上海電力學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)院系自動(dòng)化工程學(xué)院指導(dǎo)教師馬進(jìn)明基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)【摘要】溫度測(cè)量在實(shí)際生產(chǎn)和人們生活中都有廣泛應(yīng)用，為此我設(shè)計(jì)了一個(gè)溫度測(cè)量系統(tǒng)。本系統(tǒng)利用AT89S52單片機(jī)作為主控制器件，DS18B20作為測(cè)溫傳感器通過(guò)LED數(shù)碼管串口實(shí)現(xiàn)溫度顯示，通過(guò)按鍵電路設(shè)置上下限報(bào)警溫度。并且在到達(dá)報(bào)警溫度后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。本文設(shè)計(jì)是從測(cè)溫電路、主控電路、報(bào)警電路等幾個(gè)方面來(lái)分析說(shuō)明的該系統(tǒng)利用DS18B20測(cè)溫范圍廣、測(cè)溫分辨率高、外圍電路簡(jiǎn)單、功耗低等特點(diǎn)，與AT89S52構(gòu)成比較簡(jiǎn)單的測(cè)溫電路。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活、抗干擾性好，可以在惡劣的工作環(huán)境中進(jìn)行溫度測(cè)量。關(guān)鍵字單片機(jī)；溫度傳感器；溫度計(jì)；報(bào)警基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)【ABSTRACT】INTHISDESIGNUSINGTHEAT89S52MICROCONTROLLERASTHEMAINCONTROLDEVICE,DS18B20ASANLEDDIGITALTEMPERATURESENSORTUBETOACHIEVETEMPERATUREDISPLAYTHEKEYCIRCUITSEDTHETEMPERATURETOSETTHEALARMONTHELOWERTEMPERATUREANDTHETEMPERATUREREACHINGTHEALARM,THESYSTEMWILLAUTOMATICALLYALARMTHISDESIGNISFROMTHETEMPERATUREMEASUREMENTCIRCUIT,MAINCONTROLCIRCUIT,ALARMCIRCUIT,ANDSEVERALOTHERASPECTSOFTHENOTETHESYSTEMUSESDS18B20TEMPERATUREMEASUREMENTRANGE,HIGHTEMPERATUREMEASUREMENTRESOLUTIONANDPERIPHERALCIRCUITISSIMPLE,LOWPOWERCONSUMPTION,COMPAREDWITHAT89S52DEVICESCONSTITUTEASIMPLETEMPERATUREMEASUREMENTCIRCUITTHESYSTEMDESIGNOFFLEXIBLE,ANTIINTERFERENCEPERFORMANCEISGOOD,CANBEINTHEPOORWORKINGENVIRONMENTFORTEMPERATUREMEASUREMENTKEYWORDSAT89S52；DS18B20；THERMOMETER；ALARM基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)目錄1引言111選題的背景112選題的目的及意義12系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體方案321設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容322設(shè)計(jì)性能要求33器件的選擇331單片機(jī)的選擇4311AT89S52的基本組成及特征4312AT89S52的引腳功能5313AT89S52的工作模式及注意事項(xiàng)832溫度傳感器的選擇9321DS18B20的特點(diǎn)及選擇原因9322DS18B20的測(cè)溫原理1133顯示器的選擇1134蜂鳴器1235排阻134電路原理1441單片機(jī)電路14411晶振電路14基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)412復(fù)位電路1642溫度采集電路1643溫度顯示電路1744溫度上下限設(shè)置電路1745溫度過(guò)限報(bào)警電路1846系統(tǒng)總電路圖電路195系統(tǒng)流程圖2051主程序2052讀出溫度子程序2053溫度轉(zhuǎn)換命令子程序2154計(jì)算溫度子程序2255顯示數(shù)據(jù)刷新子程序226軟件仿真2361軟件設(shè)計(jì)流程2462原理圖的繪制2463單片機(jī)程序的調(diào)試與編譯2664仿真過(guò)程277總結(jié)2871設(shè)計(jì)總結(jié)2872設(shè)計(jì)前景288致謝30參考文獻(xiàn)31基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)附錄32附錄1系統(tǒng)總圖32附錄2程序32基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)11引言11選題的背景隨著人們生活水平的不斷提高,單片機(jī)控制無(wú)疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來(lái)的方便也是不可否定的。單片機(jī)在測(cè)控領(lǐng)域中具有十分廣泛的應(yīng)用，它既可以測(cè)量電信號(hào)，又可以測(cè)量溫度濕度等非電信號(hào)。由單片機(jī)構(gòu)成的溫度檢測(cè)、溫度控制系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。單片機(jī)在工業(yè)控制、尖端武器、通信設(shè)備、信息處理、家用電器等各測(cè)控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭。今天，我們的生活環(huán)境和工作環(huán)境有越來(lái)越多稱之為單片機(jī)的小電腦在為我們服務(wù)。時(shí)下，家用電器和辦公設(shè)備的智能化、遙控化、模糊控制化己成為世界潮流，而這些高性能無(wú)一不是靠單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。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(guò)程中需要實(shí)時(shí)測(cè)量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫度的測(cè)量，因此研究溫度的測(cè)量方法和裝置具有重要的意義。測(cè)量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器技術(shù)，在我國(guó)各領(lǐng)域已經(jīng)引用的非常廣泛，可以說(shuō)是滲透到社會(huì)的每一個(gè)領(lǐng)域。溫度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器、模擬集成溫度傳感器、智能集成溫度傳感器。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(jì)90年代中期問(wèn)世的，它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)ATE的結(jié)晶，特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器MCU。社會(huì)的發(fā)展使人們對(duì)傳感器的要求也越來(lái)越高，現(xiàn)在的溫度傳感器正在基于單片機(jī)的基礎(chǔ)上從模擬式向數(shù)字式，從集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展，并朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。12選題的目的及意義隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實(shí)現(xiàn)，能夠獨(dú)立工作的溫度檢測(cè)和顯示系統(tǒng)應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。