以單片機為核心的檢測和控制

❶ 以單片機為核心控制器設計一個多功能彩燈控制器

51單片機 12MHz晶振 使用P1埠控制

電路:

#include<at89x51.h>

#defineLEDP1

voiddelay1s(void)
{
unsignedchara,b,c;
for(c=167;c>0;c--)
for(b=171;b>0;b--)
for(a=16;a>0;a--);
}
voiddelay50ms(void)
{
unsignedchara,b;
for(b=173;b>0;b--)
for(a=143;a>0;a--);
}
voidmain()
{
unsignedchari;
while(1)
{
LED=0xff;//8個二極體全暗
delay1s();
for(i=1;i;i<<=1)//D0-D7
{
LED=~i;
delay50ms();
}
delay1s();
for(i=0x80;i;i>>=1)//D7-D0
{
LED=~i;
delay50ms();
}
delay1s();
for(i=1;i;i<<=2)//D0-D6
{
LED=~i;
delay50ms();
}
for(i=2;i;i<<=2)//D1-D7
{
LED=~i;
delay50ms();
}
delay1s();
for(i=2;i;i<<=2)//D1-D7
{
LED=~i;
delay50ms();
}
for(i=1;i;i<<=2)//D0-D6
{
LED=~i;
delay50ms();
}
delay1s();
}
}

❷ 為什麼絕大多數控制器都採用單片機作為核心

單片機具有體積小、控制功能強、功耗低、環境亂激適應能力強、擴展靈活和使用方便等優點。用單片機可以構成形卜雀式嘩弊襪多樣的控制系統、數據採集系統、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。

❸ 基於單片機溫度測量與控制 畢業論文

摘要
本設計的溫度測量計加熱控制系統以AT89S52單片機為核心部件，外加溫度採集電路、鍵盤顯示電路、加熱控制電路和越限報警等電路。採用單總梁圓線型數字式的溫度感測器DSI8B20，及行列式鍵盤和動態顯示的方式，以容易控制的固態繼電器作加熱控制的開關器件。本作品既可以對當前溫度進行實時顯示又可以對溫度進行控制，以使達到用戶需要的溫度，並使其恆定再這一溫度。人性化的行列式鍵盤設計使設置溫度簡單快速，兩位整數一位小數的顯示方式具有更高的顯示精度。建立在模糊控制理論控制上的控制演算法，是控制精度完全能滿足一般社會生產的要求。通過對系統軟體和硬體設計的合理規劃，發揮單片機自身集成眾多系統及功能單元的優勢，再不減少功能的前提下有效的降低了硬體的成本，系統操控更簡便。
實驗證明該溫控系統能達到0.2℃的靜態誤差，0.45℃的控制精度，以及只有0.83％的超調量，因本設計具有很高的可靠性和穩定性。

關鍵詞：單片機 恆溫控制 模糊控制
引言
溫度是工業控制中主要的被控參數之一，特別是在冶金、化工、建材、食品、機械、石油等工業中，具有舉足重輕的作用。隨著電子技術和微型計算機的迅速發展，微機測量和控制技術得到了迅速的發展和廣泛的應用。 採用單片機來對溫度進行控制，不僅具有控制方便、組態簡單和靈活性大等優點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術指標，從而能夠大大提高產品的質量和數量。MSP430系列單片機具有處理能強、運行速度快、功耗低等優點，應用在溫度測量與控制方面，控制簡單方便，測量范圍廣，精度較高。

溫度感測器將溫度信息變換為模擬電壓信號後，將電壓信號放大到單片機可以處理的范圍內，經過低通濾波，濾掉干擾信號送入單片機。在單片機中對信號進行采樣，為進一步提高測量精度，采樣後對信號再進行數字濾波。單片機將檢測到的溫度信息與設定值進行比較，如果不相符，數字調節程序根據給定值與測得值的差值按PID控制演算法設計控制量，觸發程序根據控制量控制執行單元。如果檢測值高於設定值，則啟動製冷系統，降低環境溫度；如果檢測值低於設定值，則啟動加熱系統，提高環境溫度，達到控制溫度的目的。

圖形點陣式液晶可顯示用戶自定義的任意符號和圖形,並可卷動顯示,它作為攜帶型單片機系統人機交互界面的重要組成部分被廣泛應用於實時檢測和顯示的儀器儀表中。支持漢字顯示的圖形點陣液晶在現代單片機應用系統中是一種十分常用的顯示設備,漢字BP機、手機上的顯示屏就是圖形點陣液晶。它與行列式小鍵盤組成了現代單片機應用系統中最常用的人機交互界面。

