基于單片機(jī)的溫度遠(yuǎn)程顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、摘 要在我國經(jīng)濟(jì)飛速前進(jìn)的同時(shí)，國民的生活質(zhì)量也有顯著提升，大家更加關(guān)注環(huán)境污染和保持自身健康。溫度傳感器在很多方面也得廣泛的應(yīng)用。如在冶金、鋼鐵等行業(yè)。在現(xiàn)行的工業(yè)環(huán)境下有百分之八十以上的工業(yè)都需要直面作業(yè)溫度這個(gè)嚴(yán)肅的問題。本設(shè)計(jì)憑借atmel企業(yè)的一款。at89s52為核心?？梢酝瓿蓪?duì)當(dāng)前環(huán)境：溫度；采集處理；顯示；報(bào)警等功能。本設(shè)計(jì)使用鋰電池。擁有很好的攜帶與適應(yīng)性，而且可以用lcd1602屏顯示操作。具備較好的人機(jī)對(duì)話設(shè)計(jì)。并且設(shè)計(jì)了聲光報(bào)警。完成參數(shù)超標(biāo)情況下及時(shí)報(bào)警。溫度檢測器體積輕巧；能耗小，使用容易?；赼t89s52地溫度檢測裝置使用了計(jì)算機(jī)；自動(dòng)測試；微電子與自動(dòng)控制技術(shù)

2、。他擁有著：1、信號(hào)采集方便；2、簡單靈活性大；3、能提高測試溫度技術(shù)指標(biāo)。關(guān)鍵詞：at89s52；溫度檢測系統(tǒng)；abstractin our countrys economic rapid progress at the same time, the national quality of life were significantly improved, people pay more attention to the pollution of the environment and maintain their own health. the temperature sensor is

3、widely used in many areas. such as metallurgy, iron and steel industry. more than eighty percent of the industry needs to face the work temperature of the serious problems in the current industry environment. the design of an enterprise with atmel. at89s52 as the core. can be completed on the curren

4、t environment: temperature; acquisition and processing display alarm and other functions;. this design uses a lithium battery. with portable and good adaptability, and can use the lcd1602 screen display operation. have good man-machine dialogue design. and designed the sound and light alarm. under t

5、he condition of complete parameter overproof alarm. the temperature detector has the advantages of small volume low power consumption, easy to use. at89s52 temperature detection device based on the use of the computer; automatic test; micro electronics and automatic control technology. he has: 1, th

6、e signal acquisition and convenient; 2, simple and flexibility; 3, to raise the temperature of the test technical index.keywords: at89s52; temperature detection system;目錄第一章：緒論21.1課題的目的及意義21.2國內(nèi)外的研究狀況31.3 本課題的研究內(nèi)容與目標(biāo)3第二章：總體設(shè)計(jì)4第三章：硬件設(shè)計(jì)部分53.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及原理53.2 at89s52單片機(jī)與其擴(kuò)展63.3傳感器的選用73.3.1 ds18b20的特性73.3.

7、2 ds18b20的結(jié)構(gòu)83.3.3 ds18b20在溫度測量方面的應(yīng)用103.4前置放大濾波電路的設(shè)計(jì)113.5模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)123.6 復(fù)位電路設(shè)計(jì)13第四章：軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試144.1單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)144.2讀溫度子程序154.3 溫度比較報(bào)警子程序164.4 rs-485串口通信模塊程序設(shè)計(jì)17第五章：結(jié)論與展望185.1主要結(jié)論185.2展望18致 謝20參考文獻(xiàn)21附 錄23第一章：緒論1.1課題的目的及意義在當(dāng)下人們生存的地球上。溫度是不可或缺的核心元素之一。不講你生活的環(huán)境如何，擁有什么樣的工作，都必須時(shí)刻處在一個(gè)有溫度的環(huán)境中。從工業(yè)開始復(fù)興以來。如在冶金、鋼鐵等行業(yè)。在現(xiàn)

