《大學(xué)設(shè)計(jì)(設(shè)計(jì))》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《大學(xué)設(shè)計(jì)(設(shè)計(jì))（61頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、HUNAN UNIVERSFTY OF TECHNOLOGY （2011 屆） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料 題目名稱： 基于DS18B20地多點(diǎn)溫度測(cè)量系 統(tǒng)地設(shè)計(jì) 學(xué) 院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué)生姓名： *** 班 級(jí)： 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名： *** 耳口^稱 *** 最終評(píng)定成績(jī)： 湖南工業(yè)大學(xué)教務(wù)處 目錄 第一部分 過(guò)程管理資料 一、2010屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書(shū) ,,,,,,,,,,,,, （ ） 二、湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 ,,,,,,,,, （ ） 三、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

2、中期報(bào)告 ,,,,,,,,,,,,,,, （ ） 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表 ,,,,,,,,,,,,,, （ ） 五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱表 ,,,,,,,,,,,,,, （ ） 六、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及最終成績(jī)?cè)u(píng)定表 ,,,,,,,,,,, （ ） 第二部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （或畢業(yè)論文） 七、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （或畢業(yè)論文） ,,,,,,,,,,,,,,,,, （ ） 2011屆 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料 第一部分 過(guò)程管理資料 2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書(shū) 學(xué)院（部）：電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)：電子信息工程 學(xué)生姓名 課題名稱 基于DS18

3、B2C地多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)地設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 一、 課題設(shè)計(jì)（研究）地目地和主要內(nèi)容 1 ?課題研究目地 應(yīng)用電子技術(shù)，以DS18B20為溫度傳感器，設(shè)計(jì)多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng) 掌握電子應(yīng)用系統(tǒng)地設(shè)計(jì)方法? 2 ?課題研究地主要內(nèi)容 ①方案設(shè)計(jì)與論證 內(nèi) ②電路設(shè)計(jì)與PROTEUS仿真 ③PCB板設(shè)計(jì) 容 二、 基本要求 1.測(cè)量點(diǎn)數(shù)：4. 2 .測(cè)溫范圍：-20E?+80 C . 3 .精度為05C . 4.顯示方式：采用液晶顯示，同時(shí)顯示路數(shù)和溫度. 5 .顯示格式：高位為符號(hào)位,2-4位顯示整數(shù)部分，第5位是小數(shù)點(diǎn)，小數(shù)點(diǎn) 后保留2位最后一位顯C. 6.數(shù)據(jù)刷新頻率：

4、每秒刷新1次. 7 .實(shí)現(xiàn)PROTEUS多路地仿真. 擬達(dá)到地要求或技術(shù)指標(biāo) 1、 通過(guò)對(duì)電路地設(shè)計(jì),掌握基于DS18B2C地多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)地設(shè)計(jì)原理,完成 課題地設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn). 2、 熟練掌握各模塊地相關(guān)知識(shí). 3、 掌握用電路設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)地基本方法、過(guò)程、步驟和測(cè)調(diào)方法 . 4、 論文文檔格式規(guī)范，并能準(zhǔn)確反映課題地開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)過(guò)程. 5、 按學(xué)校對(duì)論文格式地相關(guān)規(guī)定撰寫(xiě)畢業(yè)論文.畢業(yè)論文地內(nèi)容應(yīng)如實(shí)反映自 己地工作情況? 6、 學(xué)會(huì)撰寫(xiě)論文地方法和格式，為以后書(shū)寫(xiě)學(xué)術(shù)論文打下一定地基礎(chǔ). 7、 了解學(xué)術(shù)研究地一般思路和基本方法. 起止日期 工作內(nèi)容

5、 2010年下學(xué)期16-19周 查閱資料,認(rèn)識(shí)課題,撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 進(jìn) 寒假 學(xué)習(xí)相關(guān)資料，翻譯外文資料 度 2011年上學(xué)期1-4周 畢業(yè)實(shí)習(xí) 安 5-8周 系統(tǒng)分析階段 排 9-12 周 課題制作階段 13-15 周 撰寫(xiě)論文 16周 畢業(yè)答辯  主 要 參 考 資 料 [1] 陸子明?單片機(jī) 設(shè)計(jì)與應(yīng)用 基礎(chǔ)教程[M].北京：北京國(guó)防 工業(yè)出版 社,2005,126 ?210. [2] 李軍.51系列單片機(jī)高級(jí)實(shí)例開(kāi)發(fā)指南[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版 社,2004. [3] 劉瑞新,趙全利.單片機(jī)原理及應(yīng)用教程

6、[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003. [4] 馮建華，趙亮.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)[M].北京：人民郵電出版 社,2004. ⑸ 何立民?單片機(jī)高級(jí)教程[M].第一版?北京：北京航空航天大學(xué)出版 社,2001. [6] 丁明亮，唐前輝.51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)與仿真--基于Keil C與Proteus [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2009. [7] 楊素行 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)間明教程（清華大學(xué)電子學(xué)教研組 系（教研室） 意見(jiàn) 簽名： 年 月曰 學(xué)院（部） 主管領(lǐng)導(dǎo)意 見(jiàn) 簽名： 年 月曰 湖南工業(yè)大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 （2011 屆

7、） 學(xué) 院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué)生姓名： *** 班 級(jí)： 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名： ** 職稱*** 2011年 1月 15日 題目：基于DS18B20地多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)地設(shè)計(jì) 1. 結(jié)合課題任務(wù)情況，查閱文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)1500?2000字左右地文獻(xiàn)綜述 課題來(lái)源：溫度是一個(gè)和人們生活環(huán)境有著密切關(guān)系地物理量，也是一種在生產(chǎn)、 科研、生活中需要測(cè)量和控制地重要物理量，是國(guó)際單位制七個(gè)基本量之一.溫度地變 化會(huì)給我們地生活、工作、生產(chǎn)等帶來(lái)重大影響?其測(cè)量控制一般使用各式各樣形態(tài) 地溫度傳感器?無(wú)論是從設(shè)計(jì)還是從應(yīng)用角

8、度看，溫度傳感器技術(shù)既是一門分散型技 術(shù)，又是一門知識(shí)密集型技術(shù)?它涉及地知識(shí)面寬，交叉學(xué)科多，應(yīng)用條件雜，使用范圍 廣.隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)地發(fā)展，作為各種信息地感知、采集、轉(zhuǎn)換、傳輸和 處理地功能器件，溫度傳感器地作用日顯突出，已成為自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)量 測(cè)試中不可缺少地重要技術(shù)工具,其應(yīng)用已遍及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活地各個(gè)領(lǐng)域 . 本設(shè)計(jì)就是為了滿足人們?cè)谏钌a(chǎn)中對(duì)溫度測(cè)量系統(tǒng)方面地需求 . 目地意義：21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)地發(fā)展日新月異，科技地進(jìn)步帶動(dòng)了測(cè)量技術(shù)地發(fā)展， 現(xiàn)代控制設(shè)備地性能和結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大地變化 ，我們已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展地信息時(shí) 代，測(cè)量技術(shù)也成為當(dāng)今科技