本文設計了一種基於MSP430單片機的溫度測量和控制裝置，能對環境溫度進行測量，並能根據溫度給定值給出調節量，控制執行機構，實現調節環境溫度的目的。

━、硬體設計
1：MSP430系列單片機簡介及選型
單片機即微控制器，自其開發以來，取得了飛速的發展。單片機控制系統在工業、交通、醫療等領域的應用越來越廣泛，在單片機未開發之前，電子產品只能由復雜的模擬電路來實搏枯現，不僅體積大，成本高，長期使用後元件老化，控制精度大大降低，單片機開發以後，控制系統變為智能化了，只需要在單片機外圍接一點簡單的介面電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完橡銀塌成。這樣產品體積變小了，成本也降低了，長期使用也不會擔心精度達不到了。特別是嵌入式技術的發展，必將為單片機的發展提供更廣闊的發展空間，近年來，由於超低功耗技術的開發，又出現了低功耗單片機，如MSP430系列、ZK系列等，其中的MSP430系列單片機是美國德州儀器（TI）的一種16位超低功耗單片機，該單片機

❹ 什麼是單片機什麼是單片機系統什麼是單片機應用系統

1單片機：
單片機就是將CPU、存儲器、定時計數器、I/O介面電路等集成在一個晶元。也叫單片微型計算機。
2 單片機系統：
以單片機為核心的控制系統。
3 單片機應用系統：
就是將單片機技術應用在電子、工業控制領域的各種典型產品，如以單片機為核心的智能煤氣表、
智能熱力表、上網微波爐。

❺ 工業級單片機做核心的控制器有什麼好處

1、主要區別是使用溫度上面的區別，民用級的一般在0～70攝氏度，也就是常溫，而工業級的使用溫度則在-40～85攝氏度左右，除此之外還有比工業級要求更高的軍品級，大概使用溫度為-60～125甚至150攝氏度。
2、其他方面來說，各種級別的IC性能上差別不大，民用級和工業級的差別也不是很大，而軍品級則需要考慮各種惡劣環境和高可靠性，所以在IC的要求上要高很多，比如在超強震動，超強電磁場，真空，強重力G系數等特殊環境下的功能不缺失。
3、價格上來說民用和工業差別不大，軍品同其他兩類的差別就很大了，具體器件復雜程度不同，差異也不同，但是總的來說，越復雜的IC，軍品價格就越高，個別比如CPU等可能是民用或者商業的5，6倍甚至10倍以上。
4、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、數據採集系統、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。
單片機（Microcontrollers）是一種集成電路晶元，是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統，在工業控制領域廣泛應用。從上世紀80年代，由當時的4位、8位單片機，發展到現在的300M的高速單片機。

❻ 汽車上以單片機為核心的控制系統有哪些

在高檔型發動機系統中，單片機的運算性能是至關重要的，預計會從目前的250MIPS增加到500MIPS，而同時內部存儲器大小也會將從目前的2~4MB增加到4~5MB，在個別系統中甚至可達8MB。

這么高的運算性能和存儲容量如光靠一個單片機來完成，會面臨設計高度復雜、製造成本昂貴、內部匯流排傳輸能力限制，甚至是晶元散熱困難等一系列問題。因此將來在這類ECU的設計中，會採用多核心（MulTIple-core）或多單片機的方式來分散計算任務和產生的熱量。

買車需要注意的事項如下：

1、確認購買能力：

確定購買能力，買車後不影響家庭整體的生活質量，一般根據的家庭的近三年的平均的收入情況，一般情況拿出三年家庭的20%，但是不超過家庭固定資產值的10%。

2、關注點：

對於家庭用車最重要的是安全，其次是經濟適用，因為汽車的安全承載著一家人的生命，所以安全是重中之重。

3、現場確認：

根據以上兩步基本確定要買的幾款車型，親自去4s店現場確認，包括試駕、詢價、貸款情況、維修保養等相關情況。

❼ 以單片機為核心控制外設,與傳統模擬和數字電路相比,有哪些優勢

1。用軟體替代部分硬體的功能，成本降低，功耗降低、體積減小、可靠性提高。
2。I/O埠配置靈活，易於改寬禪變或者增加功伍信能。
3。人機介面簡單明了，尤其是顯示數字化後，便於交流，輸入按鍵可以大量減少，故障率降低。
4。軟體升級容易，產品不易過早淘汰。
5.。數據可以腔巧輪在前端預處理，與主機通訊簡潔方便。

❽ 關於兩個光電編碼器 接ATMEGA16單片機來進行 脈沖計數

隨著微電子技術的發展，電氣控制方式變得更加靈活多樣，控制精度越來越高。智能化控制中越來越多地採用了以單片機為核心的控制單元實現設備的智能化控制。介紹以Atmega16單片機為控制核心，實現重物提升位移量的精確控制。

