2022年温度控制系统定义 .pdf

江西理工大学应用科学学院微机控制课程设计报告设计题目：温度控制系统设 计 者：高伟军学号：08060210239 班级：自动化 102 指导老师：冯新刚完成时间：2013.06.28 设计报告用户板软件设计答 辩（20）平 时（20）总 评格式（10）内容（10）检测（5）绘图（15）程序（10）调试情况（10）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 32 页 -摘要该文介绍了一种基于DS1820的温度检测控制系统。随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。本文旨在介绍一种基于MCS-51系列单片机和 DS1820数字温度传感器的温度检测控制系统的开发，包括其开发背景、系统分析、电路原理、以及程序的编写与分析。关键词：单片机；温度控制系统；DS18B20 温度传感器名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 32 页 -1 目录第一章引言.31.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义.31.2 温度控制系统的目的.31.3 温度控制系统完成的功能.3第二章总体设计方案.42.1 方案.4第三章 DS18B20温度传感器简介 .83.1 温度传感器的历史及简介.83.2 DS18B20 的工作原理.83.2.1 DS18B20 工作时序 .8 3.2.2 ROM 操作命令 .9 3.3 DS18B20 的测温原理.93.3.1 DS18B20 的测温原理:.9 3.3.2 DS18B20 的测温流程.11 第四章单片机接口设计.12 4.1 设计原则.12 4.2 引脚连接.12 4.2.1 晶振电路.12 4.2.2 串口引脚.12 4.2.3 其它引脚.12 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 32 页 -2 第五章系统整体设计.135.1 系统硬件电路设计.13 5.1.1 主板电路设计 .13 5.1.2 各部分电路.13 5.2 系统软件设计.15 5.2.1 系统软件设计整体思路 .15 5.2.2 系统程序流图 .16 第六章总结.21 附录.-22-附录 1.-22-附录 2.23 参考文献.30名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 32 页 -3 第一章引言1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数，随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。温度是一个重要的物理量，它反映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学过程相联系。在工、农业生产和日常生活中，各个环节都与温度紧密相联，温度的准确监测及控制占据着极其重要地位。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行等。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。可见，温度的测量和控制是非常重要的。随着电子技术和微型计算机的迅速发展，单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛。利用单片机对温度进行控制的技术也随之而生，并日益发展和完善，且越来越显示出它的优越性。1.2 温度控制系统的目的本设计的内容是温度测试控制系统，控制对象是温度。温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。1.3 温度控制系统完成的功能1.测量范围 0-100摄氏度2.分辨率 1 摄氏度3.采用 3 位数码管显示4.温度上下限报警输出，即达到预先设定的温度上下限值时，发光二极管闪烁报警名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 32 页 -4 第二章总体设计方案2.1 方案考虑使用温度传感器，结合单片机电路设计，采用一只DS18B20 温度传感器，直接读取被测温度值，之后进行转换，依次完成设计要求。在本系统的电路设计方框图如图2-1 所示，它由三部分组成:控制部分主芯片采用单片机 AT89C51；显示部分采用3 位 LED 数码管以动态扫描方式实现温度显示；温度采集部分采用 DS18B20 温度传感器。图 21 温度计电路总体设计方案名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 32 页 -5 1.控制部分单片机 AT89C51 具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用，系统应用三节电池供电。2.显示部分显示电路采用 3 位共阳 LED 数码管，从 P0 口送数，P2 口扫描。3.温度采集部分DS18B20 温度传感器是美国DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温。这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作，由 DS18B20 数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。数字温度传感器 DS18B20 把采集到的温度通过数据引脚传到单片机的P1.0 口，单片机接受温度并存储。1)DS18B20 的性能特点如下：1)独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；2)多个 DS18B20 可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；3)无须外部器件；4)可通过数据线供电，电压范围为3.05.5V；5)零待机功耗；6)温度以 3 位数字显示；7)用户可定义报警设置；8)报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；9)负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。