畢業(yè)論文-基于單片機的二氧化碳濃度器設(shè)計說明

基于單片機的二氧化碳濃度器設(shè)計本設(shè)計采用STC89C52單片機作為主控模塊，利用簡單的外圍電路驅(qū)動1-Wire總線，利用1-Wire總線協(xié)議實現(xiàn)多點溫濕度的精確測量。利用STC89C52單片機強大的功能和RAM資源，可以方便地實現(xiàn)單片機與PC機之間的數(shù)據(jù)傳輸，利用軟件方便的邏輯判斷實現(xiàn)1線總線的ROM搜索，實現(xiàn)測溫器件18B20的枚舉，實現(xiàn)無干預(yù)的測溫點動態(tài)切割。因此，本設(shè)計具有很強的實際應(yīng)用性。此外，該系統(tǒng)的濕度檢測尚未完成。從1-Wire總線的原理入手，詳細闡述了1-Wire總線的ROM搜索過程，涉及到硬件電路的設(shè)計計算和軟件的算法。關(guān)鍵詞:DS18B20MCU；串行數(shù)據(jù)傳輸；；單總線 單線接口第一章緒論1.1選題背景防潮、防霉、防腐、防爆是糧庫日常工作的重要內(nèi)容，是衡量糧庫管理質(zhì)量的重要指標。它直接影響儲備物資的使用壽命和工作可靠性。為了保證日常工作的順利進行，第一個問題就是要加強對倉庫溫度的監(jiān)控，因為溫度的升高意味著糧庫有氧呼吸的加強，意味著很快就會發(fā)生腐爛和霉變。因此，我們需要一種成本低、使用方便、測量準確的溫度測量儀。在我們的印象中，溫度測量由傳感器、放大器、數(shù)字顯示器、報警器等單元組成。但通過實際調(diào)查，實際系統(tǒng)根本不是這樣:由于糧食需要定期熏蒸殺蟲滅鼠，熏蒸劑毒性大，腐蝕性強，所以人們不能隨意觸摸倉庫設(shè)備，更不能通過數(shù)碼管和報警器的顯示發(fā)現(xiàn)溫度隨時間的異常變化。同時，由于防爆要求，倉庫部的系統(tǒng)是完全密封的，充的是低氧高氮氣體，平時人是進不去的。因此，目前的監(jiān)測系統(tǒng)是由專用組態(tài)軟件、單片機和數(shù)字傳感器組成的，由計算機監(jiān)測的，具有500-1000個測溫點的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字溫度檢測系統(tǒng)。下圖顯示了一種可能的結(jié)構(gòu)。圖1.1現(xiàn)場采集站糧倉的溫度由一線采集模塊進行測量和采集。每個糧倉大約有200個模擬輸入(溫度)，根據(jù)糧情現(xiàn)場檢測濕度?，F(xiàn)場控制站現(xiàn)場控制站可采用西門子PLC控制現(xiàn)場輸送機、提升機、電動門、通風機的啟動和運行，并通過報警等功能的反饋信號實現(xiàn)自動控制。上位機上位機運行組態(tài)通用工業(yè)過程監(jiān)控軟件，監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備，巡檢倉庫溫濕度。并生成動態(tài)圖片、報表、報警、曲線等數(shù)據(jù)管理功能。這就要求我們設(shè)計一種高可靠性、高一致性、基本免維護、自由增減測溫點、能與計算機網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)的測溫元件。1.2設(shè)計過程和過程要求根據(jù)實際需求，提出了測溫組件的基本功能。需要注意的是，這里看不到傳統(tǒng)的溫度顯示功能，因為實際上工作人員是不可能去現(xiàn)場記錄溫度顯示的。同時增加了自由增減元器件測溫點的功能，以適應(yīng)系統(tǒng)規(guī)模的自由裁剪?；竟δ軝z測溫度測溫點免維護，自由增減。超限指示與計算機通信1.2.2主要技術(shù)參數(shù)溫度范圍:-40℃-+60℃測量精度:±0.5℃報警模式:閃爍的LED指示燈通信模式:RS2329600，N，8，1第二章系統(tǒng)總體設(shè)計本設(shè)計是一套基于STC89C52的檢測系統(tǒng)，包括單片機、復位電路、溫度檢測、超限指示、通信接口和系統(tǒng)軟件的設(shè)計。圖2.1系統(tǒng)總體框圖2.1溫度傳感器的選擇方案一:采用熱電阻溫度傳感器。熱電阻是利用導體的電阻隨溫度變化的特性制成的溫度測量元件。目前廣泛使用的熱電阻有鉑、銅、鎳等。其主要特點是精度高，測量周長大，便于遠距離測量。鉑的物理化學性質(zhì)非常穩(wěn)定，抗氧化性強，易提純，重現(xiàn)性好，工業(yè)化性好，電阻率高。因此，鉑電阻用于工業(yè)檢測中的高精度溫度測量和溫度標準。缺點是價格高，溫度系數(shù)低，受磁場影響大，在還原介質(zhì)中容易污染和變脆。根據(jù)IEC標準，當溫度范圍為-200~650℃，百度電阻比W(100)=1.3850時，R0為100ω和10ω，允許測量誤差為A類(0.15℃+0.002|t|)和B類(0.3℃+0.005|t|)與鉑電阻相比，銅電阻的溫度系數(shù)更大，價格更低，易于提純加工。但是，它的電阻率小，在腐蝕性介質(zhì)中的穩(wěn)定性差。工業(yè)上用于-50℃到180℃的溫度測量。方案二:采用AD590。使用AD590，其測溫范圍在-55℃至+150℃之間，精度較高。測溫圈內(nèi)M齒輪的非線性誤差為±0.3℃。AD590可以承受44V直流電壓和20V反向電壓，因此器件的反向連接不會受損。使用可靠。它只需要DC電源就可以工作，不需要線性校正，所以使用起來非常方便，界面也非常簡單。作為電流輸出傳感器的一個特點，與電壓輸出傳感器相比，它具有很強的抗干擾能力。AD590的測量信號可以傳輸超過100米。比較方案1和方案2，方案2更適合本設(shè)計系統(tǒng)中溫度傳感器的選擇。方案三:采用DS18B20。DS18B20數(shù)字溫度傳感器，測溫范圍為-55℃~+125℃，固有測溫分辨率為0.5℃。DS18B20具有獨特的單線接口，只需要一根端口線就可以實現(xiàn)微處理器與DS18B20之間的雙向通信。支持多點組網(wǎng)功能，在僅有的三條線路上可以并聯(lián)多個DS18B20，實現(xiàn)多點測溫。電源:3~5V/DC。使用時不需要外圍部件；測量結(jié)果以9-12位的形式串行傳輸。比較方案2和方案3，方案3適用于本設(shè)計系統(tǒng)中溫度傳感器的選擇。2.2信號采集2.2.1ds18b20基礎(chǔ)知識DS18B20數(shù)字溫度計是DALLAS公司生產(chǎn)的單總線器件。它具有電路簡單、體積小的特點。所以用它來組成測溫系統(tǒng)是非常方便的，因為電路簡單，一根通訊線上可以掛很多這樣的數(shù)字體溫計。DS18B20產(chǎn)品的特點(1)只需要一個端口就可以實現(xiàn)通信。(DS18B20中的每個設(shè)備都有一個唯一的序列號。(3)在實際應(yīng)用中，無需任何外部元件即可實現(xiàn)溫度測量。(4)測量-55左右的溫度。c至+125。c之間。(5)用戶可以選擇9位到12位數(shù)字溫度計的分辨率。(6)、本部有上下限溫度報警設(shè)置。2.2.3ds18b20引腳介紹TO-92封裝中DS18B20的引腳排列如圖2.2所示，引腳功能如表2.1所示。圖2.2DS18B20引腳(仰視圖)表2.1ds18b20引腳功能詳細描述序列號名字引腳功能描述一個地線矮型信號2冰雪皇后(DairyQueen)I/O引腳。開漏單總線接口引腳。它可以用于寄生電源或為設(shè)備供電。三電源電壓可選VDD引腳。在寄生電源下工作時，此引腳必須接地。2.3信號分析和處理由于DS18B20采用1-wire總線協(xié)議，即通過一條數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，但STC89C52單片機的硬件不支持單總線協(xié)議，所以必須用軟件模擬單總線的協(xié)議序列來完成對DS18B20芯片的訪問。由于DS18B20在I/O線路上讀寫數(shù)據(jù)，因此對數(shù)據(jù)位的讀寫有嚴格的時序要求。DS18B20有嚴格的通信協(xié)議，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾個信號的時序:初始化時序、讀取時序和寫入時序。所有時序都使用主機作為主設(shè)備，使用單總線設(shè)備作為從設(shè)備。每個命令和數(shù)據(jù)傳輸都從主機主動啟動寫序列開始。如果要求單總線器件發(fā)送回數(shù)據(jù)，在寫命令之后，主機需要啟動讀序列來完成數(shù)據(jù)接收。并且數(shù)據(jù)命令的傳輸是低位優(yōu)先。2.3.1單總線實施(1)1)ds18b20的復位時序圖2.3ds18b20的復位時序DS18B20的讀時序分為兩個過程:讀0時序和讀1時序。