1 重物提升控制系統原理

重物提升控制系統的設計目的是使用智能化的控制技術，將重物提升到預定高度。如圖1所示是系統控制結構圖，從控制結構圖可以看出，控制系統研究對象是重物的提升和降落。主要的控制對象是卷揚機，通過卷揚機的正、反轉運動實現控制目標。

圖中感測器選用光電編碼器，光電編碼器的轉軸上安裝一個輪，將其固定在導向輪上，這樣光電編碼器和導向輪同軸旋轉，實現光電編碼器轉過的角度與導向輪轉過的角度相等，重物提升的距離就是導向輪周長和轉過總角度的乘積。設導向輪的直徑為d，與其同軸連接的光電編碼器每圈輸出脈沖數設為k,那麼脈沖當量為：

2 單片機主從結構的控制方式

工程設計研究對象是控制卷揚機的轉動,提升重物到預定高度,需要在運行前計算出運行的總脈沖數；設計要求顯示屏能實時顯示重物的高度，需要在運行中對採集的數據實時處理，計算出移動的距離；還要求對重物高度和導向輪周長進行設定，設定參數要能夠存儲和讀出，這就需要帶有存儲功能的智能化器件。Atmega16單片機能夠完成數據處理，內含EEPROM存儲區，在掉電的情況下也能夠保存數據,內含2個外輸入計數器，能夠實現計數任務，可以簡化硬體電路。綜合考慮，本設計選擇Atmega16單片機作為核心器件實現任務要求。為了簡化結構，突出模塊設計，採用雙晶元結構，以主、從機模式的設計方法實現控制要求。主機單元負責感測器信號的處理、人機界面參數設定、實時數據處理等工作。從機單元負責接收主機所發信號，響應主機決定是否輸出實時的控制指令。

3 光電編碼器測量位移

光電編碼器是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的感測器，這是目前高精度控制系統最常用的位移量測量感測器。光電編碼器由光柵盤和光電檢測裝置組成，光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。原理示意如圖2所示。通過計算光電編碼器輸出脈沖的個數就能知道當前拖動的位移量，還可以通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數實現速度測量。

用光電編碼器測量位移時,不僅要知道位移的大小，還要知道位移的正負方向，判別方向是成功測量關鍵。現在市場上見到的光電編碼器是4線介面或5線介面。4線介面的光電編碼器能輸出A、B兩路脈沖，5線介面的能輸出A、B、Z三路脈沖。光電編碼器輸出的A、B兩路脈沖在相位上差90°，正轉時A路超前B路90°，反轉時B路超前A路90°。測量中依據A、B之間的相位差，就能夠判別位移的方向符號，通過帶符號的加運算，可以知道輸出脈沖個數，計算出位移量。

4 感測器信號的提取電路設計

如圖3所示是感測器信號提取電路。光電編碼器輸出的信號通過74LS244進行整形後，輸出理想的A、B相波形，U3（74LS74）是D觸發器，把感測器輸出整形方波信號的A相輸入D1,B相作為D觸發器的時鍾信號CK，U3與U9(7400)共同組成鑒相電路，判斷光電編碼盤是正轉還是反轉。

當光電編碼器正向旋轉時，通道A輸出波形超前通道B輸出波形90°，D觸發器輸出Q為高電平，Q為低電平，上面U9A與非門關閉保持高電平，計數脈沖不能通過U11；此時，下面U9B與非門打開，其輸出計數脈沖D能夠順利通過U12進行傳輸，如圖4(a)所示。

當光電編碼器逆時針旋轉時，通道A輸出波形比通道B輸出波形滯後90°，D觸發器Q輸出為低電平，Q為高電平，上面U9A與非門打開，其輸出計數脈沖C能夠通過U11進行傳輸；此時，下面U9B與非門關閉保持高電平，計數脈沖不能通過，如圖4(b)所示。

5 重物提升位移量的計算

Atmega16微處理器內包含3個獨立的定時器/計數器模塊，其中T/C0、T/C2是8位定時器/計數器模塊，T/C1是16位的定時器/計數器模塊。硬體設計中選擇T0、T1作為正反轉計數器，記錄光電編碼器輸出的正、負脈沖數。在軟體設計中一定要將T0、T1計數器進行擴展，使其有足夠的計數空間，擴展位移測量范圍。筆者在設計軟體時，將T0、T1進行擴展，使它們都是長整數（32位）形式，利用的就是計數器滿產生溢出中斷的形式擴展的。這樣T0計數256個脈沖產生中斷一次， T1計數65 536個脈沖產生中斷一次。

