]。(3)采用低壓回路供電,電源電壓范圍一般為3-5v,可本地低壓供電,也有可能直接通過本地數(shù)據(jù)線直接提供回路電源(圖中即采用寄生回路電源2方式)[11]。圖3.4DS18B20內(nèi)部結構3.2.2DS18B20與單片機的連接DS18B20溫度傳感器與溫度單片機的主要接口設計電路由圖可以充分說明它是本處理系統(tǒng)中最重要的接口電路。如下圖3.5所示是由單片機每個端口接單雙絞線組成總線,為保證在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流,可用一個MOSFET管來完成對總線的上拉[13]。圖3.5DS18B20溫度傳感器與單片機的接口電路3.3振蕩電路AT89C51單片機中的振蕩電路相當于一個反相信號放大器,要建立一個時鐘,就需要在外部增加周期。因為在包含許多單片機的系統(tǒng)中使用了外部時鐘模式,所以在這里選擇內(nèi)部時鐘模式。即,內(nèi)圓振蕩器用于連接XTAL1和XTAL2方向上的相位矩,并且內(nèi)圓振蕩器產(chǎn)生非常令人滿意的振蕩。最常用的是玻璃振蕩器與XTAL1和XTAL2之間的電路的連接,以生成自滿意的振蕩器。振蕩電路如圖3.6所示。圖3.6振蕩電路3.4復位電路所設計的自動控制報警系統(tǒng)對于有數(shù)據(jù)處理中心之稱的AT89C51單片機是主要設計采用的它具有自動上機按鍵下電自動按鍵上機復位和自動下電上機按鍵自動按鈕復位兩種手動操作控制方式。最簡單的開關電源電壓復位開關控制電路如圖3.7所示。上次直接放電瞬間,rct和t端有源電路突然停止進行充電,rct端的電源引線和t端電路不會持續(xù)出現(xiàn)任何正交的放電脈沖,只要整個電路rct端一直持續(xù)保持10ms以上的直流動態(tài)電壓高電平,就非常有可能直接放電使整個驅動單片機停止放電復位。圖3.7復位電路圖3.5報警電路報警的設計作用為當單片機接收到的信號超出了所設定的溫度范圍，將通過報警電路的連接對蜂鳴器進行實時指令控制，使蜂鳴器發(fā)出報警。報警電路如下圖3.8所示。圖3.8報警電路3.6控制系統(tǒng)本次設計的地暖自動控制系統(tǒng)通過AT89C51單片機，DS18B20溫度傳感器，及液晶顯示屏的有力結合，是整個系統(tǒng)為用戶提供了良好的人機使用界面，能夠適應各種復雜環(huán)境，液晶顯示的功能可以使用戶更加直觀的讀取環(huán)境溫度以及當前整個地暖系統(tǒng)的工作狀態(tài)。用戶可以通過按鍵對溫度進行上下限設定，當溫度處于設定溫度值范圍內(nèi)時，整個地暖系統(tǒng)將處于正常工作狀態(tài)，當溫度超出設定溫度值時，將會引發(fā)蜂鳴器報警，進而控制系統(tǒng)將會根據(jù)設定的溫度進行整個地暖管道內(nèi)的水溫進行控制調(diào)節(jié)。整個控制系統(tǒng)操控簡單便捷，信息顯示直觀明了，智能化程度較高。系統(tǒng)通過液晶顯示屏為操作者提供直觀的信息，操作者通過顯示信息對整個系統(tǒng)以按鍵的方式進行控制，設定所需要的數(shù)值，通過連接電路將數(shù)值傳至單片機，通過單片機內(nèi)部程序的編譯發(fā)出指令，控制末端系統(tǒng)進行水溫調(diào)節(jié)。同時，溫度傳感器監(jiān)測的水溫及室溫能夠及時的反饋給單片機，進而通過連接電路在液晶顯示器的屏幕上進行顯示。系統(tǒng)的電源連接電路圖結構如下框圖3.9和3.10所示。地暖自動控制系統(tǒng)由一個AT89C51單片機編程控制的3個按鍵的遙控器和一個液晶顯示器組成,可以實現(xiàn)多個操作者同時進行數(shù)據(jù)輸出和輸入。S2按鍵主要是對設定溫度大小的下行調(diào)節(jié),用于溫度降低時的操作使用。S3按鍵主要是對設定溫度大小的上行調(diào)節(jié)，用于溫度升高時的操作使用,s4按鍵為設置鍵，主要是設置控制溫度的上下值時使用。圖3.9鍵盤輸入模塊電路圖圖3.10鍵盤顯示系統(tǒng)電路圖第4章軟件系統(tǒng)設計4.1主程序流程圖主程序設定的主要工作功能為采集實時測量的溫度經(jīng)過單片機微系統(tǒng)的處理在液晶顯示器上進行顯示,讀取和分析DS18B20溫度傳感器所測量的溫度值的數(shù)據(jù),溫度值，該過程每1秒就完成一次。