電氣自動(dòng)化畢業(yè)論文--基于單片機(jī)控制的溫度采集與測(cè)量

1、<p>　　基于單片機(jī)控制的溫度采集 與測(cè)量</p><p>　　系 別： 電氣工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)： 電30 </p><p>　　姓 名 </p>

2、<p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2011年 5 月 20 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　近年來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)繼續(xù)朝快速、高性能方向發(fā)展，從4位、8位單片機(jī)發(fā)展到16

3、位、32位單片機(jī)。單片機(jī)主要用于控制，它的應(yīng)用領(lǐng)域遍及各行各業(yè)，大到航天飛機(jī)，小至日常生活中的冰箱、彩電，單片機(jī)都可以大顯其能。</p><p>　　單片機(jī)技術(shù)與傳感與測(cè)量技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)分析技術(shù)、電路設(shè)計(jì)技術(shù)、可編程邏輯應(yīng)用技術(shù)、微機(jī)接口技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、軟件工程、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制、誤差分析、儀器儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝等的結(jié)合，

4、使得單片機(jī)的應(yīng)用非常廣泛。同時(shí)，單片機(jī)具有較強(qiáng)的管理功能。采用單片機(jī)對(duì)整個(gè)測(cè)量電路進(jìn)行管理和控制，使得整個(gè)系統(tǒng)智能化、功耗低、使用電子元件較少、內(nèi)部配線少、成本低，制造、安裝、調(diào)試及維修方便。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)ATMAGE16設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)溫度采集儀，通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我成功的實(shí)現(xiàn)了利用單片機(jī)對(duì)溫度的采集和測(cè)量。</p><p><b>　　關(guān)鍵詞</b>

5、;</p><p>　　單片機(jī) ATMAGE16 DS18B20 ICCAVR</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)目

6、的及系統(tǒng)功能1</p><p>　　2 ATMAGE16特性1</p><p>　　2.1 ATMAGE16產(chǎn)品特性1</p><p>　　2.2 引腳配置1</p><p>　　3　DS18B20的設(shè)計(jì)1</p><p>　　3.1 總體通信流程及通信協(xié)議1</p><p>

7、;　　3.2 DS18B20溫度測(cè)量軟件的設(shè)計(jì)1</p><p>　　3.3 多機(jī)通信軟件的設(shè)計(jì)1</p><p>　　3.4 DS18B20工作時(shí)序問(wèn)題1</p><p>　　4 電路的設(shè)計(jì)1</p><p>　　4.1 溫度測(cè)量電路的設(shè)計(jì)1</p><p>　　4.2 串口通信電路的設(shè)計(jì)1&

8、lt;/p><p>　　5 分布式溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)1</p><p>　　6  ICCAVR制作環(huán)境及介紹1</p><p>　　6.1 ICCAVR 介紹1</p><p>　　6.2 ICCAVR 向?qū)?</p><p>　　6.3 ICCAVR 的IDE 環(huán)境1</p>&l

9、t;p><b>　　結(jié) 論1</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)1</b></p><p><b>　　致 謝1</b></p><p>　　附件1：總系統(tǒng)的原理圖如下：1</p><p>　　附件2：?jiǎn)纹瑱C(jī)ATMAGE16控制DS18B20的程序:

10、1</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　自從1976年Intel公司推出第一批單片機(jī)以來(lái)，80年代單片機(jī)技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，近年來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)繼續(xù)朝快速、高性能方向發(fā)展，從4位、8位單片機(jī)發(fā)展到16位、32位單片機(jī)。單片機(jī)主要用于控制，它的應(yīng)用領(lǐng)域遍及各行各業(yè)，大到航天飛機(jī)，小至日常生活中的冰箱、彩電，單片機(jī)都

11、可以大顯其能。單片機(jī)在國(guó)內(nèi)的三大領(lǐng)域中應(yīng)用得十分廣泛：第一是家用電器業(yè)，例如全自動(dòng)洗衣機(jī)、智能玩具；第二是通訊業(yè)，包括電話、手機(jī)和BP機(jī)等等；第三是儀器儀表和計(jì)算機(jī)外設(shè)制造，例如軟盤、硬盤、收銀機(jī)、電表。除了上述傳統(tǒng)領(lǐng)域外，汽車、電子工業(yè)在國(guó)外也是單片機(jī)應(yīng)用十分廣泛的一個(gè)領(lǐng)域。它成本低、集成度高、功耗低、控制功能多能靈活的組裝成各種智能控制裝置，由它構(gòu)成的智能儀表解決了長(zhǎng)期以來(lái)測(cè)量?jī)x器中的誤差的修正、線性處理等問(wèn)題。單片機(jī)將微處理器、存

12、儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、I/O接口電路等集成在一個(gè)芯片上的大規(guī)模集成電路，本身即是一個(gè)小型化的微機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)技術(shù)與傳感與測(cè)量技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)分析技術(shù)、電路設(shè)計(jì)技術(shù)、可編程邏輯應(yīng)用技術(shù)、微機(jī)接口技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、高級(jí)語(yǔ)言程</p><p>　　目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與

13、數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。</p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　分布式溫度采集系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在使用了中央空調(diào)的大型商場(chǎng)、廠

14、房、辦公大樓等大型建筑內(nèi)。本課題主要用溫度傳感器對(duì)環(huán)境溫度實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，各結(jié)點(diǎn)控制單元可將有關(guān)信息上傳給計(jì)算機(jī)，本課題研究主要解決的問(wèn)題為分布式控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、多單</p><p>　　片機(jī)串行通信、溫度的采集與處理。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)ATMAGE16設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)溫度采集儀,采用DS18B20可以采集多路溫度數(shù)據(jù)(本設(shè)計(jì)只用了2路),同時(shí)實(shí)時(shí)顯示所采集到的溫度值。在傳統(tǒng)的

15、溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，往往采用模擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣就不可避免地遇到諸如引線誤差補(bǔ)償、多點(diǎn)測(cè)量中的切換誤差和信號(hào)調(diào)理電路的誤差等問(wèn)題;而其中某一環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，就可能造成整個(gè)系統(tǒng)性能的下降。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，微型化、集成化、數(shù)字化正成為傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向。美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司推出的數(shù)字溫度傳感器DSl8B20，具有獨(dú)特的單總線接口，僅需要占用一個(gè)通用I/O端口即可完成與微處理器的通信

16、;在-10～+85℃溫度范圍內(nèi)具有±O.01℃精度;用戶可編程設(shè)定9～12位的分辨率。以上特性使得DSl8B20非常適用于構(gòu)建高精度、多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)目的及系統(tǒng)功能</p><p>　　本設(shè)計(jì)的目的是以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)出一個(gè)分布式溫度采集系統(tǒng)。在傳統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)中，傳感器與計(jì)算機(jī)接口的連接是通過(guò)若干條導(dǎo)線連接。當(dāng)傳感器數(shù)量較多時(shí)，尤其是信號(hào)線的長(zhǎng)

