基于单片机的水温控制设计

1、毕业设计（论文）任务书题 目： 系（分院） 专业 班学 生 姓 名： 指 导 教 师： 职称： 教 研 室 主 任： 系（分院）主任： 任务书下发日期： 年 月 日一、 题目内容与要求基于单片机水温控制系统目前的水温控制系统大多数采用由模拟传感器多路模拟开关A/D转换器及单片机等组成的传输系统，这种系统需要布置大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上，安装和差些复杂，成本也高。同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也比较大，不利于控制者根据温度变化作出及时决定。在这样的形式下，开发一种实时性高精度高能够综合处理多点信息的系统就很有必要。水温控制在工业和日常生活中应用广泛

2、，分类较多，不同水温控制系统的控制方法也不尽相同，其中以PID控制阀最为常见。本设计主要介绍基于单片机的水温控制系统的相关理论和实践进行研究。设计了一种用DS18B20温度传感器和AT89S52单片机为核心系统的水温控制系统，给出了该设计详细的原理说明和具体的设计电路详细叙述了系统的硬件电路的设计要点和结构及软件的设计要点，同时给出了各个重要子程序的流程图。该水温控制系统能够对水温进行实时监测与控制，通过LRD显示水温的状态，四个数码管显示温度。要求1、理工类专业要求论文字数一般应在8000-20000字. 2、中文摘要一般应在300-500字；外文摘要一般不得少于200个实词。3、论文中的符

3、号、缩略词、制图规范和计量单位，必须遵守国家规定的标准或学科通用标准。作者自己拟定的符号、记号、 缩略词，均应在第一次出现时加以说明。4、论文引用的参考文献应分别依次标出：（具体内容请参考示例*）【期刊文献】编号、作者、文章题目、刊名、年份、卷期、页码【图书文献】编号、作者、书号、出版单位、年份、版次、页码5、论文应包括以下几部分：（1） 封皮 （先封皮一，后封皮二，见示例*）（2） 中文摘要 （见示例*）（3） 外文摘要 （见示例*）（4） 目录 （见示例*）(5) 前言一论文所及理论、技术试验（实验）等目的和意义（见示例*）(6) 正文（见示例）(7) 结论或结束语一从理论、技术、实验等方

4、面对论文进行总结（见示例*）(8) 参考文献（见示例*）(9) 致谢（见示例*）6、论文装订格式（1）论文用16开纸打印输出。章用黑体三号居中、节用四号黑体、正文用小四号宋体,1.5行距。要求单面打印。（2）页眉、页脚到纸边的距离为2cm，用五号宋体页眉内容共须占两行，且居中：第一行注明：吉林工程技术师范学院毕业论文，第二行注明：论文相应章的题目，在页脚右侧注明页码。左边距为2. 5 cm，右边距为2cm。二、毕业设计（论文）的期限 自 2010 年 4 月 1 日至 2010年 6月 7 日三、毕业设计（论文）进度计划起止日期工作内容备注四、参考文献【1】.Maxim公司,1-Wire单总线

5、的基本原理【EB/OL1-13【2】.于永学、葛健，1-WIRE总线数字温度传感器DS18B20及应用J，电子产品 世界2003（4）16-24【3】.马云峰、陈子夫、李全培，数字温度传感器DS18B20的原理与应用EB/OL1-25【4】.胡振宇、刘鲁源、杜振辉，DS18B20接口的C语言程序设计J，单片机与嵌入式系统应用，2002-24-43【5】.李钢，1-WIRE总线数字温度传感器DS18B20原理及应用，现代电子ijishuJ，2005(8)21-23【7】.廖常初，现场总线概述J，电工技术，1989，19-67【8】.阎 石，数字电子技术基础（第三版）M，高等教育出版社，1989，