DS18B20的讀取時序是主機拉低單總線后，必須在15秒內(nèi)釋放單總線，DS18B20才能向單總線傳輸數(shù)據(jù)。DS18B20完成一個讀序列過程至少需要60us。圖2.4ds18b20的讀取時序(2)DS18B20的寫時序DS18B20的寫時序仍然分為寫0時序和寫1時序兩個過程。DS18B20的寫0時序和寫1時序要求不同。寫入0時序時，單總線應(yīng)至少下拉60us，以確保DS18B20能夠在15us至45us之間正確采樣IO總線上的“0”電平。寫入1時序時，單總線應(yīng)被拉低，然后在15us后釋放。圖2.5ds18b20的寫時序DS18B20的使用ds18b20-零件結(jié)構(gòu)圖2.6ds18b20-零件結(jié)構(gòu)DS18B20溫度測量的原理如圖2.7所示。圖中溫度系數(shù)低的晶體振蕩器的振蕩頻率受溫度影響很小，所以用來產(chǎn)生一個固定頻率的脈沖信號，送到計數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶體振蕩器的振蕩速率隨溫度變化明顯，產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。1和溫度寄存器預(yù)設(shè)為對應(yīng)于-55℃的基值。計數(shù)器1減去低溫度系數(shù)晶體振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號。當計數(shù)器1的預(yù)設(shè)值減少到0時，溫度寄存器的值將增加1，計數(shù)器1的預(yù)設(shè)值將被重新載入。計數(shù)器1將再次開始計數(shù)低溫度系數(shù)晶體振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號，以此類推，直到計數(shù)器2計數(shù)到0，溫度寄存器的值的累加將停止。此時，溫度寄存器中的值就是測量的溫度。圖2.7中的斜率累加器用于補償和校正溫度測量過程中的非線性，其輸出用于校正計數(shù)器1的預(yù)設(shè)值。圖2.7ds18b20的溫度測量原理DS18B20有四個主要數(shù)據(jù)組件:(1)光刻ROM中的64位序列號是出廠前光刻的，可以視為DS18B20的地址序列號。64位光刻ROM的排列是，前8位(28H)是產(chǎn)品類型號，后48位是DS18B20本身的序列號，后8位是前56位的循環(huán)冗余校驗碼(CRC=X8+X5+X4+1)。ROM的作用就是讓每個DS18B20都不一樣，這樣就可以實現(xiàn)在一條總線上掛接多個DS18B20的目的。(2)DS18B20中的溫度傳感器可以測量溫度。以12位轉(zhuǎn)換為例:以16位符號擴展二進制補碼讀數(shù)的形式提供，以0.0625℃/LSB的形式表示，其中S為符號位。圖2.8DS18B20溫度值格式這是經(jīng)過12位轉(zhuǎn)換后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲在18B20的兩個8位RAM中。二進制中的前五位是符號位。如果測得的溫度大于0，則這五位為0。只需將測量值乘以0.0625，即可得到實際溫度。如果溫度小于0，這五位就是1，測量值需要反過來加1，再乘以0.0625，才能得到實際溫度。比如+125℃的數(shù)字輸出是07D0H，+25.0625℃的數(shù)字輸出是0191H，-25.0625℃的數(shù)字輸出是FF6FH，-55℃的數(shù)字輸出是FC90H。(3)DS18B20溫度傳感器的存儲器DS18B20溫度傳感器的部分存儲器包括一個暫存RAM和一個非易失性和電可擦EEPRAM，存儲高溫和低溫觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。(4)配置寄存器該字節(jié)的每一位的含義如下:圖2.9配置寄存器低五位始終為“1”，TM為測試模式位，用于設(shè)置DS18B20是工作模式還是測試模式。DS18B20出廠時，該位設(shè)為0，因此用戶不得更改。R1和R0用于設(shè)置分辨率，如下表所示:(DS18B20在出廠時設(shè)置為12位)圖2.10溫度分辨率設(shè)置表(5)暫存存儲器暫存存儲器由9個字節(jié)組成，其分配如表5所示。發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令時，轉(zhuǎn)換后的溫度值以雙字節(jié)補碼的形式存儲在暫存存儲器的第0和第1個字節(jié)中。單片機可以通過單線接口讀取數(shù)據(jù)，低位在前，高位在后。數(shù)據(jù)格式如圖2.9所示。對應(yīng)溫度計算:當符號位S=0時，二進制位直接轉(zhuǎn)換為十進制；當S=1時，先把補碼換成原碼，再計算十進制值。圖2.10顯示了相應(yīng)的局部溫度值。圖2.11DS18B20臨時內(nèi)存分配根據(jù)DS18B20的通信協(xié)議，主機(單片機)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換，必須經(jīng)過三個步驟:每次讀寫前，必須將DS18B20復位；復位成功后，發(fā)送ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣DS18B20就可以按照預(yù)定的方式運行了。為了復位，主CPU需要下拉數(shù)據(jù)線500微秒，然后釋放它。DS18B20接收信號時，等待約16~60微秒，然后發(fā)出一個已有的60~240微秒的低脈沖。當主CPU接收到該信號時，表示復位成功。ROM和RAM指令如下圖所示:圖2.12ROM和RAM指令列表2.3.3ds18b20的應(yīng)用電路DS18B20測溫系統(tǒng)具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用端口線路少等優(yōu)點。以下是DS18B20在幾種不同應(yīng)用模式下的測溫電路圖:(1)1)ds18b20寄生電源供電模式的電路圖如下圖9所示，在寄生電源供電模式下，DS18B20從單線信號線吸取能量:當信號線DQ處于高電平時，將能量存儲在部分電容中；信號線在低電平時，消耗電容上的電能工作，然后給寄生電源(電容)充電，直到高電平到來。這種獨特的寄生發(fā)電方式有三個好處:1)進行遠距離測溫時，不需要本地供電。2)無需常規(guī)電源即可讀取ROM。3)電路更簡潔，僅用一個I/O口測量溫度。為了使DS18B20進行準確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量。由于每個DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間的工作電流達到1mA，當幾個溫度傳感器掛在同一個I/O線上進行多點測溫時，僅通過上拉4.7K的電阻無法提供足夠的能量，會導致無法轉(zhuǎn)換溫度或者溫度誤差很大。因此，圖9的電路僅適用于單個溫度傳感器的溫度測量，而不適用于電池供電的系統(tǒng)。工作電源VCC必須保持在5V。當電源電壓下降時，寄生功率所能吸收的能量也會減少，從而使溫度誤差變大。在制造過程中對該電路進行了實驗。在實驗中，當電源電壓VCC降低時，測得的溫度值高于實際溫度，誤差較大。當電源電壓下降到4V時，溫度誤差多達3℃，應(yīng)該是寄生電源吸收的能量不足造成的。因此，在開發(fā)實際溫度測量系統(tǒng)時，不使用該電路。圖2.13ds18b20寄生電源供電模式電路圖(2)DS18B20寄生電源強上拉供電模式電路圖改進后的寄生電源供電模式如下圖10所示。為了使DS18B20在動態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應(yīng)，在進行溫度轉(zhuǎn)換或復制到E2存儲器時，MOSFET可以直接將I/O線拉到VCC提供足夠的電流。發(fā)出任何與復制到E2存儲器或開始溫度轉(zhuǎn)換相關(guān)的指令后，I/O線必須在最多10μS內(nèi)轉(zhuǎn)換到強上拉狀態(tài)。在強上拉模式下，可以解決電流源不走的問題，因此也適合多點測溫應(yīng)用。缺點是強上拉切換需要多占用一條I/O口線。圖2.14ds18b20寄生電源強上拉電源模式電路圖注意:在圖2.13和圖2.14所示的寄生電源供電模式下，DS18B20的VDD引腳必須接地。(3)DS18B20的外部供電模式在外部供電模式下，DS18B20的工作電源通過VDD引腳連接。