基于單片機的多點溫度檢測系統【摘要】溫度是一個和人們息息相關的物理量，溫度的變化會給我們帶來重大的影響，因此對溫度的檢測控制非常重要，其檢測控制一般使用各式各樣的傳感器。本設計使用的是DS18B20，它是一種可組網的高精度數字式溫度傳感器，由于其具有單總線的獨特優點，可以使用戶輕松地組建起傳感器網絡，并可使多點溫度測量電路變得簡單、可靠。本文結合實際使用經驗，介紹了DS18B20數字溫度傳感器在單片機下的硬件連接及軟件編程，并給出了軟件流程圖該系統由上位機和下位機兩大局部組成。下位機實現溫度的檢測并提供標準RS232通信接口，芯片使用了ATMEL公司的AT89C51單片機和DALLAS公司的DS18B20數字溫度傳感器。上位機局部使用了通用PC。該系統可應用于倉庫測溫、樓宇空調控制和生產過程監控等領域【關鍵字】：溫度測量；單總線；數字溫度傳感器；單片機目錄【摘要】4一、緒論6〔一〕系統背景6〔二〕系統概述6二、方案論證7〔一〕傳感器局部7〔二〕主控制局部8〔三〕系統方案8三、硬件設計10〔一〕主控制器10〔二〕溫度傳感器13〔三〕溫度測試電路16〔四〕鍵盤與顯示電路17〔五〕電源以及看門狗電路25四軟件設計26〔一〕概述26〔二〕程序設計28五結語28參考文獻29附錄30附錄一：溫度測試子程序流程圖30附錄二主電路電氣原理圖31致謝32基于單片機的多點溫度檢測系統一、緒論〔一〕系統背景21世紀，科學技術的開展日新月異，科技的進步帶動了測量技術的開展，現代控制設備的性能和結構發生了翻天覆地的變化。我們已經進入了高速開展的信息時代，測量技術也成為當今科技的一個主流，廣泛地深入到研究和應用工程的各個領域。溫度是一個和人們生活環境有著密切關系的物理量，也是一種在生產、科研、生活中需要測量和控制的重要物理量，是國際單位制七個根本量之一。溫度的變化會給我們的生活、工作、生產等帶來重大影響，因此對溫度的測量至關重要。其測量控制一般使用各式各樣形態的溫度傳感器。隨著現代計算機和自動化技術的開展，作為各種信息的感知、采集、轉換、傳輸相處理的功能器件，溫度傳感器的作用日顯突出，已成為自動檢測、自動控制系統和計量測試中不可缺少的重要技術工具，其應用已普及工農業生產和日常生活的各個領域。分布式溫度傳感器在電力工業、煤礦、森林、火災、高層建筑、航空、航天飛行器等有著重要的應用前景，引起研究人員的廣泛關注。近年來，已經有不少分布式溫度傳感器的報道，包括基于光纖非線性效應的拉曼溫度傳感器等，但由于其昂貴的本錢而無法得到廣泛的應用。〔二〕系統概述本設計使用了美國Dallas半導體公司的新一代數字式溫度傳感器DS18B20,它具有獨特的單總線接口方式,即允許在一條信號線上掛接數十甚至上百個數字式傳感器,從而使測溫裝置與各傳感器的接口變得十分簡單,克服了模擬式傳感器與微機接口時需要的A/D轉換器及其它復雜外圍電路的缺點。以AT89C51單片機作為控制核心，提出了一種基于DS18B20的分布式溫度傳感系統，多個溫度傳感節點通過單總線通過單總線與單片機相聯形成分布式系統。單片機通過實時監控溫度的變化，通過128×64圖形液晶顯示各節點溫度的數值，當溫度值超出允許范圍時，報警器開始報警，從而遠程實現對整個溫度系統的管理和控制。這種分布式溫度測量系統具有本錢低廉、傳感精度高、系統穩定、易于管理等優點。二、方案論證溫度檢測系統有那么共同的特點：測量點多、環境復雜、布線分散、現場離監控室遠等。假設采用一般溫度傳感器采集溫度信號，那么需要設計信號調理電路、A/D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。所以多點溫度檢測系統的設計的關鍵在于兩局部：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①。〔一〕傳感器局部1．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,比方AD590,LM35等.但這些芯片輸出的都是模擬信號,必須經過A/D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，一定程度上也增加了軟件實現的難度。2．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A/D轉換電路，在輸入到數碼管顯示出來。3．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。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0—100攝氏度時，最大線形偏差小于1攝氏度。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擬簡單,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②。4．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，電路比擬簡單，軟件設計也比擬簡單，故采用方案三。采用溫度芯片DSB1820測量溫度，可以表達系統芯片化這個趨勢。局部功能電路的集成，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，有效地防止外界的干擾，提高測量電路的精確度。所以集成芯片的使用將成為電路開展的一種趨勢。本方案應用這一溫度芯片，也是順應這一趨勢。〔二〕主控制局部1．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。而且在一些環境比擬惡劣的場合，PC機的體積大，攜帶安裝不方便，性能不穩定，給工程帶來很多麻煩。2．方案二此方案采用AT89C51八位單片機實現。