基于51單片機的溫度警報器的設計-單片機課程設計

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《單片機原理及應用》課程設計任務書 二級學院：電子信息與電氣工程學院 專業(yè)： 班級： 學生姓名 指導老師 職 稱 講師 課題名稱 基于51單片機的溫度警報器的設計 課題工作內容 1、 設計內容：硬件電路的設計、軟件電路的設計 2、 總體方案的選擇、討論確定。軟件流程圖的設計，硬件電路各部分的設計，程序的軟調試、整機的調試。 3、 撰寫設計報告 指標要求 1、LED能顯示傳感器的溫度 2、溫度高于30度或者小于15度，蜂鳴器發(fā)出警報 進程安排 第一天 下達任務、講授、查資料 第二天 方案確定 第三天、第四天 軟、硬件設計 第五天～第八天 軟、硬件調試 第九天 撰寫報告 第十天 答辯考核 主要參考文獻 [1]鐘曉偉，宋哲存，基于單片機的實驗是溫濕度控制系統(tǒng)設計 [A] 林業(yè)機械與木工設備 [2]葉景，基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的設計 經驗與交流，2008 [3]楊光友.單片機微型計算機原理及接口技術［M］.北京：中國水利水電出版社，2002 地點 起止日期 9.5-9.15 22 課 程 設 計 題 目：基于單片機的數字溫度報警器的設計 姓 名： 學 院： 專 業(yè)： 班 級： 　　　　 學 號： 指導教師：　　　　　　　　　　　　　 2011年 9月15日 目 錄 摘要 4 1 引言 4 1.1課題背景 4 1.2研究內容和意義 6 2 芯片介紹 6 2.1 DS18B20概述 6 2.1.1 DS18B20封裝形式及引腳功能 7 2.1.2 DS18B20內部結構 7 2.1.3 DS18B20供電方式 9 2.1.4 DS18B20的測溫原理 10 2.1.5 DS18B20的ROM命令 12 2.2 AT89C52概述 13 2.2.1單片機AT89C52介紹 13 2.2.2功能特性概述 13 3 系統(tǒng)硬件設計 14 3.1 單片機最小系統(tǒng)的設計 14 3.2 溫度采集電路的設計 15 3.3 LED顯示報警電路的設計 16 4 總結 16 致謝 17 參考文獻 18 附錄A 總電路圖 19 附錄B 原器件清單 19 附錄C 溫度報警器部分程序 20 摘 要 隨著時代的進步和發(fā)展，溫度的測試已經影響到我們的生活、工作、科研、各個領域，已經成為了一種非常重要的事情，因此設計一個溫度測試的系統(tǒng)勢在必行。 本文主要介紹了一個基于AT89C52單片機的數字溫度報警器系統(tǒng)。詳細描述了利用數字溫度傳感器DS18B20開發(fā)測溫系統(tǒng)的過程，重點對傳感器在單片機下的硬件連接，軟件編程以及各模塊系統(tǒng)流程進行了詳盡分析，對各部分的電路也一一進行了介紹，該系統(tǒng)可以方便的實現溫度的采集和報警，并可以根據需要任意上下限報警溫度，它使用起來相當方便，具有精度高、量程寬、靈敏度高、體積小、功耗低等優(yōu)點，適合于我們日常生活和工、農業(yè)生產中的溫度測量，也可以當做溫度處理模塊潛入其他系統(tǒng)中，作為其他主系統(tǒng)的輔助擴展。DS18B20與AT89C52結合實現最簡溫度報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)結構簡單，抗干擾能力強，適合于惡劣環(huán)境下進行現場溫度測量，有廣泛的應用前景。 關鍵詞：單片機；溫度檢測；AT89C52;DS18B20; 1 引言 1.1課題背景 溫度是工業(yè)對象中主要的被控參數之一，如冶金、機械、食品、化工各類工業(yè)生產中，廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應爐等，對工件的溫度處理要求嚴格控制。隨著科學技術的發(fā)展，要求溫度測量的范圍向深度和廣度發(fā)展，以滿足工業(yè)生產和科學技術的要求。 基于AT89C51單片機提高了系統(tǒng)的可移植性、擴展性，利于現代測控、自動化、電氣技術等專業(yè)實訓要求。以單片機為核心設計的溫度報警器，具有安全可靠、操作簡單方便、智能控制等優(yōu)點。 