17、距離傳輸時(shí)，相互容易產(chǎn)生干擾。一個(gè)室內(nèi)多點(diǎn)溫度測(cè)量中，系統(tǒng)的接線會(huì)非常多，導(dǎo)線往往不易鋪設(shè)，使得測(cè)量工作非常困難。采用總線結(jié)構(gòu)數(shù)字式傳感器，配合單片機(jī)及PC機(jī)串口進(jìn)行長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)通信，則可以很容易解決這個(gè)問(wèn)題，該系統(tǒng)最多可以檢測(cè)256 路溫度信號(hào)，在室內(nèi)多點(diǎn)溫度測(cè)量控制中能達(dá)到很好的效果。通過(guò)本課題設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用單片機(jī)及接口技術(shù)、微機(jī)原理、通信協(xié)議，鍛煉動(dòng)手操作能力，綜合運(yùn)用能力，學(xué)習(xí)論文的寫作方法和步驟。</p><

18、p>　　設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)有以下功能及特點(diǎn)：</p><p>　　(a)實(shí)現(xiàn)在一條數(shù)據(jù)總線上接多個(gè)DS18B20器件；</p><p>　　(b)測(cè)溫范圍0℃～99℃；</p><p>　　(c)溫度顯示：采用2個(gè)4位數(shù)碼管,顯示采樣溫度值； 并在電腦上一同顯示；</p><p>　　(d)精度±0.01℃。</p>

19、;<p>　　2 ATMAGE16特性</p><p>　　本章介紹了ATMAGE16的產(chǎn)品特性和ATmega16的結(jié)構(gòu)。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá) 1MIPS MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。</p><p>　　2.1 ATMAGE16產(chǎn)品特性</p><p>　　1、

20、高性能、低功耗的 8 位 AVR 微處理器</p><p>　　2、 先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)</p><p>　?。╝）131 條指令</p><p>　?。╞）32 個(gè)8 位通用工作寄存器</p><p><b>　?。╟）全靜態(tài)工作</b></p><p>　　（d）工作于16 MHz 時(shí)性能高達(dá)

21、16 MIPS</p><p>　　（e）只需兩個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器</p><p>　?。╢）大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期</p><p>　　3、 非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器</p><p>　?。╝）16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash擦寫壽命: 10,000 次</p><p>　?。╞） 具有獨(dú)立鎖定位

22、的可選Boot 代碼區(qū)通過(guò)片上Boot 程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程真正的同時(shí)讀寫操作</p><p>　?。╟）512 字節(jié)的EEPROM擦寫壽命: 100,000 次</p><p>　　（d）1K 字節(jié)的片內(nèi)SRAM</p><p>　?。╡）可以對(duì)鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)用戶程序的加密</p><p>　　4、 JTAG 接口( 與IEEE 114

23、9.1標(biāo)準(zhǔn)兼容 )</p><p>　?。╝）符合JTAG標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能</p><p>　?。╞）支持?jǐn)U展的片內(nèi)調(diào)試功能</p><p>　?。╟）通過(guò)JTAG接口實(shí)現(xiàn)對(duì) Flash、EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程</p><p><b>　　5、 外設(shè)特點(diǎn)</b></p><p>　　

24、（a）兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的8 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)</p><p>　?。╞）一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)</p><p>　　（c）具有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器RTC</p><p><b>　?。╠）四通道PWM</b></p><p>　　（e）8路 10 位ADC8 個(gè)單端通道

25、TQFP 封裝的7 個(gè)差分通道2個(gè)具有可編程增</p><p>　　益（1x, 10x, 或200x）的差分通道</p><p>　　（f）面向字節(jié)的兩線接口</p><p>　?。╣） 兩個(gè)可編程的串行USART</p><p>　　（h） 可工作于主機(jī)/從機(jī)模式 SPI串行接口</p><p>　?。╥） 具有獨(dú)立

26、片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器</p><p>　?。╦） 片內(nèi)模擬比較器</p><p>　　6、 特殊的處理器特點(diǎn)</p><p>　?。╝）上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測(cè)</p><p>　　（b）片內(nèi)經(jīng)過(guò)標(biāo)定的RC 振蕩器</p><p>　?。╟）片內(nèi)/片外中斷</p><p>　　（d

27、）6種睡眠模式 : 空 ADC噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、Standby 、式以擴(kuò)展的Standby 模式</p><p><b>　　7、 I/O和封裝</b></p><p>　　（a）32 個(gè)可編程的I/O口</p><p>　?。╞）40 引腳PDIP封裝 , 44 引腳 TQFP 封裝,與 44 引腳MLF封裝</p>

28、;<p><b>　　8、 工作電壓:</b></p><p>　?。╝）ATmega16L：2.7 - 5.5V</p><p>　?。╞）ATmega16：4.5 - 5.5V</p><p><b>　　9、速度等級(jí)</b></p><p>　?。╝）0 - 8 MHz ATme

29、ga16L</p><p>　?。╞）0 - 16 MHz ATmega16</p><p>　　10、 ATmega16L在 1 MHz, 3V, 25 C時(shí)的功耗</p><p>　?。╝）正常模式: 1.1 mA</p><p>　?。╞）空 : 0.35 mA</p><p>　　（c）掉電模式: < 1

30、 μA</p><p><b>　　2.2 引腳配置</b></p><p>　　ATmega16是基于增強(qiáng)的AVRRISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá) 1MIPS MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。ATMAGE16引腳分布如圖2.1所示。</p>

31、<p>　　AVR 內(nèi)核具有豐富的指令集和 32 個(gè)通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算邏單元(ALU) 相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問(wèn)兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的 CISC微控制器最高至 10倍的數(shù)據(jù)吞吐率。ATmega16 有如下特點(diǎn) 16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash(具有同時(shí)讀寫的能力，即RWW)，</p><p>　　圖2.1 ATMAGE

32、16引腳分布</p><p>　　AVR 內(nèi)核具有豐富的指令集和 32 個(gè)通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算邏單元(ALU) 相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問(wèn)兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的 CISC微控制器最高至 10倍的數(shù)據(jù)吞吐率。ATmega16 有如下特點(diǎn) 16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash(具有同時(shí)讀寫的能力，即RWW)，512 字節(jié) EEPROM，1K

33、字節(jié) SRAM，32 個(gè)通用I/O 口線，32 個(gè)通用工作寄存器，用于邊界掃描的 JTAG 接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器/計(jì)數(shù)(T/C),片內(nèi)/外中斷，可編程 USART，有起始條件檢測(cè)</p><p>　　器的通用串行接口，8路10位具有可選差分輸入級(jí)可編程增益 (TQFP 封裝 ) 的 ADC ，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器，一個(gè) SPI串行端口，以及六個(gè)可以通過(guò)軟件進(jìn)行選擇

