基于at89c51家庭溫度智能控制系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設計(論文)</b></p><p><b>　　\</b></p><p>　題 目 名 稱基于AT89c51家庭溫度智能控制系統(tǒng)的設計和仿真</p><p>　題 目 類 型畢業(yè)設計</p><p>　系 部信息系</p><p&

2、gt;　專 業(yè) 班 級</p><p>　學 生 姓 名</p><p>　指 導 教 師</p><p>　輔 導 教 師</p><p>　時 間2011.11.25至2012.6.10</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　畢業(yè)

3、設計（論文）任務書Ⅰ</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）開題報告Ⅱ</p><p>　　指導教師審查意見Ⅲ</p><p><b>　　評閱教師評語Ⅳ</b></p><p><b>　　答辯會議記錄Ⅴ</b></p><p><b>　　中文摘要Ⅵ&

4、lt;/b></p><p><b>　　外文摘要Ⅶ</b></p><p><b>　　前言Ⅷ</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景及研究意義1</p><p>　　1.2 國內外現(xiàn)狀

5、1</p><p>　　1.3 課題的設計目的2</p><p>　　1.4 課題的主要工作3</p><p>　　1.5 本章小結3</p><p>　　2智能溫度控制系統(tǒng)的概述4</p><p>　　2.1單片機的基本結構及介紹4</p><p>　　2.2溫度傳感器的選擇17

6、</p><p>　　2.3LED顯示屏的介紹和工作原理17</p><p>　　2.4控制電路原理23</p><p>　　2.5系統(tǒng)方案論證與比較25</p><p>　　3 智能溫度計的設計及仿真25</p><p>　　3.1基于Proteus軟件的仿真25</p><p>　

7、　3.2 基于AT89C51家庭溫度智能控制系統(tǒng)的設計和仿真主程序設計26</p><p>　　3.3 DS18B20初始化26</p><p>　　3.4數(shù)據測試27</p><p>　　3.5仿真結果28</p><p><b>　　4 結論30</b></p><p><b&

8、gt;　　參考文獻30</b></p><p><b>　　致 謝37</b></p><p>　　畢業(yè)論文(設計)任務書</p><p>　　1.畢業(yè)設計(論文)題目:基于AT89c51家庭溫度智能控制系統(tǒng)的設計和仿真</p><p>　　2. 畢業(yè)設計(論文)起止時間:

9、 </p><p>　　2011年11月25日---2012年6月10日</p><p>　　3.畢業(yè)設計(論文)所需資料及原始數(shù)據（指導教師選定部分）</p><p>　　[1] 曹巧媛主編.單片機原理及應用（第二版）.北京：電子工業(yè)出版社.2002</p><p>　　[2] 全國大學生電子設計競賽組委會編.第五屆

10、全國大學生電子設計競賽獲獎作品選編（2001），北京：北京理工大學出版社，2003</p><p>　　[3] 何力民編.單片機高級教程.北京：北京航空大學出版社，2000</p><p>　　[4] 金發(fā)慶等編.傳感器技術與應用.北京機械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[5] 王錦標，方崇智.過程計算機控制.北京：清華大學出版社，1997；36~40&l

11、t;/p><p>　　[6] 邵慧鶴.工業(yè)過程高級控制.上海：上海交通大學出版社，1997；58—62,78—101</p><p>　　[7] 胡壽松.自動控制原理.北京：國防工業(yè)出版社，2000；103—124</p><p>　　[8] 劉伯春.智能PID調節(jié)器的設計及應用.電子自動化，1995；（3）：20—25</p><p>　　[9

12、] 周潤景.張麗娜.基于PROTEUS的電路及單片機系統(tǒng)與仿真（M）.北京：航空航天大學出版社.2006.P321—P326</p><p>　　[10] 王忠飛.胥芳.MCS-51單片機原理及嵌入式系統(tǒng)應用（M）.西安：西安電子科技大學出版社，2007.P268—273</p><p>　　[11]趙娜.趙剛.于珍珠等.基于51單片機的溫度測量系統(tǒng)（J）.微計算機信息，2007,1—2：

13、146—148</p><p>　　[12]傅承義，陳運泰，祁貫中.地球物理學基礎.北京：科學出版社，1985,447出版日期：2000年</p><p>　　4.畢業(yè)設計(論文)應完成的主要內容</p><p>　?。ㄒ唬┲饕芯績热荩?lt;/p><p>　?。?）、提出符合設計要求的溫度控制系統(tǒng)方案，并闡述了其工作原理。</p>

14、<p>　?。?）、完成各模塊電路的設計包括單片機控制模塊、溫度采集模塊、控制電路模塊、外部存儲模塊、溫度上下限設置模塊、溫度數(shù)據采集模塊。</p><p>　　（3）、軟件部分設計包括LCM1602顯示程序、按鍵掃描及處理程序、溫度采集程序、溫度越界判決程序、AT24C02B讀寫程序。</p><p>　?。?）、運用PROTEUS軟件進行仿真。</p>&l

15、t;p>　?。ǘ┲攸c研究的關鍵問題及解決思路：</p><p>　　解決的主要問題是溫度自動控制問題，使得在一定的區(qū)間內，在自動控制系統(tǒng)的控制下，溫度始終在人們要求的范圍之內。</p><p>　　5.畢業(yè)設計(論文)的目標及具體要求</p><p>　　本設計是基于AT89C51為核心的單片機溫度控制系統(tǒng)，溫度信號由18B20溫度傳感器進行采集，然后經過轉

16、換成數(shù)字信號后傳入單片機，由單片機對數(shù)字信號進行相應的處理，從而得到溫度控制的目的，然后輸出在數(shù)碼管上進行顯示。首先要解決的是對18B20數(shù)字溫度傳感器本身的屬性，它的用法，各個性能參數(shù)，內部功能有一個很好的掌握，還要對51單片機的用法，外圍電路（溫度檢測電路，溫度控制電路，單片機串口通信的電路，復位電路，數(shù)碼管顯示電路）的設計接法進行進一步的掌握，最后就是軟件編寫部分了，軟件部分需要解決的問題有18B20初始化模塊，18B20對溫度的

