、操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換時，總線上必須有強(qiáng)的上拉,上拉開啟時間最大為10微秒.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)送接口必須是三態(tài)的。</p><p><b>　　。 </b></p><p>　　圖13 DS18B20接口電路</p><p>　　3.3 溫度顯示模塊電路</p><p

55、>　　顯示部分由四位數(shù)碼管構(gòu)成,采用的是動態(tài)掃描方式。</p><p>　　其中段選占用8個I/O口，而位選占用4個I/O口，段選和位選為同相驅(qū)動。這種方法由于不需要對每個LED數(shù)碼管單獨配置鎖存和驅(qū)動電路，因而可簡化硬件電路，當(dāng)LED數(shù)碼管個數(shù)較多時，更加明顯。</p><p><b>　　3.4報警電路模塊</b></p><p>　

56、　將DS18B20讀出的溫度與設(shè)定的溫度比較，如溫度超限，單片機(jī)將P1.0口置0，溫度超限報警顯示LED亮，蜂鳴器報警。</p><p><b>　　圖14 報警電路</b></p><p>　　3.5 基于AT89S52單片機(jī)的溫度測量系統(tǒng)總電路</p><p>　　下圖為該溫度測量系統(tǒng)的硬件電路圖</p><p>　

57、　圖15 測溫系統(tǒng)的硬件電路圖</p><p>　　3.6 溫度測量系統(tǒng)的實物圖</p><p>　　圖16 ISP下載線</p><p>　　圖 17 未接電源的電路板</p><p>　　圖 18 電路板的背面接線</p><p>　　圖19正在工作的測溫電路板</p><p>　　

58、第四章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計</p><p><b>　　4.1 主程序</b></p><p>　　系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。</p><p>　　主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當(dāng)前溫度值，溫度測量每1s進(jìn)行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測

59、量一次被測溫度，其程序流程見圖20所示。</p><p>　　圖20 主程序流程圖</p><p><b>　　4.2 子程序</b></p><p>　　4.2.1讀出溫度子程序</p><p>　　讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時需進(jìn)行CRC校驗，校驗有錯時不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。其程序流程

60、圖如圖21所示。</p><p>　　圖21 讀溫度流程圖</p><p>　　4.2.2溫度轉(zhuǎn)換命令子程序</p><p>　　溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令，當(dāng)采用12位分辨率時轉(zhuǎn)換時間約為750ms，在本程序設(shè)計中采用1s顯示程序延時法等待轉(zhuǎn)換的完成。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如圖22所示。</p><p>　　圖22

61、 溫度轉(zhuǎn)換流程圖</p><p>　　4.2.3計算溫度子程序</p><p>　　計算溫度子程序?qū)AM中讀取值進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換運算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定，其程序流程圖如圖23所示。</p><p>　　圖23 計算溫度流程圖</p><p>　　4.2.4顯示數(shù)據(jù)刷新子程序</p><p>　　顯示數(shù)據(jù)刷新

62、子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高顯示位為0時將符號顯示位移入下一位。程序流程圖如圖24所示。</p><p>　　圖24 數(shù)據(jù)刷新子程序流程圖</p><p><b>　　第五章 結(jié)論</b></p><p>　　本文針對溫度測量方法的現(xiàn)狀和所要研究問題的分析，提出了一種采用單總線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20芯片，并

63、運用AT89S52作為控制芯片的溫度測量控制系統(tǒng)，接著從單片機(jī)的結(jié)構(gòu)，原理分析起，再熟悉了AT89S52的工作原理及使用方法后，詳細(xì)的分析了DS18B20芯片的結(jié)構(gòu)、工作原理、時序和測量溫度的方法，最后又簡要了解下LED數(shù)碼管的顯示方法。在這個過程中我查閱了大量的相關(guān)資料，綜合所分析所有內(nèi)容，再結(jié)合單片機(jī)基本知識設(shè)計了系統(tǒng)電路，通過仿真確定了功能的可實現(xiàn)性，最后做出實物。通過這次學(xué)習(xí)，并親自動手制作焊接，學(xué)到了很多，也加強(qiáng)了很多大學(xué)學(xué)習(xí)

64、的基本技能，是理論與實際得到很好的結(jié)合，在這個過程中，也和同學(xué)進(jìn)行了很多溝通，交流，體會到了團(tuán)隊合作的樂趣，經(jīng)過最后的調(diào)試，系統(tǒng)成功的實現(xiàn)了設(shè)計功能，由于時間有限和本身知識水平的欠缺，我們認(rèn)為本系統(tǒng)可能還有需要改進(jìn)和提高的地方。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李伯成. 基于MCS-51單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計[M].電子工業(yè)出