8、行的工業(yè)環(huán)境下有百分之八十以上的工業(yè)都需要直面作業(yè)溫度這個(gè)嚴(yán)肅的問題。在工業(yè)上溫度起到了至關(guān)重要的作用，這也真正帶動(dòng)了溫度檢測技術(shù)的飛速迅猛發(fā)展。溫度傳感器從出現(xiàn)一共分成三大類型：模擬集成溫度傳感器；模擬集成溫度控制器；智能溫度傳感器。在電子電氣科學(xué)技術(shù)日新月異的今天它的發(fā)展趨勢(shì)可以大體猜到要向高精度；多功能；總線標(biāo)準(zhǔn)化；高可靠性及安全性；開發(fā)虛擬傳感器；網(wǎng)絡(luò)傳感器；開發(fā)簡單及時(shí)測溫系統(tǒng)等方向快速崛起。在科技水平、生產(chǎn)環(huán)境、生活質(zhì)量地改善?？臻g相對(duì)封閉，通風(fēng)和溫度控制設(shè)計(jì)不好的工業(yè)作業(yè)環(huán)境中并且工人數(shù)量大。工業(yè)生產(chǎn)溫度和工業(yè)環(huán)境溫度受到了更多員工的關(guān)心與關(guān)注。美國相關(guān)研究人員在上世紀(jì)八十年代的

9、一項(xiàng)調(diào)查表明：溫度的不合理科學(xué)會(huì)導(dǎo)致很多疾病的發(fā)生，廠房內(nèi)有害顆粒濃度也會(huì)比外環(huán)境要高出很多。最高可能高達(dá)一百多倍。國內(nèi)環(huán)境部門在20年前也做過一次類似的調(diào)查。調(diào)查發(fā)現(xiàn)空氣流通不暢溫度較高的房間中污染程度比戶外高出很多，有的高于戶外56倍?，F(xiàn)在的國際大市場上主流的溫度傳感器有單點(diǎn)與多點(diǎn)兩種不同類型的用于各自環(huán)境的。針對(duì)單點(diǎn)的溫度測試裝置來講，它主要使用的是上文提到的較為老舊的模擬集成溫度傳感器，價(jià)位較為便宜。這中間又把熱電阻其檢測的整體框架大而被充分的得到了市場的認(rèn)可。它的溫度測量度大概是零下200度到800度左右的空間浮動(dòng)。分辨率12位；精確到小數(shù)點(diǎn)后三位。自帶led顯示模塊。顯示4位到16

10、位不等。有的儀表還具有存儲(chǔ)功能。能保存幾百組數(shù)據(jù)。這種裝置可以非常簡單的達(dá)到個(gè)別用戶的單個(gè)點(diǎn)位地溫度測量需求。多點(diǎn)溫度測量儀表的工作原理與單點(diǎn)位的大體相同，但由于同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)點(diǎn)位的溫度檢測因此導(dǎo)致其價(jià)格相對(duì)昂貴，市場應(yīng)用不是非常廣泛。1.2國內(nèi)外的研究狀況運(yùn)用溫度傳感器檢測空氣的實(shí)際溫度，是近期傳感器溫度檢測的主流方向。不過這種傳感器會(huì)受到水分子的干擾導(dǎo)致頻率漂移現(xiàn)象，所以實(shí)用性非常低。為了能夠達(dá)到對(duì)溫度適時(shí)檢測的具體時(shí)效性需求，當(dāng)下市場上早就研發(fā)出了一整套針對(duì)溫度的快速檢測裝置。在檢測室內(nèi)環(huán)境溫度等方面，國際上的大型公司有:1、美國esc的z300檢測儀；2、英國ppm的ppm-400檢測儀

11、；國內(nèi)的知名企業(yè)有：1、安普電子工程有限公司；2、賓達(dá)綠創(chuàng)科技有限公司?，F(xiàn)在國內(nèi)外的檢測儀器差別是在處理控制芯片的選擇與傳感器的選擇上。在實(shí)際操作和功能方面國內(nèi)產(chǎn)品和國際產(chǎn)品還存在有一定的差距。1.3 本課題的研究內(nèi)容與目標(biāo)本設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)有以下幾點(diǎn)：1、實(shí)時(shí)巡檢功能本設(shè)計(jì)可以做到并行檢測4個(gè)點(diǎn)的溫度情況，溫度監(jiān)測尺度大概是零下55度到125度。具體網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)同選擇地rs-485芯片驅(qū)動(dòng)以及信號(hào)接收裝置的前置電阻大小有直接關(guān)系。就如同75lbc184的最高點(diǎn)數(shù)是64點(diǎn)；sp485r的最高點(diǎn)數(shù)是400點(diǎn)。在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中往往會(huì)因?yàn)榫€纜長度；線徑；網(wǎng)絡(luò)分布；傳輸速率等因素的差異。導(dǎo)致實(shí)際數(shù)據(jù)達(dá)不到理論