(2)DS18B20的内部结构DS18B20 采用 3 脚 PR35 封装，如图 2-2 所示；DS18B20 的内部结构，如图 2-3所示。引地数据线可选图 22 DS18B20 封装名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 32 页 -6 内部电源探测位和单线端口位产生器暂存器下限触发上限触发温度传感器存储器和控制逻辑图 2 3 DS18B20 内部结构(3)DS18B20 内部结构主要由四部分组成：1)64 位光刻 ROM。开始 8 位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有 48 位，最后 8 位是前 56 位的 CRC 校验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。64位闪速 ROM 的结构如下：表 21 ROM结构8b 检验 CRC 48b 序列号8b 工厂代码（10H）MSB LSB MSB LSB MSB LSB 2)非挥发的温度报警触发器TH 和 TL，可通过软件写入用户报警上下限值。3)高速暂存存储，可以设置DS18B20 温度转换的精度。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM 和一个非易失性的可电擦除的 E2PRAM。高速暂存 RAM 的结构为 8 字节的存储器，结构如表2-2 所示。头 2 个字节包含测得的温度信息，第3 和第 4 字节 TH 和 TL 的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5 个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20 工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。它的内部存储器结构和字节定义如表 2-3 所示。低 5 位一直为，TM 是工作模式位，用于设置DS18B20 在工作模式还是在测试模式。表 22 DS18B20 内部存储器结构Byte0 温度测量值LSB（50H）Byte1 温度测量值MSB（50H）E2PROM Byte2 TH高温寄存器-TH高温寄存器Byte3 TL 低温寄存器-TL 低温寄存器Byte4 配位寄存器-配位寄存器Byte5 预留（FFH）Byte6 预留（0CH）Byte7 预留（IOH）Byte8 循环冗余码校验（CRC）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 32 页 -7 图 2-3DS18B20 TM R1 R0 1 1 1 1 1 2)非挥发的温度报警触发器TH 和 TL，可通过软件写入用户报警上下限值。3)高速暂存存储，可以设置DS18B20 温度转换的精度。DS18B20 出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1 和 R0 决定温度转换的精度位数，来设置分辨率。由表 2-4 可知，分辨率越高，所需要的温度数据转换时间越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。高速暂存 RAM 的第 6、7、8 字节保留未用，表现为全逻辑1。第 9 字节读出前面所有 8 字节的 CRC 码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。当 DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16 位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2 字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以 0.0625LSB 形式表示。当符号位 S0 时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位 S1 时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。表 2-5 是一部分温度值对应的二进制温度数据。表 2 4 DS18B20 温度转换时间表R1 R0 分辨率/位温度最大转向时间/ms 0 0 9 93.75 0 1 10 187.5 1 0 11 375 1 1 12 750 表 2 5 一部分温度对应值表温度/二进制表示十六进制表示+125 0000 0111 1101 0000 07D0H+85 0000 0101 0101 0000 0550H+25.0625 0000 0001 1001 0000 0191H+10.125 0000 0000 1010 0001 00A2H+0.5 0000 0000 0000 0010 0008H 0 0000 0000 0000 1000 0000H-0.5 1111 1111 1111 0000 FFF8H-10.125 1111 1111 0101 1110 FF5EH-25.0625 1111 1110 0110 1111 FE6FH-55 1111 1100 1001 0000 FC90H 4)CRC 的产生在 64 b ROM 的最高有效字节中存储有循环冗余校验码（CRC）。主机根据 ROM 的前56 位来计算 CRC 值，并和存入 DS18B20 中的 CRC 值做比较，以判断主机收到的ROM 数据是否正确。另外，由于 DS18B20 单线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对 DS18B20的各种操作按协议进行。