17、獲取并轉換模塊，溫度數(shù)據的處理模塊，溫度數(shù)據顯示模塊，超高（低）溫控制模塊，串口初始化模塊</p><p>　　所需實驗環(huán)境：PROTEUS電路仿真軟件</p><p>　　所需的實驗設備：電機一臺，微機一臺,CPU 2.0GHz以上、內存512M以上、硬盤40G以上</p><p>　　任務書批準日期 2011 年11月25日 系主任（責任教授）(簽字)

18、 </p><p>　　任務書下達日期 2011 年11月30日 指導教師(簽字) </p><p>　　完成任務日期 2012 年6月10日 學生（簽名） </p><p>　　畢業(yè)設計（論文）開題報告</p><p><b>　　一、題目來源</b

19、></p><p>　　來源：社會實踐，隨著社會經濟的高速發(fā)展，越來越多的生產部門和生活環(huán)節(jié)對溫度控制的可靠性和穩(wěn)定性等有了更高的要求。傳統(tǒng)的溫度控制器控制精度普遍不高，不能滿足對溫度要求較為苛刻的生產環(huán)節(jié)。因此，溫度智能控制系統(tǒng)的設計和仿真己成為很有必要研究的課題。</p><p>　　二、研究的目的和意義</p><p>　　溫度控制無論是在工業(yè)生產過程中

20、，還是日常生活中都起著非常重要的作用，而當今，我國農村的鍋爐取暖等大多數(shù)都沒有溫度監(jiān)控系統(tǒng)，部分廠礦，企業(yè)還一直沿用簡單的溫度設備和紙質數(shù)據記錄儀，無法實現(xiàn)溫度的測量與控制。隨著社會經濟的高速發(fā)展，越來越多的生產部門和生活環(huán)節(jié)對溫度控制的可靠性和穩(wěn)定性等有了更高的要求。傳統(tǒng)的溫度控制器控制精度普遍不高，不能滿足對溫度要求較為苛刻的生產環(huán)節(jié)。</p><p>　　在溫度控制中，由于受到溫度被控對象特性（如慣性大，滯

21、后大，非線性等）的影響，使得控制性能難以提高，有些工藝過程其溫度控制的好壞直接影響著產品的質量，因而設計一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價值的。</p><p>　　此次的智能溫度控制系統(tǒng)的設計基于此而設計，針對一些大型公共場合，為達到對其溫度的良好控制，從實用的角度以AT89C51為核心設計一套智能溫度控制系統(tǒng)。其控制溫度不是一個點，而是一個范圍。系統(tǒng)以AT89C51單片機為核心，組成一個集溫度的采集、處理、

22、顯示、自動控制為一身的閉環(huán)控制系統(tǒng)。利用單片機采集環(huán)境溫度值，以數(shù)字量的形式存儲和顯示，可以獨立作為一種設備對溫室溫度進行有一定精度的控制，經過簡單的運算發(fā)出各種控制命令，并能動態(tài)的顯示當前溫度值，設定目標控制溫度值。同時，也可以作為數(shù)據采集裝置，為上位機進行復雜運算決策提供數(shù)據來源。</p><p>　　該智能溫度控制系統(tǒng)功耗低，本系統(tǒng)運行情況良好且經濟可靠。能利用最少的資源對不同溫度進行高精度的測量，信息性能

23、可靠、操作便利，復雜的工作通過軟件編程來完成，可以方便的獲取結果，在實際的使用中獲得了理想的效果。</p><p>　　三、閱讀的主要參考文獻及資料名稱</p><p>　　[1] 曹巧媛主編.單片機原理及應用（第二版）.北京：電子工業(yè)出版社.2002</p><p>　　[2] 全國大學生電子設計競賽組委會編.第五屆全國大學生電子設計競賽獲獎作品選編（2001），

24、京：北京理工大學出版社，2003</p><p>　　[3] 何力民編.單片機高級教程.北京：北京航空大學出版社，2000</p><p>　　[4] 金發(fā)慶等編.傳感器技術與應用.北京機械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[5] 王錦標，方崇智.過程計算機控制.北京：清華大學出版社，1997；36~40</p><p>　　[6]

25、邵慧鶴.工業(yè)過程高級控制.上海：上海交通大學出版社，1997；58—62,78—101</p><p>　　[7] 胡壽松.自動控制原理.北京：國防工業(yè)出版社，2000；103—124</p><p>　　[8] 劉伯春.智能PID調節(jié)器的設計及應用.電子自動化，1995；（3）：20—25</p><p>　　[9] 周潤景.張麗娜.基于PROTEUS的電路及單片

26、機系統(tǒng)與仿真（M）.北京：航空航天大學出版社.2006.P321—P326</p><p>　　[10] 王忠飛.胥芳.MCS-51單片機原理及嵌入式系統(tǒng)應用（M）.西安：西安電子科技大學出版社，2007.P268—273</p><p>　　[11]趙娜.趙剛.于珍珠等.基于51單片機的溫度測量系統(tǒng)（J）.微計算機信息，2007,1—2：146—148</p><p&

27、gt;　　[12]傅承義，陳運泰，祁貫中.地球物理學基礎.北京：科學出版社，1985,447</p><p>　　四、國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向</p><p>　　目前，國內在溫室自動控制方面的研究已經實現(xiàn)了在一定面積內對環(huán)境因子的綜合控制。1996年，江蘇理工大學研究成功了一套溫室環(huán)境控制設備，通過對溫室內部溫度、濕度、光照及二氧化碳濃度的監(jiān)控，在150平方米溫室內實現(xiàn)了溫度