6、19-67【9】.陈跃东，DS18B20集成温度传感器原理与应用J，安徽教育出版社，2002（4）5-23【10】.李广弟，单片机基础M，北京航空航天大学出版社，1994，1-56【11】.Dallas Corp,DS18B20EB/OL1-24【12】.李朝青，单片机原理及接口技术（简明修订版）M,北京航空航天大学出版社，1998.17-227【13】.金伟正，单线数字温度传感器的原理与应用L.电子技术应用，2000（6）3-24【14】.沙占友，智能化集成温度传感器原理与应用，2002.84-105 指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 教学主任（签字）： 毕业设计人（签字）： 说 明

7、：1、本任务书由指导教师负责填写，经系（分院）、教研室主任审定后，发给学生本人。2、本任务书所列各项由指导教师详细填写，以便学生全面了解和正确执行。3、学生接到本任务书后，应积极进行毕业设计（论文）的各项工作，与指导教师制定工作计划，并按规定时间完成。工作内容中间如有变动，要经过所属系（分院）主任和教研室主任同意。毕业设计（论文）指导教师评阅意见题 目成 绩系（分院）专业年级学生姓名指导教师评语指导教师签名：年 月 日注：优（90分以上）；良（8089）；中（7079）；及格（6069）；不及格（60以下）本科生毕业设计-基于单片机的水温控制设计题目 ： 水温自动控制系统学生姓名： XXXX

8、专业 ： XXXX 班级 ： XXXX 指导教师： XXXX 目 录声明.1摘要.2第一章绪论.4第二章总体方案设计.62.1方案的选择.62.2总体设计方案.72.3水温控制系统完成的功能.8第三张相关器件介绍10第四章系统硬件设计154.1DS18B20与单片机接口设计.154.2主板电路设计.154.3各部分电路.16第五章系统软件设计.205.1系统软件设计的整体思想.205.2主程序.205.3读出温度子程序.215.4系统总的流程图.22第六章系统调试.24设计总结与展望.25参考文献.26致谢.27附录.28吉林技术工程师范学院本科毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论

9、文，是本人在知道教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中注明的引用征文外，本论文不含其它个人或集体已经发表或撰写的作品成果，对本文作出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担 作者签名 2010 05 12摘 要基于单片机水温控制系统目前的水温控制系统大多数采用由模拟传感器多路模拟开关A/D转换器及单片机等组成的传输系统，这种系统需要布置大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上，安装和差些复杂，成本也高。同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也比较大，不利于控制者根据温度变化作出及时决定。在

10、这样的形式下，开发一种实时性高精度高能够综合处理多点信息的系统就很有必要。水温控制在工业和日常生活中应用广泛，分类较多，不同水温控制系统的控制方法也不尽相同，其中以PID控制阀最为常见。本设计主要介绍基于单片机的水温控制系统的相关理论和实践进行研究。设计了一种用DS18B20温度传感器和AT89S52单片机为核心系统的水温控制系统，给出了该设计详细的原理说明和具体的设计电路详细叙述了系统的硬件电路的设计要点和结构及软件的设计要点，同时给出了各个重要子程序的流程图。该水温控制系统能够对水温进行实时监测与控制，通过LRD显示水温的状态，四个数码管显示温度。关键词：单片机 AT89S52 DS18B

11、20 水温控制Summary Water temperature control system based on single chip Most of the current water temperature control system used by the analog sensor Analog Multiplexers A / D converter and transmission system composed of single chip, this system requires a large number of temperature measurement arra

12、ngement of cables, the sensor signals can be sent to the scene acquisition card, installation and badly complex, the cost is high. Transmission lines also do analog signal, vulnerable to interference and loss, measurement error is relatively large, is not conducive to the controller to make timely d

13、ecisions under the temperature change. In this form, to develop a real-time high high accuracy Ability to deal with more comprehensive information system will be necessary. Temperature control is widely used in industry and daily life, classifying more control of water temperature control system a d

14、ifferent approach, in which the most common PID control valves. This design introduces the Temperature Control System Based on relevant theoretical and practical research. Design of a temperature sensor and with DS18B20 AT89S52 MCU as the core system of temperature control system, gives details of t

15、he design principle of the circuit description and the specific design of the system described in detail the design of hardware circuit elements and the structure and software design elements We also present a flow chart of all the important subroutines. The temperature control system capable of rea

