1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)畢業設計論文糧倉多點溫度控制系統的設計與實現畢業設計任務書一、 課題名稱：糧倉多點溫度控制系統的設計與實現二、指導老師：蔣小軍三、設計內容與要求1、課題概述糧食是人類生存的必需品，我國的公糧現均集中存放在國家或地方的糧庫中。溫度是保存好糧食的先決條件之一。為了保證存放在糧倉中的糧食不致腐爛變質，必須定期抽樣檢查各點的糧食溫度，并使糧倉內的溫度、濕度保持在一定的范圍內。可是，我國最大的糧庫方圓幾公里，倉庫房數為數十個，測量點可達數千個。若采用人工測溫，不僅效率低，勞動時間長，而且由于抽樣不徹底，導致部分糧食變質，從而引起大面積的糧食變質，造

2、成重大的經濟損失和嚴重的后果。因此，糧倉管理的智能化必不可少。本課題意在設計一個糧倉多點溫度控制系統，以實現糧倉溫度的精確測量與穩定控制。2、設計要求與內容1、功能要求：1）定時對糧倉內多點溫度和環境溫度自動巡檢或人為選測，定時間隔可調。2）8 路輸入信號， 可檢測 7 點倉庫溫度和環境溫度, 自動比較檢測點溫度與環境溫度，各點與環境溫差超標則閃光響鈴報警, 溫差處于安全范圍保持正常狀態不變。3) 檢測電路 24 小時工作，各檢測點編號和溫度可顯示或記錄。2、設計內容：1）確定系統的設計方案，繪制系統組成框圖；2）使用 protel軟件繪制各模塊電路原理圖，并分析其工作原理；3）使用 prot

3、el軟件繪制整機電路原理圖和PCB板圖；4）制作實物并進行系統的軟硬件調試；5）編寫畢業設計說明書。3、主要技術指標（1）溫度檢測范圍為 -40 +60；（2）溫度誤差± 1.0 ；（3）超過規定的溫度范圍時報警；（ 4）工作電源： 36V；四、設計參考書模擬電子技術、數字電子技術、單片機原理及應用等。五、設計說明書要求1、封面：包括設計題目，班級，姓名，指導老師，完成時間；2、目錄：根據說明書的內容決定，一般采用23 級；3、設計任務書：包括課題名稱、目的、用途、主要技術性能指標( 參照教材目錄編排 ) ；4、中文題目、摘要、關鍵詞、英文題目、摘要、關鍵詞；5、正文：設計方案框圖及

4、電路工作原理：包括系統方框圖，電氣原理圖，各單元電路的設計，簡述主要部件（包括主要集成電路）的工作原理、工作條件、給定參數、理論公式及詳細的計算步驟、計算結果。這是說明書的主要部分；6、元件參數表：包括所選用的元器件名稱、參數、型號；7、調試方案：包括調試的條件、方法、使用儀器設備的型號，并對測試數據進行分析；8、設計心得：包括對本課程設計的客觀評價、設計特點、存在的問題以及改進意見等；9、參考文獻：包括作者、署名、出版地、出版年等。六、設計進程安排第 1 周： 資料準備與借閱，了解課題思路；第 2-3 周：設計要求說明及課題內容輔導，完成圖紙初稿；第 4-6 周：進行畢業設計，完成說明書初稿

5、；第 7 周： 第二次檢查設計完成情況，并作好畢業答辯準備；第 8 周： 畢業答辯與綜合成績評定。七、畢業設計答辯及論文要求1、畢業設計答辯要求答辯前三天，每個學生應按時將畢業設計說明書或畢業論文、專題報告等必要資料交指導教師審閱，由指導教師寫出審閱意見。學生答辯時對自述部分應寫出書面提綱，內容包括課題的任務、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻、設計的基本內容和主要方法、成果結論和評價。答辯小組質詢課題的關鍵問題，質詢與課題密切相關的基本理論、知識、設計與計算方法實驗方法、測試方法，鑒別學生獨立工作能力、創新能力。2、畢業設計論文要求文字要求：說明書要求打印（除圖紙外） ，不能手寫。文字通