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〕，下位機〔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AT89C51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②。3．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。故本設計采用方案二〔三〕系統方案綜上所述，傳感器局部采用溫度傳感器DS18B20，主控局部采用AT89C51單片機。總體結構方框圖如圖2.1所示。圖2.1總體結構方框圖三、硬件設計〔一〕主控制器AT89C51是一種集成了眾多功能部件、功能強大的單片機，適合于要求硬件功能強大，運算速度塊，工作環境惡劣，可靠性高，擴展功能強及低功耗的應用系統。并且它的市場貨源充足。所以本設計選擇了AT89C51單片機。1.AT89C51③簡介AT89C51是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器〔FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory〕的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51?指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案2.AT89C51的特性·與MCS-51兼容·4K字節可編程FLASH存儲器·壽命：1000寫/擦循環·數據保存時間：10年·全靜態工作：0Hz-24MHz·三級程序存儲器鎖定·128×8位內部RAM·32可編程I/O線·兩個16位定時器/計數器·5個中斷源·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內振蕩器和時鐘電路3.管腳說明AT89C51單片機40引腳分布如圖3.1所示：如圖3.1T89C51單片機40引腳分布圖VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1〞時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1〞時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能存放器的內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1〞后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流〔ILL〕這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳備選功能P3.0RXD〔串行輸入口〕P3.1TXD〔串行輸出口〕P3.2/INT0〔外部中斷0〕P3.3/INT1〔外部中斷1〕P3.4T0〔記時器0外部輸入〕P3.5T1〔記時器1外部輸入〕P3.6/WR〔外部數據存儲器寫選通〕P3.7/RD〔外部數據存儲器讀選通〕P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。/EA/VPP：當/EA保持低電平時，那么在此期間外部程序存儲器〔0000H-FFFFH〕，不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源〔VPP〕。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。〔二〕溫度傳感器這里我們用到溫度芯片DS18B20。DS18B20是DALLAS公司的最新單線數字溫度傳感器④，具有3引腳TO－92小體積封裝形式。測溫分辨率可達0.0625℃，被測溫度用符號擴展的16位數字量方式串行輸出。其工作電源既可在遠端引入，也可采用寄生電源方式產生。CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節省大量的引線和邏輯電路，而且它體積更小、適用電壓更寬、更經濟，DS18B20是世界上第一片支持“一線總線〞接口的溫度傳感器。一線總線獨特而且經濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網絡，為測量系統的構建引入全新概念。它的測量溫度范圍為-55°C~+125°C，在-10~+85°C范圍內,精度為±0.5°C。現場溫度直接以“一線總線〞的數字方式傳輸，大大提高了系統的抗干擾性。適合于惡劣環境的現場溫度測量⑤，如：環境控制、設備或過程控制、測溫類消費電子產品等。與前一代產品不同，新的產品支持3V~5.5V的電壓范圍，使系統設計更靈活、方便。而且新一代產品更廉價，體積更小。DS18B20可以程序設定9~12位的分辨率，精度為±0.5°C。可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。分辨率設定，及用戶設定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。DS18B20的性能是新一代產品中最好的！性能價格比也非常出色！繼“一線總線〞的早期產品后，DS1820開辟了溫度傳感器技術的新概念。DS18B20和DS1822使電壓、特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構建適合自己的經濟的測溫系統⑥。DS18B20內部結構1.DS18B20的內部結構如圖3.2所示。圖3.2DS18B20內部結構圖DS18B20的管腳排列如下列圖3.3圖3.3DS18B20的管腳排列DS18B20有4個主要的數據部件：