溫度對于工業(yè)生產如此重要，由此推進了溫度傳感器的發(fā)展。溫度傳感器主要經過了三個發(fā)展階段[1]： （1）模擬集成溫度傳感器。該傳感器是采用硅半導體集成工藝制成，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器。此種傳感器具有功能單一(僅測量溫度)、 測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等特點，適合遠距離測溫、控溫，不需要進行非線性校準，外圍電路簡單。它是目前在國內外應用最為普遍的一種集成傳感器，典型產品有AD590、AD592、TMP17、LM135等； （2）模擬集成溫度控制器。模擬集成溫度控制器主要包括溫控開關、可編程溫度控制器，典型產品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增強型集成溫度控制器(例如TC652/653)中還包含了A/D轉換器以及固化好的程序，這與智能溫度傳感器有某些相似之處。但它自成系統(tǒng)，工作時并不受微處理器的控制，這是二者的主要區(qū)別； （3）智能溫度傳感器 (亦稱數字溫度傳感器)。智能溫度傳感器是在20世紀90年代中期問世的，其內部都包含溫度傳感器、A/D轉換器、信號處理器、存儲器(或寄存器)和接口電路。有的產品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。智能溫度傳感器的特點是能輸出溫度數據及相關的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)；并且它是在硬件的基礎上通過軟件來實現測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。 現代信息技術的三大基礎是信息采集[2]（即傳感器技術）、信息傳輸（通信技術）和信息處理（計算機技術）。傳感器屬于信息技術的前沿尖端產品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農業(yè)生產、科學研究和生活等領域，數量高居各種傳感器之首。數字溫度傳感器可以直接將被檢測的溫度信息以數字化形式輸出，與傳統(tǒng)的模擬式溫度傳感器相比，具有測量精度高、功耗低、穩(wěn)定性好、外圍接口電路簡單特點。而單片機微處理器越來越豐富的外圍功能模塊，更加方便了數字式溫度傳感器輸出信號的處理。 智能溫度傳感器內部都包含溫度傳感器、A/D轉化器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產品還帶多路選擇器、中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。并且它是在硬件的基礎上通過軟件來實現測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。進入21世紀后，智能溫度傳感器正朝著高精度、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、研制單片機測溫系統(tǒng)等的方向發(fā)展。數字化溫度傳感器可以直接將溫度量以數字脈沖信號形式輸出，具有測量精度高、抗干擾能力強、傳輸距離遠、外圍接口電路簡單等諸多優(yōu)點。同時數字溫度傳感器還可直接與微處理器進行接口，大大方便了傳感器輸出信號的處理.數字單總線溫度傳感器是目前最新的測溫器件，它集溫度測量，A/D轉換于一體，具有單總線結構，數字量輸出，直接與微機接口等優(yōu)點。 1.2研究內容和意義 本溫度報警器以AT89C51單片機為控制核心,由一數字溫度傳感器DS18B20測量被控溫度，結合7段LED以及驅動LED的74LS245組合而成。當被測量值超出預設范圍則發(fā)出警報，且精度高，適用于大多數工業(yè)生產以及教育教學領域。 溫度是一種最基本的環(huán)境參數，它是與人類的生活、工作關系最密切的物理量，也是各門學科與工程研究設計中經常遇到和必須精確測量的物理量。從工業(yè)爐溫、環(huán)境氣溫到人體溫度；從空間、海洋到家用電器，各個技術領域都離不開測溫和控溫。因此，研究溫度的測量和控制方法具有重要的意義。 