6、順，語言流暢，排版合理，無錯別字，不允許抄襲。圖紙要求：按工程制圖標準制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細均勻，圓弧連接光滑，尺寸標注規范，文字注釋必須使用工程字書寫。曲線圖表要求：所有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示意圖等不準用徒手畫，必須按國家規定的標準或工程要求繪制。摘要糧食是人類賴以生存的基本物質， 是關系國民生計的重要物資 , 隨著人們生活水平的提高，全社會對糧食質量問題提出了新的要求 , 目前我國地方各大型糧庫都存在著不同程度的糧食儲存變質的問題。據統計，我國每年因糧食儲存不當而發霉變質的糧食就達上億斤，造成無法估量的的經濟損失。因此對糧食的溫度監控技術在農業上的應用是十分重要的。本

7、設計是一個糧倉多點溫度控制系統， 是以實現糧倉溫度的精確測量與穩定控制為目的。它主要是由 STC89C51單片機控制模塊、 DS18B20溫度采集模塊、報警模塊、按鍵模塊、數碼顯示模塊等幾部分組成。 整個系統由單片機通過溫度傳感器控制采集溫度信息，并將溫度信息送入控制電路進行計算和處理，讓其在數碼顯示管上顯示出環境溫度與糧倉內各點溫度的當前溫度差的測量值， 當溫度差超過規定范圍時就發出警報。它的優勢是抗干擾能力強，功耗低，操作簡單，功能齊全。關鍵詞 ：STC89C51單片機； DS18B20溫度傳感器；數碼顯示；報警器AbstractFood is the basic material of

8、survival, is an important material related to the livelihood of the people, with the improvement of people's living standard, the whole society puts forward new requirements for the food quality problems, at present our country local large grain depot there are different levels of grain storage

9、deterioration of the problem. According to statistics, every year in China becauseof the improper storage of grain moldy grain amounted to billions of pounds, incalculable economic losses. So the application of temperature monitoring technology for grain in agriculture is very important.This design

10、is a granary multi-point temperature control system, is to achieve accurate measurement and stable temperature control for the purpose of. It is mainly by the STC89C51 control module, DS18B20 temperature gathering module, alarm module, keyboard module, display module. The whole system is composed of

11、 MCU through the temperature sensor collects temperature information, and the temperature information to the control circuit to calculate and process, in which the digital display shows the current measurement of the ambient temperature and the temperature difference of each point in the granary tem

12、perature value, when the temperature exceeds the range will sound the alarm. It is the advantage of strong anti-interference ability, low power consumption, simple operation, complete functionKeyword ： STC89C51 MCU; DS18B20 temperature sensor; digital display;alarm目錄摘要 .IAbstract . .II第 1 章緒論 .11.1課

13、題背景 .11.1.1課題設計的意義和目的 .11.1.2糧情測控系統現狀及其發展 .21.2國內外溫度檢測技術的動向與趨勢 .21.3課題的任務要求 . .31.3.1設計要求與內容 .31.3.2主要技術指標 .3第 2 章系統方案設計 .42.1方案的選擇與論證 .42.1.1系統總體設計 .42.1.2方案的比較與論證 .4第 3 章系統的硬件設計 . .73.1單片機技術的發展及應用 .73.1.1單片機技術的發展 .73.1.2技術的應用 .73.2系統溫度傳感器 . .93.2.1DS18B20 工作原理 .93.2.2DS18B20 的主要性能 .103.2.3DS18B20

14、的內部結構 .103.2.4DS18B20 的管腳功能 .113.2.5DS18B20 與單片機接口 .123.3 STC89C52 的介紹 .133.3.1STC89C52 的主要性能 .133.3.2STC89C52 的引腳功能說明 .143.4報警電路 . .153.5顯示電路 . .163.5.1LED顯示器結構與原理 .163.5.2LED數碼管編碼方式 .16第 4 章系統的軟件設計 . .194.1模塊流程圖 .194.1.1數碼顯示程序 .194.1.2報警程序流程圖 .194.1.3主程序流程圖 .19結論 .21參考文獻 .22致謝 .23附錄 1電路原理圖 .24附錄 2