34、的省電模式。 工作于空閑模式時(shí) CPU 停止工作，而 USART、兩線接口、 A/D 轉(zhuǎn)換器、 SRAM、 T/C、 SPI 端口以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時(shí)晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作；在省電模式下，異步定時(shí)器繼續(xù)運(yùn)行，允許用戶保持一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，而其余功能模塊處于休眠狀態(tài)；ADC噪聲抑制模式時(shí)終止CPU 和除了異步定時(shí)器與ADC以外所有 I/O 模塊的工作，以降低 ADC 轉(zhuǎn)換時(shí)的開(kāi)關(guān)噪聲； Sta

35、ndby 模式下只有晶體或諧振振蕩器運(yùn)行，其余功能模塊處于休眠狀態(tài)，使得器件只消耗極少的電流，同時(shí)具有快速啟動(dòng)能力；擴(kuò)展 Standby 模式下則允許振蕩器和異步定時(shí)器繼續(xù)工作。本芯片是以 Atmel 高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)生產(chǎn)的。片內(nèi) ISP Flash 允許程序存儲(chǔ)器通過(guò) ISP 串行接口，或者通用編程器進(jìn)行編程，也可以通過(guò)運(yùn)行于 AVR 內(nèi)核之中的引導(dǎo)程序進(jìn)行編程。引導(dǎo)</p><p>　　3　DS18B

36、20的設(shè)計(jì)</p><p>　　本章介紹了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，并具體介紹了實(shí)現(xiàn)和調(diào)試的方法，以及分布式溫度采集系統(tǒng)的通信流程和DS18B20溫度測(cè)量軟件的設(shè)計(jì)思路、DS18B20工作的時(shí)序問(wèn)題。</p><p>　　3.1 總體通信流程及通信協(xié)議</p><p>　　總體通信流程體現(xiàn)在PC機(jī)，單片機(jī)主機(jī)及各從機(jī)的通信，信號(hào)接受及發(fā)送，這個(gè)設(shè)計(jì)中，通信協(xié)議是一個(gè)非常重要也

37、很復(fù)雜的部分，在由PC 機(jī)與單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，常要涉及通信問(wèn)題，如果沒(méi)有統(tǒng)一的通信協(xié)議，PC機(jī)與單片機(jī)之間的信息傳遞就無(wú)法識(shí)別。</p><p>　　通信協(xié)議是指通信各方事前約定規(guī)則,我們可以簡(jiǎn)單地理解為各計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行相互會(huì)話所使用的共同語(yǔ)言.PC機(jī)與單片機(jī)在進(jìn)行通信時(shí),必須使用的通信協(xié)議。</p><p>　　首先，在設(shè)計(jì)中自定義幾個(gè)數(shù)據(jù)通信協(xié)議，如下問(wèn)提到的“a”、“b”、“c”、

38、“d”、“g”、“h”。這些協(xié)議一旦定義，在后面的執(zhí)行過(guò)程中就代表了固定的含義，不再改變，PC機(jī)、單片機(jī)、從機(jī)都靠識(shí)別這個(gè)協(xié)議來(lái)執(zhí)行程序，發(fā)送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，接受幾個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，所有的數(shù)據(jù)協(xié)議全都建立在這2個(gè)操作方法上。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中自定義“a”為PC機(jī)與單片機(jī)主機(jī)間的數(shù)據(jù)協(xié)議，意思為要求主機(jī)發(fā)送一號(hào)從機(jī)的溫度給PC機(jī)；</p><p>　　自定義“b”為PC機(jī)與單片機(jī)主機(jī)

39、間的數(shù)據(jù)協(xié)議，意思為要求主機(jī)發(fā)送二號(hào)從機(jī)的溫度給PC機(jī)；</p><p>　　自定義“c”為從機(jī)與主機(jī)間的數(shù)據(jù)協(xié)議，它代表從機(jī)向主機(jī)發(fā)送完四位當(dāng)前采集的溫度，這里一號(hào)從機(jī)和二號(hào)從機(jī)采集的溫度，都定義為“c”；</p><p>　　自定義“d”為PC機(jī)與單片機(jī)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)協(xié)議，意思為開(kāi)始和完成命令的信號(hào)；</p><p>　　自定義“g”為一號(hào)從機(jī)和單片機(jī)主機(jī)之間的

40、數(shù)據(jù)協(xié)議，意思為主機(jī)表示要采集一號(hào)從機(jī)的溫度數(shù)據(jù)，一號(hào)從機(jī)要求單片機(jī)主機(jī)準(zhǔn)備接收；</p><p>　　自定義“h”為二號(hào)從機(jī)和單片機(jī)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)協(xié)議，意思為主機(jī)表示要采集二號(hào)從機(jī)的溫度數(shù)據(jù)，二號(hào)從機(jī)要求單片機(jī)主機(jī)準(zhǔn)備接收。</p><p><b>　　具體流程如下：</b></p><p>　　1、PC機(jī)向單片機(jī)主機(jī)發(fā)送“d”：</p

41、><p>　　這步是流程的開(kāi)始，PC機(jī)向單片機(jī)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)協(xié)議，要求主機(jī)把接收的溫度發(fā)送給PC機(jī)顯示；</p><p>　　2、單片機(jī)主機(jī)向一號(hào)從機(jī)發(fā)送“g”：</p><p>　　單片機(jī)主機(jī)在接收到PC機(jī)發(fā)送的“d”信號(hào)后，會(huì)立即向一號(hào)從機(jī)發(fā)送“g”，要求一號(hào)從機(jī)采集溫度并且將溫度發(fā)回單片機(jī)主機(jī)；</p><p>　　3、一號(hào)從機(jī)回發(fā)“g”：&

42、lt;/p><p>　　一號(hào)從機(jī)接收到單片機(jī)主機(jī)的命令后，會(huì)立即向單片機(jī)主機(jī)回發(fā)信號(hào)，要求單片機(jī)主機(jī)做好接收準(zhǔn)備；</p><p>　　4、向主機(jī)發(fā)送四位當(dāng)前采集的溫度，并回發(fā)發(fā)送完成標(biāo)記“c”；</p><p>　　一號(hào)從機(jī)回發(fā)信號(hào)后，向主機(jī)發(fā)送四位采集的溫度，這個(gè)溫度在前文已提到標(biāo)記為“c”；</p><p>　　5、主機(jī)發(fā)送“h”給2號(hào)從機(jī)

43、：</p><p>　　主機(jī)在接收到一號(hào)從機(jī)發(fā)來(lái)的“c”命令后，會(huì)立刻發(fā)送“h”信號(hào)給二號(hào)從機(jī)，表示要采集二號(hào)從機(jī)的數(shù)據(jù)；</p><p>　　6、2號(hào)從機(jī)回發(fā)“h”：</p><p>　　二號(hào)從機(jī)接收到單片機(jī)主機(jī)的命令后，會(huì)立即向單片機(jī)主機(jī)回發(fā)信號(hào)，要求單片機(jī)主機(jī)做好接收準(zhǔn)備； </p><p>　　7、向主機(jī)發(fā)送四位當(dāng)前采集的溫度，并回發(fā)