此時I/O線不需要強拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉(zhuǎn)換精度。同時，理論上可以在總線上連接任意數(shù)量的DS18B20傳感器，組成多點測溫系統(tǒng)。注意:外接電源模式下，DS18B20的GND引腳不能懸空，否則無法轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度始終為85℃。圖2.15外部電源模式圖2.16外部供電模式下多點溫度測量電路圖外接電源是DS18B20的最佳工作模式，穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，電路簡單，因此可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點溫度監(jiān)測系統(tǒng)。因此，在實際的設(shè)計和開發(fā)中，我們使用外部電源。在外接電源的模式下，可以充分發(fā)揮DS18B20電源電壓范圍寬的優(yōu)勢，即使電源電壓VCC降至3V，仍能保證測溫精度。2.3.4單片機89C52SCM結(jié)構(gòu)有兩種，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的哈佛結(jié)構(gòu)，另一種是在通用計算機中廣泛使用的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合二為一的普林斯頓結(jié)構(gòu)。英特爾的MCS-51系列MCU采用哈佛結(jié)構(gòu)，后續(xù)產(chǎn)品MCS-96系列MCU采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。為了設(shè)計該系統(tǒng)，采用了與MCS-51兼容的單片機STC89C52作為控制芯片。STC89C52芯片結(jié)構(gòu)下圖是STC89C52的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2.16STC89c52的結(jié)構(gòu)示意圖STC89C52單片機包括CPU、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(ram)、定時器/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)，以及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線三大總線?，F(xiàn)在我們將分別解釋它們:(1)中央處理器:中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，是一個8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，可以處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼。CPU負責控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，完成計算和控制輸入輸出功能等操作。(2)數(shù)據(jù)存儲器(RAM)STC89C52有256個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，統(tǒng)一尋址。專用寄存器只能用來存儲控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，不能存儲用戶數(shù)據(jù)。所以用戶可以使用的RAM只有256個，可以存儲讀寫數(shù)據(jù)，運算的中間結(jié)果或者用戶自定義的字體表。 (3)程序存儲器(ROM):STC89C52內(nèi)置8192個8位FlashROM，用于存儲用戶程序、原始數(shù)據(jù)或表格。(4)計時/計數(shù)器:STC89C52有兩個16位可編程定時器/計數(shù)器來實現(xiàn)定時或計數(shù)，其中中斷用于控制程序?qū)颉?5)并行輸入輸出(I/O)端口:STC89C52有四組8位I/O端口(P0、P1、P2或P3),用于傳輸外部數(shù)據(jù)。(6)全雙工串口:STC89C52配有一個全雙工串行通信端口，用于與其他設(shè)備進行串行數(shù)據(jù)傳輸。串行端口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以用作同步移位器。(7)中斷系統(tǒng):STC89C52具有完善的中斷功能，包括兩個外部中斷、兩個定時器/計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可以滿足不同的控制要求，并具有兩個優(yōu)先級。(8)時鐘電路:STC89C52配有最高頻率為90MHz的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機的脈沖序列。但是STC89C52單片機需要外接振蕩電容。圖2.17STC89c52的時鐘電路STC89C52的引腳STC89C52采用40引腳封裝的雙列直插式結(jié)構(gòu)。右圖顯示了它們的引腳配置。在這40個管腳中，有兩條正電源和地線、兩條外部應(yīng)時振蕩器的時鐘線和四組8位I/O端口。中斷端口線路與P3端口線路復用。現(xiàn)在讓我們來解釋這些引腳的功能:圖2.18圖2.18STC89c52的引腳引腳9:RESET/Vpd復位信號多路復用引腳。STC89C52上電時，時鐘電路開始工作，reset引腳上出現(xiàn)超過24個時鐘周期的高電平，系統(tǒng)初始復位。初始化后，程序計數(shù)器PC指向0000H，P0-P3的輸出端口均為高電平，堆棧指針寫入07H，其他特殊寄存器清零“0”。RESET從高電平降到低電平后，系統(tǒng)從0000H地址開始執(zhí)行程序。然而，初始復位不會改變RAM的狀態(tài)(包括工作寄存器R0-R7)。STC89C52的復位模式可以是自動或手動，如下圖2.19所示。另外，RESET/Vpd也是一個復用引腳，在Vcc掉電時可以接入備用電源，保證單片機RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。圖2.19重置引腳30:ALE/數(shù)據(jù)鎖存訪問外部編程器時，ALE()的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。當訪問部門的程序存儲器時，ALE端子會有一個時鐘頻率為1/6的正脈沖信號。這個信號可以用來識別單片機是否工作，也可以作為時鐘輸出。此外，當訪問外部程序存儲器時，ALE將跳過一個脈沖。如果MCU是EPROM，在編程期間，將用于輸入編程脈沖。引腳29:當P2訪問外部程序存儲器時，該引腳輸出一個負脈沖選通信號，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在端口P0和端口上，而外部程序存儲器將指令數(shù)據(jù)放在端口P0上，由CPU讀入并執(zhí)行。31腳:EA/VPP程序存儲器的外選通線，STC89C52單片機，配8kB程序存儲器。當EA為高電平且程序地址小于8kB時，將讀取部分程序存儲器的指令數(shù)據(jù)，而當?shù)刂烦^8kB時，將讀取外部指令數(shù)據(jù)。如果EA為低電平，則無論地址大小如何，都將讀取外部程序存儲器指令。通信接口本設(shè)計采用RS-232C串行通信。RS-232C由美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)正式公布，是異步串行通信中應(yīng)用最廣泛的標準總線?，F(xiàn)在，計算機上的串行通信端口(RS-232C)是標準的配置端口，并得到了廣泛的應(yīng)用。計算機上一般有1~2個標準的RS-232C串口，即通道COM1和COM2。RS-232C規(guī)定最大負載電容為2500pF，限制了傳輸距離和傳輸速率。由于RS-232C的發(fā)送端和接收端之間有一個共同的信號地(GND)，屬于不平衡電壓型傳輸電路，不使用差分信號傳輸，所以不具備抗共模干擾的能力，共模噪聲會耦合到信號中。不使用調(diào)制解調(diào)器時，RS-232C能可靠傳輸數(shù)據(jù)的最大通信距離為15m。所以不適合遠距離通信，但對于條形屏，15m的通信距離就足夠了。RS-232C規(guī)定的邏輯電平不同于一般微處理器和單片機的邏輯電平。