15、電路板.24附錄 3程序 .25附錄 4元器件清單 .35第1章緒論1.1 課題背景糧食存儲是國家為了防止戰爭、災難及其他突發性事件而采取的有效措施，因此，糧食的安全儲藏具有重要的意義。目前，我國很多地方的各種大型糧庫都還存在著程度不同的糧食儲存變質的問題。根據國家糧食保護法規，必須抽樣檢查糧庫各點的糧食溫度，以便及時采取相應的措施，早期糧情信息的檢測都是采用手工作業，存在著效率低、勞動強度大等問題，而目前運用的一些糧情測控系統也存在著結構復雜、測量精度低、維護困難、系統缺乏標準化、系列化等問題。尤其是大型糧庫的溫度檢測系統任務不能及時徹底完成，則有可能會造成糧食大面積變質。據有關資料統計，我

16、國每年因糧食變質兒損失的糧食達到 100 億斤，直接造成的經濟損失是驚人的。糧食的保存至關重要， 為了實現糧食的大量儲存， 本課題設計了一個糧倉多點溫度控制系統，以實現糧倉溫度的精確測量與穩定控制。其應用范圍甚廣。課題設計的意義和目的當代科學技術日益向高速化、智能化、信息化、網絡化發展，不管是生活還是生產，都離不開自動化。信息社會對工業和農業生產提出了更高、更新的要求，不僅要節約成本，而且要高效化。溫濕度的測量是工業和農業生產中重要的一個環節，尤其對于農業發展， 比如大棚種植、糧倉管理等等，都必須保證精確的溫濕度控制。防潮、防霉、防腐、防爆是糧倉日常工作的重要內容，也是衡量糧倉管理工作的重要指

17、標。為了保證日常工作的順利進行，必須加強糧倉內溫濕度的監測工作，但傳統的監測方法既費時又費力，而且誤差較大，因此需要造價低廉、使用方便、測量精確的監測系統。為了滿足糧倉溫濕度的精確控制要求，滿足測溫濕度過程信號易處理要求，設計一種可遠程無線傳輸的多點監測數字顯示的溫濕度測量系統，可以完成多點糧倉溫濕度的測量和顯示功能。該系統操作簡單，功能齊全，是單片機智能化的一種應用。糧情測控系統現狀及其發展建國以來 , 我國糧食儲藏工作一直認真貫徹“以防為主, 綜合防治”的保糧方針 , 本著“安全、經濟、有效”的原則 , 廣泛開展以清潔衛生為主的物理機械、化學藥劑等方面的綜合防治及儲糧害蟲的調查研究工作,

18、學習國內外科學保糧方法 , 推廣應用科研成果 , 從而使糧油儲藏從最初采用的土法保糧逐步發展到20世紀 80 年代的氣控、溫控、 “三低” ( 低溫、低氧、低劑量 ) 、害蟲科學防治、機械通風和電子測溫等科學保糧。到20 世紀 90 年代初，我國科學保糧數達到儲糧總數的 65%左右 , 將儲糧損失控制在國家規定的標準之內。進入 21 世紀，伴隨綠色食品的快速發展和人民生活水平的不斷提高，國家中長期科技發展規劃戰略農業拓展戰略研究中確定了“糧食綠色一條龍”和“農產品綠色儲運”戰略，糧食綠色儲藏在我國掀開了新的篇章，并得到高度重視、關注和長足的發展。1.2 國內外溫度檢測技術的動向與趨勢溫度檢測的

19、動向與趨勢隨著工業生產效率不斷提高，自動的水平與范圍也不斷擴大，因而對溫度檢測技術的要求也愈來愈高，一般可以歸納一下幾方面：1）擴展檢測范圍：現在工業上通用的檢測溫度范圍為200300 攝氏度，而今后要求能測量超高溫與超低溫，尤其是液化氣體的極低溫度檢測更為迫切，如 10K 以下的溫度檢測是當前重點研究課題。2）擴大測溫對象溫度檢測技術將會由點測量發展到線、面、甚至是立的測量。應用范圍將同工業領域延伸到環境保護，家用電器，汽車工業及航天工業領域。3）發展新型產品利用老的檢測技術生產出適合于不同場合、不同工況要求的新型產品，以滿足于用戶需要。4）適應特殊環境下測溫在工業生產中，對許多場合的溫度檢