操作协议为：初使化 DS18B20（发复位脉冲）发ROM 功能命令发存储器操作命令处理数名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 32 页 -8 第三章DS18B20 温度传感器简介3.1 温度传感器的历史及简介温度的测量是从金属(物质)的热胀冷缩开始。水银温度计至今仍是各种温度测量的计量标准。可是它的缺点是只能近距离观测，而且水银有毒，玻璃管易碎。代替水银的有酒精温度计和金属簧片温度计，它们虽然没有毒性，但测量精度很低，只能作为一个概略指示。不过在居民住宅中使用已可满足要求。在工业生产和实验研究中为了配合远传仪表指示，出现了许多不同的温度检测方法，常用的有电阻式、热电偶式、PN 结型、辐射型、光纤式及石英谐振型等。它们都是基于温度变化引起其物理参数(如电阻值，热电势等)的变化的原理。随着大规模集成电路工艺的提高，出现了多种集成的数字化温度传感器。3.2 DS18B20 的工作原理3.2.1 DS18B20工作时序根据 DS18B20 的通讯协议，主机控制DS18B20 完成温度转换必须经过三个步骤：1.每一次读写之前都必须要对DS18B20 进行复位；2.复位成功后发送一条ROM 指令；3.最后发送 RAM 指令，这样才能对DS18B20 进行预定的操作。复位要求主 CPU 将数据线下拉 500 微秒，然后释放，DS18B20 收到信号后等待1560 微秒左右后发出60240 微秒的存在低脉冲，主CPU 收到此信号表示复位成功。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，具体工作方法如图3-1，3-2，3-3 所示。(1)初始化时序响应脉冲60240等待15-60主机最小480主机复位脉冲最小480US图 31 初始化时序总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，主机响应应答脉冲。应答脉冲使主机知道，总线上有从机设备，且准备就绪。主机输出低电平，保持低电平时间至少480us，以产生复位脉冲。接着主机释放总线，4.7K上拉电阻将总线拉高，延时1560us，并进入接受模式，以产生低电平应答脉冲，若为低电平，再延时480us。(2)写时序名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 32 页 -9 采样1545采样154511主机写1 时序主机写0 时序图 32 写时序写时序包括写 0 时序和写 1 时序。所有写时序至少需要60us，且在 2 次独立的写时序之间至少需要 1us 的恢复时间，都是以总线拉低开始。写1 时序，主机输出低电平，延时2us，然后释放总线，延时60us。写 0 时序，主机输出低电平，延时60us，然后释放总线，延时 2us。(3)读时序主机采样主机采样454511主机写 1 时序主机写0 时序图 33 读时序总线器件仅在主机发出读时序是，才向主机传输数据，所以，在主机发出读数据命令后，必须马上产生读时序，以便从机能够传输数据。所有读时序至少需要60us，且在2次独立的读时序之间至少需要1us的恢复时间。每个读时序都由主机发起，至少拉低总线1us。主机在读时序期间必须释放总线，并且在时序起始后的15us之内采样总线状态。主机输出低电平延时 2us，然后主机转入输入模式延时12us，然后读取总线当前电平，然后延时 50us.3.2.2 ROM 操作命令当主机收到 DSl8B20 的响应信号后，便可以发出ROM 操作命令之一，这些命令如表3-1：ROM操作命令。3.3 DS18B20 的测温原理3.3.1 DS18B20的测温原理:每一片 DSl8B20 在其 ROM 中都存有其唯一的 48位序列号，在出厂前已写入片内ROM 中。主机在进入操作程序前必须用读ROM(33H)命令将该 DSl8B20 的序列号读出。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 32 页 -10 程序可以先跳过 ROM，启动所有 DSl8B20 进行温度变换，之后通过匹配ROM，再逐一地读回每个 DSl8B20 的温度数据。DS18B20的测温原理如图3-4 所示，图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2 的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20 就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55 所对应的基数分别置入减法计数器1 和温度寄存器中，减法计数器 1 和温度寄存器被预置在-55 所对应的一个基数值。减法计数器1 对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器 1 的预置值减到 0 时温度寄存器的值将加1，减法计数器 1 的预置将重新被装入，减法计数器 1 重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器 2 计数到 0 时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图 3-5 中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值.表 31 ROM 操作命令指令约定代码功能读 ROM 33H 读 DS18B20 ROM 中的编码符合 ROM 55H 发出此命令之后，接着发出64 位 ROM 编码，访问单线总线上与该编码相对应的DS18B20 使之作出响应，为下一步对该DS18B20的读写作准备搜索 ROM 0F0H 用于确定挂接在同一总线上DS18B20的个数和识别64 位 ROM 地址，为操作各器件作好准备跳过 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向DS18B20发温度变换命令，适用于单片工作。