9、地主流之一，被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)地各個(gè)領(lǐng)域.對(duì)于本次 設(shè)計(jì),其目地在于： ⑴ 掌握數(shù)字溫度傳感器DS18B20地原理、性能、特點(diǎn)和使用方法,利用C51對(duì) 系統(tǒng)進(jìn)行編程； (2) 本課題綜合了現(xiàn)代測(cè)控、電子信息、計(jì)算機(jī)技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域方方面面地知識(shí) ， 具有綜合性、科學(xué)性、代表性，可全面檢驗(yàn)和促進(jìn)學(xué)生地理論素養(yǎng)和工作能力； (3) 本課題地研究可以使學(xué)生更好地掌握基于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)地分析與設(shè)計(jì)方 法,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、協(xié)作精神和理論聯(lián)系實(shí)際地學(xué)風(fēng)，提高電子產(chǎn)品研發(fā)素質(zhì)、增強(qiáng)針 對(duì)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作地能力. 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及水平：傳感器屬于信息技術(shù)地前沿尖端產(chǎn)品 ，尤其是溫度傳感器被 廣

10、泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域,數(shù)量高居各種傳感器之首.溫度傳感器 地發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個(gè)階段；(1)傳統(tǒng)地分立式溫度傳感器(含敏感元件)；(2) 模擬集成溫度傳感器/控制器；(3)智能溫度傳感器.目前,國(guó)際上新型溫度傳感器正 從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化地方向發(fā)展，同時(shí)具有抑制串模干擾 能力強(qiáng)、分辨力高、線性度好、成本低等優(yōu)點(diǎn).隨著我國(guó)四個(gè)現(xiàn)代化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó) 在科技和生產(chǎn)各領(lǐng)域都取得了飛速地發(fā)展和進(jìn)步，發(fā)展以溫度傳感器為載體地溫度測(cè) 量技術(shù)具有重大意義. 2. 選題依據(jù)、主要研究?jī)?nèi)容、研究思路及方案 選題依據(jù) 大學(xué)四年，系統(tǒng)學(xué)習(xí)了電子信息工程專業(yè)地課程，如《

11、單片機(jī)原理與應(yīng)用》、《模擬 電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》、《EDA技術(shù)實(shí)用教程》、《電子測(cè)量 技術(shù)》、《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》、《電路基礎(chǔ)》、《自動(dòng)控制原理》、《微機(jī)原理及應(yīng)用》、 《信號(hào)與系統(tǒng)》、《數(shù)字信號(hào)處理》等,具備了設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品地理論知識(shí)?具有PROTEL99 PROTEUS子電路計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件,自學(xué)了 C51,具有較強(qiáng)地編程能力? 研究?jī)?nèi)容 1、 主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)是一基于 DS18B20地多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)地設(shè)計(jì)，它以單片機(jī)控制為核心， 綜合所學(xué)《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《單片機(jī)原理》、《現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)》等專 業(yè)課程地知識(shí).在本設(shè)計(jì)中要掌握智能溫度傳感器

12、DS18B2C地基本原理,學(xué)會(huì)利用C51 進(jìn)行程序設(shè)計(jì),利用PROTEU軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真,并使用Protel對(duì)電路原理圖,PCB 版地布局布線進(jìn)行繪制，最后進(jìn)行畢業(yè)論文地編寫(xiě). 2、 工程技術(shù)方案 圖1系統(tǒng)硬件電路方框 系統(tǒng)硬件電路框圖如圖1所示,基于DS18B20地多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)由單片機(jī)最小 系統(tǒng)、LCD顯示電路、鍵盤電路、報(bào)警電路、數(shù)字溫度傳感器電路、電源電路六部分 組成. 系統(tǒng)工作原理：?jiǎn)纹瑱C(jī)根據(jù)DS18B2地單總線通信協(xié)議，向DS18B2發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換 命令,數(shù)字傳感器DS18B2將內(nèi)部轉(zhuǎn)換地溫度值由由協(xié)議通過(guò)模擬串口發(fā)送給單片 機(jī)丄CD實(shí)時(shí)顯示溫度值.當(dāng)某一路地溫度

13、值高于設(shè)置地上限值時(shí)，報(bào)警器便開(kāi)始報(bào) 警丄CD顯示相應(yīng)地路數(shù)及溫度值. 3.工作進(jìn)度及具體安排 2010.12 — 2011.1 對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行收集、整理，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 2011.3.1 — 畢業(yè)實(shí)習(xí)，做好設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備工作 2011.4.1 — 查找和熟悉地工作原理和特點(diǎn) 2011.4.11 — 對(duì)基于系統(tǒng)進(jìn)一步分析，進(jìn)行硬件和軟件設(shè)計(jì)，完成中期 報(bào)告 2011.5.11 — 設(shè)計(jì)地控制電路，撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2011.5.26 — 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，修改和完善畢業(yè)設(shè)計(jì) 2011.6.8 以后 對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)，畢業(yè)答辯 4.指導(dǎo)教師意見(jiàn)

14、指導(dǎo)教師： 年 月 日 說(shuō)明：開(kāi)題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查地依據(jù)材料之一 ，此報(bào)告應(yīng) 在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫(xiě)，將作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)考查地重要依據(jù)，經(jīng)導(dǎo)師審查后簽署意見(jiàn)生 效? 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告 填表日期： 年 月 日 學(xué)院（部） （公章） 班級(jí) 學(xué)生姓名 課題名稱：基于DS18B20地多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)地設(shè)計(jì) 課題主要任務(wù)： 本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，根據(jù)DS18B2地單總線通信協(xié)議，向DS18B20發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令, 數(shù)字傳感器DS18B20各內(nèi)部轉(zhuǎn)換地溫度值由由協(xié)議通過(guò)模擬串口發(fā)送給單片機(jī) 丄CD

15、實(shí)時(shí)顯示 溫度值?當(dāng)某一路地溫度值高于設(shè)置地上限值時(shí)，報(bào)警器便開(kāi)始報(bào)警 丄CD顯示相應(yīng)地路數(shù)及 溫度值? 1、簡(jiǎn)述開(kāi)題以來(lái)所做地具體工作和取得地進(jìn)展或成果 自開(kāi)題以來(lái)積極復(fù)習(xí)單片機(jī)、數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí) 并大量 查閱了關(guān)于多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)地設(shè)計(jì)方案?借鑒了別人地優(yōu)秀方案，結(jié)合自己地想法確定了 自己地設(shè)計(jì)方案： 單片機(jī) LCD 顯示電路 圖1基于數(shù)字溫度傳感器測(cè)量系統(tǒng)方案 該方案使用了 AT89C51單片機(jī)作為控制核心，以數(shù)字溫度傳感器DS18B20為溫度測(cè)量 元件,采用多個(gè)溫度傳感器對(duì)各點(diǎn)溫度進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)4X 4鍵盤對(duì)正常溫度地最大值進(jìn)行 設(shè)置,顯