12、值。就如同75lbc184當(dāng)他使用于500米散布地rs-485網(wǎng)絡(luò)布局中時(shí)它的節(jié)點(diǎn)數(shù)高于50個(gè)又或者其速率高于9.6kb/s的情況寫。芯片工作可靠性明顯降低。一本情況下要求節(jié)點(diǎn)數(shù)應(yīng)該在芯片最高數(shù)值的五分之三處選擇點(diǎn)數(shù)。通信距離1km以內(nèi)。從通信效率；節(jié)點(diǎn)數(shù)；通信距離這幾個(gè)因素結(jié)合起來選擇4800b/s能夠得到最好的效果。通信距離1km以上時(shí)。應(yīng)考慮通過增加中繼模塊；降低速率的方法。提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。所以根?jù)實(shí)際需要；檢測點(diǎn)數(shù)是可以擴(kuò)展的。傳輸距離遠(yuǎn)：使用串行總線進(jìn)行傳輸。max485驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。傳送距離大于1200m?？垢蓴_能力強(qiáng)。功能完善：1、通過主pc分開設(shè)定每個(gè)從機(jī)地溫度預(yù)

13、警警戒線。如果溫度超過警戒線就會(huì)立刻啟動(dòng)聲光報(bào)警系統(tǒng)，警告有關(guān)人員溫度已經(jīng)超標(biāo)。2使用中文液晶顯示器。人機(jī)界面友好。3、自帶+5v和+12v直流穩(wěn)壓電源。本設(shè)計(jì)主要集中在：1、溫度的監(jiān)測；2、檢測結(jié)果的顯示；3、超標(biāo)報(bào)警。本文內(nèi)容安排如下:第一章：溫度檢測的意義；簡述國內(nèi)外市場的研究現(xiàn)狀；確定總體方案。第二章：檢測系統(tǒng)具體方案的選擇 ：1、確定監(jiān)測對(duì)象；2、布置采樣點(diǎn)；3、數(shù)據(jù)的顯示；4、報(bào)警控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第三章與第四章：詳細(xì)闡述本設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)部分，并在選用的硬件基礎(chǔ)上開發(fā)具有實(shí)際使用功能的軟件系統(tǒng)。第五章：整個(gè)系統(tǒng)的仿真調(diào)試。第六章：總結(jié)與展望。第二章：總體設(shè)計(jì)方案一：如果使用的熱敏電阻在

14、理論上能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)檢測的需求。不過考慮到熱敏電阻的測量溫度精準(zhǔn)性低。重復(fù)性和可靠性較差。因此在針對(duì)精確程度需求相對(duì)比較嚴(yán)格的場合不太使用。并且還存在連接電路復(fù)雜算法繁瑣的問題。方案二：使用溫度測量專用地集成溫度傳感器：ad590；lm35/lm45。還有數(shù)字化溫度傳感器：ds18b20。數(shù)字化溫度傳感器有特點(diǎn)：1、接口簡單；2、直接數(shù)字量輸出；3、精確度高等優(yōu)點(diǎn)。ds18b20是dallas公司的最新單線數(shù)字溫度傳感器。它是世界上第一片支持：“一線總線”接口的溫度傳感器。一線獨(dú)特經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。他可以讓使用者極為簡便的建立傳感器網(wǎng)絡(luò)。其主要測范圍零下55度至125度。當(dāng)在零下10度到85度的測量值