AT89C52單片機 數字溫度傳感器 雙限報警系統(tǒng) 譯碼顯示電路 設計原理 2 芯片介紹 2.1 DS18B20概述 DS18B20是Dallas公司繼DS1820后推出的一種改進型智能數字溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，只需一根線就能直接讀出被測溫度值，并可根據實際需求來編程實現9~12位數字值的讀數方式[3]。 2.1.1 DS18B20封裝形式及引腳功能 圖2.1 DS18B20封裝形式和引腳功能 如圖2.1所示，DS18B20的外形如一只三極管，引腳名稱及作用如下： GND:接地端。 DQ：數據輸入/輸出腳，與TTL電平兼容。 VDD：可接電源，也可接地。因為每只DS18B20都可以設置成兩種供電方式，即數據總線供電方式和外部供電方式。采用數據總線供電方式時VDD接地，可以節(jié)省一根傳輸線，但完成數據測量的時間較長；采用外部供電方式則VDD接+5V，多用一根導線，但測量速度較快。 2.1.2 DS18B20內部結構 64位ROM和單線接口 存儲和控制邏輯 高速緩存器 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器TH 低溫觸發(fā)器TL 匹配寄存器 8位CRC發(fā)生器 電源檢 測 C DQ VDD 內部電源VDD 圖2.2 DS18B20內部結構 圖2.2中出示了DS18B20 的主要內部部件，下面對DS18B20內部部分進行簡單的描述[4]: (1)64位ROM。64位ROM是由廠家使用激光刻錄的一個64位二進制ROM代碼，是該芯片的標識號，如表2.1所示： 表2.1 64位ROM標識 8位循環(huán)冗余檢驗 48位序列號 8位分類編號（10H） MSB LSB MSB LSB MSB LSB 第1個8位表示產品分類編號，DS18B20的分類號為10H；接著為48位序列號。它是一個大于281*1012的十進制編碼，作為該芯片的唯一標示代碼；最后8位為前56位的CRC循環(huán)冗余校驗碼，由于每個芯片的64位ROM代碼不同，因此在單總線上能夠并接多個DS18B20進行多點溫度實習檢驗。 （2）溫度傳感器。溫度傳感器是DS18B20的核心部分，該功能部件可完成對溫度的測量通過軟件編程可將-55~125℃范圍內的溫度值按9位、10位、11位、12位的分辨率進行量化，以上的分辨率都包括一個符號位，因此對應的溫度量化值分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃，即最高分辨率為0.0625℃。芯片出廠時默認為12位的轉換精度。當接收到溫度轉換命令（44H）后，開始轉換，轉換完成后的溫度以16位帶符號擴展的的二進制補碼形式表示，存儲在高速緩存器RAM的第0，1字節(jié)中，二進制數的前5位是符號位。如果測得的溫度大于0，這5位為0，只要將測得的數值乘上0.0625即可得到實際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，測得的數值需要取反加1再乘上0.0625即可得到實際溫度。 （3）高速緩存器。DS18B20內部的高速緩存器包括一個高速暫存器RAM和一個非易失性可電擦除的EEPROM。非易失性可點擦除EEPROM用來存放高溫觸發(fā)器TH、低溫觸發(fā)器TL和配置寄存器中的信息。 （4）配置寄存器。配置寄存器的內容用于確定溫度值的數字轉換率。DS18B20工作是按此寄存器的分辨率將溫度轉換為相應精度的數值，它是高速緩存器的第5個字節(jié)，該字節(jié)定義如表2.2所示： 表2.2 匹配寄存器 TM R0 R1 1 1 1 1 1 TM是測試模式位，用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式，在DS18B20出廠時該位被設置為0，用戶不要去改動；R1和R0用來設置分辨率；其余5位均固定為1。DS18B20分辨率的設置如表2.3所示： 表2.3 DS18B20分辨率的設置 R1 R0 分辨率 最大轉換時間 /ms 0 0 9位 93.75 0 1 10位 187.5 1 0 11位 375 1 1 12位 750 DS18B20依靠一個單線端口通訊。在單線端口條件下，必須先建立ROM 操作協議，才能進行存儲器和控制操作。