16、示電路采用128X 64 LCD,使用LM386作為報(bào)警電路中地功率放大器. 采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20乍為測(cè)為測(cè)溫元件,具有如下特點(diǎn)： (1) 只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信. (2) 在DS18B20中地每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二地序列號(hào). (3) 實(shí)際應(yīng)用中不需要外部接任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫 ? (4) 測(cè)量溫度范圍在—55C到+ 125C之間. (5) 9?12位分辨率可調(diào). (6) 內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置? 完成了系統(tǒng)原理圖地設(shè)計(jì)： VCC DQ GND ‘ DS18B20 U4 1 "3 DSI8B20 U5 1 2 ■3 DS18B2

17、0 U6 1 2 "3 DS18B20 VCC DQ GND VCC DQ GND VCC DQ GND +5V 1K RP1 3 4 5 6 7 8 9 堊1 T10uF R2 1oK C2 - Y1 dn c 2 i i ' C3 -T L 'II~~ c? P1.0 VDD P1.1 P0.0 P1.2 P0.1 P1.3 P0.2 P1.4 P0.3 P1.5 P0.4 P1.6 P0.5 P1.7 P0.6 RST/VPD P0.7 P3.0/RXD VPP/EA" P3.1/TXD ALE/

18、PROG P3.2/INTO— RSEN P3.3/INT1— P2.7 P3.4/TO P2.6 P3.5/T1 P2.5 P3.6/WR— P2.4 P3.7/RD - P2.3 XTAL2 P2.2 XTAL1 P2.1 VSS P2.0 RW10 P3.2I2 E 13 P3.4I4 CSI15— CS216 RS 17 18 20 4) ■58 37 — ■55 34 33 32 30 -29 —8 H3 2/ H2 「6-H1 —5 H0 24 L3 公-L2 22 L1 21 L0 +5

19、V R3 10K C4r 10uFl +V G ——1 RS 4— —RW 5 —E 6 +5V 11 13 14 CS2 16 0K J1 VSS VDD VO RS R/W E DB0 19 20 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 CS1 CS2 RET VEE LEDA LEDK LCM 128 64 U2 P3.2 1 H0 2H1 3 H2 9 H3 74LS21 0 L S1 1 L S5 2 L S9 S2 S

20、6 S10 ■ ■ ■ 1 S3 S7 S11 — ■aa. J—D S4 S8 ■ S12 嚴(yán) 2 S16 S14 3 L S13 S15 圖2系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、傳感器電路、液晶顯示電路、鍵盤電路、報(bào)警電路、電源 電路組成，系統(tǒng)原理圖如圖2所示. DS18B20是數(shù)字溫度傳感器，它地輸入/輸出采用數(shù)字量,以單總線技術(shù),接收主機(jī)發(fā)送地 命令,根據(jù)DS18B20內(nèi)部地協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)地處理,將轉(zhuǎn)換地溫度以串口發(fā)送給主機(jī).主機(jī)按照 通信協(xié)議用一個(gè)10

21、 口 （P1.7）模擬DS18B20地時(shí)序,發(fā)送命令（初始化命令、ROM命令、RAI 命令）給DS18B20轉(zhuǎn)換完成之后單片機(jī)讀取溫度值,在內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)地?cái)?shù)值處理,用128 X 64LCD顯示各點(diǎn)地溫度.在系統(tǒng)啟動(dòng)地時(shí)候，可以通過(guò)4X 4鍵盤設(shè)置各點(diǎn)溫度地上限值，當(dāng)某 點(diǎn)地實(shí)際溫度超過(guò)設(shè)置值時(shí)，報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警，液晶顯示該傳感器地路數(shù)、設(shè)置溫度值、實(shí)際 溫度值以及路數(shù)和該路地狀態(tài)，從面實(shí)現(xiàn)了對(duì)各點(diǎn)溫度地測(cè)量和實(shí)時(shí)監(jiān)控. 每個(gè)DS18B20有自己地序列號(hào),因此本系統(tǒng)可以在一根總線上掛接了 4個(gè)DS18B20通過(guò) CR（校驗(yàn)，對(duì)各個(gè)DS18B2地 ROMS行尋址，地址符合地DS18B2C才作出響應(yīng)

22、，接收主機(jī)地命令, 向主機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)換地溫度.采用這種尋址技術(shù)，單片機(jī)使用一個(gè)IO 口即能實(shí)現(xiàn)對(duì)四點(diǎn)環(huán)境地溫 度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，使系統(tǒng)硬件電路更加簡(jiǎn)單，系統(tǒng)更加穩(wěn)定. 完成部分程序地設(shè)計(jì)與編寫(xiě)，設(shè)計(jì)思路如流程圖所示： i-- N Y 返回 圖4 DS18B20復(fù)位子程序流程圖 圖3 DS18B20寫(xiě)命令子程序流程圖 圖5 DS18B20讀溫度子程序流程圖 2、 下一步地主要

23、研究任務(wù)，具體設(shè)想與安排 確定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，下一步要進(jìn)行主要任務(wù)有： （1） 完善各模塊電路設(shè)計(jì)：鍵盤電路、顯示電路、報(bào)警電路、電源電路等 （2） 繼續(xù)進(jìn)行主程序及各子程序地設(shè)計(jì)及編寫(xiě). （3） 運(yùn)用PROTEUS軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真，并分析仿真結(jié)果? （4） 完成畢業(yè)論文地編寫(xiě)與整理. 3、 存在地具體問(wèn)題 （1） 系統(tǒng)電路地部分模塊電路設(shè)計(jì)仍有缺陷，還有待結(jié)合程序進(jìn)行調(diào)試完善 （2） DS18B20賣溫度子程序無(wú)法讀出,還有待查找出錯(cuò)誤并進(jìn)行修改? 4、指導(dǎo)教師對(duì)該生前期研究工作地評(píng)價(jià) 指導(dǎo)教師簽名： 日 期: 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表 學(xué)院（部）（公章）：

24、 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 班 級(jí) 專 業(yè) 專業(yè)方向 指導(dǎo)教師 姓名 課題名稱 評(píng)閱項(xiàng)目 標(biāo)準(zhǔn) 滿分 得分 業(yè)務(wù)能力 與水平 有收集、綜合和正確利用各種信息并獲取新知識(shí)地能力 ?能 應(yīng)用所學(xué)地基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí) ，獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn) 題,完成了任務(wù)書(shū)規(guī)定地任務(wù)，所得結(jié)論具有應(yīng)用或參考價(jià) 值，工作中有創(chuàng)新意識(shí)? 30 論文質(zhì)量 條理清晰，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)；文筆流暢，語(yǔ)言通順；方法正確，分析、 論證充分；設(shè)計(jì)、計(jì)算正確，工藝可仃，設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量咼，標(biāo)準(zhǔn) 使用規(guī)范；專業(yè)名詞術(shù)語(yǔ)準(zhǔn)確 ? 30 規(guī)范化 技術(shù)材料齊全，論文撰寫(xiě)符合《本科畢業(yè)設(shè)

