1、論文設計設計（論文）題目： 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)院 系：電子信息工程學院專業(yè)班級：電子信息工程11-01學生姓名：張戰(zhàn)鋒指導教師：耿鑫鄭州輕工業(yè)學院二0一四年十月二十日基于單片機的溫度控制系統(tǒng)摘要溫度是日常生活中無時不在的物理量，溫度的控制在各個領域都有積極的意義。很多 行業(yè)中都有大量的用電加熱設備，如用于熱處理的加熱爐，用于融化金屬的坩鍋電阻爐及 各種不同用途的溫度箱等，采用單片機對它們進行控制不僅具有控制方便、簡單、靈活性 大等特點，而且還可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 因此，智能化溫度控制技術(shù)正被廣泛地采用。本溫度設計采用現(xiàn)在流行的AT89S51單片機

2、，配以DS18B20數(shù)字溫度傳感器，該溫 度傳感器可自行設置溫度上下限。單片機將檢測到的溫度信號與輸入的溫度上、下限進行 比較，由此作出判斷是否啟動繼電器以開啟設備。本設計還加入了常用的數(shù)碼管顯示及狀態(tài)燈顯示燈常用電路，使得整個設計更加完 整，更加靈活。該設計已應用于花房，可對花房溫度進行智能監(jiān)控?！娟P(guān)鍵詞】 溫度箱，AT89S51,單片機，控制，模擬目錄1引言31.1 溫度控制系統(tǒng)設計的背景、發(fā)展歷史及意義31.2 溫度控制系統(tǒng)的目的41.3 溫度控制系統(tǒng)完成的功能42總體設計方案43口518320溫度傳感器簡介113.1 溫度傳感器的歷史及簡介113.2 口518320的工作原理113.2

3、.1 口518320工作時序113.2.2 ROM操作命令143.3 DS18B20的測溫原理143.3.1 DS18B20 的測溫原理:143.3.2 DS18B20的測溫流程164.1 設計原則164.2 引腳連接174.2.1 晶振電路174.2.2 串口弓|腳175系統(tǒng)整體設計185.1 系統(tǒng)硬件電路設計185.1.1 主板電路設計185.1.2 各部分電路185.2 系統(tǒng)軟件設計205.2.1 系統(tǒng)軟件設計整體思路205.2.2 系統(tǒng)程序流圖215.3調(diào)試26六、結(jié)束語27參考文獻28致謝291引言1.1 溫度控制系統(tǒng)設計的背景、發(fā)展歷史及意義隨著社會的發(fā)展，科技的進步，以及測溫儀器

4、在各個領域的應用，智能化已是現(xiàn)代溫 度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。特別是近年來，溫度控制系統(tǒng)已應用到人們生活的各個方面， 溫度是科學技術(shù)中最基本的物理量之一，物理、化學、生物等學科都離不開溫度，溫度常 常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要的參數(shù)之一。比如，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定 的范圍之內(nèi)；許多化學反應的工藝過程必須在適當?shù)臏囟认虏拍苷＿M行；煉油過程中， 原油必須在不同的溫度和壓力條件下進行分餾才能得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品。沒有合 適的溫度環(huán)境，許多電子設備就不能正常工作，糧倉的儲糧就會變質(zhì)霉爛，酒類的品質(zhì)就 沒有保障。因此，各行各業(yè)對溫度控制的要求都越來越高?？梢?，溫度的測量和控制是非 常

5、重要的。單片機在電子產(chǎn)品中的應用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測和溫度控制。隨著溫度控制器應用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的智能溫 度控制器應運而生。1.2 溫度控制系統(tǒng)的目的本設計的內(nèi)容是溫度測試控制系統(tǒng)，控制對象是溫度。溫度控制在日常生活及工業(yè)領 域應用相當廣泛，比如溫室、水池、發(fā)酵缸、電源等場所的溫度控制。而以往溫度控制是 由人工完成的而且不夠重視，其實在很多場所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。針對此問 題，本系統(tǒng)設計的目的是實現(xiàn)一種可連續(xù)高精度調(diào)溫的溫度控制系統(tǒng)，它應用廣泛，功能 強大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實用又廉價的控制系統(tǒng)。1.3 溫度控制系統(tǒng)完