续表 31 告警搜索命令0ECH 执行后，只有温度超过设定值上限或者下限的片子才做出响应温度变换44H 启动 DS18B20进行温度转换，转换时间最长为500MS，结果存入内部 9 字节 RAM 中读暂存器0BEH 读内部 RAM 中 9 字节的内容写暂存器4EH 发出向内部RAM的第 3，4 字节写上、下限温度数据命令，紧跟读命令之后，是传送两字节的数据复制暂存器48H 将 E2PRAM 中第 3，4 字节内容复制到E2PRAM 中重调 E2PRAM 0BBH 将 E2PRAM 中内容恢复到RAM中的第 3，4 字节读 供 电方式0B4H 读 DS18B20的供电模式，寄生供电时DS18B20发送“0”，外接电源供电 DS18B20发送“1”另外，由于 DS18B20单线通信功能是分时完成的，他有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20 的各种操作必须按协议进行。操作协议为：初始化DS18B20（发复位脉冲）发ROM 功能命令 发存储器操作命令 处理数据。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 32 页 -11 图 34 测温原理内部装置3.3.2 DS18B20的测温流程图 35 DS18B20 测温流程.初始化DS18B20 跳过 ROM 匹配温度变换延时 1S 跳过 ROM 匹配读暂存器转换成显示码数码管显示减法计数器斜坡累加器减到 0 减法计数器预置低温度系数振 荡 器高温度系数振 荡 器计数比较器预置温度寄存器减到 0 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 32 页 -12 第四章单片机接口设计4.1 设计原则DS18B20 可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20 的 1 脚接地，2 脚作为信号线，3 脚接电源。另一种是寄生电源供电方式，如图4-1 所示单片机端口接单线总线，为保证在有效的 DS18B20 时钟周期内提供足够的电流，可用一个 MOSFET管来完成对总线的上拉。本设计采用电源供电方式，P1.1 口接单线总线为保证在有效的DS18B20 时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET 管和 89S51的 P1.0来完成对总线的上拉。当DS18B20 处于写存储器操作和温度A/D 变换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10 s。采用寄生电源供电方式是VDD 和 GND 端均接地。由于单线制只有一根线，因此发送接收口必须是三状态的。主机控制 DS18B20完成温度转换必须经过 3 个步骤：初始化；ROM 操作指令；存储器操作指令。4.2 引脚连接4.2.1 晶振电路单片机 XIAL1 和 XIAL2 分别接 30PF的电容，中间再并个12MHZ 的晶振，形成单片机的晶振电路。4.2.2 串口引脚P0口接 9 个 2.2K 的排阻然后接到显示电路上。P1.1和 P1.2 引脚接继电器电路的4.7K 电阻上，P1 口其他引脚悬空P2口中 P2.0、P2.1、P2.2、P2.3分别接到显示电路的4.7K 电阻上，P2.5接蜂鸣器电路，其他引脚悬空P3口中 P3.5、P3.6、P3.7接到按键电路4.2.3 其它引脚ALE 引脚悬空，复位引脚接到复位电路、VCC 接电源、VSS 接地、EA 接电源名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 32 页 -13 第五章系统整体设计5.1 系统硬件电路设计5.1.1 主板电路设计单片机的 P1.0 接 DS18B20 的 2 号引脚，P0 口送数 P2口扫描，P1.1、P1.2 控制二极管闪烁报警。如附录2。5.1.2 各部分电路(1)显示电路显示电路采用了 7段共阴数码管扫描电路，节约了单片机的输出端口，便于程序的编写。图51 显示电路图(2)单片机电路名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 32 页 -14 图 52 单片机电路引脚图(3)DS18B20 温度传感器电路图5-3 温度传感器电路引脚图(4)晶振控制电路名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 32 页 -15 图5-5 晶振控制电路图 (5)复位电路图5-6 复位电路图5.2 系统软件设计5.2.1 系统软件设计整体思路一个应用系统要完成各项功能，首先必须有较完善的硬件作保证。同时还必须得到相应设计合理的软件的支持，尤其是微机应用高速发展的今天，许多由硬件完成的工作，都可通过软件编程而代替。甚至有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作，用软件编程有时会变得很简单，如数字滤波，信号处理等。因此充分利用其内部丰富的硬件资源和软件资源，采用与S51 系列单片机相对应的51 汇编语言和结构化程序设计方法进行软件编程。程序设计语言有三种：机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言是机器唯一能“懂”的语言，用汇编语言或高级语言编写的程序（称为源程序）最终都必须翻译成机器语言的程序（成为目标程序），计算机才能“看懂”，然后逐一执行。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 32 页 -16 高级语言是面向问题和计算过程的语言，它可通过于各种不同的计算机，用户编程时不必仔细了解所用的计算机的具体性能与指令系统，而且语句的功能强，常常一个语句已相当于很多条计算机指令，于是用高级语言编制程序的速度比较快，也便于学习和交流，但是本系统却选用了汇编语言。原因在于，本系统是编制程序工作量不大、规模较小的单片机微控制系统，使用汇编语言可以不用像高级语言那样占用较多的存储空间，适合于存储容量较小的系统。同时，本系统对位处理要求很高，需要解决大量的逻辑控制问题。MCS 51 指令系统的指令长度较短，它在存储空间和执行时间方面具有较高的效率，编成的程序占用内存单元少，执行也非常的快捷，与本系统的应用要求很适合。而且MCS51指令系统有丰富的位操作（或称位处理）指令，可以形成一个相当完整的位操作指令子集，这是 MCS 51 指令系统主要的优点之一。