[碩士論文精品]溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文.pdf

溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 目 錄 目 錄1 摘 要2 1 緒論3 1.1 單片機(jī)控制系統(tǒng)及其優(yōu)勢 3 1.2 數(shù)字溫度傳感器 ds18b20 的測溫優(yōu)勢4 2 基于 ds18b20 溫度計(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì).5 2.1 系統(tǒng)組成.5 2.1.1 ds18b20 的性能特點(diǎn)6 2.1.2 ds18b20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)7 2.1.3 ds18b20 的測溫原理8 2.2 獨(dú)立按鍵單元 11 2.3 led 數(shù)碼管顯示單元.12 3 程序設(shè)計(jì)14 3.1 程序流程圖14 3.1.1 主程序.14 3.1.2 讀出溫度子程序. 15 3.1.3 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序. 15 3.1.4計(jì)算溫度子程序. 16 3.1.5 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序. 16 3.2 ds18b20 的各條 rom 命令16 3.3溫度數(shù)據(jù)的計(jì)算方法 17 結(jié)論18 參考文獻(xiàn)19 附錄：附錄：20 源程序代碼.20 設(shè)計(jì)電路原理圖.25 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 摘 要 本文介紹的是基于傳感器 ds18b20 數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)由測溫 單元，主控制器，顯示單元構(gòu)成。測溫元件采用單總線傳感器 ds18b20， 主控器為常用的 at89s51,顯示電路采用共陽極數(shù)碼管。51 單片機(jī)的 p0 口控制段碼輸出，p2.7 為數(shù)據(jù)輸入端，p3.0p3.3 口為掃描口。目前大 多數(shù)傳感器系統(tǒng)都采用放大-傳輸-數(shù)模轉(zhuǎn)換這種處理模式。這種模式 一般要占用數(shù)條數(shù)據(jù)/控制線，限制了單片機(jī)功能的擴(kuò)展。而一線總線技 術(shù)則很好地解決了這個問題。ds18b20 是美國 dallas 半導(dǎo)體公司推出的 第一片支持“一線總線“接口的溫度傳感器。它具有微型化、低功耗、高 性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配微處理器等優(yōu)點(diǎn)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行 數(shù)字信號供微機(jī)處理。ds18b20 集溫度測量、ad 轉(zhuǎn)換于一體，具有體 積小、動態(tài)范圍寬、測量精度高、單總線結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。經(jīng)試驗(yàn)，基于 51 單片機(jī)和 ds18b20 的溫度測量儀，設(shè)計(jì)簡單，控制方便，測量準(zhǔn)確，測 溫范圍寬，完全可以取代水銀溫度計(jì)和熱敏電阻測量。 關(guān)鍵詞：傳感器，ds18b20，溫度計(jì) 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 1 緒論 1.1 單片機(jī)控制系統(tǒng)及其優(yōu)勢 單片機(jī),也被稱為微控制器（microcontroller）,是指一個集成在一 塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：微處理器（cpu） 、存 儲器（ram，rom， ） 、和各種輸入、輸出接口（定時器/計(jì)數(shù)器，并行 i/o 口，串行口，a/d 轉(zhuǎn)換器以及脈沖調(diào)制器 pwm 等） 。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片 機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊 芯片上 1。 圖 1.1 單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖 單片機(jī)硬件系統(tǒng)由以下幾部分組成 2： （1）運(yùn)算器：計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件，實(shí)現(xiàn)算術(shù)和邏輯運(yùn)算。 （2）控制器：計(jì)算機(jī)的指揮控制部件，使各部分能自動協(xié)調(diào)工作。運(yùn)算 器和控制器是計(jì)算機(jī)的核心部分， 常把它合在一起稱為中央處理器， 簡稱 cpu。 （3）存儲器：計(jì)算機(jī)的記憶部分。又分為內(nèi)存儲器和外存儲器。 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 （4）輸入設(shè)備：用于將程序和數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中。 （5）輸出設(shè)備: 把數(shù)據(jù)計(jì)算或加工的結(jié)果，以用戶需要的形式加工或保 存。 單片機(jī)由于體積小、質(zhì)量輕、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微 型化、使用方便、抗干擾能力強(qiáng)和成本低等優(yōu)點(diǎn)比專用處理器最適合應(yīng) 用于嵌入式系統(tǒng)，因此現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品 中都會集成有單片機(jī)。它已經(jīng)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域， 單片機(jī)廣泛 應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化 管理及過程控制等領(lǐng)域 3。 1.2 數(shù)字溫度傳感器 ds18b20 的測溫優(yōu)勢 ds18b20 是 dallas 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有 3 引 腳 to92 小體積封裝形式；溫度測量范圍為55125,可編程 為 912 位 a/d 轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá) 0.0625，被測溫度用符 號擴(kuò)展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也 可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個 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。以上特點(diǎn)使 ds18b20 非常適用于遠(yuǎn) 距離多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng)。 ds18b20 可以直接讀出被測溫度值，而且采用三線制與單片機(jī)相連， 減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的優(yōu)點(diǎn)。 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 2 基于 ds18b20 溫度計(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1 系統(tǒng)組成 按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，確定系統(tǒng)由三個模塊組成：微控單元、 獨(dú)立按鍵、測溫電路、顯示電路和報警系統(tǒng) 4。數(shù)字溫度計(jì)總體電路結(jié) 構(gòu)框圖如圖 2.1 所示 圖 2.1 溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)原理圖如圖 2.1 所示，控制器使用單片機(jī) at89s52, 溫度傳感器采用 ds18b20，用四位共陽極 led 數(shù)碼管以動態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn) 溫度顯示，其中獨(dú)立式按鍵實(shí)現(xiàn)對溫度報警的上下限進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)溫度 超過上設(shè)置的上下限是蜂鳴器將發(fā)聲報警。 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 2.1.1 ds18b20 的性能特點(diǎn) ds18b20 溫度傳感器是美國 dallas 半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn) 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 被測溫度值。此數(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。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕 松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。ds18b20 “一 線總線”數(shù)字化溫度傳感器， 測量溫度范圍為-55c+125c范圍內(nèi),。 現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干 擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控 制、 測溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。 與前一代產(chǎn)品不同， 新的產(chǎn)品支持 3v5.5v 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積 更小。 ds18b20 的特性 ds18b20 可以程序設(shè)定 912 位的分辨率，精度 為0.5c?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。