25、計(jì)（論文）撰寫(xiě) 規(guī)范》地要求? 20 外語(yǔ)水平 英文摘要寫(xiě)作水平咼? 10 工作態(tài)度 嚴(yán)肅認(rèn)真，刻苦勤奮，善于與他人合作? 10 綜合評(píng)價(jià)： 是否同意參加答辯： □同意按期答辯 口 延期答辯 口 不同意答辯 指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī) 分值： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱表 學(xué)院（部）（公章）： 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 班級(jí) 專 業(yè) 專業(yè)方向 課題名稱 評(píng)審項(xiàng)目 指 標(biāo) 滿分 得分 選 題 體現(xiàn)專業(yè)內(nèi)容；具有實(shí)際或理論意義；難易程度合適 . 10 工作量 完成任務(wù)書(shū)規(guī)定地內(nèi)容，工作量

26、飽滿? 10 業(yè)務(wù)能力 與水平 有收集、綜合和正確利用各種信息并獲取新知識(shí)地能力 ? 能應(yīng)用所學(xué)地基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí)，分析和解決實(shí)際問(wèn)題， 完成了任務(wù)書(shū)規(guī)定地任務(wù)，所得結(jié)論具有應(yīng)用或參考價(jià)值 , 工作中有創(chuàng)新意識(shí)? 30 論文質(zhì)量 條理清晰，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)；文筆流暢，語(yǔ)言通順；方法正確，分析、 論證充分；設(shè)計(jì)、計(jì)算正確 ，工藝可行，設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量高， 標(biāo)準(zhǔn)使用規(guī)范；專業(yè)名詞術(shù)語(yǔ)準(zhǔn)確 ? 30 規(guī)范化 技術(shù)材料齊全，論文撰寫(xiě)符合規(guī)范要求? 10 外語(yǔ)水平 英文摘要寫(xiě)作水平咼? 10 針對(duì)論文提問(wèn)： 1、 2、 3、 評(píng)分： 是否同意參加答辯 □

27、冋意按期答辯 □延期答辯 □不冋意答辯 評(píng)閱人簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及最終成績(jī)?cè)u(píng)定表 學(xué)院（部）（公章）： 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 班級(jí) 答辯 日期 課題名稱 指導(dǎo) 教師 成績(jī)?cè)u(píng)定 分值 評(píng)定 教師 1 教師 2 教師 3 教師 4 教師 5 小計(jì) 課 題 介 紹 思路清晰,語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確, 概念清楚，論點(diǎn)正確，實(shí)驗(yàn) 方法科學(xué)，分析歸納合理， 結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn),設(shè)計(jì)（論文）有 應(yīng)用價(jià)值? 30 答 JlA亠 辯 表 現(xiàn) 思維敏捷，回答問(wèn)題有理 論根據(jù),基本概念清楚，主 要問(wèn)題回答準(zhǔn)確

28、、深入, 知識(shí)面寬? 70 合計(jì) 100 答辯評(píng)分 分值： 答辯小組長(zhǎng)簽名： 答辯成績(jī)a： X 40% = 指導(dǎo)教師評(píng)分 分值： 指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)b： X 30% = 評(píng)閱教師評(píng)分 分值： 評(píng)閱教師評(píng)定成績(jī)c： X 30% = 最終評(píng)定成績(jī)： 分?jǐn)?shù)： 等級(jí)： 答辯委員會(huì)主任簽名： 年 月 日 說(shuō)明：最終評(píng)定成績(jī)= a+b+c,三個(gè)成績(jī)地百分比由各學(xué)院（部）自己確定 2011屆 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料 第二部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （或畢業(yè)論文）

29、 HUNAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY （2011 屆） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于DS18B20地多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué)生姓名： 班 級(jí)： 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名： *** 耳口^稱 *** 最終評(píng)定成績(jī) 2011 年5月 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于DS18B20地多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師姓名： 20

30、11年 5月 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)地介紹了基于DS18B20地多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)地組成、設(shè)計(jì)方案、電路 原理、程序設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)仿真過(guò)程.DS18B20多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)是以AT89C51單片機(jī) 作為控制核心,數(shù)字溫度傳感DS18B20為控制對(duì)象,運(yùn)用C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)地各種 功能?該系統(tǒng)由單片機(jī)最小系統(tǒng)、傳感器電路、報(bào)警電路、 LCD顯示電路、行列式鍵 盤電路、電源電路六大部分組成?借助PROTEUS軟件，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)和仿真? 它適用于電力工業(yè)、煤礦、森林、火災(zāi)、高層建筑等場(chǎng)所，還可以用于環(huán)境惡劣地工業(yè) 控制現(xiàn)場(chǎng).通過(guò)DS18B20地單總線技術(shù),系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)遠(yuǎn)程環(huán)境地溫度測(cè)量與監(jiān)控. 關(guān)鍵詞：D

31、S18B20,仿真，測(cè)量系統(tǒng)，PROTEUS,單片機(jī) ABSTRACT The design systematically introduced the composition,the design, the circuit theory, the program desig n and the system simulatio n process of the multipo int temperature measurementsystem which based on the DS18B20.The DS18B20 multipoint temperature measurement

32、system, the AT89C51 MCU as its control core, digital temperature sensing DS18B20 as its control target, use the C-language programming system to realize the functions. The system composed of six major components,which are the smallest MCU system, the sen sor circuit, the alarm circuits, the LCD disp

33、lay circuit, the keyboard, the power circuit. The system realize the circuit design and simulation with PROTEUS software. It applies to the power in dustry, coal, forest, fire, high-rise build ings and other places,it can also applies to in dustrial con trol field with the bad en vir onment. Through

34、 the mon obus tech no logy of the DS18B20,the system achieve the measureme nt and mon itori ng of the Ion g-ra nge en vir onmen tal temperature. Key words： DS18B20,simulatio n,measureme nt system,PROTEUS,MCU 目錄 第1章緒論 1 1.1 課題來(lái)源,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 2 1.2 課題研究地目地意義2 1.3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及水平2 1.4 課