無(wú)論是在工業(yè)方面，農(nóng)業(yè)方面或者是平民大眾的生活當(dāng)中，我們都能看到溫度計(jì)的身影。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻和AD590為溫度敏感元件。熱敏電阻的成本低，但需后續(xù)信號(hào)處理電路，而且可靠性相對(duì)較差。測(cè)溫準(zhǔn)確度低，檢測(cè)系統(tǒng)也有一定的誤差。因此，利用新型溫度傳感器取代舊式的溫度傳感器是必然的趨勢(shì)，新型的溫度傳感器的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越得到體現(xiàn)，越來(lái)越普及。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)2小、可靠性高、造價(jià)低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，成為自動(dòng)化和各個(gè)測(cè)控領(lǐng)域中必不可少且廣泛應(yīng)用的器件，尤其在日常生活中也發(fā)揮越來(lái)越大的作用。本設(shè)計(jì)的溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測(cè)溫比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用，測(cè)溫傳感器使用DS18B20，LED以串口傳送數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)溫度顯示,能準(zhǔn)確達(dá)到以上要求?；趩纹瑱C(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)32系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體方案21設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，當(dāng)溫度傳感器DS18B20把所測(cè)得的溫度發(fā)送到AT89S52單片機(jī)上，經(jīng)AT89S52處理，將把溫度在顯示電路上顯示，除了顯示溫度以外還可以設(shè)置一個(gè)報(bào)警溫度，對(duì)所測(cè)溫度進(jìn)行監(jiān)控。利用外接的鍵盤設(shè)置電路，對(duì)溫度進(jìn)行上下限設(shè)置。當(dāng)溫度高于或低于設(shè)定溫度時(shí)，開始報(bào)警。利用AT89S52芯片控制溫度傳感器DS18B20進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)并顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)快速測(cè)量環(huán)境溫度，并可以根據(jù)需要設(shè)定上下限報(bào)警溫度。系統(tǒng)框圖如下圖AT89S52顯示設(shè)備報(bào)警電路溫度傳感器鍵盤設(shè)定圖21系統(tǒng)框圖選擇DS18B20作為本系統(tǒng)的溫度傳感器，選擇單片機(jī)AT89S52為測(cè)控系統(tǒng)的核心來(lái)完成數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、報(bào)警等功能。選用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，輸出信號(hào)全數(shù)字化。便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路，省卻了采樣保持電路、運(yùn)放、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路以及進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸時(shí)的串并轉(zhuǎn)換電路，簡(jiǎn)化了電路，縮短了系統(tǒng)的工作時(shí)間，降低了系統(tǒng)的硬件成本。當(dāng)LED液晶顯示器接收到來(lái)自AT89S52單片機(jī)傳送來(lái)的溫度信息后，顯示了當(dāng)前的溫度。22設(shè)計(jì)性能要求本設(shè)計(jì)能完成的溫度測(cè)量范圍是55C125C，精度為01C，支持溫度正負(fù)提示，并支持硬件手動(dòng)配置溫度上下限，超過(guò)此上下限即實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。3器件的選擇基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)4本設(shè)計(jì)是選用DS18B20作為溫度傳感器，選用AT89S52單片機(jī)作為整個(gè)設(shè)計(jì)的核心處理器部分。通過(guò)處理作為溫度傳感器傳輸?shù)臏囟刃畔⒑?，將處理后的信息傳輸給LED液晶顯示器，超過(guò)上下限溫度即報(bào)警。所以用到的器件AT89S52、DS18B20、LED、蜂鳴器等。31單片機(jī)的選擇311AT89S52的基本組成及特征AT89S52作為溫度測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心器件該器件是INTEL公司生產(chǎn)的MCS一5L系列單片機(jī)中的基礎(chǔ)產(chǎn)品，采用了可靠的CMOS工藝制造技術(shù)具有高性能的8位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS一51的CMOS產(chǎn)品。片內(nèi)含8KBYTES的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和256BYTES的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件兼容標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令系統(tǒng)。片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和FLASH存儲(chǔ)單元。結(jié)合了HMOS的高速和高密度技術(shù)及CHMOS的低功耗特征。其具有如下性質(zhì)（1）與MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容（2）8K字節(jié)可反復(fù)擦寫FLASH閃爍存儲(chǔ)器。（3）壽命1000寫/擦循環(huán)。（4）數(shù)據(jù)保留時(shí)間10年。（5）全靜態(tài)工作0HZ24HZ。（6）三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定。（7）1288位內(nèi)部RAM。（8）32可編程I/O線。（9）三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。（10）8個(gè)中斷源。（11）可編程串行通道。（12）低功耗的閑置和掉電模式。（13）片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。AT89S52單片機(jī)提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能8K字節(jié)FLASH，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0HZ靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。由于此設(shè)計(jì)需要編寫程序，需要將程序烤入單片機(jī)中，因此單片機(jī)必須具有基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)5足夠多的存儲(chǔ)空間，其具有8K字節(jié)的FLASH完全滿足要求。32位的I/O口線能夠使得單片機(jī)與溫度顯示器、溫度傳感器、鍵盤、報(bào)警電路、按鍵電路和指示燈連接等等變得可能。16位的定時(shí)計(jì)數(shù)器使得讀取數(shù)據(jù)變得更加簡(jiǎn)單，同時(shí)其結(jié)構(gòu)有利于晶振電路和復(fù)位電路的連接。