數(shù)字溫度傳感器

I摘要數(shù)字溫度計系統(tǒng)在測量周圍環(huán)境溫度時可以快速地進行測量，并且可以直接得到溫度數(shù)值結(jié)果，對于使用者來說是十分直觀的。把此系統(tǒng)應(yīng)用在快速生成設(shè)備上，便可以很快地測量出周圍環(huán)境溫度。它也是一種快速提升裝置，能使溫度測量效率得到大幅度提高。本文設(shè)計了一個小型的數(shù)字溫度計系統(tǒng)以實現(xiàn)人們對數(shù)字溫度計的使用需求，要求此系統(tǒng)能夠滿足使用者日常使用，并且在使用過程中有好的體驗感，便要實現(xiàn)數(shù)字溫度計高度的可靠性和精確性，便于操作。此溫度計系統(tǒng)設(shè)計是利用了STM32單片機，并且利用DS18B20作為溫度傳感芯片，此外要實現(xiàn)溫度計所需要的功能，還應(yīng)連接方便顯示的數(shù)碼管以及方便操作的按鍵部分。系統(tǒng)可以實時觀察和監(jiān)控當(dāng)前環(huán)境溫度，確定溫度上下限，并在值高于或低于所設(shè)溫度限度時，警告燈立即閃爍閃爍。系統(tǒng)測試結(jié)果表明，該設(shè)計的數(shù)字顯示功能可以達到良好的狀態(tài)，其過載報警功能也能很好地實現(xiàn)。DS18B20溫度傳感芯片在設(shè)計的可靠性方面得到了提高，同時保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，此模塊的使用不需要轉(zhuǎn)變信號為數(shù)字信號，保持原有的模擬信號即可。溫度采集的過程也十分簡便，需要用到的導(dǎo)線數(shù)目很少，便可以實現(xiàn)溫度的采集。除中心模塊以外，外圍電路的設(shè)計也是十分簡便的。同時STM32可以提高系統(tǒng)的擴展性。此系統(tǒng)可以應(yīng)用于其他功能模塊，或是與其他功能模塊連接使用，從而創(chuàng)建一個更穩(wěn)定的新型高端系統(tǒng)，比如實現(xiàn)恒溫空間控制系統(tǒng)以及超溫報警系統(tǒng)等。關(guān)鍵詞：數(shù)字溫度計；STM32；DS18B20溫度傳感器目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 IAbstract II引言 41總的方案設(shè)計 61.1芯片控制系統(tǒng)的選取 71.2溫度傳感器的選取 81.3系統(tǒng)總體方案 82系統(tǒng)硬件的設(shè)計 102.1單片機電路的選定 102.1.1單片機型號的選用 102.1.2單片機的引腳說明 112.1.3最小系統(tǒng)的選擇 122.2顯示電路設(shè)計 142.2.1顯示芯片的選擇 142.2.2顯示系統(tǒng)的工作原理 152.3溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計 172.3.1溫度芯片的選取 172.3.2溫度傳感器系統(tǒng)電路 183系統(tǒng)軟件設(shè)計 193.1系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境介紹 193.2系統(tǒng)重要函數(shù) 193.2.1主函數(shù)設(shè)計 193.2.2顯示函數(shù)的設(shè)計 213.2.3讀取溫度和溫控報警電路 214總體調(diào)試 234.1硬件調(diào)試 234.2軟件調(diào)試 24結(jié)論 26參考文獻 27引言伴隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我們的生活也迎來了巨大的變化。