44、發(fā)送完成標(biāo)記“c”：</p><p>　　二號(hào)從機(jī)向單片機(jī)主機(jī)回發(fā)完信號(hào)后，向主機(jī)發(fā)送四位當(dāng)前采集的溫度，這個(gè)溫度標(biāo)記為“c”；</p><p>　　8、主機(jī)發(fā)送“d”給PC機(jī)：</p><p>　　單片機(jī)主機(jī)在接收到二號(hào)從機(jī)發(fā)送來(lái)的信號(hào)后，立刻發(fā)送信號(hào)給PC機(jī)，表示完成PC機(jī)的前一指令；</p><p>　　9、PC發(fā)送“a”給主機(jī)：<

45、;/p><p>　　PC機(jī)在接收到單片機(jī)主機(jī)發(fā)送的信號(hào)后，發(fā)送新一個(gè)指令給單片機(jī)主機(jī)，要求單片機(jī)主機(jī)發(fā)送一號(hào)從機(jī)采集的溫度數(shù)據(jù)；</p><p>　　10、主機(jī)將一號(hào)從機(jī)溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給PC機(jī)：</p><p>　　單片機(jī)主機(jī)接收到PC機(jī)的命令后將一號(hào)從機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的四位當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ASCII碼后，發(fā)送給PC機(jī)，因?yàn)镻C機(jī)只能讀取ASCII碼；</p>

46、<p>　　11、PC機(jī)發(fā)送“b”給主機(jī)：</p><p>　　PC機(jī)接收到單片機(jī)主機(jī)發(fā)送的即時(shí)溫度后會(huì)立即發(fā)送另一指令給單片機(jī)主機(jī)，要求單片機(jī)主機(jī)發(fā)送二號(hào)從機(jī)采集的溫度數(shù)據(jù)；</p><p>　　12、主機(jī)將二號(hào)從機(jī)溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給PC機(jī)，發(fā)送完成后，返回（1）：</p><p>　　單片機(jī)主機(jī)接收到PC機(jī)的命令后將二號(hào)從機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的四位當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)同樣也

47、轉(zhuǎn)換成ASCII碼后，發(fā)送給PC機(jī)。此時(shí)一個(gè)完整過(guò)程結(jié)束，將返回（1）開(kāi)始另一輪采集。</p><p>　　3.2 DS18B20溫度測(cè)量軟件的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。系統(tǒng)對(duì)DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā)ROM 功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處

48、理數(shù)據(jù)。主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換的程序必須經(jīng)過(guò)3個(gè)步驟：初始化、ROM操作指令、存儲(chǔ)器操作指令。假設(shè)單片機(jī)系統(tǒng)所用的晶振頻率為12MHz，根據(jù)DS18B20的初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序，分別編寫3個(gè)子程序：INIT為初始化子程序，WRITE 為寫（命令或數(shù)據(jù)）子程序，READ為讀數(shù)據(jù)子程序，所有的數(shù)據(jù)讀寫均由最低位開(kāi)始。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(cè)量溫度值，溫度測(cè)量每1s 進(jìn)行一次，流程圖

49、如圖3.1所示 。</p><p>　　讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9個(gè)字節(jié)，在讀出時(shí)需進(jìn)行CRC 校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫，其程序流程圖如圖3.2所示。</p><p>　　從DS18B20讀取出的二進(jìn)制值必須先轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制值，才能用于字符的顯示。因?yàn)镈S18B20的轉(zhuǎn)換精度為9～12 位可選，為了提高精度采用12位。在采用12位轉(zhuǎn)換精度時(shí)，溫度寄存器里的值是以0

50、.0625為步進(jìn)的，即溫度值為溫度寄存器里的二進(jìn)制值乘以0.0625，就是實(shí)際的十進(jìn)制溫度值。</p><p>　　3.3 多機(jī)通信軟件的設(shè)計(jì)</p><p>　　ATMAGE16單片機(jī)有串行發(fā)送緩沖器／接收緩沖器(SBUF)、串行口控制寄存器(SCON)、特殊功能寄存器(PCON)。通過(guò)設(shè)置SCON可以有四種工作方式，其中工作方式2、3 適用于多機(jī)通信。在串行通信前，通過(guò)程序預(yù)先將各從

51、機(jī)串行口設(shè)置為方式2或方式3，并使SM2和REN(允許串行接收控制位)為1，允許串行口中斷。主機(jī)與從機(jī)通信時(shí)，將SM2置0，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，否則維持SM2為1，這樣在主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)(此時(shí)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)中第9 位為0)，只有地址相符的從機(jī)可接收數(shù)據(jù)，</p><p>　　圖3.1 DS18B20溫度主程序流程圖 圖3.2 讀出溫度子程序流程圖</p><p>　　其

52、余從機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)信息不予理睬，從而可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信集散型控制系統(tǒng)將各控制單元分散到現(xiàn)場(chǎng)各控制點(diǎn)。從機(jī)主程序和串行口中斷服務(wù)程序如圖3.3所示。</p><p>　　PC 機(jī)與單片機(jī)的串口通信中，ATMAGE16單片機(jī)的Pl.3和Pl.4口分別模擬串行通信的發(fā)送和接收端，其接口程序主要由發(fā)送子程序和接收子程序組成。通信速率9600bps，幀格式為N.8.l。發(fā)送時(shí)，先發(fā)送一個(gè)起始位(低電平)，接著 按低位在先的順序發(fā)

53、送8位數(shù)據(jù)，最后發(fā)送停止位。接收時(shí)，先判斷P1.4接收端口是否有起始低電平出現(xiàn)，如有則按低位在先的順序接收8位數(shù)，最后判斷P1.4 口是否有停止高電平出現(xiàn)，如有則完成一個(gè)數(shù)據(jù)接收，否則繼續(xù)等待。其中軟件編寫要嚴(yán)格按照異步通信的時(shí)序進(jìn)行。</p><p>　　圖3.3 從機(jī)主程序和串行口中斷服務(wù)程序</p><p>　　3.4 DS18B20工作時(shí)序問(wèn)題</p><p&

54、gt;　　DS18B20的一線工作協(xié)議流程是：初始化→ROM操作指令→存儲(chǔ)器操作指令→數(shù)據(jù)傳輸。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序。 </p><p>　　主機(jī)即單片機(jī)首先發(fā)480us---960us的低電平，進(jìn)行復(fù)位，然后釋放總線，之后總線被外部上拉電阻電阻抬高，大約等待15—60us之后，DS18B20發(fā)出60到240us的低電平信號(hào)，以示存在，至此初始化結(jié)束。 寫“0“的時(shí)候，首先單片機(jī)發(fā)復(fù)位信號(hào)，然

55、后發(fā)“0”于是低電平持續(xù)60us就完成了寫“0”寫“1”的時(shí)候首先單片機(jī)發(fā)復(fù)位信號(hào)，持續(xù)時(shí)間大于1us小于15us然后發(fā)“1”持續(xù)50us以上即可。 讀時(shí)序也是主機(jī)先發(fā)低電平，然后在15us內(nèi)檢測(cè)連接DS18B20的數(shù)據(jù)線的引腳，從而讀得相應(yīng)值。</p><p><b>　　4 電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本章分析了分布式溫度采集系統(tǒng)的各主要功能模塊的設(shè)