20、測器有特殊要求，如防硫、防爆、耐磨等性能要求。5）顯示數字化：溫度儀表向數字化方向發展。其最大優點是直觀、無讀數誤差、分辨率高、測量誤差小，因而有廣闊的銷售市場。6）標定自動化應用計算機技術，快速，準確，自動地標定溫度檢測器。根據上述要求，國內外溫度儀表制造商將向以下幾方面發展。a. 繼續生產量大面廣的傳統溫度檢測元件，如：熱電偶、熱電阻| 熱敏電阻等。b. 加強新原理、新材料、新加工工藝的開發。如近年來已開發的碳化硅薄膜熱敏電阻溫度檢測器。 c. 向智能化、集成化、實用化、機電一體化方向發展。1.3 課題的任務要求設計要求與內容（1）功能要求：1) 定時對糧倉內多點溫度和環境溫度自動巡檢或人

21、為選測，定時間隔可調。2）8 路輸入信號，可檢測7 點倉庫溫度和環境溫度, 自動比較檢測點溫度與環境溫度，各點與環境溫差超標則閃光響鈴報警 , 溫差處于安全范圍保 持正常狀態不變。3) 檢測電路 24 小時工作，各檢測點編號和溫度可顯示或記錄。（2）設計內容：1）確定系統的設計方案，繪制系統組成框圖；2）使用 protel軟件繪制各模塊電路原理圖，并分析其工作原理；3）使用 protel軟件繪制整機電路原理圖和PCB板圖；4）制作實物并進行系統的軟硬件調試；5）編寫畢業設計說明書。主要技術指標（ 1）溫度檢測范圍為 -40 +60；（ 2）溫度誤差± 1.0 ；（ 3）超過規定的溫度

22、范圍時報警；（4）工作電源： 36V；第 2 章系統方案設計確定了課題的目的和意義，根據本課題的研究內容和任務要求，設計出本課題的研究方案，并將方案進行比較論證，選擇較優的方案，闡述方案各個模塊的功能。2.1 方案的選擇與論證系統總體設計溫度檢測系統有共同的特點：測量點多、環境復雜、布線分散、現場離監控室遠等。若采用一般溫度傳感器采集溫度信號，則需要設計信號調理電路、 AD 轉換及相應的接口電路，才能把傳感器輸出的模擬信號轉換成數字信號送到計算機去處理。這樣，由于各種因素會造成檢測系統較大的偏差；又因為檢測環境復雜、測量點多、信號傳輸距離遠及各種干擾的影響，會使檢測系統的穩定性和可靠性下降。所

23、以多點溫度檢測系統的設計的關鍵在于兩部分：溫度傳感器的選擇和主控單元的設計。溫度傳感器應用范圍廣泛、使用數量龐大，也高居各類傳感器之首。方案的比較與論證（一）傳感器部分方案一采用熱敏電阻，可滿足40 攝氏度至 90 攝氏度測量范圍，但熱敏電阻精度、重復性、可靠性較差，對于檢測1 攝氏度的信號是不適用的。而且在溫度測量系統中 , 采用單片溫度傳感器 , 比如 AD590,LM35 等. 但這些芯片輸出的都是模擬信號 , 必須經過AD 轉換后才能送給計算機, 這樣就使得測溫裝置的結構較復雜.另外 , 這種測溫裝置的一根線上只能掛一個傳感器, 不能進行多點測量. 即使能實現，也要用到復雜的算法，一定

24、程度上也增加了軟件實現的難度。方案二AD590是一種單片集成的兩端式溫度敏感電流源，它具有線性優良、 性能穩定、靈敏的高、無需補償、熱容量小、抗干擾能力強、可遠距離測溫且使用方便的優點。首先要通過溫度傳感器將溫度轉換成電量，把它的電流信號轉換成電信號，然后放大，輸入到 AD轉換電路，在輸入到數碼管顯示出來。方案三進而考慮到用溫度傳感器，在單片機電路設計中，大多都使用傳感器，所以可以采用一只溫度傳感器 DS18B20，此傳感器可以很容易直接讀取被測溫度值，進行轉換就可以滿足設計要求。采用數字溫度芯片 DS18B20測量溫度，輸出信號全數字化。便于單片機處理及控制，省去傳統的測溫方法的很多外圍電路