6、成的功能本設計是對溫度進行實時監(jiān)測與控制，設計的溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)了基本的溫度控制功 能：當溫度低于設定下限溫度時，系統(tǒng)自動啟動加熱繼電器加溫，使溫度上升，同時綠燈 亮。當溫度上升到下限溫度以上時，停止加溫；當溫度高于設定上限溫度時，系統(tǒng)自動啟 動風扇降溫，使溫度下降，同時紅燈亮。當溫度下降到上限溫度以下時，停止降溫。溫度 在上下限溫度之間時，執(zhí)行機構(gòu)不執(zhí)行。三個數(shù)碼管即時顯示溫度，精確到小數(shù)點一位。 2總體設計方案在本系統(tǒng)的電路設計方框圖如圖2.1所示，它由三部分組成:控制部分主芯片采用單 片機AT89S51 ；顯示部分采用3位LED數(shù)碼管以動態(tài)掃描方式實現(xiàn)溫度顯示；溫度采 集部分采用口518

7、320溫度傳感器。圖2.1溫度計電路總體設計方案（1）控制部分單片機AT89S51具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電 路系統(tǒng)的設計需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設計使用，系統(tǒng)應用三節(jié)電池供電。（2）顯示部分顯示電路采用3位共陽LED數(shù)碼管，從P0 口送數(shù)，P2 口掃描。（3）溫度采集部分DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司推出的一種改進型智能溫度傳感器， 與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫。這一部分主要完成對溫度信號 的采集和轉(zhuǎn)換工作，由DS18B20數(shù)字溫度傳感器及其與單片機的接口部分組成。數(shù)字溫 度傳感器口518320把采集到的溫度通

8、過數(shù)據(jù)引腳傳到單片機的P1.0 ，單片機接受溫度 并存儲。此部分只用到DS18B20和單片機，硬件很簡單。1） DS18B20的性能特點如下：1）獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信；2）多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；3）無須外部器件；4）可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.05.5V;5）零待機功耗；6）溫度以3位數(shù)字顯示；7）用戶可定義報警設置；8）報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；9）負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。（2） DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)口518320采用3腳PR-35封裝，如圖2.2

9、所示；DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，地數(shù)據(jù)線可選圖 2.2 口518820封裝（3） DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：1） 64位光刻ROM。開始8位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位，最后8位是前56位的CRC校驗碼，這也是多個DS18B20可以采用一線進行LSB通信的原因。64位閃速ROM的結(jié)構(gòu)如下.表2-1 ROM結(jié)構(gòu)8b檢驗CRC48b序列號8巳工廠代碼（10H）MSBLSB MSBLSB MSB存存儲器和控制邏輯暫存器A溫 溫度傳感器上限觸發(fā)H號下限觸發(fā)L位八: 產(chǎn)生器圖2.3 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)2)非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和口，可通過軟件寫入用戶報警

10、上下限值。3)高速暫存存儲，可以設置口518320溫度轉(zhuǎn)換的精度?？?18320溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電 擦除的E2PRAM。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為8字節(jié)的存儲器，結(jié)構(gòu)如表2.2所示。頭2個 字節(jié)包含測得的溫度信息，第3和第4字節(jié)TH和TL的拷貝，是易失的，每次上電復位時 被刷新。第5個字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。DS18B20 工作時寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應精度的溫度數(shù)值。它的內(nèi)部存儲器結(jié)構(gòu)和字節(jié)定義如 圖2.4所示。低5位一直為1,丁乂是工作模式位，用于設置口518320在工作模式還是在 測試模式。表2-2 DS1

11、8B20內(nèi)部存儲器結(jié)構(gòu)Byte0溫度測量值LSB (50H)Byte1溫度測量值MSB (50H)E2PROMByte2TH高溫寄存器03TH高溫寄存器Byte3TL低溫寄存器03TL低溫寄存器Byte4配位寄存器03配位寄存器Byte5預留(FFH)Byte6預留（0CH）Byte7預留（IOH）Byte8循環(huán)冗余碼校驗（CRC）DS18B20出廠時該位被設置為0,用戶要去改動，R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設置分辨率，如圖2.4。由表2.3可見，分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時間越長。因此，在實際應用中 要將分辨率和轉(zhuǎn)換時間權(quán)衡考慮。高速暫存RAM的第6、7、8字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為