15、內(nèi)。精度為0.5。被測數(shù)據(jù)會(huì)在第一時(shí)間通過“一線總線”進(jìn)行數(shù)據(jù)0延時(shí)傳輸。增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾性。適用于自然環(huán)境惡劣的情況下進(jìn)行的溫度監(jiān)測。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。ds18b20通用于5.5v的電壓上下浮動(dòng)可調(diào)性大。使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活；更方便；更便宜；體積更小。綜上所述，本設(shè)計(jì)使用ds18b20當(dāng)作設(shè)計(jì)的溫度測量傳感器核心器件。第三章：硬件設(shè)計(jì)部分基于單片機(jī)at89s52的空氣溫度監(jiān)測儀，它是以監(jiān)測空氣的溫度為目的設(shè)計(jì)的。其功能包括對(duì)室內(nèi)溫度的實(shí)時(shí)同步采樣、顯示及預(yù)警。儀器小巧。擁有很好的便攜性。3.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及原理本設(shè)計(jì)的監(jiān)測儀使用一超低功耗的at89s52作為核

16、心芯片。溫度經(jīng)過的監(jiān)測傳感器發(fā)出對(duì)應(yīng)不同溫度的強(qiáng)弱電平。這個(gè)信號(hào)經(jīng)放大電路與濾波電路處理后經(jīng)多路轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣保持，最終通過a/d轉(zhuǎn)換器按照預(yù)先設(shè)定好的頻率把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)輸入at89s52。溫濕傳感器同at89s52相連。at89s52把信號(hào)做數(shù)字處理后輸入顯示器中，分別顯示空氣中各種有害氣體的濃度大小。如發(fā)現(xiàn)某一點(diǎn)溫度超過預(yù)警值，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。圖3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.2 at89s52單片機(jī)與其擴(kuò)展本設(shè)計(jì)使用at89s52作為控制單元的核心部件與此同時(shí)使用8255a器件當(dāng)作并行接口。p0口：擴(kuò)展。p1口：通道選擇。p2口：控制lcd1602顯示。pa口：控制燈的亮滅。pb口：接

17、收ad轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。pc口：循環(huán)掃描按鍵。圖3.2 8255a與at89s52的硬件連接圖3.3傳感器的選用本次設(shè)計(jì)我所使用地溫度采集模塊是ds18b20。該產(chǎn)品采用美國dallas公司生產(chǎn)的 ds18b20可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成。具有耐磨耐碰；體積??；使用方便；封裝形式多樣；可以靈活的應(yīng)用于多種類型的小型空間設(shè)備數(shù)字測溫與控制領(lǐng)域。3.3.1 ds18b20的特性(1) 獨(dú)特的單接口。僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊；(2) 簡單的多點(diǎn)分布應(yīng)用；(3) 無需外部器件；(4) 可通過數(shù)據(jù)線供電。無需外部電源；(5) 零待機(jī)功耗；(6) 測溫范圍為-55+125，以0.5遞增；(7) 溫度以

18、9位數(shù)字量讀出；(8) 溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時(shí)間200ms；(9) 可定義非易失性溫度報(bào)警；(10) 應(yīng)用包括溫度控制；工業(yè)系統(tǒng)；消費(fèi)品；溫度計(jì)熱感測系統(tǒng)。3.3.2 ds18b20的結(jié)構(gòu)ds18b20的結(jié)構(gòu)如圖4.1所示：圖3.3 ds18b20的結(jié)構(gòu)圖ds18b20的各引腳說明如表3.2表述。表3.1 ds18b20的引腳說明引腳8腳soic引腳pr35符號(hào)說明51gnd地42dq單線應(yīng)用的數(shù)據(jù)；輸入輸出引腳33vdd可選vdd引腳ds18b20有三個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件：1、64位激光(lasered) rom；2、溫度靈敏元件；3、非易失性溫度觸發(fā)器。 元件能夠在通信線中獲得需要的電壓和電流。當(dāng)信

19、號(hào)線處于高電平地波動(dòng)周期區(qū)間時(shí)，將獲取的能量暫存于元件中的電容；當(dāng)信號(hào)線處于低電平的波動(dòng)周期區(qū)間時(shí)。斷開此電源。作為另一種可供選擇的方法。元件也用外部5v電源。ds18b20的主要部件的結(jié)構(gòu)如圖3.2所示：圖3.4 ds18b20方框圖這樣的話就使得ds18b20通信通過單線接口進(jìn)行有效的傳輸。在單線接口情況下。在rom操作未定建立之前不能使用存貯器與控制操作。主機(jī)提供五種rom命令：(1) read rom(讀rom)；(2) match rom(符合rom)；(3) search rom(搜索rom)；(4) skip rom(跳過rom)；(5) alarm search(告警搜索)；這