邏輯1(標記)=-3V~-15V，邏輯0(空白)=+3~+15V。因此，為了與計算機RS-232C接口進行通信，單片機系統(tǒng)必須將單片機的信號電平(TTL電平)轉(zhuǎn)換為計算機RS-232C電平，或者將計算機RS-232C電平轉(zhuǎn)換為單片機的TTL電平，并且在通信過程中必須進行兩種電平的轉(zhuǎn)換。實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的方法可以使用分立元件或?qū)Ｓ玫腞S-232C電平轉(zhuǎn)換芯片。目前，專用電平轉(zhuǎn)換芯片應(yīng)用廣泛，如MAX232、MC1488、MC1489等。2.3.5max232電平轉(zhuǎn)換芯片的特點本設(shè)計是利用MAXIM的單電源芯片MAX232完成TTL到RS-232C電平的轉(zhuǎn)換。MAX232是一款單電源雙通道RS-232C發(fā)射器/接收器芯片。符合所有RS-232C技術(shù)規(guī)范，只要是+5V單電源供電即可；片上電荷泵具有升壓和電壓極性反轉(zhuǎn)能力，可以產(chǎn)生+10V和-10V電壓V+和V-；低功耗，典型電源電流為5mA；集成了兩個RS-232C驅(qū)動器和兩個RS-232C接收器。標準RS-232C通信接口可以由+5V單電源和4個外部電容構(gòu)成。硬件接口簡單，所以應(yīng)用廣泛。MAX232的引腳排列和功能描述見表2.2(摘自MAX232的官方數(shù)據(jù)表)表2.2max232的引腳功能叫好Pin名稱引腳功能描述叫好Pin名稱引腳功能描述一個C1+泵電容器1正極九R2OUT第二TTL/CMOS電平輸出2V+正電源濾波10T2IN第二TTL/CMOS電平輸入三C1-泵電容器1的負極11T1IN第一組TTL/CMOS電平輸入四C2+泵電容器2正極12R1OUT第一個TTL/CMOS電平輸出五C2-泵電容器2的負極13R1IN第一組RS-232電平輸入六五-負電源濾波14T1OUT第一組RS-232電平輸出七T2OUT第二組RS-232電平輸出15地線陸地八R2IN第二組RS-232電平輸入16VCC電源+5V圖2.20MAX232引腳排列2.3.6單片機與PC機通信接口電路的設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計如圖17所示的單片機與PC機的通信接口電路。圖2.21MAX232通信接口電路超限指令在本設(shè)計中，超限指示不是關(guān)鍵設(shè)計，所以簡單的用LED加限流電阻來實現(xiàn)。LED如下圖所示。圖2.22LED指示器第三章軟件設(shè)計整個軟件包括兩個主要部分:溫度采集和數(shù)據(jù)傳輸。溫度采集由單總線協(xié)議和注冊碼組成，因此軟件設(shè)計的主要任務(wù)是實現(xiàn)單總線協(xié)議。3.1單總線協(xié)議處理通過單線接口訪問DS1820的協(xié)議如下初始化->ROM操作命令->存儲器操作命令->數(shù)據(jù)處理初始化單線總線上的所有處理都從初始化序列開始，包括總線主機發(fā)送復位脈沖，然后從機發(fā)送存在脈沖。完成此功能的代碼如下:/*************************************************************功能:18B20初始化*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/無效Init18b20(無效){dq=1；_nop_()；dq=0；tempdelay(86)；delay530us主機發(fā)送復位脈沖。_nop_()；dq=1；tempdelay(14)；//延遲100uS_nop_()；_nop_()；_nop_()；If(dq==0)//檢測到從設(shè)備發(fā)送存在脈沖flag=1；//檢測1820成功！其他flag=0；//檢測1820失??！tempdelay(20)；//20_nop_()；_nop_()；dq=1；}ROM操作命令一旦總線主設(shè)備檢測到從設(shè)備的存在，它就可以發(fā)出一個設(shè)備ROM操作命令。所有ROM操作命令都是8位長，ROM操作命令由1線單字節(jié)讀寫命令完成。/*************************************************************功能:向18B20寫入一個字節(jié)。*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/VoidWriteByte(ucharwr)/*單字節(jié)寫入*/{烏恰爾一世；for(I=0；I<8；i++){dq=0；_nop_()；dq=wr&0x01tempdelay(5)；//延遲45uS//5_nop_()；_nop_()；dq=1；wr>>=1；}}/*************************************************************功能:讀取18B20的一個字節(jié)。*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/UcharReadByte(void)/*讀取單字節(jié)*/{uchari，u=0；for(I=0；I<8；i++){dq=0；u>>=1；dq=1；如果(dq==1)u|=0x80tempdelay(4)；_nop_()；}return(u)；}有了以上的基本功能，我們就可以完成具體的ROM操作了。例如，總線主機產(chǎn)生一個溫度轉(zhuǎn)換命令，然后讀取溫度，如下表所示:表3.1讀數(shù)溫度主機方式數(shù)據(jù)LSB優(yōu)先給…作注解謝謝重置(Reset)復位脈沖480_960us藥方(prescription的縮寫)存在(存在)存在脈沖謝謝55小時遵守ROM命令謝謝64位ROM代碼問題DS1820地址謝謝44h溫度轉(zhuǎn)換命令謝謝I/O線高電平主機將I/O線保持高電平至少2秒鐘，以完成轉(zhuǎn)換。謝謝重置復位脈沖藥方(prescription的縮寫)存在存在存在脈沖謝謝55小時遵守ROM命令謝謝64位ROM代碼問題DS1820地址謝謝北京美博匯讀取暫存存儲器命令藥方(prescription的縮寫)9個數(shù)據(jù)字節(jié)讀取整個臨時存儲器，以便與CRC進行比較。主機現(xiàn)在重新計算從臨時存儲器接收的8位數(shù)據(jù)字節(jié)的CRC，并將計算的CRC與讀取的CRC進行比較。如果匹配，主機將繼續(xù)運行。如果沒有，重復讀取操作。謝謝重置復位脈沖藥方(prescription的縮寫)出席有一個脈沖操作完成。完成這個函數(shù)的代碼如下/*************************************************************功能:CRC校驗*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/ucharCRC(ucharj){uchari，CRC_data=0；for(I=0；I<j；i++)CRC_data=crctable[crc_data^temp_buff[i]]；return(CRC_data)；}/*************************************************************功能:讀取溫度*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/無效GemTemp(無效){read_bytes(9)；If(CRC(9)==0)/*檢查是否正確*/{溫度=temp_buff[1]*0x100+temp_buff[0]；//溫度*=0.0625；溫度*=10；溫度/=16；tempdelay(1)；}}/*************************************************************功能:讀取18B20ID*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/voreadid(void)/*讀取設(shè)備id*/{init18b20()；writebyte(0x33)；//讀取romread_bytes(8)；}/*************************************************************功能:18B20ID已完全處理*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/無效溫度結(jié)果(無效){p=id_buffReadID()；init18b20()；writebyte(0xcc)；//跳過romwritebyte(0x44)；//溫度轉(zhuǎn)換init18b20()；writebyte(0xcc)；//跳過romwritebyte(0xbe)；//讀取溫度p=temp_buffGemTemp()；}這里應(yīng)該注意，1-Wire協(xié)議提供了一種檢測數(shù)據(jù)中是否存在傳輸錯誤的方法，即CRC校驗。