28、、濕度、光照及二氧化碳濃度的綜合控制。</p><p>　　當前，國內外利用單片機的溫度控制系統(tǒng)軟硬件實施方式主要有三種類型。</p><p>　　第一種是直接使用單片機以及其他一些外圍芯片作為數(shù)據采集和控制的裝置，不使用上位PC機做數(shù)據處理。這種類型的自動控制系統(tǒng)一般以單片機為核心，包括輸入模塊、控制模塊、輸出模塊等。硬件電路一般由溫度傳感器及模擬信號處理電路、A/D轉換器、單片機、D/

29、A轉換器、LED（或LCD）顯示器及微打印機、簡易鍵盤、只是報警裝置等組成，即為一個單片機的最小應用系統(tǒng)，實現(xiàn)基本的輸入輸出功能和簡單的控制功能。軟件設計一般采用中斷技術定時采集環(huán)境因子參數(shù)，然后經過相關的標度轉換得到環(huán)境因子的參數(shù)化值，再通過一定的控制算法與設定值進行比較從而對外設進行控制，一般常用的控制算法是數(shù)字PID控制算法，這種算法經過改進可以實現(xiàn)較為穩(wěn)定和精確的控制。</p><p>　　這種系統(tǒng)成本低

30、，又有一定的控制精度，能較好的滿足一般農業(yè)用戶的需求；但由于控制系統(tǒng)的核心-單片機-的數(shù)據處理能力及存儲容量的限制，控制精度有限，對生長環(huán)境參數(shù)要求較高的一些特殊作物不能很好的滿足要求，另外如果沒有擴展微打印機就無法查詢歷史溫度值，因為單片機的數(shù)據存儲器數(shù)據斷電即逝。</p><p>　　五、主要研究內容、需重點研究的關鍵問題及解決思路</p><p><b>　　1、主要研究內

31、容</b></p><p>　?。?）、提出符合設計要求的溫度控制系統(tǒng)方案，并闡述了其工作原理。</p><p>　?。?）、完成各模塊電路的設計包括單片機控制模塊、溫度采集模塊、控制電路模塊、外部存儲模塊、溫度上下限設置模塊、溫度數(shù)據采集模塊。</p><p>　?。?）、軟件部分設計包括LCM1602顯示程序、按鍵掃描及處理程序、溫度采集程序、溫度越

32、界判決程序、AT24C02B讀寫程序。</p><p>　　（4）、運用PROTEUS軟件進行仿真。</p><p>　　2、需重點研究的關鍵問題</p><p>　　解決的主要問題是溫度自動控制問題，使得在一定的區(qū)間內，在自動控制系統(tǒng)的控制下，溫度始終在人們要求的范圍之內。</p><p><b>　　3、解決思路</b&g

33、t;</p><p>　　本設計是基于AT89C51為核心的單片機溫度控制系統(tǒng)，溫度信號由18B20溫度傳感器進行采集，然后經過轉換成數(shù)字信號后傳入單片機，由單片機對數(shù)字信號進行相應的處理，從而得到溫度控制的目的，然后輸出在數(shù)碼管上進行顯示。首先要解決的是對18B20數(shù)字溫度傳感器本身的屬性，它的用法，各個性能參數(shù)，內部功能有一個很好的掌握，還要對51單片機的用法，外圍電路（溫度檢測電路，溫度控制電路，單片機串口

34、通信的電路，復位電路，數(shù)碼管顯示電路）的設計接法進行進一步的掌握，最后就是軟件編寫部分了，軟件部分需要解決的問題有18B20初始化模塊，18B20對溫度的獲取并轉換模塊，溫度數(shù)據的處理模塊，溫度數(shù)據顯示模塊，超高（低）溫控制模塊，串口初始化模塊。</p><p>　　六、完成畢業(yè)設計（論文）所必須具備的共組條件(如工具書、計算機輔助設計、某類市場調研、實驗設備和實驗環(huán)境條件等)及解決的辦法</p>

35、<p>　　微型計算機一臺（PROTEUS仿真軟件）</p><p><b>　　有關專業(yè)系統(tǒng)書籍</b></p><p>　　七、工作的主要階段、進度與時間安排</p><p>　　主要分一下幾個階段：</p><p>　　3月15號之前 上網查資料、完成開題報告；</p><p&

36、gt;　　4月底 之前 查看相關資料完成外文翻譯及進行方案論證，做好計劃；</p><p>　　5月初~5月20號 研究基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的設計方法；熟悉proteus軟件；在Proteus上開始溫控系統(tǒng)的設計，進行軟件調試，并與數(shù)據采集卡連接，在調試分析。</p><p>　　5月21號~6月4號 完成畢業(yè)論文初稿</p><p>　　6月5

37、號之后 畢業(yè)論文及相關文檔定稿、審查、評閱、整理，畢業(yè)設計答辯。</p><p>　　八、指導教師審查意見</p><p>　　基于AT89c51家庭溫度智能控制系統(tǒng)的設計和仿真</p><p>　　[摘要] 隨著國民經濟的發(fā)展，人們需要對各中加熱爐、熱處理爐、反應爐和鍋爐中溫度進行監(jiān)測和控制。采用單片機來對他們控制不僅具有控制方便，簡單和靈活性大等優(yōu)點，

38、而且可以大幅度提高被控溫度的技術指標，從而能夠大大的提高產品的質量和數(shù)量。 </p><p>　　在日常生活及工業(yè)生產過程中，經常要用到溫度的檢測及控制，溫度是生產過程和科學實驗中普遍而且重要的物理參數(shù)之一。在生產過程中，為了高效地進行生產，必須對它的主要參數(shù)，如溫度、壓力、流量等進行有效的控制。溫度控制在生產過程中占有相當大的比例。溫度測量是溫度控制的基礎，技術已經比較成熟。傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和二電阻。而熱

39、電偶和熱電阻測出的一般都是電壓，再轉換成對應的溫度，這些方法相對比較復雜，需要比較多的外部硬件支持。我們用一種相對比較簡單的方式來測量。 </p><p>　　我們采用美國DALLAS半導體公司繼DS18B20之后推出的一種改進型智能溫度傳感器DS18B20作為檢測元件，溫度范圍為-55~125 oC,最高分辨率可達0.0625 oC。DS18B20可以直接讀出北側溫度值，而且采用三線制與單片機相連，減少了外部的