25、。且該芯片的物理化學性很穩定，它能用做工業測溫元件，此元件線形較好。在 0100時，最大線形偏差小于 1。DS18B20的最大特點之一采用了單總線的數據傳輸，由數字溫度計 DS1820和微控制器 AT89C51構成的溫度測量裝置 ,它直接輸出溫度的數字信號 , 可直接與計算機連接。這樣 , 測溫系統的結構就比較簡單 , 體積也不大 , 且由于 AT89C51可以帶多個 DSB1820,因此可以非常容易實現多點測量 . 輕松的組建傳感器網絡。方案論證從以上三種方案，很容易看出，方案一、方案二需要對溫度信號進行放大、轉換，十分麻煩，電路復雜，且工作量大，穩定性差。方案三，電路比較簡單，軟件設計也比

26、較簡單，故采用方案三。采用溫度芯片 DSB1820測量溫度，可以體現系統芯片化這個趨勢。部分功能電路的集成，使總體電路更簡潔，搭建電路和焊接電路時更塊。而且，集成塊的使用，有效地避免外界的干擾，提高測量電路的精確度。所以集成芯片的使用將成為電路發展的一種趨勢。本方案應用這一溫度芯片，也是順應這一趨勢。（二）單片機控制部分方案一此方案采用 PC機實現。它可在線編程，可在線仿真的功能，這讓調試變得方便。且人機交互友好。但是PC機輸出信號不能直接與DS18B20通信。需要通過 RS232 電平轉換兼容，硬件的合成在線調試，較為繁瑣，很不簡便。而且在一些環境比較惡劣的場合， PC 機的體積大，攜帶安裝

27、不方便，性能不穩定，給工程帶來很多麻煩。方案二此方案采用 STC89C51八位單片機實現。單片機軟件編程的自由度大，可通過編程實現各種各樣的算術算法和邏輯控制。而且體積小，硬件實現簡單，安裝方便。既可以單獨對多 DS18B20控制工作，還可以與 PC機通信 . 運用主從分布式思想，由一臺上位機（ PC微型計算機），單片機多點溫度數據采集，組成兩級分布式多點溫度測量的巡回檢測系統 , 實現遠程控制。另外 STC89C51在工業控制上也有著廣泛的應用，編程技術及外圍功能電路的配合使用都很成熟。方案論證從以上兩個方案可以看出，方案二更適合本設計，因為它而且體積小，硬件實現簡單，安裝方便。故本設計采用

28、方案二（三）系統方案綜上所述，傳感器部分采用溫度傳感器DS18B20，主控部分采用 AT89C51單片機。總體結構方框圖如圖2.1-1 所示。溫度傳感器溫度傳感器溫度傳感器溫度傳感器溫度傳感器溫度傳感器溫度傳感器溫度傳感器顯示模塊單片機STC89C52按鍵模塊報警模塊圖 2.1-1 總體結構方框圖第 3 章 系統的硬件設計3.1 單片機技術的發展及應用單片機技術的發展單片機，又稱微控制器（Microcontroller），是把中央處理器、存儲器、定時計數器（ TimerCounter ）、各種輸入輸出接口等都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。與應用在個人電腦中的通用型微處理器相比，它更強調

29、自供應（不用外接硬件）和節約成本。它的最大優點是體積小，可放在儀表內部，但存儲量小，輸入輸出接口簡單，功能較低。由于其發展非常迅速，舊的單片機的定義已不能滿足，所以在很多應用場合被稱為范圍更廣的微控制器。自單片機出現至今，單片機技術已走過了近 20 年的發展路程。縱觀 20 年來單片機發展歷程可以看出，單片機技術的發展以微處理器 (MPU)技術及超大規模集成電路技術的發展為先導，以廣泛的應用領域拉動，表現出較微處理器更具個性的發展趨勢。其發展速度大約每兩三年就要更新一代、集成度增加一倍、功能翻一番。其發展速度之快、應用范圍之廣，已經達到了驚人的地步，它已滲透到生產和生活的各個領域。目前單片機的