12、全邏輯1。第9字節(jié)讀出前面所 有8字節(jié)的CRC碼，可用來檢驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。當DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位 帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第1、2字節(jié)。單片機可以通過單 線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625/LSB形式表示。當符號位3 = 0時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉(zhuǎn)換為十進制；當符號位S=1時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數(shù)值。表2.4是一部分溫度值對應的二進制溫度數(shù)據(jù)。表2-3 DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時間表R1R0分辨率/位溫

13、度最大轉(zhuǎn)向時間/ms00993.750110187.510113751112750表2-4 一部分溫度對應值表溫度/二進制表示十八進制表示+ 1250000 01111101 000007D0H+850000 01010101 00000550H+25.06250000 00011001 00000191H+ 10.1250000 00001010 000100A2H+0.50000 00000000 00100008H00000 00000000 10000000H-0.51111 11111111 0000FFF8H-10.1251111 11110101 1110FF5EH-25.062

14、51111 11100110 1111FE6FH-551111 11001001 0000FC90H4） CRC的產(chǎn)生在64 b ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余校驗碼（CRC）。主機根據(jù)ROM的 前56位來計算CRC值,并和存入DS18B20中的CRC值做比較,以判斷主機收到的ROM 數(shù)據(jù)是否正確。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念, 因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初使化 DS18B20 （發(fā)復位脈沖）f發(fā)ROM功能命令f發(fā)存儲器操作命令f處理數(shù)據(jù)。.I3 DS18B20溫度傳感器簡介3.1 溫度傳感器的歷史及

15、簡介溫度的測量是從金屬（物質(zhì)）的熱脹冷縮開始。水銀溫度計至今仍是各種溫度測量的計 量標準?？墒撬娜秉c是只能近距離觀測，而且水銀有毒，玻璃管易碎。代替水銀的有酒 精溫度計和金屬簧片溫度計，它們雖然沒有毒性，但測量精度很低，只能作為一個概略指 示。不過在居民住宅中使用已可滿足要求。在工業(yè)生產(chǎn)和實驗研究中為了配合遠傳儀表指 示，出現(xiàn)了許多不同的溫度檢測方法，常用的有電阻式、熱電偶式、PN結(jié)型、輻射型、 光纖式及石英諧振型等。它們都是基于溫度變化引起其物理參數(shù)（如電阻值，熱電勢等）的 變化的原理。隨著大規(guī)模集成電路工藝的提高，出現(xiàn)了多種集成的數(shù)字化溫度傳感器。3.2 口$18320的工作原理3.2.

16、1 DS18B20H作時序根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：1 .每一次讀寫之前都必須要對DS18B20進行復位；2 .復位成功后發(fā)送一條ROM指令；3 .最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預定的操作。復位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待15 60微秒左右后發(fā)出60240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復位成功。其工 作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序，具體工作方法如圖3.1, 3.2, 3.3所示。（1）初始化時序I 一 I 等待15-60U主機口最小480萬主機復位脈沖乙 一

17、上 L -;1二Tx響應脈 一最小480US -M 沖60240、二圖3-1初始化時序總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，主機響應應答脈沖。應答脈沖使主機知 道，總線上有從機設備，且準備就緒。主機輸出低電平，保持低電平時間至少480us,以 產(chǎn)生復位脈沖。接著主機釋放總線，4.7KQ上拉電阻將總線拉高，延時1560us,并進入 接受模式，以產(chǎn)生低電平應答脈沖，若為低電平，再延時480us。(2)寫時序主機寫0時序主機寫1時序I - I 采 樣1545U：-I - I 采 樣1545U .圖3-2寫時序?qū)憰r序包括寫0時序和寫1時序。所有寫時序至少需要60us,且在2次獨立的寫時 序之間至少需

18、要1us的恢復時間，都是以總線拉低開始。寫1時序，主機輸出低電平，延 時2us,然后釋放總線，延時60us。寫0時序，主機輸出低電平，延時60us,然后釋放 總線，延時2us。(3)讀時序主機寫0時序主機寫1時序耳圖3-3讀時序總線器件僅在主機發(fā)出讀時序是，才向主機傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便從機能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有讀時序至少需要60us,且在2次 獨立的讀時序之間至少需要1us的恢復時間。每個讀時序都由主機發(fā)起，至少拉低總線1us。 主機在讀時序期間必須釋放總線，并且在時序起始后的15us之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。主機輸出 低電平延時2us，然后主機轉(zhuǎn)入輸入模式延時