40、硬件電路，具有低成本和易使用的特點。 </p><p>　　本文介紹一種基于AT89C51單片機的一種溫度測量及報警電路,該電路采用DS18B20作為溫度監(jiān)測元件，測量范圍0℃-～+100℃，使用LED模塊顯示，能設置溫度報警上下限。正文著重給出了軟硬件系統(tǒng)的各部分電路，介紹了集成溫度傳感器DS18B20的原理，AT89C51單片機功能和應用。該電路設計新穎、功能強大、結構簡單。</p><p

41、>　　[關鍵字]：單片機,溫度檢測,AT89C51,DS18B20</p><p>　　Design of Digital Thermomer Based on SCM</p><p>　　Abstract Along with national economy development</p><p>　　【abstract】the people need t

42、o each heating furnace、the heat-treatment furnace、in the reactor and the boiler the temperature carry on the monitor and the control. Not only uses the monolithic integrated circuit to come to them to control has the con

43、trol to be convenient, simple and flexibility big and so on merits, moreover may enhance large scale is accused the temperature technical specification, thus can big enhance the product the quality and quantity. In daily

44、 life and industrial production p</p><p>　　software and hardware system components circuit, introduced the theory of DS18B20, the founctions and applications of AT89C51 .This circuit design innovative, power

45、ful, can be expansionary strong. </p><p>　　Keywords：singlechip ;Temperatur measurement； DS18B20; AT89C51。</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)代社會對各種信息參數(shù)的準確度和精確度的要求都

46、有了幾何級的增長，而如何準確而又迅速的獲得這些參數(shù)就需要受制于現(xiàn)代信息基礎的發(fā)展水平。在三大信息信息采集(即傳感器技術)、信息傳輸(通信技術)和信息處理(計算機技術)中，傳感器屬于信息技術的前沿尖端產品，尤其是溫度傳感器技術，在我國各領域已經引用的非常廣泛，可以說是滲透到社會的每一個領域，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關，在工業(yè)生產過程中需要實時測量溫度，在農業(yè)生產中也離不開溫度的測量，因此研究溫度的測量方法和裝置具有重要的意義。<

47、/p><p>　　測量溫度的關鍵是溫度傳感器，溫度傳感器的發(fā)展經歷了三個發(fā)展階段：</p><p>　　①傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器</p><p>　?、谀M集成溫度傳感器</p><p>　　③智能集成溫度傳感器。</p><p>　　目前的智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀90年代中期問世的，它是微電子技術

48、、計算機技術和自動測試技術(ATE)的結晶，特點是能輸出溫度數(shù)據及相關的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)。社會的發(fā)展使人們對傳感器的要求也越來越高，現(xiàn)在的溫度傳感器正在基于單片機的基礎上從模擬式向數(shù)字式，從集成化向智能化、網絡化的方向飛速發(fā)展，并朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網絡傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展，本文將介紹智能集成溫度傳感器DS18B20的結構特征及控制方法，并對以

49、此傳感器，89C51單片機為控制器構成的數(shù)字溫度測量裝置的工作原理及程序設計作了詳細的介紹。與傳統(tǒng)的溫度計相比，其具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準確，輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫要求比較準確的場所，或科研實驗室使用。該設計控制器使用AT89C511單片機，測溫傳感器使用DALLAS公司DS18B20，用液晶來實現(xiàn)溫度顯示。</p><p><b>　　1緒論</b></p>

50、;<p>　　1.1 課題背景及研究意義</p><p>　　隨著新技術的不斷開發(fā)與應用，近年來單片機發(fā)展十分迅速，一個以微機應用為主的新技術革命浪潮正在蓬勃興起，單片機的應用已經滲透到電力、冶金、化工、建材、機械、食品、石油等各個行業(yè)。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費時費力，而且精度差，單片機的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據處理問題能夠得到很好的解決。溫度是工業(yè)對象中的一個重要的被控參數(shù)。然而所采用的測溫元件和

51、測量方法也不相同；產品的工藝不同，控制溫度的精度也不相同。因此對數(shù)據采集的精度和采用的控制方法也不相同。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，其主要缺點是溫度波動范圍大，由于他主要通過控制接觸器的通斷時間比例來達到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。近幾年來快速發(fā)展了多種先進的溫度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神經網絡及遺傳算法控制等。這些控制技術大大的提高了

52、控制精度，不但使控制變得簡便，而且使產品的質量更好，降低了產品的成本，提高了生產效率。本系統(tǒng)所使用的加熱器件是電爐絲，功率為三千瓦，要求溫度在400～1000℃。靜態(tài)控制精度為2.43℃。 </p><p>　　本設計使用單片機作為核心進行控制。單片機具有集成度高，通用性好，功能強，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強和使用方便等獨特優(yōu)點，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。</p>&

53、lt;p><b>　　1.2 國內外現(xiàn)狀</b></p><p>　　溫度控制系統(tǒng)在國內各行各業(yè)的應用雖然已經十分廣泛，但從國內生產的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國、德國等先進國家相比，仍然有著較大的差距。成熟的溫控產品主要以“點位”控制及常規(guī)的PID控制器為主，它們只能適應一般溫度系統(tǒng)控制，而用于較高控制場合的智能化、自適應控制儀表，國內技術還不十分成熟，形成商品

54、化并廣泛應用的控制儀表較少。隨著我國經濟的發(fā)展及加入WTO，我國政府及企業(yè)對此都非常重視，對相關企業(yè)資源進行了重組，相繼建立了一些國家、企業(yè)的研發(fā)中心，開展創(chuàng)新性研究，使我國儀表工業(yè)得到了迅速的發(fā)展。 </p><p>　　單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件：</p><p>　　CPU、內存、內