①64位激光ROM。64位激光ROM從高位到低位依次為8位CRC、48位序列號和8位家族代碼(28H)組成。②溫度靈敏元件。③非易失性溫度報警觸發器TH和TL。可通過軟件寫入用戶報警上下限值。④配置存放器。配置存放器為高速暫存存儲器中的第五個字節。DS18B20在0工作時按此存放器中的分辨率將溫度轉換成相應精度的數值，其各位定義如圖3.4所示。TMR1R011111MSB

LSB圖3.4DS18B20配置存放器結構圖其中，TM：測試模式標志位，出廠時被寫入0，不能改變；R0、R1：溫度計分辨率設置位，其對應四種分辨率如下表所列，出廠時R0、R1置為缺省值：R0=1，R1=1〔即12位分辨率〕，用戶可根據需要改寫配置存放器以獲得適宜的分辨率。配置存放器與分辨率關系如表3.1所示：R0R1溫度計分辨率/bit最大轉換時間/us00993.750110187.510113751112750表3.1配置存放器與分辨率關系〔2〕高速暫存存儲器⑦高速暫存存儲器由9個字節組成，其分配如圖3.5所示。當溫度轉換命令發布后，經轉換所得的溫度值以二字節補碼形式存放在高速暫存存儲器的第0和第1個字節。單片機可通過單線接口讀到該數據，讀取時低位在前，高位在后，數據格式如下圖。對應的溫度計算：當符號位S=0時，直接將二進制位轉換為十進制；當S=1時，先將補碼變為原碼，再計算十進制值。溫度低位溫度高位THTL配置保存保存保存8位CRCLSBMSB圖3.5DS18B20存儲器映像圖溫度值格式圖DS18B20溫度數據表：232221202-12-22-32-4MSBLSBSSSSS262524表3.2DS18B20溫度數據表典型對應的溫度值表:溫度/℃二進制表示十六進制表示+125