T0、T1控制寄存器設置及產生溢出中斷程序為：
…
TCCR0=0x06; //計數脈沖由T0引腳輸入,下降沿有效。
TCCR1B=0x06; //計數脈沖由T1引腳輸入,下降沿驅動
有效。
…
#pragma interrupt_handler timer1_ovf_isr:9//正計數 16bits
void timer1_ovf_isr(void){
cnt1++; //32位計數
}
#pragma interrupt_handler timer0_ovf_isr:10 //負計數8bits
void timer0_ovf_isr(void){
long c;
cnt0++; //32位計數
c=(cnt0>>8); //防止cnt0,cnt1溢出
if(c && (cnt1>=c))
{cnt1-=c; //計算計數差值
cnt0=cnt0&0xff; //只保留低8位
} }

設計中，選擇型號為S38-J3V100光電編碼器，輸出編碼是500碼/轉，則脈沖當量是πd/500，當前的位移量就是總脈沖數與脈沖當量的乘積。軟體計算程序如下：
…
posicnt=(cnt1<<16)|TCNT1; //正脈沖數
negcnt=(cnt0<<8)|TCNT0; //負脈沖數
totalcnt =posicnt-negcnt; //產生位移量大的總脈沖數
curPosi=(totalcnt*(meterCyl*1000+ CentCyl));
curPosi/=PLS_PER_ROUND; //當前的位移量
…

執行運行命令，微處理器就要對設定的位移量進行計算，把位移量大小轉換成脈沖數的多少。在運行中進行脈沖數的比較，如果相等，則停止運行，表示已經達到目標位置。軟體計算程序如下：
sysStatus = SYS_RUN;
PosiSet=meterPosi*1000+CentPosi; //毫米計算
cntSet=(PosiSet*PLS_PER_ROUND)/(CentCyl+
meter Cyl*1000);
if(cntSet>totalcnt) Command=CMD_FWD;
//執行正轉命令
else if(cntSet<totalcnt) Command=CMD_REV;
//執行反轉命令
else sysStatus=SYS_IDLE; //停止狀態

本方案設計的重物提升控制系統在實際運行過程中獲得了良好的動態性能,控制精確，智能化程度高。利用光電編碼器作為位移感測器,能獲取高精度控制信號。高性價比的Atmega16單片機使成本大大降低,提高了軟體設計的靈活性,簡化了硬體電路設計,具有很好的實用價值。

❾ 基於單片機的熱水器溫度控制系統

東華理工大學畢業設計(論文)

基於單片機的熱水器溫度控制

摘 要

溫度是日常生活中不可缺少的物理量，溫度在各個領域都有積極的意義。很多行業中以及日常生活中都有大量的用電加熱設備，如用於加熱處理的加熱熱水器，用於洗浴的電熱水器及各種不同用途的溫度箱等，採用單片機對它們進行控制具有控制方便、簡單、靈活性大等特點，而且還可以大幅提高被控系統的性能，從而能被大大提高產品的質量。因此，智能化溫度控制技術正被廣泛地應用。

本溫度設計採用現在流行的AT89C51單片機為控制器，用PID控制方法，再配以其他電路對熱水器的水溫進行控制。

關鍵詞:89C51; PID; 溫度控制

I

1/41頁
東華理工大學畢業設計(論文)

ABSTRACT

Temperature is essential physical in daily life ,and in various fields has positive implications.A lot of businesses and daily lives have a lot of electric heating equipment.Such as electric water heater for bathing and variety of different uses of the temperature boxes. MCU to control them with easy to control,simple,flexibility and other characteristics,also can significantly improve the performance of the controlled system,which can be greatly improved proct quality. Therefore,intelligent temperature control technology is being widely used.

The temperature control design uses the now popular AT89C51 MCU controller,with PID control method, which together with

❿ 基於MCS-51單片機的精密溫度控制系統的設計與實現

上傳內容
僅供學習與參考

摘要
本檢測系統硬體設計以AT89C51單片機為核心，用溫度感測器DS18B20實現溫度控制，用數碼管顯示實際溫度和預設溫度，製作數字溫度計，並可以實現溫度預警控制。
單片機系統的軟體編程採用單片機匯編進行編程。應用軟體採用KEIL和PROTEUS模擬軟體模擬實現控制過程。
溫度控制系統是基於單片機的計算機檢測技術的軟硬體開發和面向對象的高級可視化程序開發的有機結合。對溫度控制的發展有很大的好處。如果投入生產，不僅會創造良好的經濟效益，還可提高溫控的簡單化。

