2022/11/19專業(yè)：1溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真學(xué)生姓名：謝金俊沈浩那啟龍

2022/11/10專業(yè)：1溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)12022/11/19專業(yè)：2

一課題的應(yīng)用場(chǎng)合、功能和性能指標(biāo)

單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測(cè)和溫度控制。隨著溫度控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣性，各種適用于不同場(chǎng)合的智能溫度控制器應(yīng)運(yùn)而生。電子溫度計(jì)的出現(xiàn)，給人類的生活帶來(lái)了很多方便，使人類不管是在生活還是在工業(yè)方面都有了很多便利之處。但是電子溫度計(jì)主要應(yīng)用還是在生產(chǎn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)室及研究所。電子溫度計(jì)本身可由電源提供電壓，用溫度傳感器檢測(cè)溫度，因此電子溫度計(jì)屬溫度系統(tǒng)。控制理論從經(jīng)典理論、現(xiàn)代理論已經(jīng)發(fā)展到更先進(jìn)的控制理論，控制系統(tǒng)也由簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)、大系統(tǒng)發(fā)展到今天的復(fù)雜系統(tǒng)。2022/11/10專業(yè)：2

一課題的應(yīng)用場(chǎng)合、功能和性2

功能系統(tǒng)的主要功能如下：1.能完成-55℃~+125℃范圍內(nèi)的溫度檢測(cè)。2.控制溫度誤差范圍≤±0.1℃。2022/11/19專業(yè)：3

功能系統(tǒng)的主要功能如下：2022/11/10專業(yè)：33性能溫度傳感器電路直接采用DS18B20設(shè)計(jì)，相比于模擬溫度傳感器，這種設(shè)計(jì)方法可以節(jié)省電路連接。由于DS18B20采用單總線技術(shù)，因此可以在總線上連接多個(gè)DS18B20。另外DS18B20溫度檢測(cè)范圍為-55℃~+125℃，在0℃~85℃之間溫度檢測(cè)精度為±0.5℃,其性能參數(shù)是可以滿足設(shè)計(jì)要求的。性能溫度傳感器電路直接采用DS18B20設(shè)計(jì)，相比于模42022/11/19專業(yè)：5

二總體方案設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)是測(cè)溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過(guò)來(lái)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測(cè)溫度顯示出來(lái)，這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，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(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求。2022/11/10專業(yè)：5

二總體方案設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)是52022/11/19專業(yè)：6系統(tǒng)框圖圖1系統(tǒng)框圖2022/11/10專業(yè)：6系統(tǒng)框圖圖1系統(tǒng)框圖62022/11/19專業(yè)：7三硬件設(shè)計(jì)1.芯片介紹表1DS18B20詳細(xì)引腳功能描述（1）DS18B20芯片2022/11/10專業(yè)：7三硬件設(shè)計(jì)1.芯片介紹表172022/11/19專業(yè)：8DS18B20的主要特性

（1）適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電

（2）獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊

（3）DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫

（4）DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)

（5）溫范圍－55℃～＋125℃，在-10～+85℃時(shí)精度為±0.5℃

（6）可編程的分辨率為9～12位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫

（7）在9位分辨率時(shí)最多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快

（8）測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以“一線總線”串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力

（9）負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。2022/11/10專業(yè)：8DS18B20的主要特性82022/11/19專業(yè)：9DS18B20測(cè)溫原理DS18B20測(cè)量溫度時(shí)使用特有的溫度測(cè)量技術(shù)。其內(nèi)部的低溫度系數(shù)振蕩器能產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號(hào)f0，高溫度系數(shù)振蕩器則將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)f。當(dāng)計(jì)數(shù)門(mén)打開(kāi)時(shí)，DS18B20對(duì)f0計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)門(mén)開(kāi)通時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。芯片內(nèi)部還有斜率累加器，可對(duì)頻率的非線性予以被償。測(cè)量結(jié)果存入溫度寄存器中。一般情況下的溫度值應(yīng)為9位（符號(hào)點(diǎn)1位），但因符號(hào)位擴(kuò)展成高8位，故以16位被碼形式讀出，表2給出了溫度和數(shù)字量的關(guān)系。2022/11/10專業(yè)：9DS18B20測(cè)溫原理DS1892022/11/19專業(yè)：10表2DS1820溫度數(shù)字對(duì)應(yīng)關(guān)系表2022/11/10專業(yè)：10表2DS1820溫度數(shù)10(2)LCD1602LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中:第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比

度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15～16腳：空腳(2)LCD1602LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口111602液晶模塊內(nèi)部的控制指令1602液晶模塊內(nèi)部的控制指令122022/11/19專業(yè)：13