分辨率設(shè)定， 及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在 eeprom 中，掉電后依然保存。ds18b20 的 性能特點(diǎn)如下： 1.獨(dú)特的單線接口只需 1 個接口引腳即可通信 2.多點(diǎn) multidrop 能力使分布式溫度檢測應(yīng)用得以簡化 3.不需要外部元件 4.可用數(shù)據(jù)線供電 5.不需備份電源 6.測量范圍從-55 至+125 增量值為 0.5 等效的華氏溫度范圍是 -67 f 至 257 f 增量值為 0.9 f 7.以 9 位數(shù)字值方式讀出溫度 8.在 1 秒典型值內(nèi)把溫度變換為數(shù)字 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 9.用戶可定義的非易失性的溫度告警設(shè)置 10.告警搜索命令識別和尋址溫度在編定的極限之外的器件溫度告 警情況 11.應(yīng)用范圍包括恒溫控制工業(yè)系統(tǒng)消費(fèi)類產(chǎn)品溫度計(jì)或任何熱敏 系統(tǒng) 2.1.2 ds18b20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ds18b20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，主要由 4 部分組成：64 位 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。ds18b20 的 管腳排列如圖 2 所示，dq 為數(shù)字信號輸入輸出端；gnd 為電源地；vdd 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地） 。 目前大多數(shù)傳感器系統(tǒng)都采用放大-傳輸-數(shù)模轉(zhuǎn)換這種處理模 式。這種模式一般要占用數(shù)條數(shù)據(jù)/控制線，限制了單片機(jī)功能的擴(kuò)展。 而一線總線技術(shù)則很好地解決了這個問題。一線總線技術(shù)就是在一條總 線上僅有一個主系統(tǒng)和若干個從系統(tǒng)組成的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。由于總線 上的所有器件都通過一條信號線傳輸信息，總線上的每個器件在不同的 時間段驅(qū)動總線，這相當(dāng)于把數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線合在了一 起。所以整個系統(tǒng)要按單總線協(xié)議規(guī)定的時序進(jìn)行工作。為了使其它設(shè) 備也能使用這條總線，一線總線協(xié)議采用了一個三態(tài)門，使得每一個設(shè) 備在不傳送數(shù)據(jù)時空出該數(shù)據(jù)線給其它設(shè)備。一線總線在外部需要一個 上拉電阻器，所以在總線空閑時是高電平。掛在單總線上的器件稱為單 總線器件，為了區(qū)分總線上的不同器件，生產(chǎn)單總線器件時，廠家都刻 錄了一個 64 位的二進(jìn)制 rom 代碼作為芯片的唯一序列號。 這樣通過尋址 就可以把每個器件識別出來。64 位 rom 的結(jié)構(gòu)如下圖 2.2：開始 8 位是 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 產(chǎn)品類型的編號（ds18b20 為 10h） ，接著是每個器件的唯一的序號，共 有 48 位，最后 8 位是前 56 位的 crc 校驗(yàn)碼，這也是多個 ds18b20 可以 采用一線進(jìn)行通信的原因。 圖 2.2 ds18b20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 2.3 ds18b20 的管腳排列 2.1.3 ds18b20 的測溫原理 sds1820 通過使用在板 on-board 溫度測量專利技術(shù)來測量溫度溫 度測量電路的方框圖見。 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 圖 2.4 使用vdd 提供溫度變換所需電流 圖 2.5 溫度測量電路 ds1820 通過門開通期間內(nèi)低溫度系數(shù)振蕩器經(jīng)歷的時鐘周期個數(shù) 計(jì)數(shù)來測量溫度而門開通期由高溫度系數(shù)振蕩器決定計(jì)數(shù)器予置對應(yīng)于 -55 的基數(shù),如果在門開通期結(jié)束前計(jì)數(shù)器達(dá)到零那么溫度寄存器它也 被予置到-55 的數(shù)值將增量指示溫度高于-55.同時計(jì)數(shù)器用鈄率累加器 電路所決定的值進(jìn)行予置為了對遵循拋物線規(guī)律的振蕩器溫度特性進(jìn)行 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 補(bǔ)償,這種電路是必需的時鐘再次使計(jì)數(shù)器計(jì)值至它達(dá)到零如果門開通 時間仍未結(jié)束,那么此過程再次重復(fù).