關鍵詞 單片機；DS18B20；調節；溫度
Abstract
This examination system hardware design take at89C51 monolithic integrated circuit as a core, realizes the temperature control with temperature sensor DS18B20, Demonstrates the actual temperature and the preinstall temperature with the nixie tube，manufactures the simple intelligence temperature control system - - digit thermometer，And may realize the temperature early warning control.
. The monolithic integrated circuit system's software programming uses the monolithic integrated circuit assembly to carry on the programming. The superior machine application software uses KEIL and the PROTEUS simulation software simulation realizes the controlled process.
This article develops the intelligence temperature control system is based on monolithic integrated circuit's computer examination technology software and hardware development and face the object high-level visualization procere development organic synthesis. Has the very big advantage to temperature control's development. If place in operation, not only will create the good economic efficiency, but may also propose the simplification which the high temperature will control.
Keywords microcontroller;DS18B20;measure;temperture

目錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 4
1.1 溫度感測器發展概述 4
1.2 單片機技術簡介 4
1.3 溫度檢測技術的發展 5
第2章 溫度感測器的選擇 8
2.1 測溫方法 8
2.2 DS18B20簡介 9
第3章 軟硬體設計 10
3.1 單片機的選擇 10
3.2 溫度感測器的選擇 10
3.3 模擬軟體的選擇 11
3.4 編譯軟體的選擇 11
3.5 PROTEUS 模擬電路圖 12
第4章 匯編語言程序 13
4.1 主程序和溫度值轉換成顯示值子程序的流程圖 13
4.2 DS18B20溫度子程序和顯示子程序的流程圖 14
4.3 匯編語言源程序 14
第1章 緒論
1.1 溫度感測器發展概述（略）

1.2 單片機技術簡介（略）

1.3 溫度檢測技術的發展（略）

第2章 溫度感測器的選擇
2.1 測溫方法
溫度是一個很重要的物理參數，鋼鐵的冶煉、石油的分餾、塑料的合成以
及農作物的生長等等都必須在一定的溫度范圍內進行，各種構件、材料的體積、電阻、強度以及抗腐蝕等物理化學性質，一般也都會隨溫度而變化。人們利用各種能源為人類服務，也往往是使某些介質通過一定的溫度變化來實現的。所以在生產和化學試驗中，人們經常會碰到溫度測量的問題。