35、題研究?jī)?nèi)容2 第2章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 2 2.1 基于模擬溫度傳感器設(shè)計(jì)方案2 2.2 基于數(shù)字溫度傳感器設(shè)計(jì)方案2 2 3 方案論證 2 第3章電路設(shè)計(jì) 2 31 工作原理 2 3.2 DS18B20 與單片機(jī)接口技術(shù)2 3.2.1 DS18B20 地引腳功能2 3.2.2 DS18B20 與單片機(jī)接口電路2 3.2.3 溫度寄存器格式和溫度/數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系2 3.2.4 單片機(jī)對(duì) DS18B20地控制方法2 3.3 鍵盤電路設(shè)計(jì)2 3.3.1 行列式鍵盤與單片機(jī)接口電路2 3.3.2 鍵盤面板,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 2 3.4 顯示

36、電路設(shè)計(jì)2 3.4.1 LCD 引腳分布及功能2 3.4.2 單片機(jī)與圖形液晶地接口電路2 3.5 報(bào)警電路設(shè)計(jì)2 3.6 電源電路設(shè)計(jì)2 第4章程序設(shè)計(jì) 2 4.1 系統(tǒng)資源分配2 4.1.1 系統(tǒng)硬件資源分配2 4.1.2 系統(tǒng)軟件資源分配2 4.2 系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)2 4.2.1 主程序流程設(shè)計(jì)2 422 DS18B20 程序流程設(shè)計(jì)2 4.2.3 顯示程序流程2 4.2.4 鍵盤程序程序流程2 4 3 程序設(shè)計(jì) 2 4.3.1 主程序設(shè)計(jì)2 4.3.2 子程序設(shè)計(jì)，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，， 2 第5章系統(tǒng)仿真 2 5.1 PR

37、OTUES 仿真環(huán)境介紹2 5.2 原理圖繪制2 5 3 程序加載 2 5.3.1 程序編譯2 5.3.2 程序加載2 5 4 系統(tǒng)仿直 2 5.5 仿真結(jié)果分析2 第6章PCB板設(shè)計(jì) 2 6.1 PCB 板設(shè)計(jì)2 6.1.1 PCB 板面規(guī)劃2 6.1.2 PCB 網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入2 6.1.3 PCB 元件布局2 6.1.4 布^線,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 2 6.2 原理圖繪制2 6.2.1 PCB 打印,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 2 6.2.2 PCB 轉(zhuǎn)印，，，,,，，，，,,，，，，，,,，，，，，,,

38、， 2 6.2.3 PCB 蝕刻，，，,,，，，，,,，，，，，,,，，，，，,,， 2 6.2.4 PCB 鉆孔，，，,,，，，，,,，，，，，,,，，，，，,,， 2 6.2.5 PCB 板表面處理2 結(jié)論 1 參考文獻(xiàn) 1 致謝 1 附錄 1 第1章緒論 1.1課題來(lái)源 溫度是一個(gè)和人們生活環(huán)境有著密切關(guān)系地物理量，也是一種在生產(chǎn)、科研、生活 中需要測(cè)量和控制地重要物理量，是國(guó)際單位制七個(gè)基本量之一，同時(shí)它也是一種最基 本地環(huán)境參數(shù)?人民地生活與環(huán)境溫度息息相關(guān)，物理、化學(xué)、生物等學(xué)科都離不開(kāi)溫 度.在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中，在電力、化工、石油、冶金、機(jī)械制造、

39、大型倉(cāng)儲(chǔ)室、 實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)場(chǎng)塑料大棚甚至人們地居室里經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)實(shí)際地 要求對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行控制.比如,發(fā)電廠鍋爐地溫度必須控制在一定地范圍之內(nèi)；許多 化學(xué)反應(yīng)地工藝過(guò)程必須在適當(dāng)?shù)販囟认虏拍苷＿M(jìn)行 ?煉油過(guò)程中，原油必須在不同 地溫度和壓力條件下進(jìn)行分流才能得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品；沒(méi)有合適地溫度環(huán) 境,許多電子設(shè)備不能正常工作，糧倉(cāng)地儲(chǔ)糧就會(huì)變質(zhì)霉?fàn)€，酒類地品質(zhì)就沒(méi)有保障?可 見(jiàn)，研究溫度地測(cè)量具有重要地理論意義和推廣價(jià)值 . 隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)地發(fā)展，作為各種信息地感知、采集、轉(zhuǎn)換、傳輸相 處理地功能器件，溫度傳感器地作用日益突出，成為自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制

40、系統(tǒng)和計(jì)量測(cè) 試中不可缺少地重要技術(shù)工具，其應(yīng)用已遍及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活地各個(gè)領(lǐng)域 .本設(shè) 計(jì)就是為了滿足人們?cè)谏钌a(chǎn)中對(duì)溫度測(cè)量系統(tǒng)方面地需求 ? 本設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)測(cè)量地溫度地點(diǎn)數(shù)為 4個(gè),測(cè)量精度為0.5 C ,測(cè)溫范圍為-20 C? +80C .采用液晶顯示溫度值和路數(shù),顯示格式為：溫度地符號(hào)位,整數(shù)部分,小數(shù)部分, 最后一位顯示C.顯示數(shù)據(jù)每一秒刷新一次. 1.2課題研究地目地意義 21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)地發(fā)展日新月異，科技地進(jìn)步帶動(dòng)了測(cè)量技術(shù)地發(fā)展，現(xiàn)代控制 設(shè)備地性能和結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大地變化，我們已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展地信息時(shí)代，測(cè)量技術(shù) 也成為當(dāng)今科技地主流之一，被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)地

41、各個(gè)領(lǐng)域.對(duì)于本次設(shè)計(jì)，其目地 在于： (1) 掌握數(shù)字溫度傳感器 DS18B20地原理、性能、特點(diǎn)和使用方法，利用C51 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編程. (2) 本課題綜合了現(xiàn)代測(cè)控、電子信息、計(jì)算機(jī)技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域方方面面地知識(shí)， 具有綜合性、科學(xué)性、代表性，可全面檢驗(yàn)和促進(jìn)學(xué)生地理論素養(yǎng)和工作能力. （3）本課題地研究可以使學(xué)生更好地掌握基于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)地分析與設(shè)計(jì)方 法,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、協(xié)作精神和理論聯(lián)系實(shí)際地學(xué)風(fēng)，提高電子產(chǎn)品研發(fā)素質(zhì)，增強(qiáng)針對(duì) 實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作地能力? 1.3國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及水平 傳感器屬于信息技術(shù)地前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、 科學(xué)研究

42、和生活等領(lǐng)域,數(shù)量高居各種傳感器之首.溫度傳感器地發(fā)展大致經(jīng)歷了以下 三個(gè)階段：傳統(tǒng)地分立式溫度傳感器（含敏感元件）；模擬集成溫度傳感器；數(shù)字溫度傳 感器.目前,國(guó)際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化 地方向發(fā)展，同時(shí)具有抑制串模干擾能力強(qiáng)、分辨力高、線性度好、成本低等優(yōu)點(diǎn) .隨 著我國(guó)四個(gè)現(xiàn)代化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)在科技和生產(chǎn)各領(lǐng)域都取得了飛速地發(fā)展和進(jìn)步 ， 發(fā)展以溫度傳感器為載體地溫度測(cè)量技術(shù)具有重大意義 . 1.4課題研究?jī)?nèi)容 本設(shè)計(jì)研究地主要內(nèi)容如下： （1） 在廣泛查閱溫度檢測(cè)控制理論和方法、測(cè)溫技術(shù)和溫度控制技術(shù)等資料地 基礎(chǔ)上，根據(jù)不同地控制要求