65、版社.2004</p><p>　　[2] 孫育才，王榮興，孫華芳. ATMEL新型AT89S52系列單片機(jī)及其應(yīng)用[M]. 北京:清華大學(xué)出版社，2005.1</p><p>　　[3] Dallas semiconductor inc, ds18b20 programmable resolution 1—wire digital t[1]. hermometer 2001[Z] .&l

66、t;/p><p>　　[4] 徐科軍. 傳感器與檢測技術(shù)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2008.2</p><p>　　[5] 譚浩強(qiáng). C程序設(shè)計[M]. 北京:清華大學(xué)出版社，2005.7</p><p>　　[6] 賈振國. DS1820 及高精度溫度測量的實現(xiàn)［J］.電子技術(shù)應(yīng)用，2000（1）：58 - 59.</p><p>　　[

67、7] 康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分［M］.北京：高等教育出版社，2005.7</p><p>　　[8] 單線數(shù)字溫度傳感器資料[M]. 武漢：武漢力源電子有限公司，1996</p><p>　　[9] 邱關(guān)源. 電路[M].北京：高等教育出版社，1999.6</p><p>　　[10]孫菲,戴健. 基于單總線數(shù)字溫度傳感器的油罐多點溫度測量系統(tǒng)[J]. 石油化

68、工自動化,2009(4):30-33.</p><p>　　[11]楊永軍.溫度測量技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展概述[J]. 計測技術(shù)，2009,12（4）：62-65.</p><p>　　[12]忠梅. 單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1997</p><p><b>　　致 謝</b></p><p

69、>　　首先，我要衷心感謝一直以來給予我無私幫助和關(guān)愛的老師們，特別是我的導(dǎo)師張德祥老師，張老師學(xué)識淵博，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，對事情要求也是精益求精，對我們進(jìn)行了十分細(xì)致的指導(dǎo)，從畢業(yè)設(shè)計的選題到最后的截稿，特別是焊接電路板的過程中，xx老師一直嚴(yán)格要求我們，并提出了許多實質(zhì)性的建議給我們參考，幫我們解決問題?！笆谌艘贼~不如授人以漁”，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我接受了全新的思想觀念，領(lǐng)會了基本的思考方式，對我以后的人生來說也是一筆寶貴

70、的精神財富。</p><p>　　從老師、還有同學(xué)身上，我不僅得到很多幫助，更學(xué)習(xí)到很多，學(xué)習(xí)到他們所具有的品質(zhì)，這對我的人生是很有幫助的?？梢哉f這次的畢業(yè)設(shè)計并不是我一個人的成果，而是屬于我的導(dǎo)師和幫助過我的同學(xué)們還有我所共有的！</p><p>　　總之，此次我收獲了很多，在自己動手操作的過程中也遇到了好些問題，最終都被完滿的解決，既讓我懂得了工作的艱辛，也讓我體會到了解決難題后的快樂

71、，最重要的是在這個過程中我學(xué)會了解決問提的辦法既為大學(xué)四年劃上了一個完美的句號，也為將來進(jìn)入社會做了一個很好的鋪墊。再次感謝我的大學(xué)和所有幫助過我并給我鼓勵的老師，同學(xué)和朋友，衷心的祝愿你們工作順利，身體健康！</p><p><b>　　附錄一 英文文獻(xiàn)</b></p><p>　　Monolithic integrated circuit history</

72、p><p>　　The monolithic integrated circuit was born in the late-1970s, has experienced SCM, MCU, the SOC three big stages. </p><p>　　1. SCM namely monolithic microcomputer (Single Chip Microcomputer

73、) the stage, mainly seeks the best monolithic shape embedded system's best architecture. “the innovation pattern” obtains successfully, has established SCM and the general-purpose calculator completely different deve

74、lopment path. In founds on the embedded system independent development path, Intel Corporation has lasting achievements. </p><p>　　2. MCU namely micro controller (Micro Controller Unit) the stage, the main t

75、echnological development direction is: Expands unceasingly when satisfies the embedded application, the object system request's each kind of peripheral circuit and the interface circuit, underline its object intellec

76、tualization control. It involves the domain is related with the object system, therefore, develops the MCU heavy responsibility to fall inevitably on electrical, the electronic technology factory. Looking fro</p>

77、<p>　　3. Monolithic integrated circuit is the embedded system's road of independent development, to the MCU stage development's important attribute, seeks application system's on chip maximized solution;

78、 Therefore, the special-purpose monolithic integrated circuit's development has formed the SOC tendency naturally. Along with the microelectronic technology, the IC design, the EDA tool's development, can have th

79、e big development based on the SOC monolithic integrated circuit application system desig</p><p>　　Monolithic integrated circuit's application domain</p><p>　　At present the monolithic int

80、egrated circuit seeps each domain which lives to us, which domain was nearly very difficult to find not to have monolithic integrated circuit's trail. Missile's navigation equipment, on the airplane each kind of

81、measuring appliance's control, computer's network communication and the data transmission, the industrial automation process's real-time control and the data processing, the widespread use's each kind of