鈄率累加器用于補(bǔ)償振蕩器溫度特 性的非線性以產(chǎn)生高分辯率的溫度測量通過改變溫度每升高一度計(jì)數(shù)器 必須經(jīng)歷的計(jì)數(shù)個數(shù)來實(shí)行補(bǔ)償因此為了獲得所需的分辯率計(jì)數(shù)器的數(shù) 值，以及在給定溫度處每一攝氏度的計(jì)數(shù)個數(shù)鈄率累加器的值二者都必 須知道此計(jì)算在 ds1820 內(nèi)部完成，以提供 0.5 的分辯率，溫度讀數(shù)以 16 位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供。 下表說明輸出數(shù)據(jù)對測量溫 度的關(guān)系數(shù)據(jù)在單線接口上串行發(fā)送 ds1820 可以以 0.5 的增量值在 0.5 至+125 的范圍內(nèi)測量溫度對于應(yīng)用華氏溫度的場合必須使用查找 表或變換系數(shù)。注意在 ds1820 中溫度是以 1/2 lsb 最低有效位形式表 示時產(chǎn)生以下 9 位格式，msb 最高有效位 最低有效位 lsb1 1 1 0 0 1 1 1 0= -25。 最高有效符號位被復(fù)制到存儲器內(nèi)兩字節(jié)的溫度寄存器中較高 msb 的所有位這種符號擴(kuò)展，產(chǎn)生了如表 1 所示的 16 位溫度讀數(shù)。以下的 過程可以獲得較高的分辯率首先讀溫度并從讀得的值截去 0.5 位(最低 有效位)，這個值便是 temp_read 然后可以讀留在計(jì)數(shù)器內(nèi)的值此值是 門開通期停止之后計(jì)數(shù)，剩余 count_remain 所需的最后一個數(shù)值是在 該溫度處每一攝氏度的計(jì)數(shù)個數(shù) count_per_c。 溫度二進(jìn)制表示十六進(jìn)制 +1250000 0000 1111 10100fah +2500000000 001100100032h +1/200000000 000000010001h 000000000 000000010000h 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 -1/211111111 11111111ffffh -2511111111 11001110ffceh -5511111111 10010010ff92h 表 1 溫度數(shù)據(jù)關(guān)系 2.2 獨(dú)立按鍵單元 為了實(shí)現(xiàn)對報警溫度上限和下限值的隨時設(shè)置，在電路設(shè)計(jì)中 添加了獨(dú)立按鍵單元，一共有 s1s4 四個獨(dú)立式按鍵，用 p1.1p1.3 對四個按鍵進(jìn)行掃描，當(dāng)某個按鍵被按下時對應(yīng)的 i/o 口出現(xiàn)一個低電 平，當(dāng)微控制器 at89s52 檢測到對應(yīng)按鍵的低電平時，則微控制器轉(zhuǎn)向 次按鍵的服務(wù)程序。s1 按鍵為模式按鈕，一共有三個模式：正常顯示溫 度模式、設(shè)置報警溫度的上限值模式和設(shè)置報警溫度的下限值模式。當(dāng) s1 鍵被按下 1 次時進(jìn)入設(shè)置報警溫度的上限值模式，此時數(shù)碼管顯示此 前設(shè)置報警溫度的上限值并閃爍，當(dāng) s2 按鍵被按下時，則報警溫度的上 限值加 1c，當(dāng) s3 按鍵被按下時，則報警溫度的上限值減 1c。當(dāng) s1 鍵被按下第 2 次時進(jìn)入設(shè)置報警溫度的下限值模式，此時數(shù)碼管顯示此 前設(shè)置報警溫度的下限值并閃爍，當(dāng) s2 按鍵被按下時，則報警溫度的下 限值加 1c，當(dāng) s3 按鍵被按下時，則報警溫度的下限值減 1c。當(dāng) s1 按鍵被按下第 3 次時進(jìn)入正常顯示當(dāng)前溫度的模式，此時數(shù)碼管顯示當(dāng) 前的溫度值。 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 2.3 led 數(shù)碼管顯示單元 顯示電路采用 4 位共陽極 led 數(shù)碼管，從 p0 口輸出段碼，位碼掃描 用 p3.0p3.3 口來實(shí)現(xiàn)。如圖： 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 圖 2.5 數(shù)碼管顯示電路 led 即 light emitting diode，發(fā)光二極管的英文縮寫。它是一種 通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、 動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏。 led 的發(fā)光顏色和發(fā)光效率和制作 led 的材料和工藝有關(guān)， 目前廣泛 使用的有紅、綠、藍(lán)三種。由于 led 工作電壓低（僅 1.5-3v） ，能主動 發(fā)光且具有一定亮度，亮度又能用電壓或電流調(diào)節(jié)，本身又耐沖擊、抗 震動、壽命長（10 萬小時） ，所以大型顯示設(shè)備中，目前尚無其它的顯 示方式與 led 顯示方式匹敵。把紅色和綠色的 led 放在一起作為一個像 素制作的顯示屏稱為雙基色屏或偽彩色屏；把紅、綠、藍(lán)三種 led 放在 一起作為一個像素的顯示屏叫作三基色屏或全彩屏。制作室內(nèi) led 屏的 像素尺寸一般是 2-10mm，常常采用把幾種能產(chǎn)生不同基色的 led 管芯封 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 裝成一體，室外 led 屏的像素尺寸多為 12-26mm，每個像素有若干個各 種單色 led 組成，常見的成品稱像素筒或像素塊。