20、些命令對(duì)每一器件的64位激光rom部分進(jìn)行操作，如果在單線上有許多器件，那么可以挑選出一個(gè)特定的器件，并給總線上的主機(jī)指示存在多少器件及其類型，在成功地執(zhí)行了 rom 操作序列之后，可使用存貯器和控制操作，然后主機(jī)可以提供六種存貯器和控制操作命令之一。 一個(gè)控制操作命令指示ds18b20完成溫度測量，該測量的結(jié)果將放入ds18b20的高速暫存(便箋式)存貯器(scratchpad memory)，通過發(fā)出讀暫存存儲(chǔ)器內(nèi)容的存儲(chǔ)器操作命令可以讀出此結(jié)果，每一溫度告警觸發(fā)器th和tl構(gòu)成一個(gè)字節(jié)的 eeprom 如果不對(duì)ds18b20施加告警搜索命令，這些寄存器可用作通用用戶存儲(chǔ)器，使用存儲(chǔ)器操作

21、命令可以寫th和tl對(duì)這些寄存器的讀訪問。通過便箋存儲(chǔ)器，所有數(shù)據(jù)均以最低有效位在前的方式被讀寫4。3.3.3 ds18b20在溫度測量方面的應(yīng)用ds18b20測量電路如3.5所示：圖3.5 溫度測量電路抗干擾性因?yàn)閭鞲衅鞯脑O(shè)計(jì)核心理念導(dǎo)致傳感器可能會(huì)出現(xiàn)交叉反應(yīng)現(xiàn)象。準(zhǔn)確的布置電極電位能夠有效的降低交叉反應(yīng)的程度。此外,各大企業(yè)在設(shè)計(jì)其公司傳感器的時(shí)候會(huì)設(shè)計(jì)過濾膜單元。通常會(huì)根據(jù)傳感器種類安置不同過濾器。但是過濾膜在是用于調(diào)研時(shí)間之后就會(huì)失效。最有效的方式還是通過傳感器矩陣和軟件程序來降低和修正交叉反應(yīng)。提高抗干擾性。傳感器使用壽命是有限的。傳感器輸出信號(hào)因?yàn)槭褂脮r(shí)間的延長而失去其效果。這是

22、很多因素共同導(dǎo)致的。通常公司給出的標(biāo)準(zhǔn)是兩年左右。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)只是一種大概的預(yù)估指標(biāo)。因?yàn)閭鞲衅髡嬲挠行勖鋺?yīng)用環(huán)境中待測有毒氣體濃度承反比。3.4前置放大濾波電路的設(shè)計(jì)由于傳感器輸出的信號(hào)非常弱。容易因放大信號(hào)丟失，也可能受到零點(diǎn)漂移或電路波形干擾。其輸出信號(hào)范圍：05a。鑒于本設(shè)計(jì)測量信號(hào)的變化速率很慢，通常是二十秒上下。所以能夠采用單端供電放大器：ad623。ad623主要特點(diǎn)如下：1、ad623僅通過單個(gè)電阻來進(jìn)行增益調(diào)整，最大能夠達(dá)到一千倍。方便用戶使用。2、ad623具有優(yōu)良的直流特性。增益精度0.1%(g=1)。增益漂移25ppm(g=1)。輸入失調(diào)電壓最大100v。輸入失調(diào)電

23、壓漂移1v/c(ad623b)。輸入偏置電流最大25na。3、ad623具有優(yōu)良的cmrr。它隨增益增加而增加。誤差小。4、ad623帶寬800khz(g=1)。5、ad623共模抑制比相對(duì)于其他同類型元件范圍比較廣。在此基礎(chǔ)上還能夠增大比地電位小150mv地電路共模電壓。ad623僅僅用單電源供電就可以讓元件處于最佳功能運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。6、ad623能夠代替分立器件組成的放大器。具有優(yōu)良的線性度；溫度穩(wěn)定性；小體積可靠性。8、ad623儀表的放大器一共是常用的8腳工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝模具。即dip；soic；小型soic三種形式。圖3.6 ad623引腳排列圖下圖是ad623和傳感器的電路連接圖。構(gòu)成前置