最重要的是，能夠在掉電狀態(tài)下保存RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)。同時(shí)，與同類51單片機(jī)相比，AT89S52具有更強(qiáng)的可操作性。因此，對(duì)于本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，選擇AT89S52是最有利的。312AT89S52的引腳功能AT89S52共有40個(gè)引腳，8KBYTESFLASH片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，256BYTES的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。其邏輯引腳圖如圖31。圖31AT89C51邏輯引腳圖各引腳功能敘述如下1電源和晶振VCC運(yùn)行和程序校驗(yàn)時(shí)加5VGND接地XTAL1輸入到振蕩器的反向放大器基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)6XTAL2反向放大器的輸出，輸入到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器（當(dāng)使用外部振蕩器時(shí)，XTAL1接地，XTAL2接收振蕩器信號(hào)）RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，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(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，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。2I/O（4個(gè)口，32根）P0口8位、漏極開路的雙向I/O口。當(dāng)使用片外存儲(chǔ)器（ROM、RAM）時(shí)，作地址和數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用。在程序校驗(yàn)期間，輸出指令字節(jié)（需加外部上拉電路）。P0口（作為總線時(shí)）能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。P1口8位、準(zhǔn)雙向I/O口。在編程/校驗(yàn)期間，用于輸入低位字節(jié)地址。P1口可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。對(duì)P1端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P10和P12分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P10/T2）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P11/T2EX），具體如下表32所示。腳號(hào)第二功能P10T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出P11T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）P15MOSI（在系統(tǒng)編程用）P16MISO（在系統(tǒng)編程用）P17SCK（在系統(tǒng)編程用）表32AT89S52P1口第二功能表P2口8位、準(zhǔn)雙向I/O口。當(dāng)使用片外存儲(chǔ)器（ROM及RAM）時(shí)，輸出高8位地址。在編程/校驗(yàn)期間，接收高位字節(jié)地址。P2口可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。P3口8位、準(zhǔn)雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電路。P3口提供各種替代功基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)7能。在提供這些功能時(shí)，其輸出鎖存器應(yīng)由程序置1。P3口可以輸入/輸出4個(gè)LSTTL負(fù)載。3串行口P30RXD（串行輸入口），輸入。P31TXD（串行輸出口），輸出。4中斷P32INT0外部中斷0，輸入。P33INT1外部中斷1，輸入。5定時(shí)器/計(jì)數(shù)器P34T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的外部輸入，輸入。P35T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的外部輸入，輸入。6數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器選通P36WR低電平有效，輸出，片外存儲(chǔ)器寫選通。P37RD低電平有效，輸出，片外存儲(chǔ)器讀選通。7控制線共4根輸入RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。EA/VPP片外程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)允許信號(hào)，低電平有效。在編程時(shí)，其上施加21V的編程電壓。注意在加密方式1時(shí)，EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。輸入、輸出ALE/PROG地址鎖存允許信號(hào)，輸出。ALE以1/6的振蕩頻率穩(wěn)定速率輸出，可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘或用于定時(shí)。在EPROM編程期間，作輸入，輸入編程脈沖（PROG）。ALE可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。注意每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，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(wú)效。輸出PSEN片外程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)，低電平有效。在從片外程序存儲(chǔ)器取址基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)8期間，在每個(gè)機(jī)器周期中，當(dāng)PSEN有效時(shí)，程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容被送上P0口（數(shù)據(jù)總線）。PSEN可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。313AT89S52的工作模式及注意事項(xiàng)AT89S52單片機(jī)有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是空閑模式和掉電工作模式。這兩種方式是控制專用寄存器PCON即電源控制寄存器中的PD（PCON1）和IDLPCON0位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PD是掉電模式，當(dāng)PD1時(shí)，激活掉電工作模式，單片機(jī)進(jìn)入掉電工作狀態(tài)。IDL是空閑等待方式，當(dāng)IDL1，激活空閑工作模式，點(diǎn)偏激進(jìn)入睡眠狀態(tài)。如需同時(shí)進(jìn)入兩種工作模式，即PD和IDL同時(shí)為1，則先激活掉電模式。在空閑工作狀態(tài)下，CPU保持睡眠狀態(tài)而所有的片內(nèi)的外設(shè)都保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生，此時(shí)，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變?？臻e模式可由任何允許的中斷請(qǐng)求或硬件復(fù)位終止。終止空閑工作模式的方法有兩種，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨RST1（中斷返回）指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入空閑模式的那條指令后面的一條指令。