16、l-time monitoring and control of water temperature, water temperature through the LRD shows the status of four digital display temperature. Keywords: MCU AT89S52 DS18B20 temperature control第一章 绪 论选题背景随着电子技术的迅速发展，计算机已深入地渗透到我们的生活中，已经出现了能满足各种不同需求，具有各种特殊功能的单片机，这种单片机具有集成度高，性能价格比优越，货源充足等优点，在工业测量领域内获得了极为广泛

17、的应用价值。在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。自18世纪工业革命以来，工业发展与是否能掌握温度有着密切的关系。在冶金，钢铁，石化，水泥，玻璃，医药等行业，可以说几乎80%的工业部门都得考虑着温度的因素。水温控制在生产中与日常生活中发挥着重要的作用，如一些现代化车间里，生产特殊要求产品加工需要在一定的温度下才能进行，水产养殖中，也要对水的温度惊醒严格的控制，才能确保达到最好的效果，在家具生活中，我们同样离不开水温的控制，如电热水器，自动饮水机等，都要用到水温控制系统。温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛但从国内生产的温度控制器来讲总体发展水平仍然不高，同国外的日本美国德国

18、等先进国家相比仍然有着较大的差距目前我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它只能适应一般温度系统控制难于控制滞后复杂时变温度系统控制，即是说适应于较高控制场合的智能化自适应控制仪表国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少备。目前，国外也开发出了一些基于单片式计算机的温度控制设备，但是价格高，且目前其操作系统均为英文，普及性不强。选题的现实意义随着单片机和传感技术的迅速发展，自动温度控制领域发生了巨大的变化，无论是在工业生产过程中，还是日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或者过高的温度都会使水资源失去应有的

19、作用，从而造成水资源的巨大浪费，特别是在当前水资源极度缺乏的情况下，我们更应该掌握好对水温的控制，把身边的水资源好好的利用起来。在环境恶劣或者温度较高等场合下，为了保证生产过程的安全进行，设计一种经济实惠又符合我国使用的水温控制系统势在必行。目前，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，并且都生产出了一批商品化的性能优异的温度控制器及仪器仪表，目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度智能化、小型化等方面快速发展。温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题。尽管温度控制很重要，但是要控制好温度常常会遇到意想

20、不到的困难。由于温度控制具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点,它对控制调节器要求较高。并且随着发展，对于温度控制器的要求越来越高，温度的时间短、稳态温度波动小、反应灵敏、抗干扰能力强、节省电能等优点，将成为以后发展的主流。第二章 总体方案设计2.1方案的选择为了使设计具有高可靠性，与实际运用的紧密结合性，从经济，实用的角度出发，我对水温控制系统进行精心的设计，在设计的过程中，我们综合多方面的知识进行分析，对于本系统的设计，其他控制部分的电路基本相同，主要不同的是对温度传感器的选用，下面就各种不同的传感器构成的温度自动控制系统进行分析与对比。2.1.1热膨胀是温度计该温度计是利用膨

21、胀法来测量温度的一种仪表。膨胀时温度计按选择的物质不同可分为液体膨胀式温度计，气体膨胀式温度计和固体膨胀式温度计三大类。对于液体膨胀式温度计，根据填充的液体不同又可分为水银温度计和有机液体温度计。固体膨胀是温度计，按结构又可分为双金属温度计和杆式温度计两种。膨胀式温度计可以用作标准仪器，广泛用于测量设备，管道和容器的温度，在医疗卫生和食品工业中也得到广泛的应用。膨胀式温度计具有结构简单，使用和制造方便，价格便宜以及精度高等优点。缺点：不便于远距离测温（压力式温度计除外），结构脆弱，易坏。2.1.2电阻温度计热电阻是利用导体或半导体的电阻值随温度的变化而变化的特性来测量温度的一种感温元件。使用热