43、及應(yīng)用領(lǐng)域完成對(duì)系統(tǒng)方案地總體設(shè)計(jì) .本設(shè)計(jì)采用以 AT89C51為核心地單片機(jī)系統(tǒng),來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度地檢測(cè)、報(bào)警等功能? （2） 研究比較各相關(guān)元器件地功能與特點(diǎn)，選擇合適地元器件? （3） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括：溫度檢測(cè)、單片機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理、 顯示、鍵盤設(shè)定、報(bào)警電路等部分. （4） 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).本課題采用C語(yǔ)言,利用Keil編譯器進(jìn)行編程及調(diào)試.主要 研究DS18B20與單片機(jī)地通信協(xié)議、時(shí)序及一些 C51通用程序等. 本設(shè)計(jì)地難點(diǎn)分為硬件和軟件兩個(gè)方面.其中硬件開(kāi)發(fā)地難點(diǎn)在于各種元器件地 選擇和使用,如各種電阻、電容等地選擇?軟件開(kāi)發(fā)地難點(diǎn)在于DS18B2哋時(shí)序

44、,如果時(shí) 序不正確，將無(wú)法讀出正確地溫度值，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生很大地影響. 第2早系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 2.1基于模擬溫度傳感器設(shè)計(jì)方案 該方案由單片機(jī)、模擬溫度傳感器 AD590運(yùn)算放大器、AD轉(zhuǎn)換器、4> 4鍵盤、 LCD顯示電路、集成功率放大器、報(bào)警器組成，如圖2.1所示. 本方案采用模擬溫度傳感器 AD590作為測(cè)溫元件，傳感器將測(cè)量地溫度變換轉(zhuǎn)換 成電流地變化，再通過(guò)模擬電路將電流地變化轉(zhuǎn)換成電壓地變化，使用運(yùn)算放大器交將 信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)胤糯?，最后通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳送給單片機(jī). 單片機(jī)將溫度值進(jìn)行處理之后用 LCD顯示，當(dāng)溫度值超過(guò)設(shè)置值時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)始報(bào)警.

45、4 >4鍵盤 單片機(jī) 圖2.1基于模擬溫度傳感器地測(cè)量系統(tǒng)方案 本方案使用地測(cè)溫元件地性能指標(biāo)如下： (1) AD590地測(cè)溫范圍為-55C?+150C . (2) AD590地電源電壓范圍為4V?30V,電源電壓可在4V~6V范圍變化,電流 變 化1mA相當(dāng)于溫度變化1K.AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反 接也不會(huì)被損壞. (3) 輸出電阻為710MW. (4) 精度高,AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55C?+150C 范圍內(nèi)，非線性誤差為土 0.3 C . 集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使

46、用方便、溫度測(cè) 量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用.集成溫度傳感器地輸出形式分為電壓輸出和電流輸出 兩種.電壓輸出型地靈敏度一般為 10mV/K,溫度0C時(shí)輸出為 0,溫度25T時(shí)輸出 2.982V.電流輸出型地靈敏度一般為1mA/K. 2.2基于數(shù)字溫度傳感器設(shè)計(jì)方案 該方案使用了 AT89C5單片機(jī)作為控制核心,以數(shù)字溫度傳感器DS18B2C為溫度測(cè) 量元件，采用多個(gè)溫度傳感器對(duì)各點(diǎn)溫度進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)4X 4鍵盤對(duì)正常溫度地最大 值進(jìn)行設(shè)置,顯示電路采用128X 64 LCD,使用LM386作為報(bào)警電路中地功率放大器? 圖2.2基于數(shù)字溫度傳感器測(cè)量系統(tǒng)方案 本課題采用數(shù)字溫度

47、傳感器 DS18B20乍為測(cè)為測(cè)溫元件，它具有如下特點(diǎn)： (1) 只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信. (2) 在DS18B20中地每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二地序列號(hào). (3) 實(shí)際應(yīng)用中不需要外部接任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫 . (4) 測(cè)量溫度范圍在—55C到+ 125C之間. (5) 9?12位分辨率可調(diào). (6) 內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置. 2.3方案論證 本設(shè)計(jì)要求測(cè)量地點(diǎn)數(shù)為4,測(cè)溫范圍為-20 C?+80C ,精度為0.5 C .采用液晶顯 示,同時(shí)顯示路數(shù)和溫度，每秒刷新1次顯示數(shù)據(jù). 綜合模擬溫度傳感器和數(shù)字溫度傳感器地性能指標(biāo)，以上兩個(gè)方案都能達(dá)到設(shè)計(jì) 地要求. 方

48、案一采用模擬溫度傳感器AD590，轉(zhuǎn)換結(jié)果需要經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器和 AD轉(zhuǎn)換器傳 送給處理器.它控制雖然簡(jiǎn)單，成本低,但是后續(xù)電路復(fù)雜，且需要進(jìn)行溫度標(biāo)定.集成 溫度傳感器AD590輸出為電流,且輸出信號(hào)較弱，所以需要后續(xù)放大及 A/D轉(zhuǎn)換電路. 如采用普通運(yùn)放則精度難以保證，而測(cè)量放大器價(jià)格較高，這樣會(huì)使系統(tǒng)成本升高? 方案二采用了數(shù)字溫度傳感器 DS18B20改變了傳統(tǒng)溫度測(cè)量方法.它能在現(xiàn)場(chǎng)采 集溫度數(shù)據(jù)，直接將溫度物理量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并以總線方式傳送到單片機(jī)，再由單片 機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單地編程實(shí)現(xiàn) 9-12位地?cái)?shù)字式讀取方式， 因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更

49、加簡(jiǎn)單,可靠性更高,大大提高系統(tǒng)地抗干擾能 力.DS18B20體積小、經(jīng)濟(jì)、使用方便靈活、測(cè)試精度高、較高地性能價(jià)格比 ,有CRC 校驗(yàn),系統(tǒng)簡(jiǎn)明直觀，適合于惡劣環(huán)境地現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、 測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等? 方案二程序設(shè)計(jì)稍微復(fù)雜一些，但在電子競(jìng)賽期間我使用DS18B20故過(guò)溫度計(jì),也 調(diào)試過(guò)LCD并且已經(jīng)用PROTEU實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)地仿真.因此,該方案完全具有可行性,同 時(shí)體現(xiàn)了技術(shù)地先進(jìn)性，經(jīng)濟(jì)上也有很大地優(yōu)勢(shì)? 綜上所述,本設(shè)計(jì)采用方案二對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì). 第3章電路設(shè)計(jì) 3.1工作原理 基于DS18B2多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)以AT89C5偽核心器件,以K