+25.0625

+10.125

+0.5

0

-0.5

-10.125

-25.0625

-550000011111010000

0000000110010001

0000000010100010

0000000000001000

0000000000000000

1111111111111000

1111111101011110

1111111001101111

111111001001000007D0H

0191H

00A2H

0008H

0000H

FFF8H

FF5EH

FE6FH

FC90H表3.3DS18B20溫度值表〔三〕溫度測試電路1.硬件連接電路DS18B20最大的特點是單總線數據傳輸方式，DS18B20的數據I/O均由同一條線來完成硬件連接電路如圖3.6所示：AT89C51AT89C51DS18B201#DS18B202#DS18B203#DS18B2020#VCC=5V4.7K1—WIRE圖3.6溫度測試連接電路本系統為多點溫度測試。DS18B20采用外部供電方式，理論上可以在一根數據總線上掛256個DS18B20，但時間應用中發現，如果掛接25個以上的DS18B20仍舊有可能產生功耗問題。另外單總線長度也不宜超過80M，否那么也會影響到數據的傳輸。在這種情況下我們可以采用分組的方式，用單片機的多個I/O來驅動多路DS18B20。在實際應用中還可以使用一個MOSFET將I/O口線直接和電源相連，起到上拉的作用。2.對DS18B20的設計的考前須知〔1〕對硬件結構簡單的單線數字溫度傳感器DS18B20進行操作，需要用較為復雜的程序完成。編制程序時必須嚴格按芯片數據手冊提供的有關操作順序進行，讀、寫時間片程序要嚴格按要求編寫。尤其在使用DS18B20的高測溫分辨力時，對時序及電氣特性參數要求更高。〔2〕有多個測溫點時，應考慮系統能實現傳感器出錯自動指示，進行自動DS18B20序列號和自動排序，以減少調試和維護工作量。〔3〕測溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線，其中一對線接地線與信號線，另一組接VCC和地線，屏蔽層在源端單點接地。DS18B20在三線制應用時，應將其三線焊接牢固；在兩線應用時，應將VCC與GND接在一起，焊接牢固。假設VCC脫開未接，傳感器只送85.0℃的溫度值。〔4〕實際應用時，要注意單線的驅動能力，不能掛接過多的DS18B20，同時還應注意最遠接線距離。另外還應根據實際情況選擇其接線拓撲結構。〔四〕鍵盤與顯示電路⑦1.鍵盤電路采用陣列式輸入，排成4行4列，總共16個按鍵。16個按鍵的輸入口為P1，當有鍵按下的時候，通過分別對各行各列進行掃描并查表得出鍵值。這樣可以有效的減少對單片機I/O口的占用，使單片機有更多的I/O口來實現其他的功能。使單片機的設計更加靈活有效。如圖4.1所示,16個按鍵排列成4行4列，4個行的引線分別同P1口的P1.4~P1.7相聯接，4個列的引線通過一個上拉電阻分別聯接到P1.0~P1.3口。圖4.1鍵盤電路其中上拉電阻的值：R=4.7V/1.6mA=3KΩ。在鍵盤操作過程中假設四個按鍵同時按下時，那么需要的上拉電阻值為12KΩ，故此上拉電阻取值為10KΩ。工作原理：從0列開始，順序行掃描，即該行輸出為0。每掃描一行，讀入列線數據，從0開始，列檢查，找該行輸出為0的列，假設無，那么順序掃描下一行，并檢查其各列；假設找到某列線為0，那么該列與檢查行交叉的按鍵為被按下的鍵。從0行0列開始，順序將按鍵編號，就可以按掃描的值得到按鍵的值。本電路中從P1.3~P1.0順序輸出0，再檢查P1.7~P1.4。此鍵盤的實現要用軟件的方法識鍵和譯鍵。2顯示電路〔1〕LCD與單片機的接口電路LCD與單片機的接口電路如圖4.2所示：圖4.2LCD與單片機的接口電路(2)引腳分布及功能①12864液晶顯示屏共有20個引腳，其引腳名稱及引腳編號的對應關系如圖4.3所示：圖4.312864液晶顯示模塊引腳分布圖②引腳功能如表1所示：表112864液晶顯示模塊引腳功能引腳符號引腳功能引腳符號引腳功能1VSS電源地15CS1CS1=1：芯片選擇左邊64*64點2VDD電源+5V16CS2CS2=1：芯片選擇右邊64*64點3VO液晶顯示驅動電源0-5V17/RST復位〔低電平有效〕4RSH：數據輸入；L：指令碼輸入18VEELCD驅動負電源5R/WH：數據讀取；L：數據寫入19A背光電源〔+〕6E使能信號。由H到L完成使能20K背光電源〔-〕7-14DB0-DB7數據線有些型號的模塊19、20腳為空腳(2)圖形液晶顯示原理12864液晶屏橫向一共有128個點，縱向有64個點，全屏分為左半屏和右半屏，DDRAM表與128×64點的一一對應關系如表2所示：表212864液晶模塊內部結構左半屏右半屏CS1=1CS2=1Y=001…626301。。。