單片機控制是人類探索研究的重要對象之一,它為人類生活提供的巨大方便也是毋庸置疑的。近年來，單片機的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，應(yīng)用在各種行業(yè)內(nèi)，其中包括眾多消費品，又或是工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，單片機具有高度的可靠性以及低功耗的特性，也逐步發(fā)展到通信終端領(lǐng)域內(nèi)，并且在該領(lǐng)域內(nèi)單片機越來越被重視。所以對數(shù)字溫度計的使用需求也逐年增加，由于人們對現(xiàn)代工作的需求越來越多，科學(xué)研究和日常生活都在向智能化體系前進，溫度是較為常用的一個物理量，無論是在我們的生活中還是在工業(yè)環(huán)境中，溫度在科學(xué)研究中也會被要求保持恒溫或改變溫度變量，環(huán)境因素會導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)生變化，如此看來，控制溫度是很重要的。對于化工業(yè)和石油工業(yè)來說，測量溫度的主要方法是通過溫度計進行測量。最近，在數(shù)字電路不斷更進發(fā)展的情況下，測溫方式也發(fā)生了很大的飛躍，不再是較為機械性地利用人工的方式去采集溫度，而是利用數(shù)字電路去讀取數(shù)據(jù)，從而在溫度的處理過程中變得更為精確。數(shù)字電路的出現(xiàn)給人類的生產(chǎn)生活都來了很大的變化，豐富度更高，便捷性更大，也為工業(yè)化領(lǐng)域帶來了積極性。微機實現(xiàn)溫度檢測與管理的科學(xué)技術(shù)結(jié)合使用,讓溫度計應(yīng)用越來越廣泛，在各類傳感器中獨占鰲頭。開發(fā)通常要經(jīng)歷三個階段：(1)攜帶干擾因素的傳統(tǒng)型離散溫度計(2)硅半導(dǎo)體集成技術(shù)主導(dǎo)的集成傳感器，也稱為單面集成溫度計。(3)智能溫度計。這個溫度計蘊含了電子科技技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)和自動檢測技術(shù)。該溫度器有溫度傳感模塊進行溫度信號轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換器進行信號變換，以及信號處理器，并且還包括寄存器進行數(shù)據(jù)運算以及智能傳感器的組件。本文中設(shè)計的新型電子溫度計在穩(wěn)定性以及反應(yīng)時間上比普通的水銀溫度計要好得多。而且，和普通的水銀溫度計相比，它的精確程度是可以和水銀溫度計相匹敵的，甚至于是更加準確的。近年來，DS18B20溫度傳感芯片越來越流行，在市面上已有的傳感器中逐步成為主流。新型溫度微處理器和過去的熱敏電阻相比，在讀取溫度數(shù)值時更方便直觀，在內(nèi)部處理中沒有過多的信號轉(zhuǎn)換步驟，不需過多地將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，即轉(zhuǎn)化率大大降低了。數(shù)字信號處理比模擬信號處理更好的主要原因在于：一是數(shù)字信號處理的經(jīng)濟消費更低，體積更小，耐用性低；二是模擬信號抗干擾性差。并且電路設(shè)計也會變得更加復(fù)雜，最后，數(shù)字溫度傳感器更容易使用被大眾所接受。所以，在此次課題中，優(yōu)先以單片機STM32F103作為主控制器的溫度采取收集與顯現(xiàn)展示系統(tǒng)。DS18B20溫度傳感芯片在整個系統(tǒng)中主要是起到了溫度測量的作用。