四軟件設(shè)計(jì)1.流程圖

主程序流程2022/11/10專業(yè)：13

四軟件設(shè)計(jì)1.流程圖主132022/11/19專業(yè)：14主程序voidmain(){ LCD_Initialise(); Read_Temperature(); Delay(50000); Delay(50000); while(1) { Read_Temperature(); if(DS18B20_IS_OK) Display_Temperature(); DelayXus(100); }}2022/11/10專業(yè)：14主程序voidmain()142022/11/19專業(yè)：15五系統(tǒng)調(diào)試2022/11/10專業(yè)：15五系統(tǒng)調(diào)試152022/11/19專業(yè)：16六結(jié)論與成果就此次設(shè)計(jì)來(lái)看，我們所設(shè)計(jì)的電子體溫計(jì)原理電路較為簡(jiǎn)單，此電路設(shè)計(jì)用到了一個(gè)單片機(jī)AT89C52、DS18B20、電阻、電源和簡(jiǎn)單的外圍電路，因此設(shè)計(jì)的核心就是芯片DS18B20。由于此前對(duì)此芯片缺乏了解，所以此次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在編程，通過(guò)搜集和閱讀DS18B20的資料，以及本組成員的編譯和數(shù)天調(diào)試，攻克了程序設(shè)計(jì)的難題，使此次的課程設(shè)計(jì)取得突破性的成功。2022/11/10專業(yè)：16六結(jié)論與成果就此次設(shè)計(jì)來(lái)看162022/11/19專業(yè)：17溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真學(xué)生姓名：謝金俊沈浩那啟龍

2022/11/10專業(yè)：1溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)172022/11/19專業(yè)：18

一課題的應(yīng)用場(chǎng)合、功能和性能指標(biāo)

單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測(cè)和溫度控制。隨著溫度控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣性，各種適用于不同場(chǎng)合的智能溫度控制器應(yīng)運(yùn)而生。電子溫度計(jì)的出現(xiàn)，給人類的生活帶來(lái)了很多方便，使人類不管是在生活還是在工業(yè)方面都有了很多便利之處。但是電子溫度計(jì)主要應(yīng)用還是在生產(chǎn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)室及研究所。電子溫度計(jì)本身可由電源提供電壓，用溫度傳感器檢測(cè)溫度，因此電子溫度計(jì)屬溫度系統(tǒng)。控制理論從經(jīng)典理論、現(xiàn)代理論已經(jīng)發(fā)展到更先進(jìn)的控制理論，控制系統(tǒng)也由簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)、大系統(tǒng)發(fā)展到今天的復(fù)雜系統(tǒng)。2022/11/10專業(yè)：2

一課題的應(yīng)用場(chǎng)合、功能和性18

功能系統(tǒng)的主要功能如下：1.能完成-55℃~+125℃范圍內(nèi)的溫度檢測(cè)。2.控制溫度誤差范圍≤±0.1℃。2022/11/19專業(yè)：19

功能系統(tǒng)的主要功能如下：2022/11/10專業(yè)：319性能溫度傳感器電路直接采用DS18B20設(shè)計(jì)，相比于模擬溫度傳感器，這種設(shè)計(jì)方法可以節(jié)省電路連接。由于DS18B20采用單總線技術(shù)，因此可以在總線上連接多個(gè)DS18B20。另外DS18B20溫度檢測(cè)范圍為-55℃~+125℃，在0℃~85℃之間溫度檢測(cè)精度為±0.5℃,其性能參數(shù)是可以滿足設(shè)計(jì)要求的。性能溫度傳感器電路直接采用DS18B20設(shè)計(jì)，相比于模202022/11/19專業(yè)：21

二總體方案設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)是測(cè)溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過(guò)來(lái)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測(cè)溫度顯示出來(lái)，這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，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(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求。2022/11/10專業(yè)：5

二總體方案設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)是212022/11/19專業(yè)：22系統(tǒng)框圖圖1系統(tǒng)框圖2022/11/10專業(yè)：6系統(tǒng)框圖圖1系統(tǒng)框圖222022/11/19專業(yè)：23三硬件設(shè)計(jì)1.芯片介紹表1DS18B20詳細(xì)引腳功能描述（1）DS18B20芯片2022/11/10專業(yè)：7三硬件設(shè)計(jì)1.芯片介紹表1232022/11/19專業(yè)：24DS18B20的主要特性

（1）適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電

（2）獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊

（3）DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫

（4）DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)

（5）溫范圍－55℃～＋125℃，在-10～+85℃時(shí)精度為±0.5℃

（6）可編程的分辨率為9～12位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫

（7）在9位分辨率時(shí)最多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快

（8）測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以“一線總線”串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力

（9）負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。2022/11/10專業(yè)：8DS18B20的主要特性242022/11/19專業(yè)：25DS18B20測(cè)溫原理DS18B20測(cè)量溫度時(shí)使用特有的溫度測(cè)量技術(shù)。其內(nèi)部的低溫度系數(shù)振蕩器能產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號(hào)f0，高溫度系數(shù)振蕩器則將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)f。當(dāng)計(jì)數(shù)門(mén)打開(kāi)時(shí)，DS18B20對(duì)f0計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)門(mén)開(kāi)通時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。芯片內(nèi)部還有斜率累加器，可對(duì)頻率的非線性予以被償。測(cè)量結(jié)果存入溫度寄存器中。一般情況下的溫度值應(yīng)為9位（符號(hào)點(diǎn)1位），但因符號(hào)位擴(kuò)展成高8位，故以16位被碼形式讀出，表2給出了溫度和數(shù)字量的關(guān)系。2022/11/10專業(yè)：9DS18B20測(cè)溫原理DS18252022/11/19專業(yè)：26表2DS1820溫度數(shù)字對(duì)應(yīng)關(guān)系表2022/11/10專業(yè)：10表2DS1820溫度數(shù)26(2)LCD1602LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中:第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比

度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15～16腳：空腳(2)LCD1602LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口271602液晶模