22、电阻作感温元件的温度计常称为电阻温度计。常用的热电阻有：铜电阻，铂热电阻和钛电阻。热电阻必须与二次仪表配合使用才能指示出被测介质的温度。热电阻的热温原理是基于金属导体的电阻值随温度的变化而变化的特性，再用显示仪表测出热电阻的电阻值从而得出与电阻值相应的温度值。这种测温的方法已经广泛应用于工业生产和民用生活中，在此基础上，人们还将热敏电阻与信号放大，模数转换集成在一块芯片上，开发了集成温度传感器，使得设计出来的温度自动控制系统既简单可靠，性能又高，因此在业内运用极广。优点：电阻温度计具有测量精度高，性能稳定，灵敏度高，应用范围广，可鱼啊努力测温，便于微机实时处理，并能实现温度自动控制和记录。2.

23、1.3热电偶热电偶是用两种不同成分的导体焊接在一起，两端温度不同时，在回路中就毁有热电势产生，因此热电偶是通过测量热电势从而测量温度的一种感温元件，它是一种变化器，它能将温度信号转变为电信号在有显示仪表显示出来。热电偶测量温度的基本原理是热电效应，它是热电效应理论的具体应用之一，在温度的测量中得到了广泛的应用。优点：测量精度高，结构简单，动态响应快，可做远距离测量测量范围广。2.1.4辐射式测温仪表辐射式测温仪表是指依据物体辐射的能量来测量其温度的仪表。它属于非接触式测量仪表，具有测量温度高，反应迅速，热惰性小等优点。该仪表适用于具有腐蚀性的高纯的物体以及运动状态物体的测温。在热处理行业中常用

24、来测量高温盐炉，油路和煤气炉的温度，由于它的感温部分不予测量介质直接接触，因此，其测量精度不如热电偶温度计高，测量误差较大，其测量范围一般在400-3200。这类仪表有全辐射高温度计，单辐射高温度计和闭塞温度计三种。而本次设计主要草考电阻温度计的原理，但针对其在温度信号采集时容易产生误差大这个缺点对温度采集电路进行改进。2.2总体设计方案本系统的电路设计方框图如图所示，它由三部分组成：控制部分主芯片采用单片机AT89C51；显示部分采用4位LED数码管以动态扫描方式实现温度显示；温度采集部分采用DS18B20温度传感器。 1.控制部分 单片机AT89C51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口

25、只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用，系统应用三节电池供电。2.显示部分显示电路采用4为供养LED数码管，从P0口送数，P2口扫描。3.温度采集部分DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型只能温度传感器与传统的热敏电阻测温元件相比，它能直接读出被测温度。这以部分主要完成对温度信号的采集和转换工作，由DS18B20数字温度传感器及其但便宜的借口部分组成。数字温度传感器DS18B20吧采集到的温度通过数据引脚传到单片机的P1.7口，单片机几首温度兵存储。此部分只用到DS18B20和单片机，硬件很简单。 该系统主要由以下子系统构成：中

26、央控制处理器AT89C52组成的主机系统；环境数据采集系统等。主要的系统电路有：电源电路，单片机最小系统电路，温度传感器电路，输出加热冷却LED指示电路等。在下一节有明确介绍。 该水温自动控制系统的主要特点有： （1）产品的互换性好，响应速度快，抗干扰能力强，外围电路简单易懂，体积小。 （2）该系统能用软件的方式控制硬件，所有用软件式设计的系统向硬件系统的转换时由有关开发软件自动完成的，易操作。 （3）可以从以前德组合设计转向真正的自由设计，所以设计的一致性很好，效率高，可适合大规模的现场制作。2.3 水温控制系统完成的功能 本设计是对水的温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的

27、温度控制功能：当温度低于设定下限温度是，系统自动开启绿色LED表示需要加温，是温度上升。当温度上升到下限温度以上时，系统自动关闭绿色LED表示水温正常；当温度高于设定上限温度时，系统自动开启红色LED表示需要降温，使温度下降。当温度下降到上限温度以下是，关闭红色LED表示停止降温。四个数码管即时显示温度，精确到个位。第三章 相关器件介绍AT89C51单片机简介 AT89C51是一种大4K字节闪烁可编程可擦除制度存储器（FPEROM-Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C51是