56、計(jì)與實(shí)現(xiàn)，具體包括溫度測(cè)量電路模塊和串口通信電路模塊。</p><p>　　4.1 溫度測(cè)量電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　溫度測(cè)量采用DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器。由DS18B20 構(gòu)成的智能溫度測(cè)量裝置由三部分組成：DS18B20 溫度傳感器、ATMAGE16、顯示模塊。產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)：①測(cè)量范圍：-55℃～+125℃，②測(cè)量精度：0.5℃，③反應(yīng)時(shí)間≤500ms。為了達(dá)到更

57、高的精度，則在對(duì)DSl8B20測(cè)溫原理進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，采取直接讀取DSl8B20內(nèi)部暫存寄存器的方法，將DSl8B20 的測(cè)溫分辨率提高到0.01℃～0.1℃，DSl8B20內(nèi)部暫存寄存器的分布如表4-1所列，其中第7字節(jié)存放的是當(dāng)溫度寄存器停止增值時(shí)計(jì)數(shù)器l的計(jì)數(shù)剩余值，第8字節(jié)存放的是每度所對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值。這樣，就可以通過(guò)下面的方法獲得高分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果。</p><p>　　表4-1 DS18B

58、20內(nèi)部暫存器</p><p>　　基于DS18B20的溫度測(cè)量裝置電路圖如圖4.1所示：</p><p>　　圖4.1 溫度測(cè)量電路</p><p>　　溫度傳感器DS18B20將被測(cè)環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化成帶符號(hào)的數(shù)字信號(hào)（以十六位補(bǔ)碼形式，占兩個(gè)字節(jié)），傳感器可置于離裝置150米以內(nèi)的任何地方，輸出腳I/O直接與單片機(jī)的P1.1 相連，R1為上拉電阻，傳感器采用外部電源

59、供電。ATMAGE16 是整個(gè)裝置的控制核心，ATMAGE16內(nèi)帶1K字節(jié)的FlashROM,用戶程序存放在這里。顯示器模塊由四位一體的共陽(yáng)數(shù)碼管和4個(gè)9012組成。系統(tǒng)程序分傳感器控制程序和顯示器程序兩部分，傳感器控制程序是按照DS18B20的通信協(xié)議編制。系統(tǒng)的工作是在程序控制下，完成對(duì)傳感器的讀寫和對(duì)溫度的顯示。</p><p>　　4.2 串口通信電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　

60、為了增加單片機(jī)多機(jī)通信的距離，該部分電路采用RS232標(biāo)準(zhǔn)接口，通信距離可以達(dá)到15米；如果采用RS422 或是RS485 接口，通信距離會(huì)更遠(yuǎn)。多機(jī)通信接口原理圖見(jiàn)圖1 。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中采用的是RS232 電平，提高了抗干擾能力。需要在主機(jī)串行接口和從機(jī)串行接口進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換：TTL-RS232-TTL。這都是用MAX232 接口芯片實(shí)現(xiàn)的，具體的電路如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.2 TTL-R

61、S232-TTL電平轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　通信電路是本設(shè)計(jì)的重要組成部分,負(fù)責(zé)溫度數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)的上傳。包括單片機(jī)多機(jī)串口通信電路,PC 機(jī)與ATMAGE16的串口通信電路。其中主單片機(jī)ATMAGE16既要和從機(jī)通信,還要負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送到PC機(jī)上。而ATMAGE16 單片機(jī)只有一個(gè)串行通信口，這就需要用硬件或是軟件擴(kuò)展一個(gè)串行通信口。本設(shè)計(jì)采用一種用單片機(jī)普通I/O口和相應(yīng)軟件實(shí)現(xiàn)串行通信的方法

62、。</p><p>　　5 分布式溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　數(shù)字式傳感器一般采用單總線技術(shù)(1-WIREBUS），即在單片機(jī)或計(jì)算機(jī)接口中只用一根導(dǎo)線（輸入/ 輸出信號(hào)線），美國(guó)Dallas公司最新推出的1-WireBus數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，與傳統(tǒng)的溫度傳感器不同，它能夠直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式，可以分別在9

63、3.75ms 和750ms內(nèi)將溫度值轉(zhuǎn)化為9 位和12位的數(shù)字量，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃；為實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)串口長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)通信，系統(tǒng)采用了RS232 串行接口，通信距離可以達(dá)到15m，如果采用RS422或RS485串行接口可以達(dá)到1000m。串口通信由PC機(jī)與單片機(jī)的通信和單片機(jī)多機(jī)通信組成，每個(gè)從機(jī)負(fù)責(zé)溫度的測(cè)量然后通過(guò)多機(jī)通信把溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到主單片機(jī)上，最后PC機(jī)通過(guò)VB程序控制串口把主

64、單片機(jī)上的所有溫度數(shù)據(jù)收集起來(lái)。系統(tǒng)框圖如圖5.1所示。</p><p><b>　　圖5.1 系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　6  ICCAVR制作環(huán)境及介紹</p><p>　　本章介紹了ICCAVR的制作環(huán)境，ICCAVR 中的文件類型及其文件的擴(kuò)展名、附注和擴(kuò)充，并介紹了IAR 或其它ANSI C 編譯系統(tǒng)的代碼轉(zhuǎn)換。&

65、lt;/p><p>　　6.1 ICCAVR 介紹</p><p>　　本節(jié)主要介紹了ICCAVR文件的基本特點(diǎn)、類型、擴(kuò)展名等。</p><p>　　6.1.1 ImageCraft 的ICCAVR 介紹</p><p>　　ImageCraft 的ICCAVR 是一種使用符合ANSI 標(biāo)準(zhǔn)的C 語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)微控制器(MCU)程序的一個(gè)工具,

66、它有以下幾個(gè)主要特點(diǎn):</p><p>　　ICCAVR 是一個(gè)綜合了編輯器和工程管理器的集成工作環(huán)境（IDE），其可在WINDOWS9X/NT 下工作。</p><p>　　源文件全部被組織到工程之中，文件的編輯和工程的構(gòu)筑也在這個(gè)環(huán)境中完成。編譯錯(cuò)誤顯示在狀態(tài)窗口中，并且當(dāng)你用鼠標(biāo)單擊編譯錯(cuò)誤時(shí)，光標(biāo)會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到編輯窗口中引起錯(cuò)誤的那一行。這個(gè)工程管理器還能直接產(chǎn)生您希望得到的可以直接

67、使用的INTEL HEX 格式文件，INTEL HEX 格式文件可被大多數(shù)的編程器所支持，用于下載程序到芯片中去。</p><p>　　ICCAVR 是一個(gè)32 位的程序，支持長(zhǎng)文件名。</p><p>　　本論文并不介紹通用的C 語(yǔ)言語(yǔ)法知識(shí)，僅介紹使用ICC AVR 所必須具備的知識(shí)。 </p><p>　　6.1.2 ICCAVR 中的文件類型及其擴(kuò)展名&l