本文大致分為四章進行闡述：第一章闡述了此系統(tǒng)的整體設(shè)計目標以及實現(xiàn)此系統(tǒng)的思路過程，以及所用到的設(shè)計方法。第二章闡述了此系統(tǒng)的完整的硬件設(shè)計部分，包括各種構(gòu)建塊的設(shè)計過程和測試結(jié)果。并且在此章節(jié)內(nèi)重點介紹了用于測量溫度的芯片電路的結(jié)構(gòu)。第三章闡述了此系統(tǒng)的完整的軟件設(shè)計部分。在雙單片機的通信上進行了詳細的介紹，并且對環(huán)境部分、操作流程和系統(tǒng)信息進行了總結(jié)。第四章闡述了硬件部分，包括軟件和硬件指標，并對設(shè)計問題進行了簡要討論和解決。

215951總的方案設(shè)計1.1芯片控制系統(tǒng)的選取數(shù)字溫度計系統(tǒng)能通過主要控制模塊來實現(xiàn)。首先對多方案的各種性能數(shù)據(jù)進行對比和參考，進而入選了兩個設(shè)計方案：方案一：對于主控芯片的選擇，系統(tǒng)可以選擇單片機，它的體積雖然很小，但是構(gòu)造和功能卻很完整。在集成電路中也被作為微機系統(tǒng)。它由運行內(nèi)存、中央處理器、存儲內(nèi)存、中斷控制器、定時器和輸入輸出六個模塊組成。更復(fù)雜的微控制器電路是PWM、SPI、AD、IIC等[1]。在工業(yè)管理中，單片機功能強大又具有十分穩(wěn)定的系統(tǒng)特性而聞名于世，已在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。方案二：對于主控芯片的選擇，系統(tǒng)可采用DSP。它是一種獨特的元件，可以應(yīng)用在許地方，它應(yīng)用于信號的分析、信號的轉(zhuǎn)換、波形的過濾、測試過程、調(diào)制以及解調(diào)，快速的算法處理中。方便完成開機、芯片的音頻編碼、有效的讀取鍵盤、液晶屏開機。使用LCD屏幕查看將數(shù)字音頻信號存儲在閃存中的數(shù)字編解碼器芯片的行為。因此，即使DSP高速運行，控制算法也非常困難。相比之下，單片機系統(tǒng)相對容易控制，更有利的是單片機系統(tǒng)還具高備高可靠性、低成本、低消耗等優(yōu)點。與DSP相比，單片機的使用相對簡單，所以更符合本系統(tǒng)的設(shè)計要求。由于必須要顧及到之后功能上的補充發(fā)展，所以設(shè)計必須選用高質(zhì)量、低消費的設(shè)備。由于單片機性能良好，功能多以及系統(tǒng)測試的便捷性，因此可以很容易地形成一個溫度測量系統(tǒng)。該設(shè)計使用了單片機作為主控制模塊，而隨后的功能可以通過此控制模塊的高性能來加強，繼續(xù)功能性擴展。例如溫室里的一些溫度控制系統(tǒng)的智能送風(fēng)功能、大型機器的精準性操作功能、工業(yè)溫度測試和返回系統(tǒng)功能。因此，該設(shè)計使用了單片機作為主控制模塊。1.2溫度傳感器的選取溫度測量系統(tǒng)首先先對環(huán)境溫度進行測量，并且把測量結(jié)果傳遞給主控制模塊。并且因為周圍溫度并不是一成不變的，所以該系統(tǒng)所需的溫度測量模塊需要有更高的穩(wěn)定性。大致介紹方案如下：方案一：可以使用溫度傳感器，例如熱敏電阻。熱敏電阻隨著環(huán)境溫度的變化會有很大的變化,因此可以有效地直接將環(huán)境溫度的改變，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿淖兓?。但是缺點是，在整個測量過程中，對模擬信號的考慮會更多，其可靠性以及抗干擾能力使我們需要考量的一部分內(nèi)容，并且要更多地關(guān)注單片機的操控能力。易造成測試功能點復(fù)雜和溫度誤差大，并不方便采用編程限制溫度來控制精度,這樣一來溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的難度大大增加。