溫度感測器是檢測溫度的器件，其種類最多，應用最廣，『發展最快。眾所周知，日常使用的材料及電子元件大部分都隨溫度而變化，資料【5】中介紹了作為實用感測器必須滿足的一些條件:
(1)在使用溫度范圍內溫度特性曲線要求達到的精度能符合要求:為了能
在較寬的溫度范圍內進行檢測，溫度系數不宜過大，過大了就難以使用，但對
於狹窄的溫度范圍或僅僅定點的檢測，其溫度系數越大，檢測電路也能越簡單。
(2)為了將它用於電子線路的檢測裝置，要具有檢測便捷和易於處理的特
性。隨著半導體器件和信號處理技術的進步，對溫度感測器所要求的輸出特性
應能滿足要求。
(3)特性的偏移和蠕變越小越好，互換性要好。
(4)對於溫度以外的物理量不敏感。
(5)體積小，安裝方便:為了能正確地測量溫度，感測器的溫度必須與被
測物體的溫度相等。感測器體積越小，這個條件越能滿足。
(6)要有較好的機械、化學及熱性能。這對於使用在振動和有害氣體的環
境中特別重要。
(7)無毒、安全以及價廉、維修、更換方便等。
溫度測量的方法很多，根據溫度感測器的使用方式，通常分為接觸式測溫
法與非接觸式測溫法兩類。
(1)接觸式測溫法
由熱平衡原理可知，兩個物體接觸後，經過足夠長時間的熱交換達到熱平
衡，則它們的溫度必然相等。如果其中之一為溫度計，就可以用它對另一個物體實現溫度測量，這種測溫方式稱為接觸式測溫法。接觸式測溫的優點顯而易
見，它簡單，可靠，測量精度高，但同時也存在不足:溫度計要與被測物體有
良好的熱接觸，並充分換熱，從而產生了測溫滯後現象;測溫組件可能與被測
物體發生化學反應;由於受到耐高溫材料的限制，接觸式測溫儀表不可能應用
於很高溫度的測量。
(2)非接觸式測溫法
由於測量組件與被測物體不接觸，利用物體的熱輻射能隨溫度變化的原理
測定物體溫度。因而測量范圍原則上不受限制，測溫速度較快，還可以在運動
中測量。這種測溫方式稱為非接觸式測溫法。它的特點是:不與被測物體接觸，也不改變被測物體的溫度分布，熱慣性小。從原理上看，用這種方法測溫無上限。通常用來測定1000℃以上的移動、旋轉或反應迅速的高溫物體的溫度或表面溫度。
2.2 DS18B20簡介
2.2.1技術性能描述
單線介面方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊。測溫范圍 －55℃～＋125℃，固有測溫解析度0.5℃。支持多點組網功能，多個DS18B20可以並聯在唯一的三線上，實現多點測溫。工作電源: 3~5V直流電源。
在使用中不需要任何外圍元件，測量結果以9~12位數字量方式串列傳送。適用於DN15~25, DN40~DN250各種介質工業管道和狹小空間設備測溫。
2.2.2應用范圍
該產品適用於冷凍庫，糧倉，儲罐，電訊機房，電力機房，電纜線槽等測溫和控制領域,軸瓦，缸體，紡機，空調，等狹小空間工業設備測溫和控制。
2.2.3接線說明
特點有一線介面，只需要一條口線通信 多點能力，簡化了分布式溫度感測應用 無需外部元件 可用數據匯流排供電，電壓范圍為3.0 V至5.5 V 無需備用電源 測量溫度范圍為-55 ° C至+125 ℃ 。華氏相當於是-67 ° F到257華氏度 -10 ° C至+85 ° C范圍內精度為±0.5 ° C。
溫度感測器可編程的解析度為9~12位 溫度轉換為12位數字格式最大值為750毫秒 用戶可定義的非易失性溫度報警設置 應用范圍包括恆溫控制，工業系統，消費電子產品溫度計，或任何熱敏感系統描述該DS18B20的數字溫度計提供9至12位（可編程設備溫度讀數。信息被發送到/從DS18B20 通過1線介面，所以中央微處理器與DS18B20隻有一個一條口線連接。為讀寫以及溫度轉換可以從數據線本身獲得能量，不需要外接電源。 因為每一個DS18B20的包含一個獨特的序號，多個DS18B20可以同時存在於一條匯流排。這使得溫度感測器放置在許多不同的地方。它的用途很多，包括空調環境控制，感測建築物內溫設備或機器，並進行過程監測和控制。【6】