68、t;/p><p>　　文件類型是由它們的擴(kuò)展名決定的，IDE 和編譯器可以使用以下幾種類型的文件。</p><p><b>　　輸入文件：</b></p><p>　　.c 擴(kuò)展名----表示是C 語(yǔ)言源文件</p><p>　　.s 擴(kuò)展名----表示是匯編語(yǔ)言源文件</p><p>　　.h 擴(kuò)展

69、名----表示是C 語(yǔ)言的頭文件</p><p>　　.prj 擴(kuò)展名----表示是工程文件，這個(gè)文件保存由IDE 所創(chuàng)建和修改的一個(gè)工程的有</p><p><b>　　關(guān)信息。</b></p><p>　　.a 擴(kuò)展名----庫(kù)文件，它可以由幾個(gè)庫(kù)封裝在一起。libcavr.a 是一個(gè)包含了標(biāo)準(zhǔn)C 的庫(kù)和AVR 特殊程序調(diào)用的基本庫(kù)。如果庫(kù)

70、被引用，鏈接器會(huì)將其鏈接到您的模塊或文件中。您也可以創(chuàng)建或修改一個(gè)符合你需要的庫(kù)。</p><p><b>　　輸出文件</b></p><p>　　.s 對(duì)應(yīng)每個(gè)C 語(yǔ)言源文件，由編譯器在編譯時(shí)產(chǎn)生的匯編輸出文件。</p><p>　　.o 由匯編文件匯編產(chǎn)生的目標(biāo)文件，多個(gè)目標(biāo)文件可以鏈接成一個(gè)可執(zhí)行文件。</p><p

71、>　　.hex INTEL HEX 格式文件，其中包含了程序的機(jī)器代碼。</p><p>　　.eep INTEL HEX 格式文件，包含了EEPROM 的初始化數(shù)據(jù)。</p><p>　　.cof COFF 格式輸出文件，用于在ATMEL 的AvrStudio 環(huán)境下進(jìn)行程序調(diào)試。</p><p>　　.lst 列表文件，在這個(gè)文件中列舉出了目標(biāo)代碼對(duì)應(yīng)的最

72、終地址。</p><p>　　.mp 內(nèi)存映象文件 它包含了您程序中有關(guān)符號(hào)及其所占內(nèi)存大小的信息</p><p>　　.cmd NoICE 2.xx 調(diào)試命令文件。</p><p>　　.noi NoICE 3.xx 調(diào)試命令文件。</p><p>　　.dbg ImageCraft 調(diào)試命令文件。</p><p>

73、　　6.1.3 附注和擴(kuò)充</p><p>　　#pragma （編譯附注）</p><p>　　這個(gè)編譯器接受以下附注：</p><p>　　#pragma interrupt_handler <func1>:<vector number> <func2>:<vector> ...</p><p

74、>　　這個(gè)附注必須在函數(shù)之前定義，它說(shuō)明函數(shù)func1、func2 是中斷操作函數(shù)，所以編譯器在中斷操作函數(shù)中生成中斷返回指令reti 來(lái)代替普通返回指令ret ，并且保存和恢復(fù)函數(shù)所使用的全部寄存器；同樣編譯器根據(jù)中斷向量號(hào)vector number 生成中斷向量地址。</p><p>　　#pragma ctask <func1> <func2>...</p>&l

75、t;p>　　這個(gè)附注指定了函數(shù)不生成揮發(fā)寄存器來(lái)保存和恢復(fù)代碼，它的典型應(yīng)用是在RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中讓RTOS 核直接管理寄存器。</p><p>　　#pragma text:<name></p><p>　　改變代碼段名稱，使其與命令行選項(xiàng)相適應(yīng)。</p><p>　　#pragma data:<data></p>

76、<p>　　改變數(shù)據(jù)段名稱，使其與命令行選項(xiàng)相適應(yīng)。這個(gè)附注在分配全局變量至EEPROM中時(shí)必須被使用。</p><p>　　#pragma abs_address:<address></p><p>　　函數(shù)與全局?jǐn)?shù)據(jù)不使用浮動(dòng)定位（重定位），而是從<address>開(kāi)始分配絕對(duì)地址。這在訪問(wèn)中斷向量和其它硬件項(xiàng)目時(shí)特別有用。</p>&l

77、t;p>　　#pragma end_abs_address</p><p>　　結(jié)束絕對(duì)定位，使目標(biāo)程序使用正常浮動(dòng)定位。</p><p><b>　　C++ 注釋</b></p><p>　　如果你選擇了編譯擴(kuò)充(Project->Options->Compiler)，你可以在你的源代碼中使用C ++的 // 類型的注釋。&

78、lt;/p><p><b>　　二進(jìn)制常數(shù)</b></p><p>　　如果你選擇了編譯擴(kuò)充(Project->Options->Compiler)，你可以使用0b<1|0>* 來(lái)指定二進(jìn)制常數(shù)，例如0b10101 等于十進(jìn)制數(shù)21。</p><p><b>　　在線匯編</b></p>

79、<p>　　你可以使用asm("string")函數(shù)來(lái)指定在線匯編代碼。</p><p>　　6.1.4 代碼轉(zhuǎn)換</p><p>　　IAR 或其它ANSI C 編譯系統(tǒng)的代碼轉(zhuǎn)換</p><p>　　IAR C 編譯器作為應(yīng)用于AVR 的第一個(gè)C 編譯器，它有十分豐富的源代碼。當(dāng)你從IAR編譯系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到ImageCraft 編譯系

80、統(tǒng)時(shí)，絕大多數(shù)符合ANSI C標(biāo)準(zhǔn)的程序代碼不需要轉(zhuǎn)換，IAR C 中IO 寄存器的定義與ICCAVR 也是相同的。</p><p>　　中斷操作描述，ICCAVR 使用pragma 附注描述中斷操作函數(shù)，而IAR 引入了語(yǔ)法擴(kuò)充（interrupt 關(guān)鍵字），下面是一個(gè)對(duì)照：</p><p>　　在 ICCAVR 中：</p><p>　　#pragma inte

81、rrupt_handler func:4 // 4 是這個(gè)中斷的向量號(hào)，func 為中斷處理函數(shù)名稱，ICCAVR 可以使多個(gè)中斷向量共用一個(gè)中斷處理函數(shù)。</p><p><b>　　在 IAR 中：</b></p><p>　　interrupt [vector_name] func() // vector_name 是某一個(gè)中斷向量的名稱，IAR C 的中斷向量

82、地址使用中斷名稱來(lái)代替，以增加程序的可讀性。</p><p><b>　　擴(kuò)充關(guān)鍵字</b></p><p>　　IAR 引入flash 關(guān)鍵字將項(xiàng)目分配進(jìn)入程序存貯空間（FLASH 存貯器），ICCAVR 使用const 關(guān)鍵字來(lái)達(dá)到相同的目的。</p><p><b>　　過(guò)程調(diào)用轉(zhuǎn)換</b></p>&