方案二：DS18B20測溫芯片可以通過單線協(xié)議讀取指定時間序列下的溫度值。通過特殊的測溫技術(shù),將所測量的水溫轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號;DS18B20測溫系統(tǒng)可以實現(xiàn)全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換與輸出芯片的單線方式結(jié)合，此方法對外圍電路來說有非常強大的簡化效果，在實現(xiàn)溫度采集的過程中不需要用到太多的材料，只需少數(shù)的數(shù)據(jù)線以及電源線就能實現(xiàn)此功能。這上面提到的兩種方法都能實現(xiàn)測量溫度的功能，通過對比可以發(fā)現(xiàn)第二種方法更適合所要設(shè)計的系統(tǒng)，在測量溫度上更為簡便，得到的的溫度值相對穩(wěn)定，因此更適合選擇方案2作為溫度測量電路。1.3系統(tǒng)總體方案實時數(shù)據(jù)采集、顯示和溫度控制對于數(shù)字溫度計系統(tǒng)至關(guān)重要。數(shù)據(jù)的收集、警報系統(tǒng)和溫度展現(xiàn)可化分成三個部分。數(shù)據(jù)收集是利用單片機經(jīng)過單線協(xié)議的形式，讀得芯片的溫度數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)收集后，環(huán)境溫度的一部分就會顯示，這樣使用者就能立即讀取數(shù)值。溫度報警系數(shù)通過按鍵部分來確定溫度閾值，以比較實時環(huán)境溫度和閾值溫度。一旦溫度超過閾值，二極管就會進行閃光并且發(fā)出警報。本設(shè)計的系統(tǒng)方案具體如圖1.1所示。圖1.1系統(tǒng)設(shè)計方案

3502系統(tǒng)硬件的設(shè)計2.1單片機電路選定2.1.1單片機型號的選用此次設(shè)計的選擇過程中，控制器的性價比、穩(wěn)定性和功率耗能是重要的依據(jù)。采用更優(yōu)的單片機讓系統(tǒng)運行的更穩(wěn)。由于溫度測量需要斷電保護機制，以防止溫度測量的誤差過大，當(dāng)需要中斷電源來進行數(shù)據(jù)的儲存時，單片機的內(nèi)部存儲器就可以直接啟動了。選擇用EEPROM存儲器的單片機更好，其具有2K字節(jié)。綜合上述情況，以下選項可供選擇：方案一：采用Stc891作為硬件內(nèi)核,快閃記憶體,它的中心部分是8051，它由一個8位通用處理器和幾個便攜式內(nèi)存模塊組成。通過連接端口，把用戶代碼下載到芯片上，使用mcs—51匯編語言完整兼容一系列單片機,但是它并不能使用ISP的在線編程技能用于集成電路開發(fā),在測試集成電路時,因為出錯的更改了編程或者編程中的新功能而必須燒編譯器,芯片的多次進入也會對晶片產(chǎn)生一定的傷害。方案二：主要控制模塊使用的是stm32f103c8t6單片機。它是一個32位contentm3內(nèi)核的單片機，和MCS-51比較,STM32單片機有二個優(yōu)點:一是在程序存儲器中使用了閃存,使得程式的編制更為簡單;其次,增加了容積更小的晶片,使整套硬件電路容積更小,引腳數(shù)約為二十,比MCS-51減小了二倍,也更容易理解。這是主要的監(jiān)測點。STC89C51微控制器不難開發(fā)，但無法達到較高難度處理的需求，對于強復(fù)雜性處理就很難實現(xiàn)。STM32微控制器具有低廉的價格，同時具備優(yōu)質(zhì)的性能，能滿足此系統(tǒng)的設(shè)計需求。這就是此系統(tǒng)使用STM32微控制器的原因。