28、一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可反复擦除100次。该器件可采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管教相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高线微控制器，AT89C51是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。在系统可编程（In-System Programming,ISP)功能的发明者是Lattice公司，ISP计数吉大的促进了可编程逻辑器件产品的发展。在系统可编程，值电路板上的空白器件可以编程写入最终用

29、户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的期间可以用ISP方式擦除或再编程。ISP计数是未来发展方向。它的优势是不需要编程器就可以进行单片机的实验和开发，单片机芯片可以直接焊接到电路板上，挑食结束即成成品，免去了调试时由于频繁地插入取出芯片对芯片和电路板带来的不便，吉大的加快了产品的开发和升级。ISP的视线相对简单一些，一般通用做法是内部的存储器可以由上位机的软件通过串口来进行改写。对于单片机来讲可以通过SPI或其他的唇形借口接收上位机传来的数据并写入存储器中。所以即使我们将芯片焊接在电路板上，只要留出和上位机接口的这个串口，就可以实现芯片内部存储器的改写，而无须再取下芯片。 其主要特性如

30、下：1.与MCS-51兼容2.4K字节可编程闪烁存储器，寿命：1000写/擦循环，数据保留时间：10年3.全静态工作：0Hz-24Hz4.三级程序存储器锁定5.128*8位内部RAM6.32可编程I/O线7.两个16位定时器/计数器8.5个中断源9.可编程串行通道10.低功耗的闲置和掉电模式11.片内振荡器和时钟电路 LED数码显示管简介 数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。动态显示却东：数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有哦数码管的8个显示壁画“a,b

31、,c,d,e,f,g,dp”的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM曾加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字型码时，所有数码管都接收到相同的字型码，单究竟是哪个数码管会显示出自行，取决于单片机为位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的栓马关就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就是哥哥数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为12ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各个数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定

32、的现实数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/0端口，而且功耗更低。 静态显示驱动：静态驱动也成直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都有一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二十进制译码器进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要55=40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个。实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的发咋行。 动态扫描显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一。其接口电路时把所有显示器的8个比画段a-h同名端连在一

33、起，而每一个显示器的公共极COM个格子独立地收I/O线控制。CPU向字段输出口送出字型码时，所有显示器接收到相同的字型码，单究竟是哪个显示器亮，则取决于COM端，而这一端是由I/O控制的，所以我们就可以自行决定何时显示哪一位了。而所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。DS18B20简介 一. DS18B20的性能特点： 1.独特的单线借口仅需要一个端口引脚进行通信； 2.多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能； 3.无需外部器件； 4.可以通过数据线供电，电压范围为3.05.5V； 5.零待机功耗； 6.温度以3位数字显示

34、； 7.用户可以定义报警设置； 8.报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的期间； 9.负电荷特性，电源机型接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。二.DS18B20的外部结构 DS18B20采用PR-35封装，如图所示 DS18B20内部结构主要由三部分组成： 1. 64位光刻ROM。开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的唯一的序号，共有48位，最后8位是钱56位的CRC校验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。64位膳宿ROM的结构如下： 2. 非挥发的温度报警触发器TH和TL，可以通过软件写入用户报警上下限值。 3. 高速暂存存储，可以设置D

35、S18B20温度转换的精度。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EPRAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图3-9所示。 头2个字节包括测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL得拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第五个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作室寄存器中的分辨率转换为相应的温度数值第5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。 第四章系 系统硬件设计4.1 DS18B20与单片机接口设计 DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供

36、电方式此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电式，如图3-1所示单片机端口接单线总线，为保证有效的DS18B20始终周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。此次设计采用的事电源供电方式，P1.7口皆电线总线为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供组都的电流，可以用一个MOSFET管和89C51的P1.7来完成对总线的上拉。当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D变换操作时，总线上不许有强的上拉，上拉开启时间最大为10us。采用计生电源供电方式是V和GND端均接地。由于单线制只有一根线，英雌发送接收口必须是三状态的。主机控制DS