83、lt;p>　　在兩個(gè)編譯系統(tǒng)之間函數(shù)參數(shù)傳遞使用的寄存器是不同的，這僅影響手工寫的匯編函數(shù)。</p><p>　　在線匯編、宏等，IAR 不支持在線匯編符號(hào)，而ICCAVR 支持在線匯編。</p><p>　　6.2 ICCAVR 向?qū)?lt;/p><p>　　自你啟動(dòng) IDE 后，首先從Project 菜單系統(tǒng)選擇Open 命令，進(jìn)入\icc\examples

84、.avr 目錄并且選擇并打開(kāi)“l(fā)ed”工程，工程管理器顯示在這個(gè)工程中只有一個(gè)文件led.c。 然后從Project 菜單中選擇Options 命令打開(kāi)工程編譯選項(xiàng)，在"Target"標(biāo)號(hào)下選擇目標(biāo)處理器。然后從Project 菜單中選擇Make Project 命令，IDE 將調(diào)用編譯器編譯這個(gè)工程文件，并且在狀態(tài)窗口中顯示所有的信息。</p><p>　　6.3 ICCAVR 的IDE

85、環(huán)境</p><p>　　6.3.1 編譯一個(gè)單獨(dú)的文件</p><p>　　正常建立一個(gè)輸出文件的次序是，你首先應(yīng)該建立一個(gè)工程文件并且定義屬于這個(gè)工程的所有文件。然而，我們有時(shí)也需要將一個(gè)文件單獨(dú)地編譯為目標(biāo)文件或最終的輸出文件。這時(shí)可以這樣操作：從IDE 菜單“File” 中選擇“Compile File...”命令，來(lái)執(zhí)行“to Object”和“to Output”中的任意一個(gè)

86、。當(dāng)你調(diào)用這個(gè)命令時(shí)，文件應(yīng)該是打開(kāi)的并且在編輯窗口中可以編輯的。</p><p>　　編譯一個(gè)文件為目標(biāo)文件（to Object），對(duì)檢查語(yǔ)法錯(cuò)誤和編譯一個(gè)新的啟動(dòng)文件是很有用的。編譯一個(gè)文件為輸出文件（to Output），對(duì)較小的并且是一個(gè)文件的程序較為有用。</p><p>　　6.3.2 創(chuàng)建一個(gè)新的工程</p><p>　　為創(chuàng)建一個(gè)新的工程，從菜單“

87、Project”中選擇“New”命令，IDE 會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框，在對(duì)話框中你可以指定工程的名稱，這也是你的輸出文件的名稱。如果你使用一些已經(jīng)建立的源文件，你可在菜單“Project”中選擇“AddFile(s) ”命令。</p><p>　　另外，你可以在菜單“File”中選擇“New”命令來(lái)建立一個(gè)新的源文件來(lái)輸入你的代碼，你可以在菜單“File”中選擇“Save”或“Save As”命令來(lái)保存文件。然后你可以

88、象上面所述調(diào)用“AddFile(s)”命令將文件加入到工程中，也可在當(dāng)前編輯窗口中單擊鼠標(biāo)右鍵選擇“Add to Project”將文件加入已打開(kāi)的工程列表中。通常你輸出源文件在工程同一個(gè)目錄中，但也可不作這樣要求。</p><p>　　工程的編譯選項(xiàng)使用菜單中 “Project”中的“Options”命令。</p><p>　　6.3.3 工程管理</p><p&g

89、t;　　工程管理允許你將多個(gè)文件組織進(jìn)同一個(gè)工程，而且定義它們的編譯選項(xiàng)，這個(gè)特性允許你將工程分解成許多小的模塊。當(dāng)你處理工程構(gòu)筑時(shí)，只有一個(gè)文件被修改和重新編譯，如果一個(gè)頭文件作了修改，當(dāng)你編譯包含這個(gè)頭文件的源文件時(shí)，IDE 會(huì)自動(dòng)重新編譯已經(jīng)改變的頭文件。</p><p>　　一個(gè)源文件可以寫成 C 或匯編格式的任意一種。C 文件必須使用“.c”擴(kuò)展名匯編文件必須使用“.s”擴(kuò)展名。你可以將任意文件放在工程

90、列表中，例如你可以將一個(gè)工程文檔文件放在工程管理窗口中，工程管理器在構(gòu)筑工程時(shí)對(duì)源文件以外的文件不予理睬。</p><p>　　對(duì)目標(biāo)器件不同的工程，可以在編譯選項(xiàng)中設(shè)置有關(guān)參數(shù)。當(dāng)你新建一個(gè)工程時(shí)，使用默認(rèn)的編譯選項(xiàng)，你可以將現(xiàn)有編譯選項(xiàng)設(shè)置成默認(rèn)選項(xiàng)，也可將默認(rèn)編譯選項(xiàng)裝入現(xiàn)有工程中。默認(rèn)編譯選項(xiàng)保存在default.prj 文件中。</p><p>　　為避免你的工程目錄混亂，你可以

91、指定輸出文件和中間文件到一個(gè)指定的目錄，通常這個(gè)目錄是你的工程目錄的一個(gè)子目錄。</p><p>　　6.3.4 編輯窗口</p><p>　　編輯窗口是你與 IDE 交流信息的主要區(qū)域，在這個(gè)窗口中你可以修改相應(yīng)的文件。當(dāng)編譯存在錯(cuò)誤時(shí)，用鼠標(biāo)單擊有關(guān)錯(cuò)誤信息時(shí)，編輯器會(huì)自動(dòng)將光標(biāo)定位在錯(cuò)誤行的位置。</p><p>　　6.3.5 應(yīng)用構(gòu)筑向?qū)?lt;/p&

92、gt;<p>　　應(yīng)用構(gòu)筑向?qū)怯糜趧?chuàng)建外圍設(shè)備初始化代碼的一個(gè)圖形界面。你可以單擊工具條中的“Wizard”按鈕或菜單“Tools”中的“ApplicationBuilder”命令來(lái)調(diào)用它。</p><p>　　應(yīng)用構(gòu)筑向?qū)褂镁幾g選項(xiàng)中指定的目標(biāo)MCU來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)的選項(xiàng)和代碼。</p><p>　　應(yīng)用構(gòu)筑向?qū)э@示目標(biāo) MCU 的每一個(gè)外圍設(shè)備子系統(tǒng)，它的使用是很顯而易見(jiàn)的

93、。在這里你可以設(shè)置MCU 的所具有的中斷、內(nèi)存、定時(shí)器、IO 端口、UART 、SPI 和模擬量比較器等外圍設(shè)備，并產(chǎn)生相應(yīng)的代碼，如果你需要的話，還可產(chǎn)生main( )函數(shù)。</p><p>　　6.3.6 終端仿真</p><p>　　IDE 有一個(gè)內(nèi)置的終端仿真器，注意它不包含任意一個(gè)ISP（在系統(tǒng)編程）功能，但它可以作為一個(gè)簡(jiǎn)單的終端，或許可以顯示你的目標(biāo)裝置的調(diào)試信息，也可下載