其二是通過(guò)硬件復(fù)位可以將空閑工作模式終止。需要注意的是，當(dāng)由硬件復(fù)位來(lái)終止空閑工作模式時(shí)，CPU通常是從激活空閑模式那條指令的嚇一跳指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘周期）有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止CPU訪問(wèn)片內(nèi)RAM，而允許訪問(wèn)其他端口。為了避免可能對(duì)端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑狀態(tài)的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條端口或外部存儲(chǔ)器的寫入指令。在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令。片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但并沒(méi)有因此改變RAM中的內(nèi)容，在VCC恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無(wú)效，但必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。AT89S52單片機(jī)具有一些極限參數(shù)（1）工作溫度55攝氏度至125攝氏度（2）儲(chǔ)藏溫度65攝氏度至150攝氏度（3）任一引腳對(duì)地電壓10V至70V（4）最高工作電壓66V（5）直流輸出電流150MA模式程序存儲(chǔ)器ALEPSENP0P1P2P3基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)9空閑模式內(nèi)部11數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)空閑模式外部11浮空數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)掉電模式內(nèi)部00數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)掉電模式外部00浮空數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表33空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài)32溫度傳感器的選擇321DS18B20的特點(diǎn)及選擇原因DS18B20是美國(guó)DALLAS公司繼DS1820之后推出的增強(qiáng)型單總線數(shù)字式溫度傳感器，它在轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較之前產(chǎn)品有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來(lái)了更方便、更令人滿意的效果。DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20是一種新型的“一線器件”，其體積更小、更適用于多種場(chǎng)合、且適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。DALLAS半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。溫度測(cè)量范圍為55125攝氏度，可編程為9位12位轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)00625攝氏度，分辨率設(shè)定參數(shù)以及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPROM中，掉電后依然保存。被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可以在遠(yuǎn)端引入，也可以采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DQ為數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳，開漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源；GND為地信號(hào)；VDD為可選擇的VDD引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。在硬件上，DS18B20與單片機(jī)的連接有兩種方法，一種是VCC接外部電源，GND接地，I/O與單片機(jī)的I/O線相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí)UDD、GND接地，I/O接單片機(jī)I/O。無(wú)論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O口線要接5K左右的上拉電阻DS18B20的性能特點(diǎn)如下獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)10組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫。64位ROM和單線接口存儲(chǔ)器與控制邏輯高速緩存溫度傳感器8位CRC發(fā)生器配置寄存器高溫觸發(fā)器低溫觸發(fā)器圖34DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。其具有9條特點(diǎn)（1）適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍3055V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。（2）溫范圍55125，在1085時(shí)精度為05。（3）零待機(jī)功耗。（4）可編程的分辨率為912位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為05、025、0125和00625，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫。（5）在9位分辨率時(shí)最多在9375MS內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時(shí)最多在750MS內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。（6）用戶可定義報(bào)警設(shè)置。（7）報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度的器件。（8）結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以“一線總線“串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。DS18B20作為新型的器件，能夠方便的和中心處理器進(jìn)行連接，并具有很大的擴(kuò)展空間。溫度范圍較廣，使得整體的測(cè)溫范圍能大幅度的上升，零待機(jī)消耗更是起到了節(jié)能的作用。利用用戶能自定義報(bào)警設(shè)置這一特點(diǎn)，能夠在實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能上得到很大的便利，同時(shí)極強(qiáng)的抗干擾性能使得溫度的檢測(cè)更加準(zhǔn)確，作為溫度計(jì)最基本的要求，準(zhǔn)確必須滿足。這些好處使得DS18B20最終被選擇?；趩纹瑱C(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)11322DS18B20的測(cè)溫原理DS18B20的測(cè)溫原理如圖35所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，DS18B20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將55所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。