37、18B20完成温度装换必须经过三个步骤： 1.初始化； 2.ROM操作指令； 3.存储器操作指令。 4.2 主板电路设计 单片机的P1.7接DS18B20的2号引脚，P0口送数P2口扫描，P1.1,P1.2控制加热和冷却指示灯。见附录一4.3 各部分电路显示电路 显示电路采用了7段共阴数码管扫描电路，节约了单片机的输出端口，便于程序的编写。如图所示。 DS18B20温度传感器电路 DS18B20温度传感器电路如图所示，温度传感器DS18B20直接介于单片机的P1.7口。 继电器电路 继电器电路如图所示，途中P1.0引脚控制加热，P1.1引脚控制制冷。给P1.1低电平，当温度小于40时由红灯会亮

38、表示需要加热；同样给P1.1低电平，当温度大鱼90时绿灯亮需要降温。 复位电路 复位电路如图所示 DS18B20的测温原理 每一篇DS18B20在其ROM中都存有其唯一的40位序列号，在出厂前已写入片内ROM中。主机在进入操作程序前必须用读ROM(33H)命令将该DS18B20的序列号读出。 程序可以先跳过ROM，启动所有DS18B20进行温度交换，之后通过匹配ROM，再逐一地读回每个DS18B20的温度数据。 DS18B20的测温原理如图所示，图中低温洗漱晶振的震荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变。所产生的信号作为减

39、法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间有高温洗漱振荡器来决定，每次测量前，首先将-55所对应的基数分别置入剑法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55的所对应的一个基数值。减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行剑法计数，当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入。减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环知道减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值得累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温

40、度。图3-10中的斜率加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正剑法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到北侧温度值，这就是DS18B20的岑文原理。 另外，由于DS18B20单线痛惜功能是分时完成的，他有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作必须按协议进行。操作协议为：初始化FS18B20（发抚慰脉冲）发ROM功能命令发存储及操作命令处理数据。 第五章 系统软件设计5.1 系统软件设计的整体思想 MCS-51指令系统的指令长度较短，它在存储空间和执行时间方面就有较高的效率，编程的程序占用内存单元少，执行也非常的快捷，与本系

41、统的应用要求很适合。而且MCS-51指令系统有丰富的位操作（或称位处理）指令，可以形成一个相当完整的位操作指令子集，这是MCS-51指令系统主要优点之一。对于要求反应灵敏与控制即时的工控、检测等实时控制系统以及要求体积小、系统小的许多“电脑化”产品，可以充分体现出汇编语言简明、整齐、执行时间短和易于使用的特点。 经软件处理得到的距离送思维LED显示。由于采用了单片机AT89C51并考虑出整个系统的控制流程，整个系统软件都有C51系列单片机C语言实现。由于距离值的得出及显示是在终端子程序中完成的，因此在初始化发射程序后进入终端响应的等待。在中断响应之后，原始数据经计数值与距离值换算子程序，二进制

42、与十进制转换子程序后输出显示。5.2 主程序 主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值，温度测量没1s进行一次。这样可以再疫苗之内测量一次被测温度，其程序流程见图所示。 通过调用读温度子程序吧存入内存储中的证书部分与小树部分分开存放在不同的两个单元中，然后通过调用显示子程序显示出来。 5.3读出温度子程序 读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在读出时需要进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。 DS18B20的各个命令对时序的要求特别严格，所以必须按照所要求的时序才能达到预期的目的，同时，要注意读进来的事高位在后低位在前，共有12位数

43、，小数4位，整数7位，还有一位符号位。如图所示5.4系统总的流程图 系统总的流程图，如图所示。这是系统总的刘彻怒，主程序的功能是：启动DS18B20测量温度，将测量值与给定值进行比较，若测得温度小于设定值，则进入加热接顿，置P1.1位低电平，这期间继续对温度进行监测，直到温度在设定范围内，置P1.1为高电平，关闭加热器，等待下一次的启动命令。当测得温度大鱼设定值，则进入降温阶段，置P1.2位低电平，这期间继续对温度进行监测，直到温度在设定范围内，置P1.2位高电平断开，关闭降温装置，等待下一次的启动命令。第六章 系 统 调 试第一次接电调试，设置温度上面为30，温度下线为20。加热后，温度有事