30、品種很多，但其中最典型的是 MCS-51 單片機 , 它是美國 INTE 公司于 1980 年推出的產品，與 MCS-48單片機相比，它的結構更先進，功能更強，在原來的基礎上增加了更多的電路單元和指令 , 指令數達 111 條，MCS-51單片機可以算是相當成功的產品，一直到現在， MCS-51系列或其兼容的單片機仍是應用的主流產品技術的應用目前單片機滲透到我們生活的各個領域， 幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄像機、攝像機、全自

31、動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械以及各種智能機械。單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分如下幾個范疇：智能儀器：單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點，廣泛應用于儀器儀表中，結合不同類型的傳感器，可實現諸如電壓、電流、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器儀表，數字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數字電路更加強大。例如精密的測量設備（電壓表、功

32、率計，示波器，各種分析儀）。工業控制 : 單片機具有體積小、控制功能強、功耗低、環境適應能力強、擴展靈活和使用方便等優點，用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據采集系統、通信系統、信號檢測系統、無線感知系統、測控系統、機器人等應用控制系統。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統，與計算機聯網構成二級控制系統等。家用電器 : 現在的家用電器廣泛采用了單片機控制技術，從電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備和白色家電等。網絡和通信 : 現代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數據通信，為在計算機網絡和通信設備間的應用提供了極好的物

33、質條件，現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。醫用設備領域 : 單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛，例如醫用呼吸機，各種分析儀，監護儀，超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。汽車電子 : 單片機在汽車電子中的應用非常廣泛，例如汽車中的發動機控制器，基于 CAN總線的汽車發動機智能電子控制器、 GPS導航系統、 abs 防抱死系統、制動系統、胎壓檢測等。此外，單片機在工商、金融、科研、教育、電力、通信、物流和國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。3.2 系統溫度傳

34、感器本設計系統選用的是增強型單總線數字溫度傳感器DS18B20。它在測溫精度、轉換時間、傳輸距離、分辨率等方面有很大的優點。DS18B20有三只引腳， GND，DQ，VDD。如圖 3.2-11、 GND為電源地2、 DQ 為數字信號輸入輸出端3、VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。圖 3.2-1 DS18B20引腳圖工作原理：DS18B20的溫度檢測與數字數據輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數據處理。18B20 共有三種形態的存儲器資源，它們分別是：1） ROM只讀存儲器，用于存放DS18B20ID編碼，其前 8 位是單

35、線系列編碼（ DS18B20的編碼是 19H），后面 48 位是芯片唯一的序列號， 最后 8 位是以上 56 的位的 CRC碼（冗余校驗）。數據在出產時設置不由用戶更改。 DS18B20共 64 位ROM。2）RAM數據暫存器，用于內部計算和數據存取， 數據在掉電后丟失， DS18B20共 9 個字節 RAM，每個字節為 8 位。第 1、2 個字節是溫度轉換后的數據值信息，第 3、4 個字節是用戶 EEPROM（常用于溫度報警值儲存）的鏡像。在上電復位時其值將被刷新。第 5 個字節則是用戶第 3 個 EEPROM的鏡像。第 6、 7、 8 個字節為計數寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而

36、設計的，同樣也是內部溫度轉換、計算的暫存單元。第 9 個字節為前 8 個字節的 CRC碼。3） 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數據，上下限溫度報警值和校驗數據， DS18B20共 3 位 EEPROM，并在 RAM都存在鏡像的主要性能1）可用數據線供電，電壓范圍：3.05.5v 。2）測溫范圍：在 10 +85時精度為± 0.5 。3）可編程的分辨率為912 位，對應的可分辨溫度分別為0.5 、0.25 、0.125和 0.0625 。4）獨特的單線接口僅僅需要一個端口引腳進行通訊。的內部結構DS18820的內部結構主要由64 位光刻 ROM、溫度傳感器、 非易失性溫度報警觸