19、12us，然后讀取總線當前電平，然后延時50us3.2.2 ROM操作命令當主機收到DSl8B20的響應信號后，便可以發(fā)出ROM操作命令之一。3.3 DS18B20的測溫原理3.3.1 DS18B20的測溫原理：每一片DSl8B20在其ROM中都存有其唯一的48位序列號，在出廠前已寫入片內(nèi)ROM 中。主機在進入操作程序前必須用讀ROM(33H)命令將該DSl8B20的序列號讀出。程序可以先跳過ROM，啟動所有DSl8B20進行溫度變換，之后通過匹配ROM，再逐 一地讀回每個DSl8B20的溫度數(shù)據(jù)。DS18B20的測溫原理如圖3.4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

20、固定頻率的脈沖信號送給減法計數(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)生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當計 數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進行計數(shù)，進而完成溫度 測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將-55 所對應 的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在-55 所對應的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當 減法計數(shù)器1的預置值減到0時溫度寄存器的值將加1，減法計數(shù)器1的預置將重新被裝 入，減法計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)

21、生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減 法計數(shù)器2計數(shù)至0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫 度。圖2.3中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值.表3-1 ROM操作命令指令約定代碼功能讀ROM33H讀DS18B20 ROM中的編碼符合ROM55H發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出64位ROM編碼，訪問單線 總線上與該編碼相對應的DS18B20使之作出響應，為下 一步對該DS18B20的讀寫作準備搜索ROM0F0H用于確定掛接在同一總線上DS18B20的個數(shù)和識別64位RO

22、M地址，為操作各器件作好準備跳過ROM0CCH忽略64位ROM地址，直接向DS18B20發(fā)溫度變換命令，適用于單片工作。告警搜索命令0ECH執(zhí)行后，只有溫度超過設定值上限或者下限的片子才做出響應溫度變換44H啟動DS18B20進行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間最長為500MS,結(jié)果存入內(nèi)部9字節(jié)RAM中讀暫存器0BEH讀內(nèi)部RAM中9字節(jié)的內(nèi)容寫暫存器4EH發(fā)出向內(nèi)部RAM的第3, 4字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟讀命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)復皤存器48H將E2PRAM中第3,4字節(jié)內(nèi)容復制到E2PRAM中重調(diào)E2PRAM0BBH將E2PRAM中內(nèi)容恢復到RAM中的第3, 4字節(jié)讀供電方式0B4H讀D

23、S18B20的供電模式，寄生供電時DS18B20發(fā)送“0”,外接電源供電DS18B20發(fā)送 T系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20 （發(fā)復位脈沖）f發(fā)ROM功能命令f發(fā)存儲器操作命令f處理數(shù)據(jù)。圖3-4測溫原理內(nèi)部裝置3.3.2 DS18B20的測溫流程圖3-5 口518820測溫流程4單片機接口設計.4.1 設計原則DS18B20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時DS18B20的1腳 接地，2腳作為信號線，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，如圖3.1所示單片機 端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流

24、，可用一個 MOSFET管來完成對總線的上拉。本設計采用電源供電方式，P1.1 口接單線總線為保證 在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個MOSFET管和89S51的P1.0 來完成對總線的上拉。當DS18B20處于寫存儲器操作和溫度A/D變換操作時，總線上必 須有強的上拉，上拉開啟時間最大為103。采用寄生電源供電方式是VDD和GND端均接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三狀態(tài)的。主機控制DS18B20完 成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過3個步驟：初始化；ROM操作指令；存儲器操作指令。4.2 引腳連接4.2.1 晶振電路單片機XIAL1和XIAL2分別接30PF的電容，中

25、間再并個12MHz的晶振，形成單片 機的晶振電路。4.2.2 串口引腳P0 口接9個2.2K的排阻然后接到顯示電路上。P1.0溫度傳感器DS18B20如圖4.1所示。圖4-1 DS18B20與單片機的接口電路P1.1和1.2引腳接繼電器電路的4.7K電阻上，P1 其他引腳懸空P2 口中P2.0、P2.1、P2.2、P2.3分別接到顯示電路的4.7K電阻上，P2.5接蜂鳴器電 路，其他引腳懸空；P3 口中P3.5、P3.6、P3.7接到按鍵電路4.2.3 其它引腳ALE引腳懸空，復位引腳接到復位電路、VCC接電源、VSS接地、EA接電源.I5系統(tǒng)整體設計5.1 系統(tǒng)硬件電路設計5.1.1 主板電