2.1.2單片機的引腳說明本設(shè)計的主控單元是Stm32f103c8t6的最小系統(tǒng)單元，主引腳說明如表2.1所示。所有引腳都以管腳的形式引出。車載晶體振蕩器和復(fù)位邏輯由3.3V供電。當(dāng)芯片焊接到插座上時，更換芯片并將其插入插座是很方便的。一共有48個引腳的STM32F103，它其中的32個引腳都可用于控制，即PA0-15、PB0-15和PC13-15。默認情況下，這些引腳可用作GPIO。它們可以是輸入和輸出。同時，這些引腳還提供第二功能，如SPI、IIC、AD等。圖2.1STM32封裝形式表2.1單片機引腳功能引腳功能PA12普通I/O口，和DS18B20連接PA11普通I/O口輸入，和按鍵連接PA10普通I/O口，和DS18B20連接PA9普通I/O口輸出，和LED連接PA8普通I/O口，和ISD4004連接PB13IPU，上拉輸入PB12OD，開漏輸出2.1.3最小系統(tǒng)的選擇在本設(shè)計中，當(dāng)運作時電壓達到3.3V，則STM32就能夠開始工作。采取使用電壓為5V的電源適配器，通過迷你的插線口可以將其運輸?shù)较到y(tǒng)最小的部位。使用無源晶振應(yīng)用于晶振電路中。HSE主時鐘運用8MHz晶振，而32.768KHz晶振是屬于較低頻率能夠外接的晶振類型，一般適用于系統(tǒng)待機狀態(tài)、定時狀態(tài)或者低功率消耗時應(yīng)用。這兩個晶振都是以進入負載的電容而通過單片機，如下圖所示。圖2.2晶振電路復(fù)位是將單片機內(nèi)每個寄存設(shè)施的值更改為初始狀態(tài)的操作。當(dāng)單片機工作程序錯誤而必須初始化時,可以根據(jù)復(fù)位電路的實際結(jié)構(gòu)需要采用上電或壓降按鍵二種方法來重新啟動單片機。當(dāng)接上電源后,上電自動恢復(fù)系統(tǒng)可以利用一個隔斷電容的充放電程序,自動完成系統(tǒng)的恢復(fù)動作;而在連接電源的條件下,通過壓下一個與電阻相連的按鍵,就可使運行中的單片機程序初始化,其結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。圖2.3復(fù)位電路應(yīng)用SWD進行試驗并對電路進行調(diào)整，如若采用JLINK調(diào)試器的話，總共僅需4根線就能實現(xiàn)在線對該程序進行調(diào)試，機理如下。圖2.4SWD調(diào)試電路下圖是STM32單片機對應(yīng)系統(tǒng)下的電路示意圖。圖2.5單片機最小系統(tǒng)2.2顯示電路設(shè)計2.2.1顯示芯片的選取為使用戶能夠知道當(dāng)時的溫度，并準確明了地顯示溫度數(shù)據(jù)，數(shù)字溫度計通過顯示系統(tǒng)，能夠提供相應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)。該溫度數(shù)據(jù)通常由兩個數(shù)字組成，沒有復(fù)雜的顯示裝置。以下幾種裝置可以實現(xiàn)：裝置一：應(yīng)用液晶顯示器[4]LCD1602為顯示裝置。LCD1602LCD又稱為文本LCD，可知其中32個字母，將其分為兩行用來顯示阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母、符號和文字。液晶顯示器LCD1602不僅僅是由好幾個位圖和字符組成的，并且還存在字符間的距離和每一行的距離。所以在顯示上無法顯示圖像信息。為達到正常顯示的目的，還需要基于HD44780的控制裝置來實現(xiàn)其功能。裝置二：應(yīng)用LED數(shù)碼管[5]為顯示裝置。該數(shù)碼管對于數(shù)字和字母的顯示具有比較好的效果，最主要原因是因為它購買成本低。