55、部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設備。而現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網絡、復雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。 </p><p>　　單片機也被稱為微控制器（Microcontroller），是因為它最早被用在工業(yè)控制領域。單片機由芯片內僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小

56、，更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。 </p><p>　　早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領域要求的提高，開始出現(xiàn)了1

57、6位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應用。90年代后隨著消費電子產品大發(fā)展，單片機技術得到了巨大的提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機主頻已經超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的

58、型號也只有10美元。當代單片機系統(tǒng)已經不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。</p><p>　　1.3 課題的設計目的</p><p>　　1. 鞏固、加深和擴大單片機應用的知識面，提高綜合及靈活運用所學知識解決工業(yè)控制的能力。 </p&

59、gt;<p>　　2. 培養(yǎng)針對課題需要，選擇和查閱有關手冊、圖表及文獻資料的自學能力，提高組成系統(tǒng)、編程、調試的動手能力。 </p><p>　　3. 通過對課題設計方案的分析、選擇、比較、熟悉單片機用系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程，軟硬件設計的方法、內容及步驟。</p><p>　　1.4 課題的主要工作</p><p>　　本課題的研究重點是設計一種基于單

60、片機的數(shù)字溫度計控制系統(tǒng)。利用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，此傳感器課讀取被測量溫度值，進行轉換。 </p><p><b>　　主要工作如下： </b></p><p>　　1. 溫度測試基本范圍0℃—100℃。 </p><p>　　2. 精度誤差小于1℃。 </p><p>　　3. LED液晶顯示。 </p

61、><p>　　4. 可以設定溫度的上下限報警功能。 </p><p>　　5. 實現(xiàn)報警提示。</p><p>　　1.4.1 本文研究內容</p><p>　　數(shù)字溫度計采用溫度敏感元件也就是溫度傳感器（如鉑電阻，熱電偶，半導體，熱敏電阻等），將溫度的變化轉換成電信號的變化，如電壓和電流的變化，溫度變化和電信號的變化有一定的關系，如線性關系，

62、一定的曲線關系等，這個電信號可以使用模數(shù)轉換的電路即A/D轉換電路將模擬信號轉換為數(shù)字信號，數(shù)字信號再送給處理單元，如單片機或者PC機等，處理單元經過內部的軟件計算將這個數(shù)字信號和溫度聯(lián)系起來，成為可以顯示出來的溫度數(shù)值，如25.0攝氏度，然后通過顯示單元，如</p><p>　　LED,LCD或者電腦屏幕等顯示出來給人觀察。這樣就完成了數(shù)字溫度計的基本測溫功能。 本文是基于AT89C51單片機，采用數(shù)字溫度傳感

63、器DS18B20，利用DS18B20不需要A/D轉換，課直接進行溫度采集顯示，報警的數(shù)字溫度計設計。包括傳感器數(shù)據采集電路，溫度顯示電路，上下限報警調整電路，單片機主板電路等組成。</p><p><b>　　1.5 本章小結</b></p><p>　　溫度控制系統(tǒng)在國內各行各業(yè)的應用雖然已經十分廣泛，但從國內生產的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國

64、、德國等先進國家相比，仍然有著較大的差距。成熟的溫控產品主要以“點位”控制及常規(guī)的PID控制器為主，它們只能適應一般溫度系統(tǒng)控制，而用于較高控制場合的智能化、自適應控制儀表，國內技術還不十分成熟，形成商品化并廣泛應用的控制儀表較少。隨著我國經濟的發(fā)展及加入WTO，我國政府及企業(yè)對此都非常重視，對相關企業(yè)資源進行了重組，相繼建立了一些國家、企業(yè)的研發(fā)中心，開展創(chuàng)新性研究，使我國儀表工業(yè)得到了迅速的發(fā)展。</p><p&

65、gt;　　2智能溫度控制系統(tǒng)的概述</p><p>　　2.1單片機的基本結構及介紹</p><p>　　單片機要自動完成計算，它應該具有哪些最重要的部分呢？ </p><p>　　我們以打算盤為例計算一道算術題。例：36＋163×156－166÷34?，F(xiàn)在要進行運算，首先需要一把算盤，其次是紙和筆。我們把要計算的問題記錄下來，然后第一步先算1

66、63×156，把它與36相加的結果記在紙上，然后計算166÷34，再把它從上一次結果中減去，就得到最后的結果。 </p><p>　　現(xiàn)在，我們用單片機來完成上述過程，顯然，它首先要有代替算盤進行運算的部件，這就是“運算器”；其次，要有能起到紙和筆作用的器件，即能記憶原始題目、原始數(shù)據和中間結果，還要記住使單片機能自動進行運算而編制的各種命令。</p><p>　　這

67、類器件就稱為“存貯器”。此外，還需要有能代替人作用的控制器，它能根據事先給定的命令發(fā)出各種控制信號，使整個計算過程能一步步地進行。但是光有這三部分還不夠，原始的數(shù)據與命令要輸入，計算的結果要輸出，都需要按先后順序進行，有時還需等待。如上例中，當在計算163×156時，數(shù)字36就不能同時進入運算器。因此就需要在單片機上設置按控制器的命令進行動作的“門”，當運算器需要時，就讓新數(shù)據進入。 </p><p>

68、　　或者，當運算器得到最后結果時，再將此結果輸出，而中間結果不能隨便“溜出”單片機。這種對輸入、輸出數(shù)據進行一定管理的“門”電路在單片機中稱為“口”（Port）。 </p><p>　　在單片機中，基本上有三類信息在流動，一類是數(shù)據，即各種原始數(shù)據（如上例中的36、163等）、中間結果（如166÷34所得的商4、余數(shù)30等）、程序（命令的集合）等。這樣要由外部設備通過“口”進入單片機，再存放在存貯器中