3.2單線CRC校驗處理DS1820有一個8位CRC，包括64位ROM的最高有效字節(jié)?？偩€上的主機可以根據(jù)64位ROM的前56位計算CRC值，并將其與存儲在DS1820中的值進行比較，以確定主機是否已正確接收到ROM數(shù)據(jù)。CRC的等價多項式函數(shù)為CRC=X8+X5+X4+1。在傳輸數(shù)據(jù)時，DS1820也使用與上述相同的多項式函數(shù)來生成8位CRC值，并將該值提供給主機以確認數(shù)據(jù)字節(jié)的傳輸。在使用CRC來確認數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿糠N情況下，總線主機必須使用上面給出的多項式函數(shù)來計算CRC值，并將計算值與存儲在DS1820的64位ROM部分中的8位CRC值或在DS1820中計算的8位CRC值(臨時讀取)進行比較總線CRC可以通過一個多項式發(fā)生器產(chǎn)生，該發(fā)生器由一個移位寄存器和一個異或門組成，如圖3.1所示。圖3.1移位寄存器和異或門移位寄存器的所有位都初始化為零，然后從產(chǎn)品系列代碼的最低有效位開始，一次移入一位。當產(chǎn)品系列代碼的8位被移入時，序列號也被移入。輸入序列號的第48位后，移位寄存器包含CRC值。CRC的8位應(yīng)該使移位寄存器返回全零。完成CRC校驗的代碼如下:ucharcrc_datauchar代碼CrcTable[256]={0,94,188,226,97,63,221,131,194,156,126,32,163,253,31,65,157,195,33,127,252,162,64,30,95,1,227,189,62,96,130,220,35,125,159,193,66,28,254,160,225,191,93,3,128,222,60,98,190,224,2,92,223,129,99,61,124,34,192,158,29,67,161,255,70,24,250,164,39,121,155,197,132,218,56,102,229,187,89,7,219,133,103,57,186,228,6,88,25,71,165,251,120,38,196,154,101,59,217,135,4,90,184,230,167,249,27,69,198,152,122,36,248,166,68,26,153,199,37,123,58,100,134,216,91,5,231,185,140,210,48,110,237,179,81,15,78,16,242,172,47,113,147,205,17,79,173,243,112,46,204,146,211,141,111,49,178,236,14,80,175,241,19,77,206,144,114,44,109,51,209,143,12,82,176,238,50,108,142,208,83,13,239,177,240,174,76,18,145,207,45,115,202,148,118,40,171,245,23,73,8,86,180,234,105,55,213,139,87,9,235,181,54,104,138,212,149,203,41,119,244,170,72,22,233,183,85,11,136,214,52,106,43,117,151,201,74,20,246,168,116,42,200,150,21,75,169,247,182,232,10,84,215,137,107,53};ucharCRC(ucharj){uchari，CRC_data=0；for(I=0；I<j；i++)CRC_data=crctable[crc_data^temp_buff[i]]；return(CRC_data)；}3.3單線器件的ROM搜索從上面的溫度讀取過程可以看出，DS18B20是依靠64位注冊碼作為地址來區(qū)分各個器件的。為了在1線總線上完成多點測量，我們必須知道每個器件的注冊碼。當線路上只有一個設(shè)備時，這個問題處理起來非常簡單，只需發(fā)出0X33命令。但實際上，我們可以看到，現(xiàn)場使用的測溫電纜在一根電纜中封裝了幾個18B20，所以我們不可能單獨測量每個18B20的注冊碼，因此問題很復雜。網(wǎng)絡(luò)上的各種參考和套路都沒有這種情況的介紹，不解決這個問題測溫系統(tǒng)就沒有使用價值！通過仔細研究參考DS1820可編程分辨率單線數(shù)字溫度計，發(fā)現(xiàn)單線器件支持一種稱為ROM搜索的操作。ROM搜索可以枚舉1-Wire總線上的所有器件，ROM搜索可以完美實現(xiàn)測溫點的自由增減。ROM搜索針對器件的64位注冊碼，每個單線器件的注冊碼都是唯一的。圖3.264位ROM注冊碼搜索算法算法采用二叉樹結(jié)構(gòu)，沿著每個節(jié)點進行搜索過程，直到找到設(shè)備的ROM代碼，也就是葉子。后續(xù)的搜索操作沿著節(jié)點上的其他路徑以相同的方式執(zhí)行，直到找到總線上的所有設(shè)備代碼。搜索算法首先通過復位和存在脈沖時隙復位單總線上的所有器件；成功執(zhí)行該操作后，發(fā)送一個1字節(jié)的搜索命令，使單線器件準備就緒，并開始搜索操作。搜索命令分為兩類:標準搜索命令(0FH)用于搜索連接到網(wǎng)絡(luò)所有設(shè)備；或者報警條件搜索命令(ECH)僅用于搜索那些處于報警狀態(tài)的設(shè)備。這樣就縮小了搜索范圍，可以快速找到需要關(guān)注的設(shè)備。發(fā)出搜索命令后，實際的搜索過程就開始了。首先，總線上的所有從機同時發(fā)送ROM代碼(也稱為注冊碼)中的第一個最低有效位。與所有單線通信一樣，無論是讀取數(shù)據(jù)還是向從機寫入數(shù)據(jù)，每個位操作都由單線主機啟動。根據(jù)1-Wire的特性，當所有從設(shè)備同時回復主機時，結(jié)果相當于邏輯AND在所有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比特中；從機發(fā)送其ROM代碼的第一位后，主機開始下一位操作，然后從機發(fā)送第一位數(shù)據(jù)的補碼；從讀取兩次的數(shù)據(jù)位中，可以對ROM代碼的第一位做出一些判斷:圖3.3第一種情況判斷根據(jù)搜索算法的要求，1線主機必須將指定的位發(fā)送回總線上的從機；如果從設(shè)備中ROM代碼的當前位的值與數(shù)據(jù)位匹配，則繼續(xù)參與搜索過程；如果從器件的當前位與其不匹配，則器件切換到等待狀態(tài)，并一直等待，直到下一個單線復位信號到來。剩余63位ROM代碼的搜索仍然按照“讀取兩位”和“寫入一位”的模式重復進行。按照這種搜索算法，最終除了一個從機之外的所有從機都會進入等待狀態(tài)，最后一輪檢測后就可以得到最后一個預(yù)留(不在等待狀態(tài))設(shè)備的ROM碼。在隨后的搜索過程中，選擇不同的路徑(或分支)來查找其他設(shè)備的ROM代碼。需要注意的是，本文中ROM代碼的數(shù)據(jù)位由第1位(最低有效位)到第64位(最高有效位)來表示，而不是我們通常使用的第0位到第63位的模式；該設(shè)置允許將差位置計數(shù)器的初始值設(shè)置為0，以便于將來比較。圖3.4判斷過程從圖3.4可以看出:如果總線上的所有設(shè)備當前位的值都相同，那么只能選擇一條分支路徑；總線上沒有設(shè)備響應(yīng)的情況屬于異常狀態(tài)。在搜索過程中，要搜索的設(shè)備可能與1線總線斷開。如果距離當前位既有0又有1，這種情況稱為位值差，在后續(xù)的查找過程中對查找器件起著關(guān)鍵作用。搜索算法規(guī)定，如果在第一輪查詢中存在差異(數(shù)據(jù)位/補碼=0/0)，則將選擇“0”路徑。注意:這是由本文介紹的特定算法決定的，在其他算法中，“1”路徑可能是首選。記錄下最后一個差值的位置，以便下次搜索。圖3.5列出了出現(xiàn)值差時的路徑選擇。