对于要求反应灵敏与控制及时的工控、检测等实时控制系统以及要求体积小、系统小的许多“电脑化”产品，可以充分体现出汇编语言简明、整齐、执行时间短和易于使用的特点。本装置的软件包括主程序、读出温度子程序、复位应答子程序、写入子程序、以及有关DS18B20 的程序（初始化子程序、写程序和读程序）5.2.2 系统程序流图系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，复位应答子程序，写入子程序等。1）主程序主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理 DS18B20 的测量的当前温度值，温度测量每 1s 进行一次。这样可以在一秒之内测量一次被测温度，其程序流程见图19 所示。通过调用读温度子程序把存入内存储中的整数部分与小数部分分开存放在不同的两个单元中，然后通过调用显示子程序显示图5-7 主程序流程图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 32 页 -17 图5-8 读出温度子程序2）读出温度子程序读出温度子程序的主要功能是读出RAM 中的 9 字节，在读出时需进行CRC 校验，校验有错时不进行温度数据的改写。DS18B20的各个命令对时序的要求特别严格，所以必须按照所要求的时序才能达到预期的目的，同时，要注意读进来的是高位在后低位在前，共有12 位数，小数 4 位，整数 7 位，还有一位符号位。跳过 ROM 匹配命令写入子程序温度转换命令显示子程序(延时)写入子程序写入子程序DS18B20 复位、应答子程序DS18B20 复位、应答子程序跳过 ROM 匹配命令读温度命令子程序终止名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页，共 32 页 -18 3）复位、应答子程序图5-9 复位、应答子程序开始P1.0 口清 0 延时 537US P1.0 口置 1 标志位置 1 50US 是否有低电平有 234US 低电平P1.0 口置 1 终止标志位置1 是否名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 20 页，共 32 页 -19 4）写入子程序图5-10 写入子程序进位 C 清 0 P1.0 清 0 延时 12US 带进位右移延时 46US P1.0 置 0 R2 是否为 0 终止开始名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 21 页，共 32 页 -20 5)系统总的流程图图5-11 系统总的流程图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 22 页，共 32 页 -21 第六章总结本设计使用的温度控制器结构简单、测温准确，具有一定的实际应用价值。该智能温度控制器只是 DS18B20 在温度控制领域的一个简单实例，还有许多需要完善的地方，例如可以将测得的温度通过单片机与通讯模块相连接，以手机短消息的方式发送给用户，使用户能够随时对温度进行监控。此外，还能广泛地应用于其他一些工业生产领域，如建筑，仓储等行业。本温度控制系统可以应用于多种场合，像的温度、育婴房的温度、水温的控制。用户可灵活选择本设计的用途，有很强的实用价值名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 23 页，共 32 页 -廊坊师范学院本科生毕业论文-22-附录附录 1 主板电路图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 24 页，共 32 页 -23 附录 2 程序代码#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int uchar code table=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90,0 x88,0 x83,0 xc6,0 xa1,0 x86,0 x8e;/共阳极字型码int temp;/温度值int ss;/中间的一个变量int dd;int j;uchar data b;/定时器中断次数uchar data buf4;/字型显示中间变量int alarmH=420;/默认报警值int alarmL=100;/定义开关的接入口sbit DATA=P36;/DS18B20接入口sbit k1=P32;/+sbit k2=P31;/-sbit k3=P33;/确认sbit k4=P30;/切换sbit bell=P37;/蜂鸣器/sbit Red=P35;/温度上限设置指示灯/sbit Green=P34;/温度下限设置指示灯bit set=0;/初始化bit Flag=0;/设置标志int n;/函数的声明区void key_to1();void key_to2();void delay(uint);void key();void Show();/函数的定义区/*延时子函数*/void delay(uint num)while(num-);名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 25 页，共 32 页 -24/DS18b20 温度传感器所需函数，分为初始化，读写字节，读取温度4 个函数Init_DS18B20(void)/传感器初始化 uchar x=0;DATA=1;/DQ复位delay(10);/稍做延时DATA=0;/单片机将 DQ拉低delay(80);/精确延时 大于 480us /450 DATA=1;/拉高总线delay(20);x=DATA;/稍做延时后如果 x=0 则初始化成功 x=1 则初始化失败delay(30);ReadOneChar(void)/读一个字节 uchar i=0;uchar dat=0;for(i=8;i0;i-)DATA=0;/给脉冲信号dat=1;DATA=1;/给脉冲信号if(DATA)dat|=0 x80;delay(8);return(dat);WriteOneChar(unsigned