26、路設計單片機的P1.0接DS18B20的2號引腳,P0 口送數(shù)P2 口掃描,P1.1、P1.2控制加熱 器和電風扇的繼電器。如附錄1。5.1.2 各部分電路(1)顯示電路顯示電路采用了7段共陰數(shù)碼管掃描電路，節(jié)約了單片機的輸出端口，便于程序的編 寫。234DS3DS2DS16圖5-1顯示電路圖口518320溫度傳感器電路U2 VCCVCC DQ GND2P1.01DS18B20 圖5-2溫度傳感器電路引腳圖(3)單片機電路(4)繼電器電路UI ATS9S51VCCPlfl LPIOVCCPllPOOP12P01P13P02P14PD3Pl 5P04Pl5PQ5prP06RESET也P50EAP

27、31_ALEP32PSENP33P27PJ-IP26P35P25P56P24P37P23XTALLP22?CTAL2P21VSSP2Q401Pll 239 TOOPI2 338 PtJlPIS 43： P01P14 536 P05p技巧35 P04P16 73； F05PI? 8打POS3 T 932 MFPJ01031PSI 1130PSI 1229 VC!CPJ31328 prPM 1427 PMPJ5H26 P2525 P24PS7171 PISIB23 F!219a m2021 1a2。圖5-3單片機電路引腳圖圖中Pl/引腳控制加熱器繼電器。給P1.1低電平，三極管導通，電磁鐵觸頭放下

28、來開始工作.圖5-4繼電器電路圖(5)晶振控制電路圖5-5晶振控制電路圖（6）復位電路SL圖5-6復位電路圖5.2 系統(tǒng)軟件設計5.2.1 系統(tǒng)軟件設計整體思路一個應用系統(tǒng)要完成各項功能，首先必須有較完善的硬件作保證。同時還必須得到相 應設計合理的軟件的支持，尤其是微機應用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完成的工作，都 可通過軟件編程而代替。甚至有些必須采用很復雜的硬件電路才能完成的工作，用軟件編 程有時會變得很簡單，如數(shù)字濾波，信號處理等。因此充分利用其內(nèi)部豐富的硬件資源和 軟件資源，采用與S51系列單片機相對應的51匯編語言和結(jié)構(gòu)化程序設計方法進行軟件 編程。MCS51指令系統(tǒng)的指令長度較短，它

29、在存儲空間和執(zhí)行時間方面具有較高的效率，編成的程序占用內(nèi)存單元少，執(zhí)行也非常的快捷，與本系統(tǒng)的應用要求很適合。而且MCS51指令系統(tǒng)有豐富的位操作（或稱位處理）指令，可以形成一個相當完整的位操作指令子集，這是MCS51指令系統(tǒng)主要的優(yōu)點之一。對于要求反應靈敏與控制及時的工控、 檢測等實時控制系統(tǒng)以及要求體積小、系統(tǒng)小的許多“電腦化”產(chǎn)品，可以充分體現(xiàn)出匯 編語言簡明、整齊、執(zhí)行時間短和易于使用的特點。本裝置的軟件包括主程序、讀出溫度子程序、復位應答子程序、寫入子程序、以及有 關(guān)DS18B20的程序（初始化子程序、寫程序和讀程序）5.2.2系統(tǒng)程序流圖系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，復位

30、應答子程序，寫入子程序等。1）主程序主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度 值，溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度，其程序流程見圖 5-7所示。通過調(diào)用讀溫度子程序把存入內(nèi)存儲中的整數(shù)部分與小數(shù)部分分開存放在不同的兩個 單元中，然后通過調(diào)用顯示子程序顯示出來什玷中 T才用比.盤度了程叱I數(shù)字變換程序，顯示子程序，T圖5-7主程序流程圖DS18B20復位、應答子程序4r -跳過ROM匹配命令寫入子程序溫度轉(zhuǎn)換命令 寫入子程序I顯示子程序（延時）.r .跳過ROM匹配命令DS18B20復位、應答子程序圖5-8讀出溫度子程序2）讀出溫度