第3章 軟硬體設計
3.1 單片機的選擇
單片機系統由單片機AT89C51、74HC245等晶元構成，完成數據採集、處理、通訊以及所有的功能，是整個系統的核心模塊。
單片機是整個系統的核心，對系統起監督、管理、控製作用，並進行復雜的信號處理，產生測試信號及控制整個檢測過程。所以在選擇單片機時，參考了以下標准。
(1)運行速度。單片機運行速度一般和系統匹配即可。
(2)存儲空間。單片機內部存儲器容量，外部可以擴展的存儲器(包括1/0口)空間。
(3)單片機內部資源。單片機內部存儲資源越多，系統外接的部件就越少，這可提高系統的許多技術指標。
(4)可用性。指單片機是否能很容易地開發和利用，具體包括是否有合適的開發工具，是否適合於大批量生產:、性能價格比，是否有充足的資源，是否有現成的技術資源等。
(5)特殊功能。一般指可靠性、功耗、掉電保護、故障監視等。
從硬體角度來看，與MCS-51指令完全兼容的新一一代AT89CXX系列機，比在片外加EPROM才能相當的8031-2單片機抗干擾性能強，與87C51-2單片機性能相當，但功耗小。程序修改直接用+5伏或+12伏電源擦除，更顯方便、而且其工作電壓放寬至2.7伏一6伏，因而受電壓波動的影響更小，而且4K的程序存儲器完全能滿足單片機系統的軟體要求。故AT89C51單片機是構造本檢測系統的更理想的選擇。本系統選用ATMEL生產的AT89C51單片機，其特性如下:
(1) 4K位元組可編程閃速程序存儲器;1000次循環寫/擦
(2)全靜態工作:OHz-24MHz
(3)三級程序存儲器鎖定
(4) 128 X 8位內部數據存儲器，32條可編程1/0線
(5)兩個十六位定時器/計數器，六個中斷源
(6)可編程串列通道，低功耗閑置和掉電模式
該器件採用了ATMEL的高密度非易失性的存儲器工藝，並且可以與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳兼容。由於將多功能8位CPU與閃速式存儲器組合在單個晶元中，AT89C51是一種高效的微控制器，為很多嵌入式系統提供了高靈活性且價廉的方案。
3.2 溫度感測器的選擇
DS18B20是美國達拉斯半導體公司的產品，與其他產品相比較它的性能有如下特點：①採用單匯流排專用技術，既可通過串列口線，也可通過其它I/O口線與微機介面，無須經過其它變換電路，直接輸出被測溫度值（9位二進制數，含符號位），②測溫范圍為-55℃-+125℃，測量解析度為0.0625℃,③內含64位經過激光修正的只讀存儲器ROM，④適配各種單片機或系統機，⑤用戶可分別設定各路溫度的上、下限，⑥內含寄生電源。所以在本設計中，我採用了DS18B20作為溫度感測器。【8】
3.3 模擬軟體的選擇
Proteus 是英國Labcenter公司開發的電路分析與實物模擬軟體。它運行於Windows操作系統上，可以模擬、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟體的特點是：
①實現了單片機模擬和SPICE電路模擬相結合。具有模擬電路模擬、數字電路模擬、單片機及其外圍電路組成的系統的模擬、RS232動態模擬、I2C調試器、SPI調試器、鍵盤和LCD系統模擬的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發生器等。
②支持主流單片機系統的模擬。目前支持的單片機類型有：ARM7(LPC21xx)、 8051/52系列、AVR系列、PIC10/12/16/18系列、HC11系列以及多種外圍晶元。
③提供軟體調試功能。在硬體模擬系統中具有全速、單步、設置斷點等調試功能，同時可以觀察各個變數、寄存器等的當前狀態，因此在該軟體模擬系統中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟體編譯和調試環境，如Keil C uVision2、MPLAB等軟體。【9】
3.4 編譯軟體的選擇
KEIL C51標准C編譯器為8051微控制器的軟體開發提供了C語言環境,同時保留了匯編代碼高效,快速的特點。C51編譯器的功能不斷增強，使你可以更加貼近CPU本身，及其它的衍生產品。C51已被完全集成到uVision2的集成開發環境中，這個集成開發環境包含：編譯器，匯編 器，實時操作系統，項目管理器，調試器。uVision2 IDE可為它們提供單一而靈活的開發環境。
C51 V7版本是目前最高效、靈活的8051開發平台。它可以支持所有8051的衍生產品，也可以支持所有兼容的模擬器，同時支持其它第三 方開發工具。因此，C51 V7版本無疑是8051開發用戶的最佳選擇。
uVision2集成開發環境具有如下功能：
一、項目管理
工程(project)是由源文件、開發工具選項以及編程說明三部分組成的。
一個單一的uVision2工程能夠產生一個或多個目標程序。產生目標程序的源文件構成「組」。開發工具選項可以對應目標，組或單個文件。
uVision2包含一個器件資料庫(device database)，可以自動設置匯編器、編譯器、連接定位器及調試器選項，來滿足用戶充分利用特定 微控制器的要求。此資料庫包含：片上存儲器和外圍設備的信息，擴展數據指針(extra data pointer)或者加速器(math accelerator)的特 性。
uVision2可以為片外存儲器產生必要的連接選項：確定起始地址和規模。
二、集成功能
uVision2的強大功能有助於用戶按期完工。
1.集成源極瀏覽器利用符號資料庫使用戶可以快速瀏覽源文件。用詳細的符號信息來優化用戶變數存儲器。
2.文件尋找功能：在特定文件中執行全局文件搜索。
3.工具菜單：允許在V2集成開發環境下啟動用戶功能。
4.可配置SVCS介面：提供對版本控制系統的入口。
5.PC－LINT介面：對應用程序代碼進行深層語法分析。
6.Infineon的EasyCase介面：集成塊集代碼產生。【10】
3.5 PROTEUS 模擬電路圖
圖1是基於單片機的智能溫度檢測系統電路原理圖。控制加熱熱水器電源電路用LED燈模擬代替，取消無水報警電路。裝上水後接通電源，下方LED數碼管顯示當前水溫。上方LED數碼管顯示預設水溫。操作「個位」鍵和「十位」鍵可預設水溫（如99℃）控制點。該電路具有如下功能：
（1） 測量水溫，精度為1℃，范圍為0~99℃；
（2） 三位數碼管實時顯示水溫；
（3） 可預設水溫（如99℃）控制點，當水加熱到該水溫時自動斷電，當水溫低於該水溫時自動上電加熱；
（4） 無水自動斷電和報警功能（略）。