69、，在運算處理過程中，數(shù)據從存貯器讀入運算器進行運算，運算的中間結果要存入存貯器中，或最后由運算器經“出入口”輸出。用戶要單片機執(zhí)行的各種命令（程序）也以數(shù)據的形式由存貯器送入控制器，由控制器解讀（譯碼）后變?yōu)楦鞣N控制信號，以便執(zhí)行如加、減、乘、除等功能的各種命令。所以，這一類信息就稱為控制命令，即由控制器去控制運算器一步步地進行運算和處理，又控制存貯器的讀（取出數(shù)據）和寫（存入數(shù)據）等。第三類信息是地址信息，其作用是告訴運算器和控制器在

70、何處去取命令取數(shù)據，將結果存放到什么地方，通過哪個口輸入和輸出信息等。 </p><p>　　存貯器又分為只讀存貯器和讀寫存貯器兩種，前者存放調試好的固定程序和常</p><p>　　數(shù)，后者存放一些隨時有可能變動的數(shù)據。 </p><p>　　顧名思義，只讀存貯器一旦將數(shù)據存入，就只能讀出，不能更改（EPROM、E2PROM等類型的ROM可通過一定的方法來

71、更改、寫入數(shù)據——編者注）。而讀寫存貯器可隨時存入或讀出數(shù)據。 實際上，人們往往把運算器和控制器合并稱為中央處理單元——CPU。單片機除了進行運算外，還要完成控制功能。所以離不開計數(shù)和定時。 </p><p>　　到這里為止，我們已經知道了單片機的基本組成，即單片機是由中央處理器（即</p><p>　　CPU中的運算器和控制器）、只讀存貯器（通常表示為ROM）、讀寫存貯器（又稱隨機存貯

72、器通常表示為RAM）、輸入/輸出口（又分為并行口和串行口，表示為I/O口）等等組成。實際上單片機里面還有一個時鐘電路，使單片機在進行運算和控制時，都能有節(jié)奏地進行。另外，還有所謂的“中斷系統(tǒng)”，這個系統(tǒng)有“傳達室”的作用，當單片機控制對象的參數(shù)到達某個需要加以干預的狀態(tài)時，就可經此“傳達室”通報給CPU，使CPU根據外部事態(tài)的輕重緩急來采取適當?shù)膽洞胧?</p><p>　　現(xiàn)在，我們已經知道了單片機的組成

73、，余下的問題是如何將它們的各部分連接成相互關聯(lián)的整體呢？ </p><p>　　實際上，單片機內部有一條將它們連接起來的“紐帶”，即所謂的“內部總線”。</p><p>　　此總線有如大城市的“干道”，而CPU、ROM、RAM、I/O口、中斷系統(tǒng)等就分布在此“總線”的兩旁，并和它連通。從而，一切指令、數(shù)據都可經內部總線傳送，有如大城市內各種物品的傳送都經過干道進行。</p>

74、<p>　　2.1.1 AT89C51的基本結構和工作原理</p><p>　　AT89C51單片機的主要工作特性：</p><p>　　·內含4KB的FLASH存儲器，擦寫次數(shù)1000次；</p><p>　　·內含28字節(jié)的RAM；</p><p>　　·具有32根可編程I/O線；</p

75、><p>　　·具有2個16位可編程定時器；</p><p>　　·具有6個中斷源、5個中斷矢量、2級優(yōu)先權的中斷結構；</p><p>　　·具有1個全雙工的可編程串行通信接口；</p><p>　　·具有一個數(shù)據指針DPTR;</p><p>　　·兩種低功耗工作模式，

76、即空閑模式和掉電模式；</p><p>　　·具有可編程的3級程序鎖定定位；</p><p>　　AT89C51的工作電源電壓為5（1±0.2）V且典型值為5V,最高工作頻率為24MHz.</p><p>　　AT89C51各部分的組成及功能：</p><p><b>　　中央處理器</b></

77、p><p>　　1.單片機的中央處理器（CPU）是單片機的核心，完成運算和操作控制，主要包括運算器和控制器兩部分。</p><p><b>　　(1)運算器</b></p><p>　　運算器主要用來實現(xiàn)算術、邏輯運算和位操作。其中包括算術和邏輯運算單元ALU、累加器ACC、B寄存器、程序狀態(tài)字PSW和兩個暫存器等。</p><

78、p>　　ALU是運算電路的核心，實質上是一個全加器，完成基本的算術和邏輯運算。算術運算包括加、減、乘、除、增量、減量、BCD碼運算；邏輯運算包括“與”、“或”、“異或”、左移位、右移位和半字節(jié)交換，以及位操作中的位置位、位復位等。</p><p>　　暫存器1和暫存器2是ALU的兩個輸入，用于暫存參與運算的數(shù)據。ALU的輸出也是兩個：一個是累加器，數(shù)據經運算后，其結果又通過內部總線返回到累加器；另一個是程序

79、狀態(tài)字PSW，用于存儲運算和操作結果的狀態(tài)。</p><p>　　累加器是CPU使用最頻繁的一個寄存器。ACC既是ALU處理數(shù)據的來源，又是ALU運算結果的存放單元。單片機與片外RAM或I/O擴展口進行數(shù)據交換必須通過ACC來進行。</p><p>　　B寄存器在乘法和除法指令中作為ALU的輸入之一，另一個輸入來自ACC。運算結果存于AB寄存器中。</p><p>

80、<b>　?。?）控制器</b></p><p>　　控制器是識別指令并根據指令性質協(xié)調計算機內各組成單元進行工作的部件，主要包括程序計數(shù)器PC、PC增量器、指令寄存器、指令譯碼器、定時及控制邏輯電路等，其功能是控制指令的讀入、譯碼和執(zhí)行，并對指令執(zhí)行過程進行定時和邏輯控制。AT89C51單片機中，PC是一個16位的計數(shù)器，可對64KB程序存儲器進行尋址。復位時PC的內容是0000H.<