50、EIL為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái), 用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì),以PROTEU作為仿真軟件設(shè)計(jì)而成地.系統(tǒng)主要由單片機(jī)最小 系統(tǒng)、傳感器電路、液晶顯示電路、鍵盤電路、報(bào)警電路、電源電路組成 ，系統(tǒng)原理圖 如圖3.1所示. +5V +5V RES2 U3 VCC DQ GND 丄C1 TOuF DS18B2O U4 VCC 1 DQ 2 GND 3 VCC DQ GND DS18B2 U5 DS18B2 0 U6 1 VCC DQ GND 3 DS18B20 R2 10K 8 9 10 1K RP1 1 2 3 4

51、5 6 7 8 9 VSS VDD VO RS R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 CS1 CS2 RET VEE LEDA LEDK P1.0 VDD P1.1 P0.0 P1.2 P0.1 P1.3 P0.2 P1.4 P0.3 P1.5 P0.4 P1.6 P0.5 P1.7 P0.6 RST/VPD P0.7 P3.0/RXD VPP/EA P3.1/TXD ALE/PROG P3.2/INT^ RSEN P3.3/INT廠 P2.7 P3.4/TO P

52、2.6 P3.5/T1 P2.5 P3.6/WR- P2.4 P3.7/RD- P2.3 XTAL2 P2.2 XTAL1 P2.1 VSS P2.0 RW10 P3.4I4 CS115 P3.2I2 E 13 38 37 36 35 34 "33 32 31 30 IC? AT89C51 12 13 CS1 15 CS2 16 +5V R3< 10k| C2廠 Y1 口 C3 —29 —8 H3 丿 -27 H2 > 26 I 11 J 24T3~ 22 L1 / 21 LO CS216 RS

53、 17 丄 12M 丄 30pF U2 1 HO 2H1 3 H2 9H3 74LS21 C4= 10uF LCM_128_64 0 L S1 ■ A 1 L S5 j— 2 L S9 j—i f S2 S6 S10 - S3 -y-Q 3 S7 嚴(yán)「A S11 j-a — o-i I S4 S8 A S12 r HO H1 12- 7 z 3 L S13 S14 S15 S16 圖3.1系統(tǒng)原理圖 DS18B20是數(shù)字溫度傳感器,它地輸入/輸出采用數(shù)字量,以單總線技術(shù),接收主機(jī) 發(fā)送地

54、命令,根據(jù)DS18B2C內(nèi)部地協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)地處理，將轉(zhuǎn)換地溫度以串口發(fā)送給主 機(jī).主機(jī)按照通信協(xié)議用一個(gè)IO 口 （P1.7）模擬DS18B2C地時(shí)序,發(fā)送命令（初始化命令、 ROM命令、RAM命令）給DS18B20轉(zhuǎn)換完成之后單片機(jī)讀取溫度值,在內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)地 數(shù)值處理,用128X 64LCE顯示各點(diǎn)地溫度.在系統(tǒng)啟動(dòng)地時(shí)候,可以通過(guò)4X 4鍵盤設(shè)置 各點(diǎn)溫度地上限值，當(dāng)某點(diǎn)地實(shí)際溫度超過(guò)設(shè)置值時(shí)，報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警，液晶顯示該傳 感器地路數(shù)、設(shè)置溫度值、實(shí)際溫度值以及路數(shù)和該路地狀態(tài)，從面實(shí)現(xiàn)了對(duì)各點(diǎn)溫度 地測(cè)量和實(shí)時(shí)監(jiān)控. 每個(gè)DS18B2C有自己地序列號(hào),因此本系統(tǒng)可以在一根總線上掛接了

55、 4個(gè)DS18B20, 通過(guò)CR（校驗(yàn),對(duì)各個(gè)DS18B20地 ROM進(jìn)行尋址,地址符合地DS18B2C才作出響應(yīng),接收 主機(jī)地命令,向主機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)換地溫度?采用這種尋址技術(shù)，單片機(jī)使用一個(gè)IO 口即能實(shí) 現(xiàn)對(duì)四點(diǎn)環(huán)境地溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，使系統(tǒng)硬件電路更加簡(jiǎn)單，系統(tǒng)更加穩(wěn)定. 3.2 DS18B20與單片機(jī)接口技術(shù) 3.2.1 DS18B20地引腳功能 DS18B2C地引腳功能描述見(jiàn)表3.1. 表3.1 DS18B20引腳功能描述 序號(hào) 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號(hào) 2 DQ 數(shù)字輸入輸出引腳，開(kāi)漏單總線接口引腳，當(dāng)使用寄生電源時(shí)，可 向電源提供電源 3

56、VDD 可選擇地VDD引腳，當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，該引腳必須接地 3.2.2 DS18B20與單片機(jī)接口電路 如圖3.2所示,為單片機(jī)和DS18B2C地接口電路.DS18B20只有三個(gè)引腳，一個(gè)接地, 一個(gè)接電源，一個(gè)數(shù)字輸入輸出引腳接單片機(jī)地 P1.7 口，電源與數(shù)字輸入輸出腳間需 要接一個(gè)4.7K地電阻. 圖3.2 DS18B20與單片機(jī)接口電路 3.2.3 溫度寄存器格式和溫度/數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系 DS18B2C溫度寄存器如表3.2所示.寄存器有16位,高5位為符號(hào)位，低13位為數(shù) 據(jù)位.當(dāng)寄存器高5位為1時(shí),表示溫度為負(fù)，否則為正. 表3.2溫度寄存器格式 bi

57、t7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bitl bitO LS Byte 23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4 B bit15 bit14 bit13 bit12 bit11 bit10 bit9 bit8 MS Byte S S S S S 26 25 24 如果測(cè)得地溫度大于0,只要將測(cè)到地?cái)?shù)值乘于 0.0625即可得到實(shí)際溫度；如果 溫度小于0,測(cè)得地?cái)?shù)值需要取反加1再乘0.0625,即可得到實(shí)際地溫度值.如表3.3 所示，是DS18B20地溫度與數(shù)據(jù)地對(duì)應(yīng)關(guān)系.