24、放大濾波電路。圖3.7 ad623放大濾波電路在ad623輸入處增添一個(gè)濾波電容。電阻可以選擇個(gè)一千歐姆的電阻，這樣可以放大約一百倍左右。通過放大濾波電路輸出信號(hào)電壓0-5v之間，符合數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的電壓需求。3.5模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)氣體傳感器出來的信號(hào)是模擬信號(hào)，而微處理器at89s52只能處理數(shù)字信號(hào)，故需要對(duì)模擬信號(hào)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為處理器能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，由于經(jīng)過放大電路出來的模擬電壓變化范圍在05v，故選擇性價(jià)比比較合適的adc0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。其管腳定義如圖3.8所示。圖3.8 adc0809管腳示意圖adc0809各腳功能如下表3.2：引腳功能介紹d7-d0in0-in7

25、8位數(shù)字量輸出引腳8位模擬量輸入引腳vcc+5v工作電壓ref（+）參考電壓正端ref（-）參考電壓負(fù)端starta/d轉(zhuǎn)換啟動(dòng)輸入端ale地址鎖存允許輸入端eoc轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳；開始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平；當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平oe輸出允許控制端；用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器clk時(shí)鐘信號(hào)輸入端（一般為500khz）a、b、c地址輸入線3.6 復(fù)位電路設(shè)計(jì)at89s52芯片具有復(fù)位操作功能。rst是復(fù)位操作管腳，能夠在上電和at89s52工作的任何時(shí)間點(diǎn)對(duì)芯片控制復(fù)位。當(dāng)然在每次上電后都必須讓at89s52回到復(fù)位狀態(tài)，也可以理解為每過兩個(gè)周期給rst復(fù)位信號(hào)。本設(shè)計(jì)運(yùn)用的是rc復(fù)位設(shè)計(jì)。它的有點(diǎn)

26、在于結(jié)構(gòu)非常簡單，并且易于達(dá)到理想效果，普通單片機(jī)系統(tǒng)通常都會(huì)使用這種方式進(jìn)行復(fù)位。此外還可額外增加一處復(fù)位按鈕，在某些情況下可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)為的復(fù)位。圖3.9 系統(tǒng)復(fù)位電路 圖3.10 電源電路第四章：軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試4.1單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)主程序：軟件設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容是保證溫度是0延遲顯示。按照一定的掃描周期讀取并且顯示ds18b20的監(jiān)測溫度情況。溫度測量每1s進(jìn)行一次。其程序流程圖如下圖：圖4.1 主程序流程圖4.2讀溫度子程序先讓ds18b20復(fù)位。后發(fā)跳過rom匹配命令；再發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令。命令ds18b20開始測量溫度之后交換。延時(shí)等待轉(zhuǎn)換完畢后；再將已轉(zhuǎn)換的溫度值一一地從各個(gè)ds18b

27、20取出，轉(zhuǎn)變成pc需要的數(shù)據(jù)編碼形式發(fā)送至上位機(jī)，以此循環(huán)往復(fù)。程序框圖如4.2下：圖4.2讀溫度程序框圖4.3 溫度比較報(bào)警子程序這段程序是用來把溫度跟提前預(yù)制的預(yù)警溫度值進(jìn)行對(duì)比。決定是否發(fā)出報(bào)警信號(hào)。他們判斷絕對(duì)值的實(shí)際關(guān)系時(shí)是運(yùn)用正負(fù)符號(hào)來核對(duì)的。具體的流程圖如4.3所示：圖4.3 溫度比較報(bào)警子程序4.4 rs-485串口通信模塊程序設(shè)計(jì)at89s52是串行口全雙工串行通信協(xié)議。有4 種工作方式：方式0移位寄存使用；方式1是波特率可變的8位uart；方式2是波特率固定為兩種的9位uart；方式3波特率9位uart。選擇方式2或者方式3來進(jìn)行串口通信。程序流程圖如圖4-.：中斷開始接