圖3.5分支選擇圖3.6示出了搜索從設(shè)備的流程圖；右邊的注釋欄解釋了流程圖中出現(xiàn)的符號；這些特殊符號也將在本文檔的源代碼附錄中使用。圖3.6搜索流程圖圖3.7搜索流程圖圖3.8搜索流程圖對應(yīng)于上述流程圖的代碼如下位OWSearch(void){idata無符號字符id_bit_numberidata無符號charlast_zero，rom_byte_number位搜索_結(jié)果；位id_bit，cmp_id_bitidata無符號字符rom_byte_mask位搜索_方向；id_bit_number=1；last_zero=0；rom_byte_number=0；rom_byte_mask=1；search_result=0；Crc8=0；如果(！最后設(shè)備標志){OWInit()；如果(！旗幟){lastdifference=0；LastDeviceFlag=FALSE返回FALSE}OWWriteByte(0xf0)；做{id_bit=OWReadBit()；//0CMP_id_bit=OWReadBit()；//0if((id_bit==1)&&(CMP_id_bit==1))//11{_nop_()；打破；}其他{if(id_bit！=cmp_id_bit)//1001search_direction=id_bit//用于搜索的位寫值其他{//00if(id_bit_number<lastdifference)search_direction=((temp_buff[rom_byte_number]&rom_byte_mask)>0)；其他search_direction=(id_bit_number==lastdifference)；if(search_direction==0){last_zero=id_bit_number}}if(搜索方向==1)temp_buff[rom_byte_number]|=rom_byte_mask；其他temp_buff[rom_byte_number]&=~rom_byte_mask；OWWriteBit(search_direction)；id_bit_number++；rom_byte_mask<<=1；if(rom_byte_mask==0){docrc8(temp_buff[rom_byte_number])；//累加OWCRCrom_byte_number++；rom_byte_mask=1；}}}while(rom_byte_number<8)；//循環(huán)，直到通過所有ROM字節(jié)0-7如果(！((id_bit_number<65)||(crc8！=0))){LastDiscrepancy=last_zeroif(lastdifference==0)LastDeviceFlag=TRUEsearch_result=TRUE}}如果(！search_result||！temp_buff[0]){lastdifference=0；LastDeviceFlag=FALSE搜索結(jié)果=假；}返回搜索結(jié)果；}該算法通過使用上述流程處理lastdifference、LastFamilyDiscrepancy、LastDeviceFlag和ROM_NO的值來實現(xiàn)兩種不同類型的搜索操作。這兩個操作是搜索單線器件ROM代碼的基礎(chǔ)。3.4“首次”操作“第一個”操作是搜索單線總線上的第一個從設(shè)備。此操作通過將最后一個免責聲明、LastFamilyDiscrepancy和LastDeviceFlag設(shè)置為零，然后進行搜索來完成。最后，從ROM_NO寄存器中讀取ROM代碼。如果1線總線上沒有器件，復位序列將檢測不到響應(yīng)脈沖，搜索過程將停止。lastdifference=0；LastDeviceFlag=FALSErslt=owsearch()；通過上面的代碼完成‘第一次’操作。3.5“下一步”操作“下一個”操作是搜索單線總線上的下一個從設(shè)備；通常，這種搜索操作在“第一個”操作或最后一個“下一個”操作之后執(zhí)行；在最后一次搜索后保持這些值的狀態(tài)不變，并執(zhí)行另一次搜索以實現(xiàn)“下一次”操作；之后，從ROM_NO寄存器讀取新的ROM代碼。如果前一次搜索了1線上的最后一個器件，則返回無效標志FALSE，并且狀態(tài)被設(shè)置為搜索算法下次將“首先”運行的狀態(tài)。rslt=owsearch()；使用上面的代碼，完成“下一步”操作。3.6數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸通過RS232串口完成。因為沒有PC軟件，所以使用Windows操作系統(tǒng)的超級終端程序來完成數(shù)據(jù)顯示功能。代碼如下:/*光標定位/*VT100終端*/voidgotoxy(ucharx，y){putbyte(0x1b)；putbyte('[')；putbyte((y%100)/10+0x30)；putbyte((y%10)+0x30)；putbyte('；'));putbyte((x%100)/10+0x30)；putbyte((x%10)+0x30)；putbyte('H')；}/*清除/*VT100終端的屏幕*/voidclrscr(void){gotoxy(0，0)；putbyte(0x1b)；putstring("[J")；}/*VT100終端的數(shù)據(jù)顯示*/putint(CNT)；putbyte(':')；puthex(temp_buff[0])；putbyte('，')；puthex(temp_buff[1])；putbyte('，')；puthex(temp_buff[2])；putbyte('，')；puthex(temp_buff[3])；putbyte('，')；puthex(temp_buff[4])；putbyte('，')；puthex(temp_buff[5])；putbyte('，')；puthex(temp_buff[6])；putbyte('，')；puthex(temp_buff[7])；putbyte(“”)；putbyte('=')；putbyte(“”)；OWInit()；OWWriteByte(0xcc)；//跳過romOWWriteByte(0x44)；//溫度轉(zhuǎn)換ls=gettemp()；ls*=10lsi=lsif(LSI>310)LED=0；putbyte(LSI/100+'0')；putbyte(LSI%100/10+'0')；putbyte('.');putbyte(LSI%10+“0”)；putbyte(0x0d)；putbyte(0x0a)；第四章總結(jié)經(jīng)過近兩個月的努力，畢業(yè)設(shè)計順利完成。在本系統(tǒng)中，由于我使用的是接口簡單的1-Wire，所以本設(shè)計的硬件成本電路復雜度大大降低。利用1-Wire總線協(xié)議提供的搜索機制，解決了增加或減少設(shè)備的問題，提高了系統(tǒng)的可擴展性。同時，認識到簡單的硬件電路是以復雜的軟件設(shè)計為代價的。畢業(yè)設(shè)計是每個大學生必須面對的綜合素質(zhì)考試。如果說我們的學習是過去四年知識積累的過程，那么現(xiàn)在的畢業(yè)設(shè)計就是對過去所學知識的綜合運用，是對理論進行深化和重新理解的時間活動。在這兩個月的畢業(yè)設(shè)計中，我們付出了努力，當然更多的是收獲的喜悅。雖然我的知識得到了鞏固和提高，但我相信我在實踐中的親身經(jīng)歷會讓我在今后的工作和學習中終身受益。首先，學習能力得到了提升。在畢業(yè)設(shè)計中，完成了硬件電路設(shè)計、單片機軟件編程、PCB設(shè)計等。在這些過程中，遇到了很多困難，但通過書籍或網(wǎng)絡(luò)查閱了很多相關(guān)文章，咨詢了導師后，最終得到了解決。比如糧庫的實際工作環(huán)境和要求，在課堂上是接觸不到的，但是通過和工廠技術(shù)人員的交流，我們已經(jīng)初步掌握了這些知識，并且有幸得到了一根實用的測溫電纜。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我不僅對理論有了更深入的了解，還加強了與外界的技術(shù)交流，培養(yǎng)了我的自學能力和分析問題、解決問題的能力。更重要的是，我培養(yǎng)了克服困難的勇氣和信心。其次，我培養(yǎng)了自己的市場觀念。一個商品能否搶占市場，除了必要的功能和質(zhì)量要求外，其價格才是最大的競爭優(yōu)勢。如何在保證質(zhì)量、完成相同功能的同時，最大限度降低產(chǎn)品成本，滿足用戶的實際使用習慣。是每個設(shè)計師做方案時首先考慮的。