由于這個設(shè)計的溫度顯示是由兩個數(shù)字構(gòu)成的，因此全部的16位引腳可以直接和單片機相連。對于主要的控制裝置的輸出口電流不夠的情況，最簡單方便的方式是通過三極管放大電流，控制數(shù)碼管。采用液晶顯示屏?xí)速M資源，除此之外實現(xiàn)方法也更加復(fù)雜。本設(shè)計的功能要求利用LED數(shù)碼管就可以基本實現(xiàn)了，綜合比較下，本系統(tǒng)采用LED數(shù)碼管更優(yōu)。2.2.2顯示系統(tǒng)的工作原理數(shù)碼管有共陽極和共陰極的區(qū)分。定義每個數(shù)碼管的正極連接在一起，同時將每個部件的負極與控制端相連就是共陽極。這樣得到的控制端為低有效；同理將每個數(shù)碼管的負極端子連接在一起，每個部件的正極連接到控制端稱為共陰極。這樣得到的控制端稱為高有效。本次的設(shè)計是應(yīng)用了共陽極方式。因為對于單片機的輸出端提供的電流太小，導(dǎo)致LED數(shù)碼管不能正常運轉(zhuǎn)或者導(dǎo)致LED數(shù)碼管亮度不夠。能夠采用三極管加大驅(qū)動電流[6]這一方式解決這一問題?，F(xiàn)在選擇c9012PNP型三極管。如圖2.6所示。從圖中可以看出發(fā)射極、底座和集電極分別接VCC、GND和數(shù)碼管的共同接口。LED數(shù)碼管的接線示意圖如下：圖2.6C9012三極管封裝圖2.7顯示部分電路原理圖2.3溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計2.3.1溫度芯片的選取有關(guān)該型號選定的基礎(chǔ)溫度傳感，DS18B20[7]，是一種單線模式的數(shù)字溫度傳感器。該裝置是一種適用于寬電壓范圍、緊湊外形、低成本的新型“隔離裝置”。它同時是全球首個可以實現(xiàn)單線和總線相連的溫度傳感器。由多個芯片組成的該裝置能夠通過同級接口實現(xiàn)簡單的電路存儲，并具有多點溫度傳感、邏輯電路、布線和擴展功能。傳輸電力的方法是通過外部電源，供電方式見圖2.8[8]。DS18B20控制面板連接到VDD引腳。在這種情況下，不需要將電纜拉緊/拉出，電源將不充足，因此開關(guān)的精度是可變的。同時，理論上DS18B20可以與多個傳感器聯(lián)動，組成多溫度計系統(tǒng)。圖2.8外部電源方式供電系統(tǒng)使用外部電源。一是為未來多節(jié)點系統(tǒng)的擴展做準備，二是保證足夠的性能和傳輸精度，運行穩(wěn)定可靠和強大的鎖定功能。2.3.2溫度傳感器系統(tǒng)電路DS18B20供電3V~5.5V，STM32供電3.3V，和3.3V的IO支持控制器一樣的，STM32大部分IO口不支持5V驅(qū)動電壓。但是DS18B20可以直接接共享單片機IO口。在一個簡單的電路圖中，都是用3.3V控制，如下圖。圖2.9溫度傳感器電路DS18B20的3號端接入3.3V的電源，2號端口經(jīng)過電源與單片機連接，1號端口與電源地線相連。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境介紹該系統(tǒng)是通過KeilMDKμVision5[9]實現(xiàn)的。它是一種能夠開發(fā)KeilARM的集成型的控制裝置，尤其可以作為ARMCortex-M微型球機的必備工具。Mdkarm包括keilc編譯器、宏轉(zhuǎn)換器、編輯器、實時源等。KeilMDKμVision5是ARMC/C++、ARM9等并且是全球范圍內(nèi)最先進顯示芯片的帶領(lǐng)者。比如：ST和一些重要的迷你控制裝置的零件。3.2主要系統(tǒng)功能3.2.1主要功能研究默認情況下，所有集成應(yīng)用程序都使用main()作為程序訪問點。