led 顯示屏如果想要 顯示圖像，則需要構(gòu)成像素的每個 led 的發(fā)光亮度都必須能調(diào)節(jié)，其調(diào) 節(jié)的精細(xì)程度就是顯示屏的灰度等級?；叶鹊燃壴礁撸@示的圖像就越 細(xì)膩，色彩也越豐富，相應(yīng)的顯示控制系統(tǒng)也越復(fù)雜。在當(dāng)前技術(shù)水平 下，256 級灰度的圖像，顏色過渡已十分柔和，圖像還原效果比較令人 滿意。led 電子顯示屏是由幾萬至幾十萬個半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點(diǎn)均 勻排列組成。利用不同的材料可以制作不同色彩的 led 像素點(diǎn)。目前用 最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色 led 的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí) 用階段。 3 程序設(shè)計(jì) 3.1 程序流程圖 3.1.1 主程序 主程序主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時顯示，讀出并處理 ds18b20 的測 量溫度值，溫度測量每一秒進(jìn)行一次。流程圖如下： 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 初始化 調(diào)用顯示子函數(shù) 1秒 初次上 讀出溫度值，溫度計(jì)算處理，顯示數(shù)據(jù) 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 n y n y 圖 2.9 3.1.2 讀出溫度子程序 讀出溫度子程序的主要功能是讀出 ram 中的 9 字節(jié)。在讀出時須進(jìn) 行 crc 校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯時不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。 3.1.3 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，轉(zhuǎn)換時間約為 750ms.在本程序設(shè)計(jì)中，采用 1s 顯示程序延時法 等待轉(zhuǎn)換的完成。 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 3.1.4計(jì)算溫度子程序 計(jì)算溫度子程序?qū)?ram 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)的判斷。 3.1.5 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 顯示刷新子程序主要是對顯示緩沖中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng) 最高數(shù)據(jù)顯示為 0 時，將符號顯示位移入下一位。 3.2 ds18b20 的各條 rom 命令 read rom(讀rom) 33h 此命令允許總線主機(jī)讀ds1820 的8 位產(chǎn)品系列編碼唯一的48 位序 列號以及8 位的crc，此命令只能在總線上僅有一個ds1820 的情況下可 以使用如果總線上存在多于一個的從屬器件。那么當(dāng)所有從片企圖同時 發(fā)送時將發(fā)生數(shù)據(jù)沖突的現(xiàn)象漏極開路會產(chǎn)生線與的結(jié)果。 match rom( 符合 rom) 55h 符合rom 命令后繼以64 位的rom 數(shù)據(jù)序列允許總線主機(jī)對多點(diǎn)總 線上特定的ds1820，尋址只有與64 位rom 序列嚴(yán)格相符的ds1820 才能 對后繼的存貯器操作命令作出響應(yīng)所有與64位rom 序列不符的從片將等 待復(fù)位脈沖此命令在總線上有單個或多個器件的情況下均可使用。 skip rom( 跳過rom ) cch 在單點(diǎn)總線系統(tǒng)中此命令通過允許總線主機(jī)不提供64 位rom 編碼 而訪問存儲器操作來節(jié)省時間如果在總線上存在多于一個的從屬器件而 且在skip rom 命令之后發(fā)出讀命令那么由于多個從片同時發(fā)送數(shù)據(jù)會 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 在總線上發(fā)生數(shù)據(jù)沖突漏極開路下拉會產(chǎn)生線與的效果。 search rom( 搜索rom) f0h 當(dāng)系統(tǒng)開始工作時總線主機(jī)可能不知道單線總線上的器件個數(shù)或者 不知道其64 位rom 編碼搜索rom 命令允許總線主機(jī)使用一種消去 elimination 處理來識別總線上所有從片的64 位rom。 編碼alarm search(告警搜索) ech 此命令的流程與搜索rom 命令相同但是僅在最近一次溫度測量出現(xiàn) 告警的情況下ds1820，才對此命令作出響應(yīng)告警的條件定義為溫度高于 th或低于tl只要ds1820一上電告警條件就保持在設(shè)置狀態(tài)直到另一次溫 度測量顯示出非告警值或者改變th的設(shè)置使得測量值再一次位于允許的 范圍之內(nèi)貯存在eeprom內(nèi)的觸發(fā)器值用于告警。 