因此，控制器必須首先提供下面5個ROM 操作命令之一： 1）讀ROM； 2）匹配ROM； 3）搜索ROM； 4）跳過ROM； 5）報警搜索。 這些命令對每個器件的激光ROM 部分進行操作，在單線總線上掛有多個器件時，可以區(qū)分出單個器件，同時可以向總線控制器指明有多少器件或是什么型號的器件。成功執(zhí)行完一條ROM 操作序列后，即可進行存儲器和控制操作，控制器可以提供6 條存儲器和控制操作指令中的任一條。一條控制操作命令指示DS18B20完成一次溫度測量。測量結果放在DS18B20的暫存器里，用一條讀暫存器內容的存儲器操作命令可以把暫存器中數據讀出。溫度報警觸發(fā)器TH 和TL 各由一個EEPROM字節(jié)構成。如果沒有對DS18B20使用報警搜索命令，這些寄存器可以做為一般用途的用戶存儲器使用?？梢杂靡粭l存儲器操作命令對TH 和TL 進行寫入，對這些寄存器的讀出需要通過暫存器。所有數據都是以最低有效位在前的方式進行讀寫。 2.1.3 DS18B20供電方式 DS18B20可以采用外部電源供電和寄生電源供電兩種模式。外部電源供電模式是將DS18B20的GND直接接地，DQ與但單總線相連作為信號線，VDD與外部電源正極相連。如圖2.3所示： 單片機 DS18B20 外部+5V電源 VDD DQ 4.7K VCC 其它單線器件 圖2.3 DS18B20外部供電方式 圖中DS18B20的DQ端口通過接入一個4.7K的上拉電阻到VCC，從而實現外部電源供電方式。 寄生電源供電模式如圖2.4所示：從圖中可知，DS18B20的GND和VDD均直接接地，DQ與單總線相連，單片機其中一個I/O口與DS18B20的DQ端相連。 VCC 單片機 DS18B20 GND 4.7K 圖2.4 DS18B20寄生電源供電方式 +5V 2.1.4 DS18B20的測溫原理 DS18B20的測溫原理如圖2.5所示, 其主要由斜率累加器、溫度系數振蕩器、減法計數器、溫度存儲器等功能部件組成。 圖2.5 DS18B20的測溫原理 DS1820 是這樣測溫[5]的：用一個高溫度系數的振蕩器確定一個門周期，內部計數器在這個門周期內對一個低溫度系數的振蕩器的脈沖進行計數來得到溫度值。計數器被預置到對應于-55℃的一個值。如果計數器在門周期結束前到達0，則溫度寄存器（同樣被預置到-55℃）的值增加，表明所測溫度大于-55℃。同時，計數器被復位到一個值，這個值由斜坡式累加器電路確定，斜坡式累加器電路用來補償感溫振蕩器的拋物線特性。然后計數器又開始計數直到0，如果門周期仍未結束，將重復這一過程。 斜坡式累加器用來補償感溫振蕩器的非線性，以期在測溫時獲得比較高的分辨率。這是通過改變計數器對溫度每增加一度所需計數的的值來實現的。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時知道在給定溫度下計數器的值和每一度的計數值。 DS18B20內部對此計算的結果可提供0.5℃的分辨率。溫度以16bit帶符號位擴展的二進制補碼形式讀出，表2.4 給出了溫度值和輸出數據的關系。數據通過單線接口以串行方式傳輸。DS18B20測溫范圍-55℃~+125℃，以0.5℃遞增。 表2.4 溫度數據關系 溫度℃ 數據輸出（二進制） 數據輸出（十六進制） +125 00000000 11111010 00FA +25 00000000 00110010 0032 +0.5 00000000 00000001 0001 0 00000000 00000000 0000 -0.5 11111111 11111111 FFFF -25 11111111 11001110 FFCE -55 11111111 10010010 FF92 S18B20遵循單總線協議，每次測溫時都必須有4個過程[6]： ? 初始化； ? 傳送ROM 操作命令； ? 傳送ROM操作命令； ? 數據交換； 2.1.5 DS18B20的ROM命令 read ROM（讀ROM）.命令代碼為33H，允許主設備讀出DS18B20的64位二進制ROM代碼。該命令只適用于總線上存在單個DS18B20. Match ROM（匹配ROM）。命令代碼為55H，若總線上有多個從設備時，適用該命令可選中某一指定的DS18B20，即只有和64位二進制ROM代碼完全匹配的DS18B20才能響應其操作。 Skip ROM(跳過ROM)。