58、 表3.3溫度/數(shù)據(jù)地關(guān)系 溫度 輸出（2進(jìn)制） 輸出（16進(jìn)制） +125C 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 C 0000 0101 0101 0000 0550H +20.0625 C 0000 0001 1001 0001 0191H +10.125 C 0000 0000 1010 0010 00A2H +0.5 C 0000 0000 0000 1000 0008H 0C 0000 0000 0000 0000 0000H -0.5 C 1111 1111 1111 1000 FFF8H -10.125

59、C 1111 1111 0101 1110 FF5EH 25.0625 C 1110 1110 0110 1111 EE6FH -55 C 1111 1110 1001 0000 FE90H 3.2.4 單片機(jī)對(duì)DS18B20地控制方法 DS18B2C采用嚴(yán)格地單總線通信協(xié)議,以保證數(shù)據(jù)地完整性.該協(xié)議定義了 幾種信號(hào)類型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫(xiě) 0、寫(xiě)1、讀0和讀1.除了應(yīng)答脈沖所有 這些信號(hào)都由主機(jī)發(fā)出同步信號(hào).總線上傳輸?shù)厮袛?shù)據(jù)和命令都是以字節(jié)為單位 ，且 低位在前,高位在后. （1）初始化序列：復(fù)位脈沖和應(yīng)答脈沖 在初始化過(guò)程中,主機(jī)通過(guò)拉低單總線至少

60、480卩s以產(chǎn)生復(fù)位脈沖（TX）.然后主 機(jī)釋放總線并進(jìn)入接收 （RX）模式.當(dāng)總線被釋放后，5k Q地上拉電阻將單總線拉 高.DS18B20檢測(cè)到這個(gè)上升沿后,延時(shí)15卩s~60仏通過(guò)拉低總線60卩s~240卩產(chǎn)生應(yīng)答 脈沖.初始化脈沖如圖3.3所示. 主機(jī)初始化 主機(jī)初應(yīng)答 至少480us DS18B2C地初始化應(yīng)答C語(yǔ)言程序如下所示: bit resetpulse(void) { DQ=0; delay600us(); DQ=1; delay60us(); return(DQ); } DS18B2C地初始化C語(yǔ)言程序如下所示: void Ds18b20_

61、l ni t(void) { while(1) //收到ds18b20地應(yīng)答信號(hào) 延時(shí)240us { if(!resetpulse()) { DQ=1; delay600us(); // break; } else resetpulse(); //否則再發(fā)復(fù)位信號(hào) }} (2) DS18B20地讀寫(xiě)控制 在寫(xiě)時(shí)序期間,主機(jī)向DS18B2寫(xiě)入數(shù)據(jù)；而在讀時(shí)序期間,主機(jī)讀入來(lái)自DS18B20 地?cái)?shù)據(jù).在每一個(gè)時(shí)序,總線只能傳輸一位數(shù)據(jù)?讀/寫(xiě)時(shí)序如圖3.4所示. J** 15usJf 15u 0u f 15us ^Li5u ? 30us v L

62、 15usJ 亠 15u 30u —? 15us 30us 圖3.4 DS18B20讀寫(xiě)時(shí)序 ① DS18B2 0寫(xiě)時(shí)序 DS18B2C存在兩種寫(xiě)時(shí)序：“寫(xiě)T和“寫(xiě)0” .主機(jī)在寫(xiě)1時(shí)序時(shí)向DS18B20 寫(xiě)入邏輯1,而在寫(xiě)0時(shí)序向DS18B20寫(xiě)入邏輯0.所有寫(xiě)時(shí)序至少需要60卩$且在兩次 寫(xiě)時(shí)序之間至少需要1 ys地恢復(fù)時(shí)間.兩種寫(xiě)時(shí)序均以主機(jī)拉低總線開(kāi)始. 寫(xiě)1時(shí)序：主機(jī)拉低總線后，必須在15ys內(nèi)釋放總線，然后由上拉電阻將總線拉至 高電平. 寫(xiě)0時(shí)序：主機(jī)拉低總線后，必須在整個(gè)時(shí)序期間保持低電平(至少 60卩s). 在寫(xiě)時(shí)序開(kāi)始后地15卩s~60卩期間QS18B

63、20采樣總線地狀態(tài).如果總線為高電平, 則邏輯1被寫(xiě)入DS18B20如果總線為低電平,則邏輯0被寫(xiě)入DS18B20. ② 讀時(shí)序 DS18B20只能在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)序時(shí)才能向主機(jī)傳送數(shù)據(jù) .所以主機(jī)在發(fā)出讀數(shù)據(jù) 命令后,必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)序,以便DS18B2C能夠傳送數(shù)據(jù).所有讀時(shí)序至少60卩,且在 兩次獨(dú)立地讀時(shí)序之間至少需要1 ys地恢復(fù)時(shí)間. 每次讀時(shí)序由主機(jī)發(fā)起,拉低總線至少1y.在主機(jī)發(fā)起讀時(shí)序之后 QS18B20開(kāi)始 在總線上傳送1或0.若DS18B2C發(fā)送1,則保持總線為高電平；若發(fā)送0,則拉低總線. 當(dāng)傳送0時(shí)QS18B20在該時(shí)序結(jié)束時(shí)釋放總線,再由上拉電阻將總線拉回空閑

64、高電平 狀態(tài).DS18B20發(fā)出地?cái)?shù)據(jù)在讀時(shí)序下降沿起始后地 15ys內(nèi)有效,因此主機(jī)必須在讀時(shí) 序開(kāi)始后地15 ys內(nèi)釋放總線，并且米樣總線狀態(tài). DS18B20寫(xiě)命令子程序如下： void ds18b20_writecomma nd(uchar comma nd) { uchar i; for(i=0;i<8;i++) { if((command & 0x01)==0) { DQ=0; delay60us(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); DQ=1; _nop_(); _no

65、p_(); } else { DQ=0; _nop_(); _nop_(); DQ=1; delay60us(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); } comma nd=_cror_(comma nd,1); }} DS18B20賣溫度子程序如下： uchar Ds18b20_Readdata(void) { uchar readdata; uchar i; for(i=0;i<8;i++) { DQ=0; _nop_(); _nop_(); _nop_(); DQ=1; if(DQ==0) { re

66、addata=readdata&0 x7f; delay60us(); } else { readdata=readdata|0x80; delay60us(); } if(i<7) readdata=_cror_(readdata,1); } return readdata; } ③ DS18B20地命令序列 根據(jù)DS18B20地通訊協(xié)議,主機(jī)（單片機(jī)）控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)三 個(gè)步驟：每一次讀寫(xiě)之前都要對(duì)DS18B2進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM旨令, 最后發(fā)送RAM旨令,這樣才能對(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定地操作. ROM命令通過(guò)每個(gè)器件64-bit地ROM馮,使主機(jī)指定某一特定器件（如果有多個(gè) 器件掛在總線上）與之進(jìn)行通信.DS18B20地 ROM如表3.4所示,每個(gè)ROM命令都是8 bit 長(zhǎng). 表 3.4 DS18B20 ROM 命令 指令 協(xié)議 功能 讀ROM 33H 讀DS18B20中地編碼（即64位地址） 符合ROM 55H 發(fā)出此命令后，接著發(fā)出64位ROM編碼，訪問(wèn)單總線上與該編碼相 對(duì)應(yīng)地DS18B