主要作用的首要部分是將外圍裝置進行開啟，接著開始對任務(wù)進行完成。該設(shè)計中，數(shù)字LED和一些主要部件以及啟動按鈕，為時鐘源消耗、中斷、GPIO分配等需要，啟動常開。然后對DS18B20設(shè)備進行初始配置并執(zhí)行基線調(diào)查。如圖3.1所示，表決操作先讀取溫度值，再讀取鍵值，調(diào)整上下溫度范圍，再調(diào)整電流的控制系統(tǒng)。圖3.1系統(tǒng)流程圖3.2.2顯示函數(shù)的設(shè)計共陽極和共陰極將8度數(shù)碼管的顯示系統(tǒng)分離開，不同之處在于出口孔效率低或效率高，而控制孔反之，可各正常。顯示控件提供三種接口涵數(shù)，分別為引腳初始、低、高溫的顯示符號如下所示：voidc8ledInit(void);voidupdateChar0(u8numb);voidupdateChar1(u8numb);只能在顯示的接口處輸入0-15的數(shù)值，如果輸入16那么就會使數(shù)碼管無法運轉(zhuǎn)，。位于函數(shù)當(dāng)中，輸入?yún)?shù)的LED顯示值由預(yù)制映射的數(shù)組決定的，標有GPIO-WriteBit函數(shù)和對應(yīng)的PIN。初始參數(shù)主要是LED接入口的GPIO值，使其以強推的模式進行輸出。3.2.3讀取溫度和溫控報警電路應(yīng)用單線連接并且擁有簡易結(jié)構(gòu)、對于通信的要求比較繁瑣的熱傳感器要數(shù)DS18B20。通?？蓪⒃摕醾鞲衅鲃澐譃閮蓚€周期，且兩個周期是循環(huán)出現(xiàn)的：初始化第一個周期，接著是ROM跳轉(zhuǎn)指令，接著等待500秒變更為溫度和性能。之后便接著重置后面一個循環(huán)。此時，ROM指令跳轉(zhuǎn)，操作指令在RAM中運行，讀取數(shù)據(jù)如圖3.2所示。圖3.2流程圖及時獲悉溫度后，然后將溫度在LED數(shù)碼管上進行顯示，同時能夠通過閃爍燈指示溫度是否在設(shè)定的范圍內(nèi)，如果超過了設(shè)定范圍，顯示器就會閃爍。

4系統(tǒng)調(diào)試4.1硬件調(diào)試在焊接的過程中，首先要檢查的是系統(tǒng)是否有斷路或者短路的情況出現(xiàn)，尤其是電源是否短路，檢查無誤后方可打開電源，閱讀說明書，看是否有設(shè)計和焊接錯誤。將機箱與程序計劃進行比較很重要，首先檢查每個設(shè)備的位置以及在碰撞過程中是否會發(fā)熱。那么，就只能用數(shù)字萬用表等設(shè)備來測量短路、短路、目測焊接，把數(shù)字萬用表加到一個大文件里進行是否短路、短路的測試檢查。通過萬用表檢查的話，一定要先把蜂鳴檔打開，紅黑表筆短路，萬用表會發(fā)出聲音。根據(jù)這些原理，它可以用于識別。短路、開路和虛焊。如果確定筆是接在導(dǎo)線的一端還有另一端，則蜂鳴器發(fā)出的是正常聲音，若不是接在導(dǎo)線兩端，那么發(fā)出的聲音是不正常的。硬件如果沒有異常的話就可以使用，不過要時刻留意電流的數(shù)值，如果電流值過高，則電路板短路?？梢允钟|碰芯片，如果溫度升高得太高，這也意味著有問題。修復(fù)系統(tǒng)硬件問題：(1)DS18B20過熱初次使用后發(fā)現(xiàn)DS18B20芯片很燙。發(fā)現(xiàn)原理圖點和儀器程序存在問題。用戶可能混淆1腳和3腳。因此，在從草圖繪制時，務(wù)必檢查好接線口的所處位置。(2)兩點測量溫度的間距過短在剛開始對溫度進行測量時，之間的間距過短，這顯然超出了項目的預(yù)期。經(jīng)驗證后發(fā)現(xiàn)，用于連接DS18B20的電纜長度是有一定限度的，要是用米為單位多次斷裂，則連接距離會很長。