44、超过30却不报警，后经检查，发现时仅为C没有清0，于是在如下写入程序中加入仅为C清零，便排出这个异常。 在京实际接电调试，一切运行正常。加热到30时，红灯亮起，自动断电，而低于20时，绿灯亮起，开始加热。 unsigned char codeledcode=0x28,0x32,0xa2,0xE1,0xa4,0x24,0xea,0x20,0xA0,0xdf,0x3c;/unsigned char codeledcode=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; unsigned int temp; / unsigned int temp

45、_alarm1=20;/ unsigned int temp_alarm2=30;/ unsigned int i; bit hour,minute,second,dayl,monthl,yearl,flag,disp_mode=0;设计总结与展望这次毕业设计所能涉及到的知识比较有限，信号采集方面采用DS18B20来采集，直接提取数字信号，但是数据的精确度还是不能达到相当的程度，而且在水温控制方面还没有较确实的办法。水温控制系统无论是在人们的生活还是在工业生产当中都有普遍的应用，但是人们所使用的系统都不够完善，还有很多的功能能拓展。在设计中使用的事数码管显示温度，也可以选用其他显示设备，如液晶

46、显示屏。报警也是一个非常重要的环节，在水温出现异常时，可以通过各种途径向人们报警。在所有问题中最难解决的就是加热和降温的问题，当温度已经超过预先设定的范围时，通过加热器和风扇来达到目的，但是大型的水温控制系统的温控装置很难选择，整体也很难设计。现在各种各样的控制系统都朝着智能化发展，要求具有集成度高、功能强、体积小、速度快、存储量大、指令丰富，抗干扰性强的特点，而且能够实时可靠水温变化，指示正确。 水温控制系统还是涉及到很多的学科，每个学科的反掌或新技术的返现都能推动这项技术的发展。新型传感器的研发和更加智能化的报警预告系统必将使水温控制系统的精确度和设计方面得到进一步的晚上和改进，在各个环境

47、下的水温控制系统将会被开发出来，应用也会更加的广泛。参 考 文 献【1】.Maxim公司,1-Wire单总线的基本原理【EB/OL1-13【2】.于永学、葛健，1-WIRE总线数字温度传感器DS18B20及应用J，电子产品 世界2003（4）16-24【3】.马云峰、陈子夫、李全培，数字温度传感器DS18B20的原理与应用EB/OL1-25【4】.胡振宇、刘鲁源、杜振辉，DS18B20接口的C语言程序设计J，单片机与嵌入式系统应用，2002-24-43【5】.李钢，1-WIRE总线数字温度传感器DS18B20原理及应用，现代电子ijishuJ，2005(8)21-23【7】.廖常初，现场总线概

48、述J，电工技术，1989，19-67【8】.阎 石，数字电子技术基础（第三版）M，高等教育出版社，1989，19-67【9】.陈跃东，DS18B20集成温度传感器原理与应用J，安徽教育出版社，2002（4）5-23【10】.李广弟，单片机基础M，北京航空航天大学出版社，1994，1-56【11】.Dallas Corp,DS18B20EB/OL1-24【12】.李朝青，单片机原理及接口技术（简明修订版）M,北京航空航天大学出版社，1998.17-227【13】.金伟正，单线数字温度传感器的原理与应用L.电子技术应用，2000（6）3-24【14】.沙占友，智能化集成温度传感器原理与应用，2002.84-105致 谢 大学四年的学习和生活就要随着这篇论文的答辩而结束了。有许许多多的不舍，也有许许多多的感谢要说。毕业设计，实时上就是综合的运用四年所学知识去分析、解决一个问题，在做毕业设计的过程中，把所学知识梳理一遍，它既是一次检阅，又是一次锻炼。在设计中，我遇到过很多问题，比如课题需要用什么元器件，主电路图如何设计，子程序该怎么编写等都是一点头绪都没有，但是我在设计的