94、一個(gè)ASC碼文件。從 6.20 版本開(kāi)始IDE 加入了對(duì)ISP 的支持。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　ATMAGE16單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、對(duì)環(huán)境要求不高、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好。即使是非電子計(jì)算機(jī)專業(yè)人員，通過(guò)學(xué)習(xí)一些專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)以后也能依靠自己的技術(shù)力量來(lái)開(kāi)發(fā)所希望的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的溫度測(cè)量系統(tǒng)中，

95、往往采用模擬的溫度傳感器進(jìn)行設(shè)計(jì)，必須經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后才可以被微處理器識(shí)別和處理。這樣的設(shè)計(jì)方法不僅對(duì)前端模擬信號(hào)處理電路提出了更高的要求，而且不具有數(shù)字通信和網(wǎng)絡(luò)功能。本設(shè)計(jì)文結(jié)合DSl8B20的新特性和現(xiàn)代溫度測(cè)量系統(tǒng)提出的新要求，提出了基于智能數(shù)字溫度傳感器DSl8820的高精度、分布式多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。該方案具有安裝方便、數(shù)字化程度高、精度高、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在多種溫度檢測(cè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。經(jīng)過(guò)模塊化的電路測(cè)試、軟件

96、調(diào)試和系統(tǒng)組裝，測(cè)溫精度可以達(dá)到±0.01℃。設(shè)計(jì)出的多路遠(yuǎn)距離自動(dòng)化、智能化溫度采集系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。本次設(shè)計(jì)只給出2路從機(jī)采集，根據(jù)需要可以增加更多從機(jī)進(jìn)行溫度采集。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　1 何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社.1999</p&

97、gt;<p>　　2 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ).北京：北京航空航天大學(xué)出版社.1999</p><p>　　3 劉守義.單片及應(yīng)用技術(shù).西安：西安電子科技大學(xué)出版社.2002</p><p>　　4 潘新民.微型計(jì)算機(jī)與傳感技術(shù).北京：人民郵電出版社.1988</p><p>　　5 辛友順等.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社.2005&l

98、t;/p><p>　　6 陳嘉慶.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)應(yīng)用100例.北京:微計(jì)算機(jī)信息編輯部.2002</p><p>　　7 王幸之.AT89系列單片機(jī)原理與接口技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社.2004</p><p>　　8 張 軍.AVR單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)典型實(shí)例.第一版.中國(guó)電力出版社</p><p>　　9 譚浩強(qiáng).C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（第二

99、版）.北京清華大學(xué)出版社.2005</p><p>　　10馬忠梅.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)（第三版）.北京:北京航空航天大學(xué)出版社.2003</p><p>　　11夏路易.電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程PROTEL99SE.北京：北京希望電子出版社</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在我

100、的論文收筆之際，首先，我要衷心感謝我的指導(dǎo)老師xx老師。在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，xx老師給予了我很大的幫助、鼓勵(lì)和支持，十分關(guān)心我的設(shè)計(jì)進(jìn)度，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)提出大量寶貴的意見(jiàn)和建議，在他的悉心指導(dǎo)和大力支持下，我的畢業(yè)課程設(shè)計(jì)得以順利完成。</p><p>　　最后，再次向指導(dǎo)老師xx老師表示我最誠(chéng)摯的謝意。</p><p>　　附件1：總系統(tǒng)的原理圖如下：</p><p>　

101、　附件2：?jiǎn)纹瑱C(jī)ATMAGE16控制DS18B20的程序:</p><p>　　#include <iom16v.h></p><p>　　#include <macros.h></p><p>　　#define  uchar unsigned char</p><p>　　#define  ui

102、nt unsigned int</p><p>　　uchar Temp=0x00,Flag=0,Point=0;</p><p>　　const uchar DISCODE[10] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//0~9</p><p>　　const uchar order[4]={

103、0x07,0x0b,0x0d,0x0e};</p><p>　　const uchar fuhao1[8]={0X81,0XF7,0XF7,0X87,0XF5,0XF5,0XF5,0X00};//正字</p><p>　　const uchar fuhao0[8]={0xf7,0xc7,0xeb,0x81,0xb5,0xb5,0xeb,0x9C};//負(fù)字</p><p

104、>　　#pragma interrupt_handler Timer0:10void Timer0(void)//每32ms掃描一次數(shù)碼管</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar j;</b></p><p>　　for(j=0;j<8;j++)</p>

105、<p><b>　　{</b></p><p>　　PORTB=1<<j;</p><p>　　if(Flag)PORTD=fuhao1[j];</p><p>　　else PORTD=fuhao0[j];</p><p>　　DelayMS(1);</p><p>　　P

106、ORTB=0x00;</p><p>　　PORTD=0xff; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　TCNT0=0x00;//重新開(kāi)始</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Dis_Init(void)&l

107、t;/p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　DDRC=0xff;</p><p>　　DDRA=0xff;</p><p>　　DDRD=0xff;</p><p>　　PORTC=0

108、xf0;</p><p>　　for(i=0;i<10;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　PORTA=DISCODE[9-i];</p><p>　　DelayMS(100);</p><p><b>　　}</b></p>

109、;<p>　　TIMSK=0x01;</p><p>　　TCNT0=0x00;</p><p>　　SREG=0x80;</p><p>　　TCCR0=0x04;//512分頻</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Dis_Data(uchar d

110、isdata)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　char disbuf[4],i,j;</p><p>　　SREG=0x00;</p><p>　　disbuf[0] = disdata /100;</p><p>　　disbuf[1] = (disdata/10)

111、%10;</p><p>　　disbuf[2] = disdata%10;</p><p>　　disbuf[3] = Point;</p><p>　　for(i=0;i<4;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　PORTC = order[i];<

112、/p><p>　　PORTA = DISCODE[disbuf[i]];</p><p>　　if(i==2) PORTA|=0x80;//顯示小數(shù)點(diǎn)</p><p>　　DelayMS(2);</p><p>　　PORTA=0x00;</p><p>　　DelayMS(1);</p><p>

113、<b>　　}</b></p><p>　　SREG=0x80;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void gettemp(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　char temph=0,te

114、mpl=0,TempL=0;</p><p>　　while(Check18B20());//驗(yàn)證初始化成功</p><p>　　Write18B20(0xcc);</p><p>　　Write18B20(0x44);  //啟動(dòng)轉(zhuǎn)換</p><p>　　//DelayMS(500);    

115、;   //750MS</p><p>　　while(Check18B20());//成功</p><p>　　Write18B20(0xcc);</p><p>　　Write18B20(0xbe);  //讀取溫度值</p><p>　　templ = Read18B20();</p><

116、;p>　　temph = Read18B20();</p><p>　　while(Check18B20());</p><p>　　Temp=(templ>>4)|(temph<<4);</p><p>　　TempL=templ&0x0c;//小數(shù)位</p><p>　　Point=(TempL>