81、;/p><p><b>　　(3)存儲器</b></p><p>　　單片機內部的存儲器分為程序存儲器和數(shù)據存儲器。AT89C51單片機的程序存儲器采用4KB的快速擦寫存儲器Flash Memory,編程和擦除完全是電器實現(xiàn)。</p><p><b>　?。?）外圍接口電路</b></p><p>　　

82、AT89C51單片機的外圍接口電路主要包括：4個可編程并行I/O口,1個可編程串行口，2個16位的可編程定時器以及中斷系統(tǒng)等。</p><p>　　AT89C51的工作原理：</p><p><b>　　1.引腳排列及功能</b></p><p>　　AT89C51的封裝形式有PDIP,TQFP,PLCC等，現(xiàn)以PDIP為例。</p>

83、;<p><b>　?。?）I/O口線</b></p><p>　　·P0口——8位、漏極開路的雙向I/O口。</p><p>　　當使用片外存儲器及外擴I/O口時，P0口作為低字節(jié)地址/數(shù)據復用線。在編程時，P0口可用于接收指令代碼字節(jié)；程序校驗時，可輸出指令字節(jié)。P0口也可做通用I/O口使用，但需加上拉電阻。作為普通輸入時，應輸出鎖存器配置

84、1。P0口可驅動8個TTL負載。</p><p>　　·P1口——8位、準雙向I/O口，具有內部上拉電阻。</p><p>　　P1口是為用戶準備的I/O雙向口。在編程和校驗時，可用作輸入低8位地址。用作輸入時，應先將輸出鎖存器置1。P1口可驅動4個TTL負載。</p><p>　　·P2——8位、準雙向I/O口，具有內部上拉電阻。</p&

85、gt;<p>　　當使用外存儲器或外擴I/O口時，P2口輸出高8位地址。在編程和校驗時，P2口接收高字節(jié)地址和某些控制信號。</p><p>　　·P3——8位、準雙向I/O口，具有內部上拉電阻。</p><p>　　P3口可作為普通I/O口。用作輸入時，應先將輸出鎖存器置1。在編程/校驗時，P3口接收某些控制信號。它可驅動4個TTL負載。</p>&

86、lt;p>　?。?）控制信號線 </p><p>　　·RST——復位輸入信號，高電平有效。在振蕩器穩(wěn)定工作時，在RST腳施加兩個機器周期以上的高電平，將器件復位。</p><p>　　·EA/VPP——外部程序存儲器訪問允許信號EA.</p><p>　　當EA信號接地時，對ROM的讀操作限定在外部程序存儲器，地址為0

87、000H-FFFFH;當EA接VCC時，對ROM的讀操作從內部程序存儲器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲器。在編程時，該引腳可接編程電壓5V或12V。在編程校驗時，該引腳可接VCC。</p><p>　　·PSEN——片外程序存儲器讀選通信號PSEN，低電平有效。在片外程序存儲器取指期間，當PSEN有效時，程序存儲器的內容被送至P0口；在訪問外部RAM時，PSEN 無效。</p><p&

88、gt;　　·ALE/PROG——低字節(jié)鎖存信號ALE.在系統(tǒng)擴展時，ALE的下降沿將P0口輸出的低8位地址鎖存在外接的地址鎖存器中，以實現(xiàn)低字節(jié)地址和數(shù)據的分時傳送。此外，ALE端連續(xù)輸出正脈沖，頻率為晶振頻率的1/6，可做外部定時脈沖使用。</p><p>　?。?）外部晶振引線 </p><p>　　·XTAL1——片內振蕩器反向放大器和時鐘發(fā)生線路的輸入端。使用

89、片內振蕩器時，連接外部石英晶體和微調電容。</p><p>　　·XTAL2——片內振蕩器反相放大器的輸出端。當使用片內振蕩器時，外接石英晶體和微調電容。</p><p>　　1.存儲器組織和特殊功能寄存器</p><p>　　AT89C51的存儲器將程序存儲器和數(shù)據存儲器分開，并有各自的存儲空間和訪問指令。它有4個存儲空間：片內存儲器、片外存儲器、片內數(shù)

90、據存儲器及片外存儲器。</p><p>　　2.時鐘電路和工作時序</p><p><b>　　振蕩器電路原理</b></p><p>　　(2)振蕩電路的接法</p><p>　　AT89C51 是 一 種 帶 4K 字 節(jié) 閃 存 可 編 程 可 擦 除 只 讀 存 儲 器 （ FPEROM— FlashProgra

91、mmable and Erasable Read Only Memory）的 低電壓、 高性能 CMOS 8 位微處理 器，俗稱 單片 機。AT89C20 51 是一種帶 2 K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的 可擦除 只讀存 儲器可 以反復 擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技 術制造 ，與工業(yè)標準的 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

92、儲器 組合在 單個芯 片中 ，ATMEL 的 AT89C51 是一 種高效 微控制 器，AT89C205 1 是它的 一種精 簡版本 。</p><p>　　AT89C 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p><b>　　主要技指標和特性</b></p><p>　　·與 MCS-51 兼容<

93、;/p><p>　　·4 K 字節(jié)可編程閃爍存儲器</p><p>　　·壽命 ：1 000 寫/擦循 環(huán)</p><p>　　·數(shù)據 保留時 間：10 年</p><p>　　·全靜 態(tài)工作 ：0 Hz-24MHz</p><p>　　·三級 程序存 儲器鎖 定</

94、p><p>　　·1 28×8 位內部 RAM</p><p>　　·3 2 可編 程 I/O 線</p><p>　　·兩個 1 6 位定時 器/計數(shù)器</p><p><b>　　·5 個中 斷源</b></p><p>　　·可編 程串

95、行 通道</p><p>　　·低功 耗的閑 置和掉 電模式</p><p>　　·片內振蕩器和時鐘電路</p><p><b>　　外部 引腳</b></p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p><p><b>　　GND：

96、接 地。</b></p><p>　　P0 口： P0 口為一個 8 位漏 級開 路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當 P0口的管腳 第一次 寫 1 時 ，被定義為高阻輸入。P0 能夠用于外部程序數(shù)據存儲器 ，它可以被定義為數(shù) 據/地址的第八位。在 FIASH 編程時，P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行 校驗P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。</p>