首先用DS1820提供的讀暫存寄存器指令BEH讀出以05為分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果，然后切去測(cè)量結(jié)果中的最低有效位LSB，得到所測(cè)實(shí)際溫度整數(shù)部分T整數(shù)，然后再用BEH指令讀取計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)剩余值M剩余和每度計(jì)數(shù)值M每度，考慮到DS1820測(cè)量溫度的整數(shù)部分以025、075為進(jìn)位界限的關(guān)系，實(shí)際溫度T實(shí)際可用下式計(jì)算得到T實(shí)際T整數(shù)025M每度M剩余/M每度。低溫度系數(shù)晶振高溫度系數(shù)晶振預(yù)置斜率累加器計(jì)數(shù)器10計(jì)數(shù)器20比較預(yù)置溫度寄存器圖35DS18B20測(cè)溫原理圖33顯示器的選擇由于設(shè)計(jì)中要求顯示測(cè)試溫度，因此顯示屏首先要能夠一次性容納這些字符。工作電壓不能太高，與單片機(jī)的連接方式需要簡(jiǎn)單，顯示準(zhǔn)確。本設(shè)計(jì)中采用的是四位共陰極LED液晶屏能夠很好的滿足這些要求。LED（發(fā)光二極管LIGHTEMITTINGDIODE的英文縮寫）是利用PN結(jié)把電能轉(zhuǎn)換成光能的固體發(fā)光器件，根據(jù)制造材料的不同可以發(fā)出紅、黃、綠、白等不基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)12同色彩的可見光來(lái)。LED的伏安特性類似于普通二極管，正向壓降約為2伏左右，工作電流一般在1020MA之間較為合適。LED顯示器有多種結(jié)構(gòu)形式，單段的圓形或方形LED常用來(lái)顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，8段LED可以顯示各種數(shù)字和字符，所以也稱為L(zhǎng)ED數(shù)碼管，這里我們使用8段LED液晶屏。一個(gè)8段LED顯示器的結(jié)構(gòu)是由8個(gè)發(fā)光二極管組成，各段依次記為A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP表示小數(shù)點(diǎn)（不帶小數(shù)點(diǎn)的稱為7段LED）。8段LED顯示器有共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)。8段LED通過(guò)不同段點(diǎn)亮?xí)r的組合，可以顯示09、AF等十六進(jìn)制數(shù)。顯然，將單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出口與LED各段引腳相連，控制輸出的數(shù)據(jù)就可以使LED顯示不同的字符。通常把控制LED數(shù)碼管發(fā)光顯示字符的8位字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段選碼或者字符譯碼，如圖36所示。圖368段LED液晶屏引腳共陰極LED的所有發(fā)光管的陰極并接成公共端COM，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)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(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。LED液晶屏的價(jià)格便宜使用簡(jiǎn)單，在電器特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，空調(diào)、熱水器、冰箱等等絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管。其優(yōu)點(diǎn)是直觀，成本低。缺點(diǎn)是只能顯示測(cè)量點(diǎn)溫度值和有限的符號(hào)，電路復(fù)雜。34蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，廣泛應(yīng)用與計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、報(bào)警器、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜發(fā)聲的，因此需要一定的電流才能驅(qū)動(dòng)它，單片機(jī)IO引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此需要增加一個(gè)電流放大的電路。S52單片機(jī)通過(guò)一個(gè)三極管PN5138來(lái)放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，原理圖見圖34基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)13圖34驅(qū)動(dòng)蜂鳴器原理圖35排阻排阻，就是若干個(gè)參數(shù)完全相同的電阻，它們的一個(gè)引腳都連到一起，作為公共引腳，其余引腳正常引出。所以如果一個(gè)排阻是由N個(gè)電阻構(gòu)成的，那么它就有N1只引腳。排阻一般應(yīng)用在數(shù)字電路上，比如作為某個(gè)并行口的上拉或者下拉電阻用。使用排阻比用若干只固定電阻更方便。本系統(tǒng)中因選用共陰極LED數(shù)碼管，需高電平有效。必須用上拉電阻提供電流才能產(chǎn)生高電平，且排阻可減小P0口電流大小，保護(hù)P0口。本系統(tǒng)選用RESPACK8排阻。圖35排阻RESPACK8基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)144電路原理整個(gè)設(shè)計(jì)的電路包括了單片機(jī)電路、溫度采集電路、溫度顯示電路、溫度上下限設(shè)置電路和溫度過(guò)限報(bào)警電路五部分電路組成。41單片機(jī)電路單片機(jī)電路由晶振電路、復(fù)位電路、電源和AT89S52單片機(jī)組成。如圖41所示。圖41單片機(jī)電路411晶振電路晶振電路和復(fù)位電路與單片機(jī)連接構(gòu)成最小系統(tǒng)電路，如何選取合適的引腳，選取何種連接方式都至關(guān)重要。因此需要了解AT89S52的引腳特點(diǎn)基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)15圖42AT89S52單片機(jī)引腳圖在晶振電路中，主要用到了XTAL1和XTAL2兩個(gè)引腳。（1）XTAL1反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。（2）XTAL2來(lái)自反向振蕩器的輸出。在晶振電路中，AT89S52具有兩種晶振方式，一種是片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式，但需要在引腳外接石英晶體和振蕩電容，振蕩電容的值一般取1030PF。另一種是外部時(shí)鐘方式，即將XTAL1接外部時(shí)鐘，XTAL2腳懸空。本設(shè)計(jì)的晶振電路如圖43所示。圖43晶振電路單片機(jī)的晶振頻率采用110592MHZ，加兩個(gè)30PF電容。XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出，外接石英晶體和振蕩電容，構(gòu)成了片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式。而振蕩周期指的就是單片機(jī)外接石英晶體振蕩器的周期。當(dāng)時(shí)鐘起振后，產(chǎn)生一定的頻率的時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)的CPU在時(shí)鐘信號(hào)的控制下能一步一步完成自己的工作，同時(shí)與整個(gè)系統(tǒng)相關(guān)的周期還有振蕩周期、狀基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)16態(tài)周期、機(jī)器周期和指令周期。電容C2和C3主要用于校正波形，振蕩器的作用主要是產(chǎn)生時(shí)鐘振蕩。而整個(gè)電路的作用則是為了產(chǎn)生自激振蕩。412復(fù)位電路對(duì)于復(fù)位電路，AT89S52有兩種復(fù)位方式，分別是上電復(fù)位和按鍵復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用的是按鍵復(fù)位，即利用一個(gè)復(fù)位電容和按鍵的組合使得復(fù)位變得更加直接和簡(jiǎn)單。