命令代碼為CCH，在啟動所有DS18B20轉換之前或系統(tǒng)只有一個DS18B20時，該命令將允許主設備不提供64位二進制ROM代碼就適用存儲器操作命令。 Search ROM(搜索ROM)。命令代碼為F0H,當系統(tǒng)初次啟動時，主設備可能不知縱向上有多少個從設備或者它們的ROM代碼，適用該命令可確定系統(tǒng)中的從設備個數及其RON代碼。 Alarm ROM（報警搜索ROM）。命令代碼為ECH，該命令用于鑒別和定位系統(tǒng)中超出程序設定的報警溫度值。 Write scratchpad(寫暫存器)。命令代碼為4EH，允許主設備向DS18B20的暫存器寫入兩個字節(jié)的數據，其中第一個字節(jié)寫入TH中，第二個字節(jié)寫入TL中。可以在任何時刻發(fā)出復位命令終止數據的寫入。 Read scratchpad(讀暫存器)。命令代碼為BEH，允許主設備讀取暫存器中的內容。從第一個字節(jié)開始直到讀完第九個字節(jié)CRC讀完。也可以在任何時刻發(fā)出復位命令中止數據的讀取操作。 Copy scratchpad(復制暫存器)。命令代碼為48H，將溫度報警觸發(fā)器TH和TL中的字節(jié)復制到非易失性EEPROM。若主機在該命令之后又發(fā)出讀操作，而DS18B20又忙于將暫存器中的內容復制到EEPROM時，DS18B20就會輸出一個“0”,若復制結束，則DS18B20輸出一個“1”。 Convert T(溫度轉換)。命令代碼為44H，啟動一次溫度轉換，若主機在該命令之后又發(fā)出其它操作，而DS18B20又忙于溫度轉換，DS18B20就會輸出一個“0”，若轉換結束，則DS18B20輸出一個“1”。 Recall E2(拷回暫存器)。命令代碼為B8H。將溫度報警觸發(fā)器TH和TL中的字節(jié)從EEPROM中拷回到暫存器中。該操作是在DS18B20上電時自動執(zhí)行，若執(zhí)行該命令后又發(fā)出讀操作，DS18B20會輸出溫度轉換忙標識：0為忙，1完成。 Read power supply(讀電源使用模式)。命令代碼為B4H。主設備將該命令發(fā)給DS18B20后發(fā)出讀操作，DS18B20會返回它的電源使用模式：0為寄生電源，1為外部電源。 2.2 AT89C52概述 2.2.1單片機AT89C52介紹 AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內含8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應用。 2.2.2 主要功能特性 1、兼容MCS51指令系統(tǒng) 　　2、8k可反復擦寫(大于1000次）Flash ROM； 　　3、32個雙向I/O口； 　　4、256x8bit內部RAM； 　　5、3個16位可編程定時/計數器中斷； 　　6、時鐘頻率0-24MHz； 　　7、2個串行中斷，可編程UART串行通道； 　　8、2個外部中斷源，共8個中斷源； 　　9、2個讀寫中斷口線，3級加密位； 　　10、低功耗空閑和掉電模式，軟件設置睡眠和喚醒功能； 　　11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等幾種封裝形式，以適應不同產品的需求。 3 系統(tǒng)硬件設計 3.1 單片機最小系統(tǒng)的設計 單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。本次課程設計中選用AT89C52式單片機，其最小系統(tǒng)主要由電復位、振蕩電路組成。單片機的最小系統(tǒng)如圖3所示。 單片機的復位電路原理是在單片機的復位引腳RST上電阻和電容，實現上電復位。當復位電平持續(xù)兩個時鐘周期以上時復位有效。復位電路由按鍵復位和上電復位兩部分組成，上電復位是在復位引腳上連接一個電容到VCC，再連接一個電阻到GND；按鍵復位是在復位電容上并聯一個開關，當開關按下時電容被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會保持一段時間的高電平來使單片機復位。 AT89C51單片機使用12MHZ的晶振最為振蕩源，由于單片機內部有振蕩電路，所以外部只要連接一個晶振和兩個電容即可，電容一般在15pF至50pF之間。