6263行號X=0↓X=7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0DB70↓7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB78↓55DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB7DB0↓DB756↓63在液晶屏上顯示16*16點陣漢字首先將漢字轉換成相應的代碼，在送入的液晶屏的相應的位置，下面以“學〞字的顯示為例進行說明，“學〞字在液晶屏的上的點陣排布如圖4.4所示，在顯示時先輸入漢字的第1頁的16位數據，在輸入第2頁的16位數據，即第1頁與第1列的公共局部即為要輸入的第1個數據，第1頁與第2列的公共局部即為第2個要輸入的數據，按照這種取碼方式可得出該字代碼如下：〔注：上面所說的第幾頁，第幾列是相對漢字所說的〕。DB40h,30h,11h,96h,90h,90h,91h,96hDB90h,90h,98h,14h,13h,50h,30h,00hDB04h,04h,04h,04h,04h,44h,84h,7EhDB06h,05h,04h,04h,04h,06h,04h,00h圖形顯示的工作原理與漢字顯示相似，如果在某位置顯示指定大小的圖形時，首先利用圖形取模軟件，將圖形的代碼提取出來，再根據顯示漢字的原理將每頁碼的數據寫入相應的存放器中即可。圖4.4(3)圖形液晶控制方法①讀狀態字〔StausRead〕RsR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB001BUSY0ON/OFFRESET0000圖4.5讀狀態字狀態字是計算機了解12864-1當前狀態的唯一的信息渠道。狀態字為一個字節，其中僅3位有效位，它們是：BUSY表示當前12864-1接口控制電路運行狀態。BUSY=1表示12864正在處理計算機發來的指令或數據。此時接口電路被封鎖，不能接受除狀態字以外的任何操作。BUSY=0表示12864接口控制電路，已處于“準備好〞狀態，等待計算機的訪問。ON/OFF表示當前的顯示狀態。ON/OFF=1表示關閉顯示狀態，ON/OFF表示開顯示狀態。RESET表示當前12864-1的工作狀態，即反映RST端的電平狀態。當RST為低電平狀態時，12864-1處于復位工作狀態，RESET=1。當前RST為高電平狀態時，12864-1為正常工作狀態，RESET=0。在指令設置和數據讀寫時要注意狀態字中的BUSY標志。只有在BUSY=0時，計算機對12864的操作才能有效。因此計算機在每次對12864操作之前，都要讀出狀態字判斷BUSY是否為“0〞，那么計算機需要等待，直至BUSY=0為止。②顯示開關設置〔Displayon/off〕RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000011111D圖4.6顯示開關設置該指令設置顯示開/關觸發器的狀態，由此控制顯示數據的存儲器的工作方式，從而控制顯示屏上的顯示狀態。當D=1為開顯示設置，顯示數據鎖存器正常工作，顯示屏上呈現所需的顯示效果。此時在狀態字中ON/OFF=0。當D=0為關顯示設置，顯示數據鎖存器被置零，顯示屏呈不顯示狀態，但顯示存儲器并沒有被破壞，在狀態字中ON/OFF=1。③顯示起始行設置〔DisplayStartLine〕RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00011顯示起始行〔0~63〕圖4.7顯示起始行設置該指令設置了顯示起始行存放器的內容。KS0108有64行顯示的管理能力，該指令中L5~L0為顯示起始行的地址，取值在0~3FH〔1~64行〕范圍內，它規定了顯示屏上最頂一行所對應的顯示存儲器的地址。如果定時間隔地，等間距地修改〔如加一或減一〕顯示起始行寄器的內容，那么顯示屏將呈現內容向上或向下平滑滾動的顯示效果。④頁面地址設置[SetPage(Xaddress)]RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00010111Page(0~7)圖4.8頁面地址設置該指令設置了頁面地址X地址存放器的內容。12864將顯示存儲器分成8頁，指令代碼中B2~B0就是要確定當前所要選擇的頁面地址，取值范圍為0~7H，代表第1~8頁。該指令規定了以后的讀/寫操作將在哪一個頁面上進行。