char dat)/写一个字节 uchar i=0;for(i=8;i0;i-)DATA=0;DATA=dat&0 x01;delay(10);DATA=1;dat=1;delay(8);int ReadTemperature(void)/读取温度 uchar a=0;uchar b=0;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 26 页，共 32 页 -25 int t=0;float tt=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0 xCC);/跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0 x44);/启动温度转换Init_DS18B20();WriteOneChar(0 xCC);/跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0 xBE);/读取温度寄存器等（共可读9 个寄存器）前两个就是温度a=ReadOneChar();/低位b=ReadOneChar();/高位t=b;t=8;t=t|a;tt=t*0.0625;t=tt*10+0.5;return(t);void display00()/*显示负值子函数 dd=-(temp-1);buf1=dd/100;buf2=dd/100;buf3=dd%100/10;buf0=dd%10;/动态显示for(j=0;j5;j+)P2=0 xf0;/初始灯为灭的 P0=0 xFF;P2=0 xf4;/显示小数点P0=0 x7F;/显示小数点delay(100);P2=0 xf0;/初始灯为灭的 P0=0 xFF;P2=0 xf1;/片选 LCD1 P0=0 xBF;delay(100);P2=0 xf0;P0=0 xFF;P2=0 xf2;/片选 LCD2 P0=tablebuf2;delay(100);P2=0 xf0;P0=0 xFF;P2=0Xf4;/片选 LCD3 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 27 页，共 32 页 -26 P0=tablebuf3;delay(100);P2=0 xf0;P0=0 xFF;P2=0Xf8;P0=tablebuf0;/片选 LCD4 delay(100);/P2=0 xf0;/显示正值子函数void display()buf1=temp/1000;/显示百位buf2=temp/100%10;/显示十位buf3=temp%100/10;/显示个位buf0=temp%10;/小数位for(j=0;j3;j+)/P2=0 xf0;/初始灯为灭的 P0=0 xFF;P2=0 xf4;/显示小数点P0=0 x7F;/显示小数点delay(100);/P2=0 xf0;/初始灯为灭的 P0=0 xFF;P2=0 xf1;/片选 LCD1 P0=tablebuf1;delay(100);/P2=0 xf0;P0=0 xFF;P2=0 xf2;/片选 LCD2 P0=tablebuf2;delay(100);/P2=0 xf0;P0=0 xFF;P2=0Xf4;/片选 LCD3 P0=tablebuf3;delay(100);/P2=0 xf0;P0=0 xFF;P2=0Xf8;P0=tablebuf0;/片选 LCD4 delay(100);/P2=0 xf0;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 28 页，共 32 页 -27 void key()/按键扫描子程序 if(k1!=1)delay(20);if(k1!=1)while(k1!=1)key_to1();for(n=0;n8;n+)Show();if(k2!=1)delay(20);if(k2!=1)while(k2!=1)key_to2();for(n=0;n=1100)temp=-550;if(set=0)alarmH=temp;else alarmL=temp;void key_to2()TR0=0;/关定时器 temp-=10;if(tempalarmH|temp=0)display();if(temp0)display00();void main()TCON=0 x01;/定时器 T0工作在 01 模式下 TMOD=0X01;TH0=0XD8;/装入初值TL0=0XF0;EA=1;/开总中断ET0=1;/开 T0中断TR0=1;/T0开始运行计数名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 30 页，共 32 页 -29 EX0=1;/开外部中断 0 Red=0;while(1)key();ss=ReadTemperature();Show();alarm();/报警函数if(Flag=1)bell=!bell;/蜂鸣器滴滴响else bell=1;void time0(void)interrupt 1 using 1 /每隔 10ms执行一次此子程序 TH0=0X56;TL0=0XDC;temp=ss;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 31 页，共 32 页 -30 参考文献1 李朝青,单片机原理及接口技术(简明修订版)M.北京:北京航空航天大学出版社，1998 2 李广弟.单片机基础 M.北京:北京航空航天大学出版社，1994 3 金伟正.单线数字温度传感器的原理与应用J.电子技术与应用，2000 4 李 钢.1-Wire总线数字温度传感器DS18B20 原理及应用.现代电子技术 J,2005 5 苏麟祥.DS1820数字温度传感器的功能特性及其应用.世界采矿快报，2000（9）6.沙占友等.智能化集成温度传感器原理与应用.北京：机械工业出版社，2002 7.阎石.数字电子技术基础（第三版）M.北京：高等教育出版社，1989名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 32 页，共 32 页 -