37、發器 TH和 TL、配置寄存器等組成。如圖3.2-264位 ROM和單總線端口存儲器和控制部分溫度傳感器上限觸發 TH暫存器下線觸發 TL高速暫存器8位 CRC產生器圖 3.2-2 DS1802內部結構圖1. 64 位光刻 ROM，可以看作為該器件的地址序列號。其作用是使每一個出廠的 DS18820 地址序列號都各不相同，這樣，就可以實現一根總線上掛接多個DS18820的目的。2. DS18820 中的溫度傳感器完成對溫度的測量，輸出格式為：16 位符號擴展的二進制補碼。當測溫精度設置為12 位時，分辨率為 O0625，即 O0625LSB。其二進制補碼格式如圖3.2-3 所示。圖 3.2-3

38、二進制補碼格式3 DS18820中的低溫觸發器TL、高溫觸發器TH，用于設置低溫、高溫的報警數值。 DS18820完成一個周期的溫度測量后，將測得的溫度值和TL、TH 相比較，如果小于 TL，或大于 TH，則表示溫度越限， 將該器件內的告警標志位置位，并對主機發出的告警搜索命令做出響應。需要修改上、下限溫度值時，只需使用一個功能命令即可對TL、TH寫入，十分方便。4 DS18820中的高速暫存器是一個9 字節的存儲器。開始兩個字節為被測溫度的數字量，第3、4、5 字節分別為 TH、 TL、配置寄存器的復制，每一次上電復位時被重寫。配置寄存器有R0、 R1組成，其值決定溫度轉換的精度位數、轉換時

39、間。第7 字節為測溫計數的剩余值。第8 字節為測溫時每度的計數值。第 9 字節讀出的是前8 個字節的 CRC校驗碼，通過此碼，可判斷通訊是否正確。的管腳功能，如圖3.2-4圖 3.2-4 DS18B20引腳圖序名稱引腳功能描述號1 GND 地信號2 DQ 數據輸入輸出引腳。 開漏單總線接口引腳。 當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。3 VDD 可選擇的 VDD引腳。當工作于寄生電源時，此引腳必須接地。與單片機接口DS1820可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時DS1820的 1管腳接地， 2腳作為信號線接單片機的IO口，電源與數字輸入管腳間需接一個4.7K 的電阻， 3管

40、腳接電源，如圖 4-1 所示。另一種是寄生電源方式，如圖4-2 所示。單片機端口接單片機總線，為保證在有效的DS1820 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處于些存儲器操作和溫度 AD轉換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為 10 s。采用寄生電源供電方式時 VDD和 GND端均接地。由于單線制只有一根線，因此發送端接口必須是三態的。圖 3.2-5 DS18B20 采用電源供電方式的電路圖圖 3.2-6 DS18B20 采用寄生電源的電路圖3.3 STC89C52 的介紹本系統選用的單片機型號為 STC89C52，STC89C5

41、2是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 字節在系統可編程 Flash 存儲器。 STC89C52具有以下標準功能： 8k 字節 Flash ，256 字節 RAM， 32 位 IO 口線，看門狗定時器， 2 個數據指針，三個 16 位定時器計數器，一個 6 向量 2 級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外， STC89C52可降至 0Hz 靜態邏輯操作，支持2 種軟件可選擇節電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器計數器、串口、中斷繼續工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止， 直到下一個中斷或硬件復位為止。8 位微控制

42、器 8K 字節在系統可編程Flash 。的主要性能STC89C52RC單片機 :8K 字節程序存儲空間；512 字節數據存儲空間；內帶 2K 字節 EEPROM存儲空間 ;可直接使用串口下載；AT89S52單片機 :8K 字節程序存儲空間；256 字節數據存儲空間；沒有內帶 EEPROM存儲空間 ;的引腳功能說明，如圖3.3-1圖3.3-1 STC89C51引腳圖18 腳： IOP1 口（P1.0P1.7 ）， P1口是從內部提供上拉電阻器的8 位雙向IO 口， P1 口緩沖器能接收和輸出4 個 TLL 門電流；9 腳：復位腳（ RSTVpd）；復位輸入，當振蕩器復位時，要保持RST引腳2個機器周期的高電平時間；1017 腳：IOP3 口（P3.0=RXD，P3.1=TXD，P3.2=-INT0 ，P3.3=-INT1 ，P3.4=T0，P3.5=T1，P3.6=-WR，P3.7=-RD），P3 口是 8 個帶內部上拉電阻器的雙向IO 口，可接收和輸出4 個 TLL 門電流；18