31、子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時需進行CRC校驗, 校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。DS18B20的各個命令對時序的要求特別嚴格，所以必須按照所要求的時序才能達到預期的目的，同時，要注意讀進來的是高位在后低位在前，共有12位數(shù)，小數(shù)4位，整數(shù)7 位，還有一位符號位。3）復位、應答子程序4）寫入子程序5）系統(tǒng)總的流程圖圖5-10寫入子程序圖5-11系統(tǒng)總的流程圖5.3調(diào)試主程序的功能是：啟動DS18B20測量溫度，將測量值與給定值進行比較，若測得溫 度小于設定值，則進入加熱階段，置P1.1為低電平，這期間繼續(xù)對溫度進行監(jiān)測，直到 溫度在設定范圍內(nèi)，置P1.1為高電平

32、斷開可控硅，關(guān)閉加熱器，等待下一次的啟動命令。 當測得溫度大于設定值，則進入降溫階段，則置P1.2為低電平，這期間繼續(xù)對溫度進行 監(jiān)測，直到溫度在設定范圍內(nèi)，置P1.2為高電平斷開，關(guān)閉風扇，等待下一次的啟動命 令。第一次接電調(diào)試，設置溫度上限為90攝氏度，溫度下限為20攝氏度。加熱后，溫度 有時超過90攝氏度卻不報警，后經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)是進位0沒有清0，于是在如下寫入程序 中加入進位C清零，便排除了這個異常。WR1:CLR P1.0MOV R3,#6DJNZ R3,$RRC AMOV P1.0,CMOV R3,#23DJNZ R3,$SETB P1.0NOPDJNZ R2,WR1RET;讀 DS

33、18B2再經(jīng)實際接電調(diào)試，一切運行正常。加熱到90攝氏度時，紅燈亮起，自動斷電，而 低于20攝氏度時，綠燈亮起，開始加熱。六、結(jié)束語經(jīng)過近一周的努力，我的論文設計一一基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設計已經(jīng) 基本完成。在設計過程中，力求系統(tǒng)的實現(xiàn)電路簡單、成本低，系統(tǒng)的功能快捷 易用并且完善。但是由于一些條件的限制，所設計系統(tǒng)仍然存在一些不足，有待 改進。本測量系統(tǒng)溫度控制器結(jié)構(gòu)簡單、測溫準確，具有一定的實際應用價值。該 智能溫度控制器只是口518320在溫度控制領域的一個簡單實例，還有許多需要 完善的地方，例如可以將測得的溫度通過單片機與通訊模塊相連接，以手機短消 息的方式發(fā)送給用戶，使用戶能夠隨時

34、對溫度進行監(jiān)控。此外，還能廣泛地應用 于其他一些工業(yè)生產(chǎn)領域，如建筑，倉儲等行業(yè)。本溫度控制系統(tǒng)可用于多種場 合，像的溫度、育嬰房的溫度、水溫的控制。用戶可靈活選擇本設計的用途，其 有很強的使用價值。這是我第一次利用單片機來實現(xiàn)一個應用系統(tǒng)的設計，通過實踐，我對匯編 語言和單片機有了新的認識和理解，并且學會了 Proteus和Keil軟件的使用， 掌握了從系統(tǒng)的需求、方案論證、功能模塊的劃分、原理圖的設計和繪制、電路 圖仿真、程序設計到軟件仿真調(diào)試的設計流程，積累了硬件設計的經(jīng)驗?；陔?路的設計方法有利于電子電路初學者加深對電路原理、器件資料、電路板設計和 電路的硬件調(diào)試認識和理解。由于初次

35、接觸單片機類的設計項目，在設計過程中也出現(xiàn)了一些問題，以前 學習的專業(yè)知識掌握的不夠好，對電路的理解不是很透徹，設計的電路布局布線 不是很合理，理論聯(lián)系實際的能力還需要進一步的加強。還由于元器件的多樣性 和可選型號的廣泛性，在此系統(tǒng)中運用的型號的芯片不一定是最佳的?，F(xiàn)在電子器件發(fā)展日新月異，新的器件如雨后春筍般出現(xiàn)，也不可能一一嘗試，所以還肯 定有很多值得改進的地方。在以后的實踐中，我將繼續(xù)努力學習電子電路設計， 力爭取得更大的進步。參考文獻1李朝青，單片機原理及接口技術(shù)（簡明修訂版）M.:北京航空航天大學出版社， 1998李廣弟.單片機基礎M.:北京航空航天大學出版社，1994金偉正.單線數(shù)