外部晶振結合單片機內部電路產生單片機所需的時鐘頻率。 圖3 單片機最小系統(tǒng) 3.2 溫度采集電路的設計 溫度采集電路部分，采用數字溫度傳感器DS18B20進行溫度采集。DS18B20是DALLAS公司生產的一線式數字溫度傳感器，具有3個引腳；溫度側量范圍為-55℃—+125℃，測量精度為0.5℃；被測溫度用符號擴展的16位數字量方式串行輸出；CPU只需用一個端口線就可以與DS18B20通信。溫度采集電路如圖4所示。 圖4 溫度采集電路 3.3 LED顯示報警電路的設計 LED數碼管與單片機的P0口相連，單片機將采集到的溫度值轉化為與數碼管對應的數據，通過P0口輸出顯示。即信號通過譯碼管的端口a、b、c、d、e、f、g 、dp 端來控制每段譯碼管的亮滅與否，同時通過端口1、2、3、4 四個端口來控制四個譯碼管。在本次設計中，用集成芯片74HC245驅動數碼管。同時當采集到的溫度值超過所設置的范圍時，單片機會輸出一信號，通過三極管放大后驅動蜂鳴器發(fā)出報警信號。LED數碼管報警電路 4 總結 本設計是以溫度采集及控制過程設計為總目標，以89C52單片機最小應用系統(tǒng)為總控制中心，輔助設計有溫度采樣電路、A/D轉換接口、加熱電路、LED數碼管動態(tài)串行顯示器等。 本設計的重點、難點是： （1） 要掌握溫度傳感器的原理、結構、應用等； （2） 考慮從非電量信號到電量信號的電路實現原理以及與單片機的接口； （3） 熟悉MCS-51編程的技術，實現單片機對溫度的調節(jié)控制； （4） 整體電路的仿真調試。 本次設計優(yōu)點：采用的單片機AT89C51 性價比高；熱敏電阻溫度傳感器轉化溫度的方法非常簡潔且精度高、測試范圍較廣。 由于時間及精力所限，對溫度控制系統(tǒng)做了整體設計，具體實現了其中的溫度報警部分設計，即溫度控制系統(tǒng)的采集、顯示及報警模塊。 實物圖如下： 致謝 在論文完成之際，我首先要想車曉巖老師表示最真摯的謝意。車老師時常督促我抓緊時間做畢業(yè)設計，并經常討論，給我提出好的建議。車老師不僅工作認真，她嚴謹的治學態(tài)度令我受益匪淺，相信在我以后的生活學習帶來深遠的影響。在此衷心的向車老師表達我的感激之心。 我還要特別感謝各位同學給予了我無私的幫助，他們幫我解決了很多設計中遇到的難題，并幫我測試程序。 由于本人學識有限，加之時間倉促，文中不免有錯誤和待改進之處，真誠歡迎各位師長、同學提出寶貴意見。 參考文獻: [1]鐘曉偉，宋哲存，基于單片機的實驗是溫濕度控制系統(tǒng)設計 [A] 林業(yè)機械與木工設備 [2]葉景，基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的設計 經驗與交流，2008 [3]楊光友.單片機微型計算機原理及接口技術［M］.北京：中國水利水電出版社，2002 [4]李丹妮，單片機溫度控制系統(tǒng)設計[J]九江學院報2005 [5]ATMLE Corporation,8-Bit Microcontroller AT89C51 DATE SHEET.0265F-A-12/97 [6]胡壽松，自動控制原理[M]北京：科學出版社，2007 [7]劉篤仁，韓保君，傳感器原理及應用技術 西安電子科技大學出版社，2008 [8]梅麗鳳，王艷秋，汪毓鐸，張軍，單片機原理及接口技術 清華大學出版社2006 [9]深圳市計算機行業(yè)協會，2005年全國單片機與嵌入式系統(tǒng)學術交流會，北京航空航天大學出版社，2005 [10]張義和，陳敵北，例說8051[M]北京：人民郵電出版社，2006 [11] 張開生，郭國法，MCS-51單片機溫度控制系統(tǒng)的設計[J]微型計算機信息，2005 [12]Dallas Semiconductor,Programmable Resolution 1-WIRE Digital Thermometer DS18B20 DATE SHEET. 