設(shè)計產(chǎn)品的時候要接觸現(xiàn)實，不要閉門造車。有時候?qū)嶋H情況和我們的理解相差甚遠！再次，是人際交往能力的鍛煉。人不是生來就知道的！人的知識不可能面面俱到，這就需要我們借鑒別人成功的經(jīng)驗或者失敗的教訓，這樣才能少走彎路。在單總線驅(qū)動電路的設(shè)計中，我采用了實際產(chǎn)品的設(shè)計方案，效果非常好?？傊?，畢業(yè)設(shè)計完成了，但是我們面臨的是工作。我相信我會把我的熱情和我所學的知識投入到工作中，不斷努力，不斷進步！社會經(jīng)濟效益分析本文設(shè)計并構(gòu)建了一套糧庫溫濕度檢測系統(tǒng)，主要用于實時在線監(jiān)測各個糧倉的溫濕度，能夠有效地自動控制糧倉的溫濕度。該系統(tǒng)的試制成功，克服了以往糧倉由管理人員人工檢查、測量和計算糧倉溫度和濕度，采用人工方式控制糧倉溫度和濕度的缺點。提高了糧倉溫濕度的檢測速度和精度，也提高了糧倉溫濕度的控制速度和精度?；径沤^了糧食霉變事故，也節(jié)省了大量的人力物力，降低了糧倉管理的工作強度，提高了糧庫管理的效率，保證了糧食管理的安全可靠。參考晉，曰楚。MCS-51系列單片機的接口電路及應(yīng)用實例。航空航天大學，1990年胡彩。單片機原理及接口技術(shù)。清華大學，1996智全登。智能儀器的設(shè)計原理及應(yīng)用。國防工業(yè)，1998年6月何立民。MCS-51系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計。航空航天大學，1990年簡敏。單片機在溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。江漢大學學報，1996易綱，元，壽達，喬麗燕。MCS-51系列單片機的應(yīng)用設(shè)計。技術(shù)大學，2003年光。常用溫度測量儀器的技術(shù)問答。國防工業(yè)，1989年王硯方李玟。微機控制技術(shù)。人民郵電，1990邵一伙。單片機原理實驗及應(yīng)用。科學和技術(shù)，1995年如泉。實用微機和單片機控制技術(shù)。電子科技大學，1995華。MCS-51系列單片機的應(yīng)用接口技術(shù)。航空航天大學出版社，1993智能儀器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的新器件及應(yīng)用。電子科技大學，2001周航慈。單片機應(yīng)用程序設(shè)計。航空航天大學，1991年王毅。單片機設(shè)備應(yīng)用手冊。人民郵電，1994ds18b20可編程分辨率單線數(shù)字溫度計ds1820可編程分辨率單線數(shù)字溫度計吳，周鶴琴。微機原理與接口技術(shù)。:中國科技大學。2003:244-423易綱，杰。單片機原理及應(yīng)用。:技術(shù)大學，2004年童，華。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。:高等教育。2000.3:71-554低功耗可編程溫度控制器tmp01[z]ADI公司，2002年胡·。消防機器人——消防員的好幫手。:消防技術(shù)和產(chǎn)品信息，2001年王全福，金昌。機器人的昨天、今天和明天。中國機械工程2000年第11卷徐愛清韓方。MCS系列單片機的原理及應(yīng)用。:航空航天大學，1990年傅蔡佳。單片機控制工程實用技術(shù)。:化學工業(yè)，2004年俞海生等。微機控制技術(shù)。:清華大學，2005王仁培。實用傳感器應(yīng)用手冊。:應(yīng)用電子研究所，2000年致謝在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，我在老師和同學的支持和幫助下完成了我的畢業(yè)設(shè)計和論文。首先，我要向我的導師喬志華先生表達我誠摯的祝福！在這幾個月的時間里，喬老師給了我無私的關(guān)心和幫助，幫助我順利完成了硬件設(shè)計和期末論文，為我解決了難題，給了我很大的幫助和鼓勵。他用自己淵博的知識、嚴謹?shù)膽B(tài)度和高尚的師德向我們展示了為人師表的風范。我會永遠記得老師和同學的鼓勵和幫助，我會繼續(xù)努力學習。附錄a程序清單#雜注代碼，小型，db，ot(2)#include<absacc.h>#include<reg52.h>#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<string.h>#include<intrins.h>#include<math.h>#include<bin.h>#定義ys48071#定義ys7010#定義ys41061#定義ysw10us_nop_()；_nop_()；_nop_()；_nop_()；_nop_()；#定義ysr5us1_nop_()；_nop_()；_nop_()；_nop_()；#定義ysr5us2_nop_()；_nop_()；_nop_()；_nop_()；#定義W0#定義R1/*聯(lián)盟ic{無符號intI；無符號字符a[2]；};*/#定義uchar無符號字符#定義uint無符號整數(shù)sbitled=p1^7；voidOWInit(void)；voidOWWriteByte(ucharwr)；/*************************************************************18B20驅(qū)動，DQ是數(shù)據(jù)端口，連接到P1.0*11.0592M晶體振蕩器，上拉4.7k電阻*作者:fyb*2005-3-2511:23好！*************************************************************/sbitdr=p1^2；sbitwb1=p1^0；sbitRb1=p1^1；位標志；datauchartemp_buff[9]；/*存儲讀取的字節(jié)，9個字節(jié)用于讀取暫存區(qū)，8個字節(jié)用于讀取romID*/uchar代碼CrcTable[256]={0,94,188,226,97,63,221,131,194,156,126,32,163,253,31,65,157,195,33,127,252,162,64,30,95,1,227,189,62,96,130,220,35,125,159,193,66,28,254,160,225,191,93,3,128,222,60,98,190,224,2,92,223,129,99,61,124,34,192,158,29,67,161,255,70,24,250,164,39,121,155,197,132,218,56,102,229,187,89,7,219,133,103,57,186,228,6,88,25,71,165,251,120,38,196,154,101,59,217,135,4,90,184,230,167,249,27,69,198,152,122,36,248,166,68,26,153,199,37,123,58,100,134,216,91,5,231,185,140,210,48,110,237,179,81,15,78,16,242,172,47,113,147,205,17,79,173,243,112,46,204,146,211,141,111,49,178,236,14,80,175,241,19,77,206,144,114,44,109,51,209,143,12,82,176,238,50,108,142,208,83,13,239,177,240,174,76,18,145,207,45,115,202,148,118,40,171,245,23,73,8,86,180,234,105,55,213,139,87,9,235,181,54,104,138,212,149,203,41,119,244,170,72,22,233,183,85,11,136,214,52,106,43,117,151,201,74,20,246,168,116,42,200,150,21,75,169,247,182,232,10,84,215,137,107,53};無效延遲(ucharus)；//延遲floatgettemp(void)；無效延遲(ucharus)//延遲時間{while(us-)_nop_()；}/*串行端口初始化*/voidserial_init(無符號字符bt){SCON=0x50；/*模式1:8位UART，使能接收器*/TMOD=0x21；/*定時器1模式2:8位重載*/開關(guān)(bt){案例0://38400TH1=0xfdPCON=0x80；打破；案例1://19200TH1=0xfdPCON=0；打破；案例二://9600TH1=0xfaPCON=0；打破；案例三://4800TH1=0xf4PCON=0；打破；案例4://2400TH1=0xe8PCON=0；打破；案例五://1200TH1=208PCON=0；打破；案例6://600TH1=160PCON=0；打破；案例7://300TH1=64PCON=0；打破；默認值:TH1=0xfaPCON=0；打破；}TR1=1；/*定時器1運行*///ES=1；//EA=1；}voidputbyte(字符c){SBUF=c；而(！