28、收到數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀有效ready指令接收到數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀有效處理接受到的數(shù)據(jù)信息開始結(jié)束圖4.4 rs-485通信流程圖第五章：結(jié)論與展望5.1主要結(jié)論1、本設(shè)計(jì)通過對(duì)傳感器技術(shù)；自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)；微控制器技術(shù)的合理應(yīng)用；設(shè)計(jì)了一整套對(duì)溫度間進(jìn)行控制且使用方便的裝置。2、軟硬件設(shè)計(jì)合理。設(shè)計(jì)的軟件部分靈活的運(yùn)用了模塊化程序設(shè)計(jì)思維及思路。各模塊相互獨(dú)立。增強(qiáng)了整個(gè)程序地可靠性與各單元的可擴(kuò)展情況。系統(tǒng)具有較高的性價(jià)比。3、通過實(shí)際檢測，本設(shè)計(jì)的反應(yīng)速度很快，并且程序簡單使用方便。工作可靠等特點(diǎn)。5.2展望1、設(shè)計(jì)使用的傳感器與轉(zhuǎn)換器集成，這樣雖然可以方便交換信號(hào)增加傳輸?shù)目煽啃院晚憫?yīng)速度。但會(huì)增加儀器

29、的成本。以后的改進(jìn)方向是采用價(jià)位偏低的傳感器，其他各塊電路單元盡量不用成品，由自己完成。2、因?yàn)閼魞?nèi)各種原因是相互干擾的，本設(shè)計(jì)的信號(hào)顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是用液晶屏顯示的百分比數(shù)據(jù)。這樣就在精度上有所欠缺。接下來應(yīng)該在系統(tǒng)中添加模糊算法等增強(qiáng)設(shè)計(jì)的智能水平。3、今后的設(shè)計(jì)方向是完成的全面多層次的檢測和自動(dòng)化。致 謝在本科學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束之際，對(duì)四年來曾關(guān)心、指導(dǎo)、幫助和鼓勵(lì)過我的老師、同學(xué)們表示衷心的感謝。讓我們共同分享完成論文的喜悅。感謝我的家人在我四年本科的學(xué)習(xí)、工作和生活中對(duì)我一貫的支持、理解與鼓勵(lì)。感謝導(dǎo)師在論文的選題、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與論文撰寫過程中，自始至終以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)和崇高的責(zé)任心給予了全面

30、的指導(dǎo)。最后，祝愿所有的老師和同學(xué)在今后的工作、學(xué)習(xí)和生活中事事順心、心想事成。謝謝！參考文獻(xiàn)1 魏英智.ds18b20在溫度控制中的應(yīng)用j.煤礦機(jī)械,2005(3):90-92.2 王來雄,姜智忠.rs-485智能串行通信接口的設(shè)計(jì)j.微電子學(xué)與計(jì)算機(jī),2003(2):70-72.3 劉軍華.傳感器技術(shù)應(yīng)用實(shí)例m.北京:電子工業(yè)出版社,2008.4 吳建平.傳感器原理及應(yīng)用m.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.5 余永權(quán).atmel89系列flash單片機(jī)原理與應(yīng)用m.北京:電子工業(yè)出版社,2003.6 atmel公司.at89s52數(shù)據(jù)手冊(cè)m.2003.7 孫廷才,王杰,孫中健.工業(yè)控制計(jì)算

31、機(jī)組成原理m.北京:清華大學(xué)出版社,2001.8楊振野.ic 卡技術(shù)及其應(yīng)用m.北京:科學(xué)出版社,2006.9李學(xué)海.pic 單片機(jī)實(shí)用教程基礎(chǔ)篇m.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2002.10李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)m.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1994.11李建忠，單片機(jī)原理及應(yīng)用，西安m：西安電子科技大學(xué)出版社，2002；12何立民主編. mcs-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)m.北京：北京航天航空大學(xué)出版社，1990.13 lain.liu，steve.real-time embedded system.computing and control bate，engineering jo

32、urnal，2002，13（4）：154-155.14陳在平,岳有軍.工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線技術(shù)m.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.15鄔寬明. can總線原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)m . 北京:北京航空航天大學(xué)出版社, 1996.16canaerospace interface specification for airborne can app licationsv1. 7 z. germany: stock flight systems, 2001.17鄒潤民,彭輝. 一種簡單高效的現(xiàn)場總線的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) j . 測控技術(shù), 2005, 24 (6) : 43 - 45.18吳軍輝,林開顏,徐立鴻