97、<p>　　P1 口：P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門 電流。P1 口管腳寫入 1 后，被 內部上拉為高， 可用 作輸入，P1 口被外部 下拉為低電平時， 將輸出 電流， 這是由 于內部 上拉的 緣故。 在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址 接收。</p><p>　　P2 口：P2 口為一個內 部上拉 電阻的 8 位雙向

98、 I/O 口，P2 口緩 沖器可 接收， 輸出 4 個TTL 門電流，當 P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作 為輸入 。并因此作為 輸入時，P2 口的管腳被外部 拉低，將輸出電流 。這是由于內部上拉 的緣故。</p><p>　　P2 口當用于外 部程 序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據存儲器進行存取 時， P2 口輸 出地址的高八位。在給 出地址“1”時，它 利用內部上拉優(yōu) 勢， 當對外部八位

99、地 址數(shù)據存儲器進行讀 寫時，P2口輸 出其特 殊功能 寄存器 的內容 。P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信 號。</p><p>　　P3 口：P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當 P3 口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入 ，由于 外部下 拉為低 電平， P3 口將輸出電流（ILL）這是由于 上拉的

100、緣故。</p><p>　　RST：復 位輸入 。當振 蕩器復 位器件 時，要 保持 RST 腳兩 個機器 周期的 高電平 時間。</p><p>　　ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE 端以不變的頻率周期輸 出正脈沖信號，此頻 率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作 對外

101、部輸出的脈沖或 用于定時目 的。然而要注意的是：每當 用作外 部數(shù)據 存儲器 時，將跳過一個 ALE 脈沖。</p><p>　　如想禁止ALE 的輸 出可在 SFR8EH 地 址上置 0。此時 ， ALE 只有在 執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令 是ALE 才起作用。另外 ，該引腳被略微拉高 。如果微處理器在 外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無 效。</p><p>　　/PSEN： 外

102、部程序存儲器的選通信號。在由外 部程 序存儲器取指期間，每個</p><p>　　機器周期 兩次/PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據存儲器時，這兩次有效的/PSEN 信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當/EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000H-FFFFH），</p><p>　　不管 是否有 內部程 序存儲 器。注意加密方式 1

103、時，/EA 將內部鎖定 為 RESET；當/EA </p><p>　　端保持高 電平時 ，此間 內部程 序存儲 器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12 </p><p>　　V 編程電源（ VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器

104、的輸出。</p><p>　　2.2溫度傳感器的選擇</p><p>　　2.2.1 DS18B20的介紹</p><p>　　美國Dallas 半導體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1820 是世界上第一片支持 "一線總線"接口的溫度傳感器，在其內部使用了在板（ON-B0ARD）專利技術。全部傳感元件及轉換電路集成在形如一只三極管的集成電路內。一線

105、總線獨特而且經濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網絡，為測量系統(tǒng)的構建引入全新概念?，F(xiàn)在，新一代的DS18B20 體積更小、更經濟、更靈活。使你可以充分發(fā)揮“一線總線”的優(yōu)點。目前DS18B20 批量采購價格僅10 元左右。</p><p>　　2.2.2 DS18B20的內部結構及測溫原理</p><p>　　DS18B20的主要特征：</p><p>　?。?/p>

106、1）適應電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據線供電； </p><p>　?。?）獨特的單線接口方式，DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20 的雙向通訊； </p><p>　　（3）DS18B20 支持多點組網功能，多個DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網多點測溫； </p><p&g

107、t;　?。?）DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉換電路集成在形如一只三極管的集成電路內； </p><p>　?。?）溫范圍－55℃～＋125℃，在-10～+85℃時精度為±0.5℃； </p><p>　　（6）可編程的分辨率為9～12 位，對應的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實現(xiàn)高精度測溫； </p>

108、;<p>　?。?）在9 位分辨率時最多在93.75ms 內把溫度轉換為數(shù)字，12 位分辨率時最多在750ms 內把溫度值轉換為數(shù)字，速度更快； </p><p>　　（8）測量結果直接輸出數(shù)字溫度信號，以"一線總線"串行傳送給CPU，同時可傳送CRC 校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力； （9）負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。</p>

109、<p>　　DS18B20 內部結構主要由四部分組成：64 位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH 和TL、配置寄存器。</p><p>　　DS18B20 引腳定義： </p><p>　　(1) GND為電源地； </p><p>　　(2) DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端； </p><p>　　(3)VDD 為外

110、接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。</p><p>　　圖1 ds18b20引腳分布圖</p><p>　　DS18B20的溫度檢測與數(shù)字數(shù)據輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數(shù)據處理。在講解其工作流程之前我們有必要了解18B20的內部存儲器資源。18B20共有三種形態(tài)的存儲器資源，它們分別是：</p><

111、p>　　ROM 只讀存儲器，用于存放DS18B20ID編碼，其前8位是單線系列編碼（DS18B20的編碼是19H），后面48位是芯片唯一的序列號，最后8位是以上56的位的CRC碼（冗余校驗）。數(shù)據在出產時設置不由用戶更改。DS18B20共64位ROM。</p><p>　　RAM 數(shù)據暫存器，用于內部計算和數(shù)據存取，數(shù)據在掉電后丟失，DS18B20共9個字節(jié)RAM，每個字節(jié)為8位。第1、2個字節(jié)是溫度轉換后

112、的數(shù)據值信息，第3、4個字節(jié)是用戶EEPROM（常用于溫度報警值儲存）的鏡像。在上電復位時其值將被刷新。第5個字節(jié)則是用戶第3個EEPROM的鏡像。第6、7、8個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設計的，同樣也是內部溫度轉換、計算的暫存單元。第9個字節(jié)為前8個字節(jié)的CRC碼。EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據，DS18B20共3位EEPROM，并在RAM都存在鏡像，以方