⑤列地址設置〔SetYaddress〕RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00001Yaddress(0~63)圖4.9列地址設置該指令設置了Y地址計數器的內容，DB5~DB0=0~3FH〔1~64〕代表某一個單元地址，隨后的一次讀或寫數據將在這個單元上進行。Y地址計數器具有自動加一功能，在每一次讀/寫數據后它將自動加一，所以在連續進行讀/寫數據時，Y地址計數器不必每次都設置一次。頁面地址的設置和列地址的設置將顯示存儲單元唯一地確定下來，為后來的顯示數據的讀/寫作了地址的選通。⑥寫指令數據RSR/WDB7DB7DB5DB4DB3DB2DB1DB000指令圖4.10寫指令數據此命令在在E的下降沿有效。⑦寫顯示數據〔WriteDisplayData〕RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB010顯示數據圖4.11寫顯示數據該操作將8位數據寫入先前已確定的顯示存儲器的單元內，操作完成后列地址計數器自動加一。⑧讀顯示數據〔ReadDisplayDate〕RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB011顯示數據圖4.12讀顯示數據該操作將12864.-1接口部的輸出存放器的內容讀出，然后列地址計數器自動加一。〔五〕電源以及看門狗電路1．電源電路因為單片機工作電源為+5V，且底層電路功耗很小。采用7805三端穩壓片即可滿足要求。具體電路如圖5.1所示。5.1電源電路2.看門狗電路考慮到底層電路板的工作環境相對惡劣，單片時機受到周圍環境的干擾，而出現程序跑飛，死機…等一些不可預知的不正常工作現象。工作人員也不可能到現場對單片機重起，本設計為單片機電路添加一個外部看門狗電路。定時查詢單片機的工作狀態,一但發現異常即對單片機延時重起。保證系統平安可靠的運行。NE56604能為多種微處理器和邏輯系統提供復位信號，其門限電平為4.2V。在電源突然掉電或電源電壓下降到低于門限電平時。NE56604將產生精確的復位信號。NE56604內置一個看門狗定時器，用于監控微處理器，以確保微處理器的正常運行。看門狗能產生一個系統復位信號用來終止任何由于微處理器故障而引發的不正常的系統操作。NE56604的看門狗的監控周期為100mS〔典型值〕。具體電路圖如圖5.2所示。圖5.2看門狗電路圖四軟件設計〔一〕概述整個系統的功能是由硬件電路配合軟件來實現的，當硬件根本定型后，軟件的功能也就根本定下來了。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監控軟件〔主程序〕，它是整個控制系統的核心，專門用來協調各執行模塊和操作者的關系。二是執行軟件〔子程序〕，它是用來完成各種實質性的功能如測量、計算、顯示、通訊等。每一個執行軟件也就是一個小的功能執行模塊。這里將各執行模塊一一列出，并為每一個執行模塊進行功能定義和接口定義。各執行模塊規劃好后，就可以規劃監控程序了。首先要根據系統的總體功能和鍵盤設置選擇一種最適宜的監控程序結構，然后根據實時性的要求，合理地安排監控軟件和各執行模塊之間地調度關系〔二〕程序設計主程序調用了4個子程序，分別是顯示程序、鍵盤掃描以及按鍵處理程序、溫度測試程序、中斷控制程序、單片機與PC機串口通訊程序。鍵盤掃描電路及按鍵處理程序：實現鍵盤的輸入按鍵的識別及相關處理。溫度測試程序：對溫度芯片送過來的數據進行處理，進行判斷和顯示。顯示程序：控制系統的顯示局部。中斷控制程序：實現循環顯示功能。串口通訊程序：實現PC機與單片機通訊，將溫度數據傳送給PC機1主程序設計將各個功能程序以子程序的形式寫好，當寫主程序的時候，只需要調用子程序，然后在存放器的分配上作一下調整，消除存放器沖突和I/O沖突即可。程序應該盡可能多的使用調用指令代替跳轉指令。因為跳轉指令使得程序難以看懂各程序段之間的結構關系。而調用指令那么不同，調用指令使得程序結構清晰，無論是修改還是維護都比擬方便。將功能程序段寫成子程序的形式，除了方便調用之外，還有一個好處那就是以后寫程序的時候如果要用到，就可以直接調用這個單元功能模塊。主程序流程圖如圖4.1所示圖4.1主程序流程圖2各模塊子程序設計下面對主要幾個子程序的流程圖做介紹：〔1〕溫度測試子程序設計見附錄一：溫度測試子程序流程圖⑨〔2〕中斷控制程序設計如圖4.2所示圖4.2中斷控制程序五結語經過一段時間的不斷學習和努力，在劉老師的諄諄教導下,在其他老師及同學們的熱心幫助與指導下，基于DS18B20的多點溫度測量系統的畢業設計即將結束，根本完成了老師所規定的各項工作任務。本次設計的基于DS18B20的多點溫度測量