33、. rs2485總線通信避障及其多主發(fā)送的研究 j . 測控技術(shù), 2002, 21 (8) : 41 - 43.19苗強(qiáng). 基于rs485 總線的變電所監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì) j . 儀器儀表學(xué)報(bào), 2006, 16, ( 6): 910 91220郭文加. rs - 485 收發(fā)器及組網(wǎng)中的有關(guān)問題 j . 電子技術(shù)應(yīng)用, 1998, ( 1) : 65 6721尹紅. 單片機(jī)rs- 485多機(jī)通訊的實(shí)現(xiàn) j. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用, 1999, 19, ( 1): 52 54附 錄附 錄 1附 錄 2附 錄 31、主機(jī)程序：#include #include#define uchar unsigned ch

34、ar /無符號(hào)字符型#define uint unsigned int /無符號(hào)整型uchar codetablee=0x00,0x01,0x02；0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09;/字符碼unsigned char tmph,tmpl; sbit lcdrs=p20; /數(shù)據(jù)命令選擇端sbit lcdrw=p21; /讀寫選擇端sbit lcden=p22; /使能端sbit dq=p34; /ds18b20信號(hào)線sbit key2=p37; uint temp,tt;uchar num,x,y,z,data1,i;uchar code table=tem

35、perature is: ;/用于初始顯示uchar code table1= 000.0c ;void delay(uint z) /延時(shí)z ms uint i,j; for(i=0;iz;i+) for(j=0;j0;i-) dq = 0; / 給脈沖信號(hào) dat=1; dq = 1; / 給脈沖信號(hào) if(dq) dat|=0x80; delay_18b20(4); return(dat);/*ds18b20寫一個(gè)字節(jié)*/ void writeonechar(unsigned char dat) unsigned char i=0; for (i=8; i0; i-) dq = 0; d

36、q = dat&0x01; delay_18b20(5); dq = 1; dat=1; /*讀取ds18b20當(dāng)前溫度*/uint readtemperature() uchar a,b;init_ds18b20(); delay_18b20(80);writeonechar(0xcc); / 跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作writeonechar(0x44); / 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換init_ds18b20();writeonechar(0xcc); /跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作writeonechar(0xbe); /讀取溫度寄存器等（共可讀9個(gè)寄存器） 前兩個(gè)就是溫度a=readonechar(); /讀取

37、溫度值低位b=readonechar(); /讀取溫度值高位 tt= a / 16 + b * 16;return(tt);void main() init(); init1(); write_com(0x80);/初始顯示 for(num=0;num16;num+) write_date(tablenum); delay(5); write_com(0x80+0x40); for(num=0;num3) i=1; /對(duì)數(shù)據(jù)拆分依次發(fā)送 if(i=1) sbuf=readtemperature()/ 100 % 10; l1602_char(2, 6, readtemperature()/ 1

38、00 % 10 + 48); else if(i=2) sbuf=readtemperature()/10% 10; l1602_char(2, 7, readtemperature()/10% 10 + 48); else if(i=3) sbuf=readtemperature()%10; l1602_char(2, 8, readtemperature()%10+48); while(ti=0) ; ti=0; key2=0; 2、機(jī)程序#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned char t

39、mph,tmpl; sbit lcdrs=p20;sbit lcdrw=p21;sbit lcden=p22;sbit key2=p37;uchar num,temp,dat1,dat2,dat3,i=0;uchar code table=temperature is: ;uchar code table1= .0c ;void delay(uint z) uint i,j; for(i=0;iz;i+) for(j=0;j110;j+);void write_com(uchar com) lcdrs=0; lcdrw=0; p0=com; delay(5); lcden=1; delay(5

40、); lcden=0;void write_date(uchar date) lcdrs=1; lcdrw=0; p0=date; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0;void init() lcden=0; write_com(0x38); write_com(0x0c); write_com(0x06); write_com(0x01);void l1602_char(uchar hang,uchar lie,char sign)uchar a;if(hang = 1) a = 0x80;if(hang = 2) a = 0xc0;a = a + lie - 1;write_com(a);write_date(sign);v