附錄A：總電路圖 附錄B：原器件清單 序號 編號 名稱 型號 數量 1 R1 電阻 4.7K 1 2 R2 電阻 100K 1 3 R3 電阻 5K 1 4 RP1 排阻 5K 1 5 C1、C2 電容 33P 2 6 C3 電容 100u 1 7 S1 按鍵開關 1 8 X1 晶振 12M 1 9 Q1 三極管 PNP 1 10 LS1 蜂鳴器 1 11 U1 51單片機 AT89C52 1 12 U2 溫度傳感器 DS18B20 1 13 U3 集成芯片 74HC245 1 14 U4 4位7段數碼管 共陽 1 附錄C：溫度報警器部分程序 #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit DQ=P3^7; sbit beep=P3^0; void reset(); //DS18B20復位函數 void write_byte(uchar val); //DS18B20寫命令函數 uchar read_byte(void); //DS18B20讀1字節(jié)函數 void read_temp(); //溫度讀取函數 void LED_display(); void alarm(); uchar tempH,tempL,num; uchar table[10]= {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //0~9的LED字符編碼 uchar setValue_low=15; uchar setValue_high=30; main() { while(1) { read_temp(); LED_display(); alarm(); } } void delay(uint t) { for(;t>0;t--); } void reset() //DS18B20的復位 { uchar presence=1; while(presence) { while(presence) { DQ=1;_nop_();_nop_(); DQ=0; delay(50); DQ=1; delay(6); presence=DQ; } delay(45); presence=~DQ; } DQ=1; } void write_byte(uchar val) //DS18B20寫一個字節(jié) { uchar i; for(i=8;i>0;i--) { DQ=1;_nop_();_nop_(); DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); DQ=val&0x01; delay(6); val=val>>1; } DQ=1; _nop_(); } uchar read_byte(void) //DS18B20讀一個字節(jié) { uchar i; uchar value=0; for(i=8;i>0;i--) { DQ=1;_nop_();_nop_(); value>>=1; DQ=0; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); DQ=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); if(DQ) value|=0x80; delay(6); } DQ=1; return(value); } void read_temp() //從DS18B20讀取溫度值 { uchar ch1,ch2; reset(); write_byte(0xcc); write_byte(0x44); reset(); write_byte(0xcc); write_byte(0xbe); ch1=read_byte(); //DS18B20的溫度數值是16位的二進制，精度高，最后四位是溫度的小數部分，最高五位為符號位（即正負溫度） ch2=read_byte(); num=(ch2<<4)|(ch1>>4); //只取溫度值的中間八位，小數部分舍去，符號位舍去四位。 tempH=num/10; //溫度的十位 tempL=num-tempH*10; //溫度的個位 } void LED_display() //顯示檢測的溫度 { P2=0x0; P2=2; P0=table[tempL]; delay(50); P2=0x0; P2=1; P0=table[tempH]; delay(50); P2=0x0; } void alarm() //報警 { if(setValue_low<=num && setValue_high>=num) beep=1; //在溫度允許范圍，不報警 else beep=~beep; }