畢業設計-基于mcs-51單片機的ds18b20數字溫度計設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 0000 0191H + 0000 0000 1010 0001 00A2H + 0000 0000 0000 0010 0008H 0 0000 0000 0000 1000 0000H 1111 1111 1111 0000 FFF8H 1111 1111 0101 1110 FF5EH 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H 9 D S 1 8 B 2 0 D S 1 8 B 2 0 D S 1 8 B 2 04 .7 KGN D GN D GN DVC CVC C單 片機.... 圖 4 DS18B20 與單片機的接口電路 DS18B20 溫度傳感器與單片機的接口電路 DS18B20 可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時 DS18B20的 1 腳接地， 2 腳作為信號線， 3 腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，如圖4 所示單片機端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20 時鐘周期內提供足夠的電流，可用一個 MOSFET 管來完成對總線的上拉。 當 DS18B20 處于寫存儲器操作和溫度 A/D 轉換操作時， 總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為 10us。采用寄生電源供電方式時 VDD 端接地。由于單線制只有一根線，因此發送接口必須是三態的。 由于 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫數據，因此，對讀寫的數據位有著嚴格的時序要求。 DS18B20 有嚴格的通信協議來保證各位數據傳輸的正確性和完整性。該協議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。所有時序都是將主機作為主設備，單總線器件作為從設備。而每一次命令和數據的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數據，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成 數據接收。數據和命令的傳輸都是低位在先。 DS18B20 的復位時序 DS18B20 的讀時序 對于 DS18B20 的讀時序分為讀 0 時序和讀 1 時序兩個過程。 10 對于 DS18B20 的讀時隙是從主機把單總線拉低之后，在 15 秒之內就得釋放單總線，以讓 DS18B20 把數據傳輸到單總線上。 DS18B20 在完成一個讀時序過程，至少需要 60us 才能完成。 DS18B20 的寫時序 對于 DS18B20 的寫時序仍然分為寫 0 時序和寫 1 時序兩個過程。 對于 DS18B20 寫 0 時序和寫 1 時序的要求不同，當要寫 0 時序時，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20 能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO 總線上的“ 0”電平，當要寫 1 時序時，單總線被拉低之后，在 15us 之內就得釋放單總線。 顯示部分電路設計 74LS164 引腳功能及特性 4ls164 是一個串入并出的 8 位移位寄存器，他常用于單片機系統中，下面總結一下這個元件的基本知識． ＜ 74ls164 引腳 圖＞ 11 ＜ 74LS164 內部功能圖＞ ＜ 74LS164 邏輯符合表＞ 串行輸入帶鎖存 時鐘輸入 ,串行輸入帶緩沖 異步清除 最高時鐘頻率可高達 36Mhz 功耗： 10mW/bit 74 系列工作溫度： 0176。 C to 70176。 C Vcc 最高電壓： 7V 輸入最高電壓： 7V 最大輸出驅動能力： 高電平：－ 低電平： 8mA 顯示電路 顯示電路采用 4 位共陽 LED 數碼管，從 P3 口 RXD,TXD 串口輸出段碼。 顯示電路是使用的串口顯示，這種顯示最大的優點就是使用口資源比較少，該顯示電路只使用單片機的 3 個端口 ， , 4 片串入并出移位寄存器 74LS164（ LED 驅動）四只數碼管采用 74LS164 右移寄存器驅動，顯示比較清晰。 12 其工作過程如下： 1. 串行數據由 發 送，移位時鐘由 送出。 2. 在移位時鐘的作用下串行口發送緩沖器的數據一位一位地移入 74LS164中。 3. 四片 74LS164 串級擴展為 4 個 8 位并行輸出口，分別連接到 4 個 LED 顯示器的段選端作靜態顯示。 報警電路的實現 圖 5 中蜂鳴器可以在被測溫度不在上下限范圍內時，發出報警鳴叫聲音，同時LED 數碼管將沒有被測溫度值顯示 . 報警上 ,下限調整電路實現 圖 5 中有三個獨立式按鍵可以分別調整溫度計的上下限報警設置 ,圖中蜂鳴器可以在被測溫度不在上下限范圍內時，發出報警鳴叫聲音，同時 LED 數碼管將沒有被測溫度值 顯示，這時可以調整報警上下限，從而測出被測的溫度值。 復位電路的實現 圖 5 中的按健復位電路是上電復位加手動復位，使用比較方便，在程序跑飛時，可以手動復位，這樣就不用在重起單片機電源，就可以實現復位。 圖 5 單片機主板電路 13 圖6 溫度顯示電路 第 3 章 系統軟件設計 系統程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉換命令子程序，計算溫度子程序，顯示數據刷新子程序等。 主程序 圖 7 主程序流程圖 圖 8 讀溫度流程圖 初始化 調用顯示子程序 1S 到？ 初次上電 讀出溫度值溫度計算處理顯示數據刷新 發溫度轉換開始命令 N Y N Y Y 發 DS18B20 復位命令 發跳過 ROM 命令 發讀取溫度命令 讀取操作， CRC 校驗 9 字節完？ CRC 校驗正？確？ 移入溫度暫存器 結束 N N Y 14 發 DS18B20 復位命令 發跳過 ROM 命令 發溫度轉換開始命令 結束 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，在讀出時需進行 CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數據的改寫。其程序流程圖如圖 8 示 圖 9 溫度轉換流程圖 溫度轉換命令子程序 溫度轉換命令子程序主要是發溫度轉換開始命令，當采用 12 位分辨率時轉換時間約為 750ms，在本程序設計中采用 1s 顯示程序延時法等待轉換的完成。溫度轉換命令子程序流程圖如上圖，圖 9 所示 計算溫度子程序 計算溫度子程序將 RAM 中讀取值進行 BCD 碼的轉換運算，并進行溫度值正負的判定，其程序流程圖如圖 10 所示。 圖 10 計算溫度流程圖 圖 11 顯示數據刷新流程圖 開始 溫度零下 ? 溫度值取補碼置“ — ”標志 計算小數位溫度 BCD 值 計算整數位溫度 BCD 值 結束 置“ +”標志 N Y 溫度數據移入顯示寄存器 十位數 0？ 百位數 0？ 十位數顯示符號百位數不顯示 百位數顯示數據（不顯示符號） 結束 N N Y Y 15 總結與體會 經過實訓的學習，終于完成了我的數字溫度計的設計，雖然沒有完全達到設計要求，但從心底里說，還是比較高興的。從這次的課程設計中，我真真正正的意識到，在以后的學習中，要理論聯系實際，把我們所學的理論知識用到實際當中，學習單機片機更是如此，程序只有在經常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在這次課程設計中的最大收獲。 參考文獻 [1] 李廣弟 .單片機基礎［Ｍ］ .北京：北京航空航天大學出版社， 1994 [2] 閻石 .數字電子技術基礎（ 第三版） . 北京：高等教育出版社， 1989 [3] 新穎電子模塊應用手冊 . 北京：機械工業出版社， 2021. g an employment tribunal clai Employment tribunals sort out disagreements between employers and employees. You may need to make a claim to an employment tribunal if: ? you don3