36、字溫度傳感器的原理與應用J.電子技術(shù)與應用，20004李鋼.1-Wire總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20原理及應用.現(xiàn)代電子技術(shù) J,20055Steven F.Barrett,Daniel J.Pack.Embedded SystemM.:電子工業(yè)出版 社，20066陳躍東.DS18B20集成溫度傳感器原理與應用J.安徽機電學院學報,20027閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎（第三版）M.:高等教育出版社，1989致謝首先要衷心感謝的是我的指導教師耿鑫老師！在我學習期間不僅傳授了做學問的秘 訣，還傳授了做人的準則。這些都將使我終生受益。我愿借此機會向?qū)煴硎局孕牡母兄x!其次要感謝所有教育過我的老師！

37、你們傳授給我的專業(yè)知識是我不斷成長的源泉，也 是完成本論文的基礎。我還要向關(guān)心和支持我學習的朋友們表示真摯的謝意！感謝他們對 我的關(guān)心、關(guān)注和支持！大學的生活讓我有了堅強的性格，冷靜的頭腦和永遠樂觀的態(tài)度。最重要的是讓我有 了責任感，對自己、對家人和對社會。我愿在未來的學習過程中，以更加豐厚的成果來答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持過我的所 有領導、老師、同學和朋友。附錄附錄1主板電路圖:Y桀npqFFQqqpRPFFQQqqp ifiTJ ktf Irr kv IrrWkvIrr k-m 5H 7 D. 5 口LvrJ- U 71n 5XlLvrJ- U，匚。卬 Emm 1 nl 3 t Ws-附錄2

38、程序代碼：ORG 0000HTEMPER_L EQU 29HTEMPER_H EQU 28HFLAG1 EQU 38H;是否檢測到DS18B20標志位A_BIT EQU 20H ;數(shù)碼管個位數(shù)存放內(nèi)存位置B_BIT EQU 21H ;數(shù)碼管十位數(shù)存放內(nèi)存位置XS EQU 30HMOV A,#00HMOV P2,AMAIN:LCALL GET_TEMPER;調(diào)用讀溫度子程序MOV A,29HMOV B,ACLR CRLC ACLR CRLC ACLR CRLC ACLR CRLC ASWAP AMOV 31H,AMOV A,BMOV C,40H；W 28H中的最低位移入CRRC AMOV C,4

39、1HRRC AMOV C,42HRRC AMOV C,43HRRC AMOV 29H,ALCALL DISPLAY;調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序AJMP MAIN;這是DS18B20復位初始化子程序INIT_1820:SETB P1.0NOPCLR P1.0;主機發(fā)出延時537微秒的復位低脈沖MOV R1,#3TSR1:MOV R0,#107DJNZ R0,$DJNZ R1,TSR1SETB P1.0;然后拉高數(shù)據(jù)線NOPNOPNOPMOV R0,#25HTSR2:JNB P1.0,TSR3;等待 DS18B20 回應DJNZ R0,TSR2LJMP TSR4 ;延時TSR3:SETB FLAG1 ;

40、置標志位，表示DS1820存在LJMP TSR5TSR4:CLR FLAG1 ;清標志位，表示DS1820不存在LJMP TSR7TSR5:MOV R0,#117TSR6:DJNZ R0,TSR6 ;時序要求延時一段時間TSR7:SETB P1.0RET;讀出轉(zhuǎn)換后的溫度值GET_TEMPER:SETB P1.0LCALL INIT_1820冼復位 DS18B20JB FLAG1,TSS2RET ;判斷DS1820是否存在？若DS18B20不存在則返回TSS2:MOV A,#0CCH ;跳過 ROM 匹配LCALL WRITE_1820MOV A,#44H ;發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令LCALL WRITE_1820;這里通過調(diào)用顯示子程序?qū)崿F(xiàn)延時一段時間，等待AD轉(zhuǎn)換結(jié)束,12位的話750微秒LCALL DISPLAYLCALL INIT_1820;準備讀溫度前先復位MOV A,#0CCH ;跳過 ROM 匹配LCALL WRITE_1820MOV