TI)_nop_()；TI=0；}voidputint(無符號intui){無符號字符ls；ls=(ui/10000+0x30)；putbyte(ls)；ls=((ui%10000)/1000+0x30)；putbyte(ls)；ls=((ui%1000)/100+0x30)；putbyte(ls)；ls=((ui%100)/10+0x30)；putbyte(ls)；ls=(ui%10+0x30)；putbyte(ls)；}/*************************************//*發(fā)送一個字節(jié)的十六進制代碼，分為兩個字節(jié)。*/無符號字符代碼hex_[]={"0123456789abcdef"}；puthex(無符號字符c){intchch=(c>>4)&0x0f；putbyte(hex_[ch])；ch=c&0x0fputbyte(hex_[ch])；}/*************************************************************18B20驅(qū)動，DQ是數(shù)據(jù)端口，連接到P1.0*11.0592M晶體振蕩器，上拉4.7k電阻*作者:fyb*2005-3-2511:23好！*************************************************************//*************************************************************功能:延遲處理*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/voidOWTempDelay(uchar美國){while(us-)；}/*************************************************************功能:18B20初始化*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/voidOWInit_1(void){//無符號charI；dr=W；wb1=1；_nop_()；wb1=0；OWTempDelay(ys480)；//延遲480uSdr=R；wb1=1；OWTempDelay(ys70)；//12延遲70uSif(rb1！=1)flag=1；//檢測1820成功！其他flag=0；//檢測1820失??！wb1=1；OWTempDelay(ys410)；//410美元}voidOWInit(void){OWInit_1()；}/*************************************************************功能:向18B20寫入一個位。*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/voidwwwritebit_1(bitwr)/*位寫入*/{dr=W；wb1=0；ysw10uswb1=wrOWTempDelay(12)；//延遲80uS//5dr=R；wb1=1；}voidwwwritebit(bitwr)/*寫位*/{OWWriteBit_1(wr)；}/*************************************************************功能:向18B20寫入一個字節(jié)。*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/voidOWWriteByte(ucharwr){烏恰爾一世；for(I=0；I<8；i++){OWWriteBit(wr&0x01)；wr>>=1；}}/*************************************************************功能:讀取18B20的一位。*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/位OWReadBit_1(void)/*讀取位*/{位lsbdr=W；wb1=0；ysr5us1wb1=1；dr=R；ysr5us2lsb=rb1OWTempDelay(20)；返回lsb}位OWReadBit(void)/*讀取位*/{OWReadBit_1()；}/*************************************************************功能:讀取18B20的一個字節(jié)。*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/UcharOWReadByte(void)/*讀取單字節(jié)*/{idatauchari，u=0；for(I=0；I<8；i++){u>>=1；if(OWReadBit()==1)u|=0x80}return(u)；}/*************************************************************功能:讀取18B20*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/voidOWread_bytes(ucharj){烏恰爾一世；for(I=0；I<j；i++){temp_buff[I]=OWReadByte()；}}/*************************************************************功能:寫18B20。*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/voidOWwrite_bytes(ucharj){烏恰爾一世；for(I=0；I<j；i++){OWWriteByte(temp_buff[I])；}}/*************************************************************功能:CRC校驗*參數(shù):*退貨:*修改:*************************************************************/ucharOWCRC(uchar法官){uchari，CRC_data=0；for(I=0；I<j；++)/*查表*/CRC_data=crctable[crc_data^temp_buff[i]]；return(CRC_data)；}/*搜索過程的程序代碼*/#定義假0#定義正確1//位OWFirst(無符號字符選擇)；bitowsearch(void)；無符號字符docrc8(無符號字符值)；idatacharlastdifference；位LastDeviceFlagidata無符號字符crc8//-//使用現(xiàn)有的在1線總線上執(zhí)行1線搜索算法//搜索狀態(tài)。//返回TRUE:找到設(shè)備，ROM_NO緩沖區(qū)中的ROM號//FALSE:未找到設(shè)備，搜索結(jié)束//位OWSearch(void){idata無符號字符id_bit_numberidata無符號charlast_zero，rom_byte_number位搜索_結(jié)果；位id_bit，cmp_id_bitidata無符號字符rom_byte_mask位搜索_方向；id_bit_number=1；last_zero=0；rom_byte_number=0；rom_byte_mask=1；search_result=0；Crc8=0；如果(！最后設(shè)備標志){OWInit()；如果(！旗幟){lastdifference=0；LastDeviceFlag=FALSE返回FALSE}OWWriteByte(0xf0)；做{id_bit=OWReadBit()；//0CMP_id_bit=OWReadBit()；//0if((id_bit==1)&&(CMP_id_bit==1))//11{_nop_()；打破；}其他{if(id_bit！=cmp_id_bit)