復(fù)位電路如圖44所示。引腳RST作用是復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。在按下按鍵后，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，十分方便。在復(fù)位電路中添加按鍵主要是為了能夠使得復(fù)位更加方便，電容主要是在復(fù)位后進(jìn)行充電，而上拉電阻起到限流的作用，保護(hù)了電路。圖44復(fù)位電路42溫度采集電路溫度控制電路主要運(yùn)用到了DS18B20和AT89S52。如何使兩者連接實(shí)現(xiàn)功能是溫度控制電路的主要設(shè)計(jì)目的。在硬件上，DS18B20與單片機(jī)的連接有兩種方法，一種是VCC接外部電源，GND接地，I/O與單片機(jī)的I/O線相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí)UDD、GND接地，I/O接單片機(jī)I/O。內(nèi)部寄生電源I/O口線要接5K左右的上拉電阻。這里采用的是第一種連接方法,如圖45所示P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳電位被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)17輸入。作為輸入時(shí)，P2口的管腳電位被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。圖45溫度采集電路43溫度顯示電路四位共陰極數(shù)碼管，能夠顯示小數(shù)和負(fù)溫度。負(fù)溫時(shí)，第一個(gè)數(shù)碼管顯示負(fù)號(hào)，綠燈亮，其余數(shù)碼管顯示溫度數(shù)值正溫時(shí)，紅燈亮，數(shù)碼管顯示相應(yīng)的溫度值當(dāng)溫度超過(guò)999C時(shí)，四個(gè)數(shù)碼管全部亮。圖46顯示電路44溫度上下限設(shè)置電路按鍵電路的一端接地，一端和AT89S52的相應(yīng)端口相連。四個(gè)按鍵的功能分別能進(jìn)行加減、修改和確認(rèn)功能，配合指示燈電路，進(jìn)行溫度上下限的設(shè)置。基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)18圖47溫度上下限設(shè)置電路45溫度過(guò)限報(bào)警電路利用蜂鳴器和LED燈進(jìn)行報(bào)警輸出，采用直流供電。當(dāng)所測(cè)溫度超過(guò)獲低于所預(yù)設(shè)的溫度時(shí)，數(shù)據(jù)口相應(yīng)拉高電平，報(bào)警輸出。圖48溫度過(guò)限蜂鳴器報(bào)警圖49溫度過(guò)限LED報(bào)警如圖48所示，蜂鳴器的正極接到VCC5V電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極發(fā)射管的發(fā)射極E，三極管的基級(jí)B經(jīng)過(guò)限流電阻R3后由單片機(jī)的P10引腳控制，當(dāng)P10輸出低電平時(shí)，三極管T1截止，沒(méi)有電流流過(guò)線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)P10輸出高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，我們可以通過(guò)程序控制P10引腳的電平來(lái)使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)19閉。46系統(tǒng)總電路圖電路系統(tǒng)總電路圖如下圖410系統(tǒng)總電路圖基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)205系統(tǒng)流程圖51主程序YYN初始化中斷和定時(shí)器開始顯示初始化SET鍵被按下從DS18B20讀取溫度并顯示溫度極限返回執(zhí)行報(bào)警程序N按鍵設(shè)置圖51主程序流程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)量的當(dāng)前溫度值，溫度測(cè)量每1S進(jìn)行一次。主程序的第二個(gè)功能是查詢SET鍵是否被按下，以實(shí)現(xiàn)設(shè)置溫度上下限的功能。其程序流程見圖51所示。由總的流程圖可以分析出，在整個(gè)程序中應(yīng)該包括如下幾個(gè)部分讀寫溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。52讀出溫度子程序基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)21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(shí)須進(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。流程圖52如下圖52讀出溫度子程序流程圖53溫度轉(zhuǎn)換命令子程序溫度轉(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(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為750MS。在本程序設(shè)計(jì)中，采用1S顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。流程圖53如下發(fā)DS18B20復(fù)位命令發(fā)跳過(guò)ROM命令基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)22圖53溫度轉(zhuǎn)換命令字程序流程圖54計(jì)算溫度子程序計(jì)算溫度子程序?qū)AM中讀取值進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定。流程圖54如下圖54計(jì)算溫度子程序流程圖55顯示數(shù)據(jù)刷新子程序顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高數(shù)據(jù)顯示位為0時(shí)，將符號(hào)顯示位移入下一位。如圖55所示開始溫度零下溫度值取補(bǔ)碼置“”標(biāo)志計(jì)算小數(shù)位溫度BCD值計(jì)算整數(shù)位溫度BCD值結(jié)束置“”標(biāo)志NY基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)23溫度數(shù)據(jù)移入顯示寄存十位數(shù)百位數(shù)0十位數(shù)顯示符號(hào)百位數(shù)不顯示百位數(shù)顯示數(shù)據(jù)（不顯示符號(hào)）結(jié)束圖55顯示數(shù)據(jù)刷新子程序6軟件仿真基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)24在本設(shè)計(jì)中用到了兩種軟件，一種是PROTEUS7PROFESSIONAL，主要用于設(shè)計(jì)原理圖的繪制及電路仿真，一種是KEILC51編譯系統(tǒng)，主要用于調(diào)試、編譯AT89S52單片機(jī)程序。61軟件設(shè)計(jì)流程軟件設(shè)計(jì)流程框圖如圖61所示。圖61軟件設(shè)計(jì)流程框圖62原理圖的繪制在設(shè)計(jì)過(guò)程中我主要使用PROTEUS7PROFESSIONALISSIS軟件完成系統(tǒng)原理圖的繪制與仿真。PROTEUS軟件是英國(guó)LABCENTERELECTRONICS公司出版的EDA工具軟件，它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件，它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。PROTEUS可提供的仿真元器件資源仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個(gè)元?dú)鈳?kù)。