圖1 基於單片機的智能溫度檢測系統電路原理圖

第4章 匯編語言程序
4.1 主程序和溫度值轉換成顯示值子程序的流程圖

4.2 DS18B20溫度子程序和顯示子程序的流程圖

4.3 匯編語言源程序
ORG 0
LJMP MAIN1
ORG 0003H
LJMP ZINT0
ORG 13H
LJMP ZINT1

TMPH: EQU 28H
FLAG1: EQU 38H
DATAIN: BIT P3.7
MAIN1: SETB IT0
SETB EA
SETB EX0
SETB IT1
SETB EX1
SETB P3.6
SETB P3.2
MOV 74H,#0
MOV 75H,#0
MOV 76H,#0
MOV 77H,#0
MAIN: LCALL GET_TEMPER
LCALL CVTTMP
LCALL DISP1
AJMP MAIN
INIT_1820:
SETB DATAIN
NOP
CLR DATAIN
MOV R1,#3
TSR1: MOV R0,#107 ;保持642ms
DJNZ R0,$
DJNZ R1,TSR1
SETB DATAIN ;釋放DS18B20匯流排
NOP
NOP
NOP
MOV R0,#25H
TSR2: JNB DATAIN,TSR3
DJNZ RO,TSR2
CLR FLAG1
SJMP TSR2
TSR3: SETB FLAG1 ;標志位置1，證明DS18b20存在
CLR P1.7
MOV R0,#117
TSR6: DJNZ R0,$
TSR7: SETB DATAIN
RET ；延時254us
GET_TEMPER:
SETB DATAIN
LCALL INIT_1820
JB FLAG1,TSS2
NOP
RET ；DS18B20檢測程序
TSS2: MOV A,#0CCH ；跳過ROM,使用存儲器
LCALL WRITE_1820
MOV A,#44H ；對RAM操作，開始溫度轉換
LCALL WRITE_1820
ACALL DISP1
LCALL INIT_1820
MOV A,#0CCH
LCALL WRITE_1820
MOV A,#0BEH
LCALL WRITE_1820
LCALL READ_1820；讀暫存器中的溫度數值
RET
WRITE_1820:
MOV R2,#8
CLR C
WR1: CLR DATAIN
MOV R3,#6
DJNZ R3,$
RRC A
MOV DATAIN,C
MOV R3,#23
DJNZ R3,$
SETB DATAIN
NOP
DJNZ R2,WR1
SETB DATAIN
RET
READ_1820:
MOV R4,#2
MOV R1,#29H
RE00: MOV R2,#8
RE01: CLR C
SETB DATAIN
NOP
NOP
CLR DATAIN
NOP
NOP
NOP
SETB DATAIN
MOV R3,#9
RE10: DJNZ R3,RE10
MOV C,DATAIN
MOV R3,#23
RE20: DJNZ R3,RE20
RRC A
DJNZ R2,RE01
MOV @R1,A
DEC R1
DJNZ R4,RE00
RET
CVTTMP: MOV A,TMPH
ANL A,#80H ；判斷溫度正負，正不變，負則取反加1
JZ TMPC1
CLR C
MOV A,TMP1
CPL A
ADD A,#1
MOV TMP1,A
MOV A,TMPH
CPL A
ADDC A,#0
MOV TMPH,A
MOV 73H,#0BH
SJMP TMPC11
TMPC1: MOV 73H,#0AH
TMPC11: MOV A,TMP1
ANL A,#0FH
MOV DPTR,#TMPTAB
MOVC A,@A+DPTR
MOV 70H,A
MOV A,TMP1
ANL A,#0FH
SWAP A
ORL A,TMPL
B2BCD: MOV B,#100
DIV AB
JZ B2BCD1
MOV 73H,A
B2BCD: MOV A,#10
XCH A,B
DIV AB
MOV 72H,A
MOV 71H,B
TMPC12: NOP
DISBCD: MOV A,73H
ANL A,#0FH
CJNE A,#1,DISBCD0
SJMP DISBCD1
DISBCD0: MOV A,72H
ANL A,#0FH
JNZ DISBCD1
MOV A,73H
MOV 72H,A
MOV 73H,#0AH
DISBCD1: RET
TMPTAB: DB 0,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9
DISP1: MOV R1,#70H
MOV R0,#74H
MOV R5,#0FEH ;顯示實際溫度
PLAY: MOV P1,#0FFH
MOV A,R5
MOV P2,A
MOV A,@R1
MOV DPTR,#TAB
MOVC A,@A+DPTR
MOV P1,A
MOV P1,A
MOV A,@R0
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
MOV A,R5
JB ACC.1,LOOP1
JB P1.7
CLR P1.7
CLR P0.7 ;顯示小數點
LOOP1： LCALL DL1MS
INC R1
INC R0
MOV A,R5
JNB ACC.3,ENDOUT
RL A
MOV R5,A
MOV A,73H
CJNE A,#1,DD2
SJMP LEDH
DD2: MOV A,72H
CJNE A,72H,DDH
SJMP DD1
DDH: JNE PLAY1
LEDH: CLR P3.6
SJMP PLAY
PLAY1: SETB P3.6
SJMP PLAY
ENDOUT: MOV P1,#0FFH
MOV P2,#0FFH
RET
TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H
DB 92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH,0BFH
DL1MS： MOV R6,#14H
DL1: MOV R7,#100
DJNZ R7,$
DJNZ R6,DL1
RET
ZINT0: PUSH A
INC 75H
MOV A,,75H
CJNE A,#10,ZINT01
MOV 75H,#0
ZINT01: POP A
RETI
ZINTT1: PUSH A
INC 76H
MOV A,76H
CJNE A,#10,ZINT11
MOV 76H,#0
ZINT11: POP A
RETI