3.3溫度數(shù)據(jù)的計(jì)算方法 從 ds18b20 讀取出的二進(jìn)制必學(xué)先轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，才能用于字符的 顯示。ds18b20 的轉(zhuǎn)換精度為 912 位，為了提高精度采用 12 位。在采 用 12 位轉(zhuǎn)換精度時，溫度寄存器里的值是以 0.0625 為步進(jìn)的，既溫度 值問溫度寄存器里的二進(jìn)制乘以 0.0625，就是實(shí)際的十進(jìn)制溫度值。 通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，一個十進(jìn)制值與二進(jìn)制值之間有明顯的關(guān)系， 就是把二進(jìn)制的高字節(jié)的低半字節(jié)和低字節(jié)的高半字節(jié)組成一個字，這 個字節(jié)的二進(jìn)制化成十進(jìn)制后，就是溫度值的百、十、個位置，而剩下 的低字節(jié)的低半字節(jié)化成十進(jìn)制后，就是溫度值的小數(shù)部分。因?yàn)樾?shù) 部分是半字節(jié)，所以二進(jìn)制范圍是 0f，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制小數(shù)值就是 0.0625 的倍數(shù)。這要需要 4 位的數(shù)碼管來顯示小數(shù)部分。實(shí)際應(yīng)用不必 有這么高的精度，采用 1 位數(shù)碼管來顯示小數(shù)，可以精確到 0.1 度。 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 結(jié)論 本設(shè)計(jì)充分利用了 51 單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，單片機(jī)的邏輯功能強(qiáng) 大，通過編程可容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能等優(yōu)勢，且以單片機(jī)為核心的電路 系統(tǒng)在不改變硬件電路的條件下， 通過修改程序可實(shí)現(xiàn)電路功能的改變， 純數(shù)字電路系統(tǒng)在改變電路功能時，必須對硬件電路作出修改。因此單 片機(jī)系統(tǒng)的通用性和可維護(hù)性都更強(qiáng)。 其次是利用 ds18b20 可以直接讀出被測溫度值，而且采用三線制與 單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，使得本次設(shè)計(jì)容易直接測得溫度 值。由 ds18b20 組建的溫度測量單元體積小，便于攜帶、安裝。同時， ds18b20 的輸出為數(shù)字量， 可以直接與單片機(jī)連接， 無需后級 ad 轉(zhuǎn)換， 控制簡單。由于 ds18b20 具有單總線特性，便于擴(kuò)展，可在一根總線上 掛接多個 ds18b20 來組建溫度測量網(wǎng)絡(luò)。 且 c 語言編程則相對簡單，但其執(zhí)行效率、執(zhí)行速度沒有匯編語言 高。 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 參考文獻(xiàn) 1 張毅剛,新編 mcs51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)（第二版）,哈爾濱工業(yè)大 學(xué)出版社。 2 唐俊翟,單片機(jī)原理與應(yīng)用，冶金工業(yè)出版社。 3 張義和， 例說 8051 ，人民郵電出版社。 4 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sbitdq=p27;/溫度輸入口 sbitdin=p07;/led 小數(shù)點(diǎn)控 制 uinth; uinttemp; / / /*溫度小數(shù)部分用查表法*/ uchar code ditab16= 0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x 08,0x09,0x09; / ucharcode dis_712=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xbf ; /共陽 led 段碼表“0“1“2“3“4“5“6“7“ “8“9“ “不亮“ “-“ uchar code scan_con4=0x7f,0xbf,0xdf,0xef;/列掃描控制字 溫度測量與報警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 uchar data temp_data2=0x00,0x00;/讀出溫度暫放 uchar data display5=0x00,0x00,0x00,0x00,0x00;/顯示單元數(shù)據(jù)， 共 4 個數(shù)據(jù)和一個運(yùn)算暫用 / / / /*11us 延時函數(shù)*/ / void delay(uint t) for (;t0;t-); / /*顯示掃描函數(shù)*/ scan() char k; for(k=0;k0;i-) dq=1;_nop_();_nop_();/從高拉倒低 dq=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();/5 us dq=val/最低位移出 delay(6);/66 us val=val/2;/右移 1 位 dq=1; de