PROTEUS可提供的仿真儀表資源示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器、信號(hào)發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用，除了現(xiàn)實(shí)存在基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)25的儀器外，PROTEUS還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)的顯示出來(lái)，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。PROTEUS可提供的調(diào)試手段PROTEUS提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，在PROTEUS繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件HEX,可以在PROTEUS的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程，不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程序上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果，它的元器件、連接電路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程序上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。使用PROTEUS對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)仿真的基本步驟是1、用虛擬器件在工作區(qū)建立電路；2、選定元件的模式、參數(shù)值和標(biāo)號(hào)；3、連接信號(hào)源等虛擬儀器；4、選擇分析功能和參數(shù)；5、激活電路進(jìn)行仿真；6、保存電路圖和仿真結(jié)果。在這里進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的操作流程介紹。首先，進(jìn)入PROTEUS設(shè)計(jì)頁(yè)面，按照設(shè)計(jì)框圖找出設(shè)計(jì)所需要的基本器件，如圖62所示?；趩纹瑱C(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)26圖62元器件的繪制原理圖畫好并設(shè)定參數(shù)后可點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕進(jìn)行仿真。63單片機(jī)程序的調(diào)試與編譯AT89S52單片機(jī)程序的調(diào)試與編譯用到的編譯系統(tǒng)是KEILC51。KEILC51是美國(guó)KEILSOFTWARE公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。KEILC51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全WINDOWS界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到KEILC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。KEILC51工具包UVISION是C51FORWINDOWS的集成開發(fā)環(huán)境IDE，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件OBJ。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件ABS。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的HEX文件，基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)27以供調(diào)試器DSCOPE51或TSCOPE51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。下面簡(jiǎn)單介紹KEILC51開發(fā)系統(tǒng)的使用。首先，進(jìn)入KEILC51編譯系統(tǒng)，建立工程文件，編輯C語(yǔ)言源文件。然后，建立C語(yǔ)言源文件，寫入源代碼并進(jìn)行編譯、調(diào)試，生成HEX文件。當(dāng)程序無(wú)錯(cuò)誤時(shí)，就可以將文件載入到單片機(jī)電路圖中進(jìn)行模擬仿真。64仿真過(guò)程剛開機(jī)時(shí)，LED數(shù)碼管顯示的溫度是500，溫度傳感器上顯示的溫度和LED數(shù)碼管上顯示的溫度是一致的，且由于系統(tǒng)設(shè)置的初始溫度上限是32C、下限是10C，LED燈和報(bào)警器同時(shí)報(bào)警，功能正常實(shí)現(xiàn)。如圖63所示。圖63測(cè)量溫度仿真在仿真過(guò)程中，主要檢測(cè)DS18B20是否能快捷的檢測(cè)出室溫，能否隨著溫度的變化而變化。這是檢驗(yàn)是否能檢驗(yàn)溫度的重要標(biāo)準(zhǔn)。電平指示藍(lán)色為低電平，紅色為高電平。通過(guò)仿真可知本系統(tǒng)能正確的顯示被測(cè)點(diǎn)的溫度，當(dāng)超出設(shè)定范圍時(shí)，也能準(zhǔn)確的報(bào)警提示，但當(dāng)被測(cè)溫度變化較大時(shí)，該系統(tǒng)不能迅速的做出響應(yīng)，需要改進(jìn)?；趩纹瑱C(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)287總結(jié)71設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)本次溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì),我大有收獲，在制作過(guò)程中，一定要注意的每個(gè)工作步驟的檢查，確保制作成功。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)至少3個(gè)月，從一開始的確定課題，到后來(lái)的資料查找、理論學(xué)習(xí)，再有就是近來(lái)的調(diào)試過(guò)程，這一切都使我的理論知識(shí)和動(dòng)手能力進(jìn)一步得到鞏固和加強(qiáng)，可以說(shuō)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次全面綜合。開始是搜集資料。通過(guò)各種渠道開始準(zhǔn)備工作通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書館搜集相關(guān)學(xué)術(shù)論文、核心期刊、書籍等。通過(guò)一個(gè)月的深入學(xué)習(xí)，搜集了一大堆與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的資料，在老師的指導(dǎo)下，摒棄了一些無(wú)關(guān)緊要的內(nèi)容，保留了有參考價(jià)值的資料作為備用。在網(wǎng)上，我搜索了一些學(xué)術(shù)論文和期刊文章；我搜索了外文文獻(xiàn)資料，參考了一些畢業(yè)論文樣本和一些畢業(yè)論文設(shè)計(jì)總結(jié)；在常見的搜索引擎中，我了解到一些相關(guān)的知識(shí)，同時(shí)特意瀏覽了大量的網(wǎng)站，并將有用的內(nèi)容列成提綱，便于以后查詢，以減少后期工作量。接下來(lái)，我開始對(duì)所搜集的資料進(jìn)行整理、分析研究，并制作了課題研究的方案及設(shè)計(jì)規(guī)劃，開題報(bào)告完成之后隨即進(jìn)入緊張而有序的寫作及方案設(shè)計(jì)之中。本課題的最大的重點(diǎn)、難點(diǎn)便是初步接觸溫度傳感器，要對(duì)傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等各方面從頭開始琢磨以及電路的實(shí)現(xiàn)過(guò)程和怎么樣通過(guò)單片機(jī)來(lái)間接的控制。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中要求保持沉著冷靜，聯(lián)系書本理論知識(shí)積極地思考，實(shí)在解決不了可以請(qǐng)教同學(xué)或指導(dǎo)老師。