由此，采取DS18B20溫度傳感器當(dāng)作遠程測量系統(tǒng)時，必須充分考慮與分布式體積和總線限制的兼容性。4.2軟件調(diào)試該系統(tǒng)的軟件的開發(fā)是借助于Keil5集成的工具，該工具可以實現(xiàn)與JLINKARM修復(fù)工具的連接，經(jīng)由SWD端口輕松提取系統(tǒng)軟件。SWD調(diào)試口是一個串行線調(diào)試口。習(xí)見的JTAG每個大概有20個引腳。多個PIN設(shè)備的存在自然會導(dǎo)致更繁瑣的PCB布線。而SWD調(diào)試口的運行只要用4個引腳孔：GND、3.3V、SWIO、SWCLK。該程序可以加載到帶有SWD調(diào)試口的驅(qū)動程序中進行調(diào)試。可能會出現(xiàn)以下情況：(1)DS18B20的端口傳輸故障。單片機的話，直接通過把接線口設(shè)定為1就可以記錄該部位的信息，但是如果STM32單片機是雙口的，是不能用的。最初，DS18B20并不知道以前的類型是雙向的，可以通過調(diào)整GPIO的方向才可以解決，但如今只要知道怎樣修改電路，而不需要復(fù)雜地調(diào)整方向就可以快速地處理該問題。(2)DS18B20基于返回信號的缺陷。在DS18B20測量系統(tǒng)的行針步線當(dāng)中，某種程序會有向該測試系統(tǒng)傳遞調(diào)整溫度的命令，那么測試系統(tǒng)就會等待DS18B20信號的返回。要是DS18B20中存在連接錯誤或異常斷開連接，則在讀取DS18B20時不會檢測到返回信號，系統(tǒng)將一直持續(xù)。所以在調(diào)整試驗之前就一定要對硬件部位的連接進行仔細查看。圖4.1軟件調(diào)試成功圖

結(jié)論通過試驗結(jié)果,本設(shè)計基本實現(xiàn)了工程設(shè)計的需求,當(dāng)然在設(shè)計中由于上下閥位的設(shè)定較為繁瑣,在原先結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上也可能比較簡單。本文針對各種溫度計不能準確顯示溫度的現(xiàn)象提供了有效的解決方法，應(yīng)用這種系統(tǒng)程序就可以實現(xiàn)溫度的準確讀取，數(shù)字溫度信息是最適合工業(yè)設(shè)計的應(yīng)用程序。有利于改善行業(yè)。該裝置由控制裝置、單獨作用的開關(guān)裝置、STM32F103芯片以及周圍的電路構(gòu)成DS18B20傳感器，該傳感器還是一個連接到MCU的“單總線”處理器部分。單片機可以每隔100ms獲取一次溫度數(shù)據(jù)，再由LED數(shù)碼管顯示出來。另外使用者還能比較報警信號后確定MCU產(chǎn)生的最高以及溫度最低值。單獨的按鈕不僅可以對溫度的大小數(shù)值進行調(diào)節(jié)，兩個按鈕的不同組合使用還可以實現(xiàn)其他的用途，比如對數(shù)值的增減進行調(diào)節(jié)、熱量溫度顯示，諸如此類。通過一些后期操作可以獲得全部的特定功能，例如對溫度的實時控制和顯示、能夠調(diào)節(jié)溫度區(qū)間的單獨按鍵、報警溫度顯示的性能等功能。并且這種系統(tǒng)在溫度較高時可靠性更值得信賴，同時擁有處理強大故障的功能，能夠讓使用者了解當(dāng)時的準確溫度數(shù)值。參考文獻[1]邵志剛.基于單片機的數(shù)字示波器的設(shè)計[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2015,12(05)：88-89[2]林海波.基于單片機STC89C52的串聯(lián)型移位步進控制器的設(shè)計[J].電氣自動化,2018,2(1)：95-97[3]鄒建基.基于Zigbee技術(shù)的?；奋囕v監(jiān)測無線傳感