82、intelligent IC card, the civil luxury car's safety syst</p><p>　　Monolithic integrated circuit has the volume on smart instrument measuring appliance's application the to be small, the power loss is

83、low, the control function is strong, the expansion is flexible, merits and so on microminiaturization and easy to operate, widely apply in the instruments and meters, the union different type's sensor, may realize su

84、ch as physical quantity and so on voltage, power, frequency, humidity, temperature, current capacity, speed, thickness, angle, length, degree of hardn</p><p>　　May constitute various control system, the data

85、 acquisition system in industrial control's application with the monolithic integrated circuit. For example factory assembly line intellectualized management, elevator intellectualization control, each kind of alarm

86、system, with computer networking constitution two-stage control system and so on.</p><p>　　May say like this in domestic electric appliances' application , present's domestic electric appliances basi

87、cally have used the monolithic integrated circuit control, praises, the washer, the electric refrigerator, the air conditioner, the color television, other acoustic video frequency equipment from the electricity food, to

88、 arrive at the electronic weighting equipment again, all kinds of gate, omnipresent. </p><p>　　Modern of monolithic integrated circuit has the correspondence connection generally in the computer network and

89、correspondence domain's application the , may carry on the data communication very conveniently with the computer, for provided the extremely good physical conditions application between the computer network and comm

90、unication facility's, present's communication facility has basically realized the monolithic integrated circuit intelligent control, from the handset, the telephone, the sm</p><p>　　Monolithic integr

91、ated circuit's monolithic integrated circuit's is also quite widespread in medical equipment domain application the in medical equipment use, for example medical life-support machine, each kind of analyzer, guard

92、ianship meter, ultrasound diagnosis equipment and hospital bed ringing system and so on.</p><p>　　Certain special-purpose monolithic integrated circuit design uses in each kind of large-scale electric applia

93、nce's modulation using the realizing the specific function, thus carries on the modular application in each kind of electric circuit, but does not request to use the personnel to understand its internal structure. If

94、 music integration monolithic integrated circuit, looked that resembles the simple function, micro shrinks in the pure electronic chip (is different with magnetic tape unit's </p><p>　　The monolithic int

95、egrated circuit founded the modern electron system time</p><p>　　The monolithic integrated circuit and embedded system the embedded system stems from computer's embedded application, the early embedded s

96、ystem for the general-purpose calculator after the re-equipping inserts to the object system's in each kind of electronic system, like ships' autopilot, turbine observation system and so on. The embedded system f

97、irst is a computer system, next it is inserted to the object system, realizes in the object system object functions and so on request data acquisition</p><p>　　Monolithic integrated circuit constitutes the m

98、odern electron system will become mainstream electron system the monolithic integrated circuit will be the component level computer system, it may insert to any object system, realizes the intellectualized control. Sligh

99、tly to miniature machinery, like wristwatch, hearing aid. The integrated device level's low end, lowers to several Yuan, several Yuan, causes the monolithic integrated circuit to popularize sufficiently to many civil

100、 electrical appli</p><p>　　The embedded system has led entire electronic industry the present electron primary device industry besides the microprocessor, the embedded system component, mostly is revolves th

101、e modern electron systems assembly the primary device industry, for example satisfies the pressed key which the man-machine interaction uses, LED/LCD demonstrated that the actuation, the LED/LCD display unit, the pronunc

102、iation integrated device and so on, satisfies the data acquisition channel request the digital senso</p><p>　　The monolithic integrated circuit will accomplish the new generation electron outstanding person&

103、lt;/p><p>　　If the 50s, the radio world has accomplished several generation of outstanding people, then the now monolithic integrated circuit world will accomplish the new generation electron outstanding person

104、.</p><p>　　The monolithic integrated circuit leads you to enter intellectualized electron domain , if treats as the classical electron system a deathly stiff electronic system, then the intellectualized mode

105、rn electron system has “the life” the electronic system. The monolithic integrated circuit application system's hardware architecture gives the electronic system “the stature”, the monolithic integrated circuit appli

106、cation system's application procedure entrusts with it “the life”. For example, when des</p><p>　　The monolithic integrated circuit leads you to enter calculates the mechanic to control domain in the 21s

107、t century is the universe enters Computer Age the century, many people are not are making the computer are using the computer. In uses in computer's people, is engaged in the embedded system application the talented

108、person enters truly to computer system's internal software and hardware system, can comprehend computer's intellectualized essence truly and grasp the intellectualized design the </p><p>　　The monoli

109、thic integrated circuit leads you to enter most charming electronic world the alone charm the monolithic function to cause you to realize computer's true meaning, you may use the monolithic integrated circuit to begi

110、n to design the intelligent toy personally, may design the different application procedure to realize the different function. Both has the hardware to manufacture and has the software design, also moves the brain, to beg