雖然在制作過(guò)程中不可避免地遇到很多問(wèn)題，但是最后還是在老師以及同學(xué)的幫助下圓滿解決了這些問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與最后調(diào)試，相關(guān)指標(biāo)達(dá)到期望的要求，并完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)。經(jīng)過(guò)四年學(xué)習(xí)的積累，在已經(jīng)掌握相關(guān)專業(yè)方面知識(shí)及其它各方面知識(shí)的情況下，我認(rèn)真嚴(yán)肅的完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這一個(gè)充滿挑戰(zhàn)伴隨挫折，充滿熱情伴隨打擊的過(guò)程中，我感觸頗深，它已不僅是一個(gè)對(duì)我四年學(xué)習(xí)知識(shí)情和耐心況和我的應(yīng)用動(dòng)手能力的檢驗(yàn)，而且還是對(duì)我的鉆研精神，面對(duì)困難的心態(tài)，做事的毅力的考驗(yàn)。我在這個(gè)過(guò)程中深刻的感受到了做畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義所在，和我一樣真正投入了身心去做的人也一定會(huì)有同樣的感觸。72設(shè)計(jì)前景在單片機(jī)自動(dòng)控制已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活的今天，傳統(tǒng)用模擬基于單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)29電路來(lái)控制溫度的做法，已經(jīng)逐漸被淘汰。這個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的溫度控制方法，為溫度的控制開辟了一條新的道路。與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，由于并且單片機(jī)價(jià)格的相對(duì)低廉，能夠大量的普及?，F(xiàn)在溫度計(jì)的需求在日益增大當(dāng)中。生活中，人們漸漸習(xí)慣了溫度計(jì)的存在，而單片機(jī)的相對(duì)低廉決定了溫度計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于本系統(tǒng)的使用者來(lái)說(shuō)，本系統(tǒng)能夠很穩(wěn)定的控制溫度而且穩(wěn)定性很高。只要配上適當(dāng)?shù)臏囟葌鞲衅?，這個(gè)系統(tǒng)便還可以實(shí)現(xiàn)很多領(lǐng)域的溫度自動(dòng)控制。這對(duì)于提高系統(tǒng)的利用率，避免重復(fù)設(shè)計(jì)有很大的幫助的。在本系統(tǒng)的作用下，可以為工作系統(tǒng)提供一個(gè)良好的環(huán)境，使產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量有很大的提高。使得產(chǎn)品的生產(chǎn)成本降低，從而使系統(tǒng)的使用者獲得的利潤(rùn)提高了。在農(nóng)業(yè)大棚技術(shù)發(fā)展的今天，大棚溫度需要嚴(yán)格控制，而溫度計(jì)的使用能夠幫助管理者更好的控制大棚溫度。當(dāng)然單純的溫度檢測(cè)也許不能滿足這些要求，在本設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上加上濕度檢測(cè)，定時(shí)溫度記錄，與溫度調(diào)節(jié)裝置連接起來(lái)，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度等等，都是可以擴(kuò)展的內(nèi)容?？傊?，本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便實(shí)用，并且可研究開發(fā)并升級(jí)的空間是很大的?；趩纹瑱C(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)308致謝在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到許多自己不能解決的問(wèn)題，是馬老師在百忙之中幫助自己解決難題，同時(shí)也借此機(jī)會(huì)感謝老師在學(xué)習(xí)期間對(duì)自己的培養(yǎng)。轉(zhuǎn)眼間，我在上海電力學(xué)院度過(guò)了寶貴的四年時(shí)光，這四年的學(xué)習(xí)生活經(jīng)歷將是我一生的財(cái)富。在本論文即將完成之際，我要衷心的感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師馬進(jìn)明老師。馬老師以其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)、負(fù)責(zé)的態(tài)度，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)學(xué)習(xí)和研究中給予了我很大的支持與幫助，無(wú)論是在學(xué)習(xí)還是生活上都讓我深受影響。在我理論剛?cè)腴T階段馬老師給了我決定性和方向性的幫助，沒(méi)有他的幫助，我將迷失在大量的參考文獻(xiàn)中難以自拔。從論文的選題、撰寫到各細(xì)微的部分馬老師都傾注了心血，使我深深感受到馬老師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度。尤其在論文寫作中，我非常感謝馬老師的嚴(yán)格要求和細(xì)心指點(diǎn)。馬老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏銳的洞察力以及分析問(wèn)題的獨(dú)到見解對(duì)我今后的生活工作將起到莫大的促進(jìn)和幫助。對(duì)此，我在這表示崇高的敬意和深深的謝意感謝所有教育過(guò)我的老師你們傳授給我的專業(yè)知識(shí)是我不斷成長(zhǎng)的源泉，也是完成本論文的基礎(chǔ)。我還要向關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的朋友們表示真摯的謝意感謝他們對(duì)我的關(guān)心、關(guān)注和支持感謝自動(dòng)化034班全體同學(xué)對(duì)我的支持與幫助，感謝我的室友在大學(xué)四年中的的朝夕相伴，他們?cè)谏詈蛯W(xué)習(xí)中給了我很大的關(guān)懷與幫助，使我渡過(guò)了一段難忘的快樂(lè)時(shí)光。大學(xué)的生活讓我有了堅(jiān)強(qiáng)的性格，冷靜的頭腦和永遠(yuǎn)樂(lè)觀的態(tài)度。最重要的是讓我有了責(zé)任感，對(duì)自己、對(duì)家人和對(duì)社會(huì)。我愿在未來(lái)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，以更加豐厚的成果來(lái)答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持過(guò)我的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友。永遠(yuǎn)以一顆為人民服務(wù)的心來(lái)回報(bào)?；趩纹瑱C(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)31參考文獻(xiàn)1陳忠平主編基于PROTEUS的51系列單片機(jī)，電子工業(yè)出版社出版2陸彬主編51系列單片機(jī)開發(fā)，電子工業(yè)出版社出版3李朝青編著單片機(jī)原理及接口技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社4楊志忠編著數(shù)字電子技術(shù)，高等教育出版社出版5趙亮、侯國(guó)銳單片機(jī)語(yǔ)言編程與實(shí)例，人民郵電出版社，20036王松武，于鑫，武思軍電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐，北京國(guó)防工業(yè)出版社，20057劉篤仁編著傳感器原理及應(yīng)用技術(shù)，西安電子科技大學(xué)出版社出版8MEEHANJOA