因此,可以設定時間每1秒進行一次溫度反饋,主程序流程圖如圖4.1所示。圖4.1主程序流程圖4.2子程序流程圖4.2.1初始化程序系統(tǒng)的控制操作必須以數(shù)字波形信號形式傳遞，以顯示的主動控制脈沖信號開始。微控制器首先將每個DQ引腳電壓設置為480?960us的輸入低電平,然后將每個DQ引腳電壓設置為5v的高電平。15?60us之后,檢查每個DQ引腳工作狀態(tài)。當此溫度值較低時,DS18B20也能正常進行測溫,否則系統(tǒng)自動重啟后整個程序就將無法正常運行，也就不能進行下一步的測溫操作。如圖4.2初始化程序：圖4.2初始化程序4.2.2讀取溫度子程序讀取子程序主要包括以下三個命令：（1）寫暫存器命令【4EH】該命令首先從TH18注冊中心向DS18B20暫存器輸入數(shù)據(jù)。在每次執(zhí)行4ehtl命令后,會將3個16位字節(jié)的內(nèi)存數(shù)據(jù)分別保存上傳到暫存器中的地址2、3、4(th,tl,config)。所有寫入數(shù)據(jù)都必須在達到引導寫入脈沖之前進行寫入。也就是說,如果我需要給它輸入2個8位字節(jié)的變量數(shù)據(jù)時我來給它指定一個地址,請按照以下步驟操作。初始化;寫0CCH，跳過ROM檢測;寫4EH;寫1字節(jié)數(shù)據(jù);復位，即向DQ輸出480?960us低電平（2）讀暫存命令【BEH】該命令從字節(jié)0讀取9個臨時寄存器中的內(nèi)容。如果不需要讀取臨時存儲器的所有內(nèi)容，則可以在讀取活動結束時隨時啟動重新排序字符串。

（3）轉換溫度命令【44H】這個控制命令用來啟動一個溫度電壓轉換控制過程。DS18B20在熱交換過程中保持可靠的狀態(tài)。此時,如果一個微控制器已經(jīng)發(fā)出了可讀寫的命令,則如DS18B20將繼續(xù)退出0直到一個交換操作完成,而在其他轉換操作完成后將繼續(xù)退出1。如圖4.3所示。圖4.3讀取溫度的子程序4.2.3寫流程圖寫時隙:系統(tǒng)的寫入時隙都是因為一個DQ引腳的底部引腳啟動而引起的。DS18B20溫度傳感器有多次寫入1和同時寫入0兩個不同的時間寫入點。寫流程圖如4.4所示。圖4.4寫流程圖4.2.4讀流程圖讀時隙:系統(tǒng)的讀取時隙都是因為DQ的快速下降運動引起的。在超過1μs的低電平后,通過被釋放(DQ設置為1)。讀流程圖如4.5所示。圖4.5讀流程圖第5章仿真調(diào)試5.1Proteus軟件介紹Proteus成功吸引了許多單芯片和外圍設備。它是當前可以編輯用于單片幅相機和外部設備的最佳編輯工具。盡管美國家庭教育發(fā)展才只是剛剛開始,但它已被所有SCM美國公民,從事科學SCM技術教學的專業(yè)教師以及那些致力于促進SCM技術開發(fā)和推廣應用的專業(yè)科學工程技術人員所作為選擇。Proteusa這是一款享譽紅遍全球的roidea模擬工具(包括模擬器具和軟件)。從電路原理示意圖設計配置,代碼編譯復制到一個單芯片和外圍集成電路再到共享硬件校正。在集成方面,它還支持許多集成,例如IAR,Keil和MPLAB[20]。5.2系統(tǒng)調(diào)試DS18B20是模仿當前溫度的傳感器?？梢酝ㄟ^"設置"按鈕設置當前的最高和最低溫度,并可以通過"減號"按鈕和"加號"按鈕設置閾值以獲得性能。達成溫度控制功能。仿真電路圖如圖5.1所示。圖5.1仿真電路圖雙擊這個單片機以后屏幕會自動顯示出如圖5.2所示的觸摸屏幕,在程序文件列框中選擇一個可以進行仿真和測試的項目源,然后再次依靠鼠標右鍵單擊“確定”。圖5.2加載源程序示意效果5.3仿真結果按下“播放”按鈕系統(tǒng)會自動進入仿真狀態(tài)，具體仿真效果如圖5.3所示。(1)當用戶將溫度值設定為23.5°時,所設定的溫度處于上限溫度和下限溫度之間,溫度值處于正常狀態(tài),不會觸動報警系統(tǒng)，蜂鳴器不報警，發(fā)光二極管不會出現(xiàn)亮起的現(xiàn)象;圖5.3正常溫度下效果的仿真圖(2)當操作者將溫度設定為42.5°時,這時溫度已經(jīng)超過了設定的溫度上限，這個溫度就會觸動報警系統(tǒng)，蜂鳴器接收到信號后就會自動發(fā)出蜂鳴報警,這時液晶顯示器會顯示出溫度過高的警示，進而自動控制系統(tǒng)會對溫度進行控制調(diào)節(jié);圖5.4溫度過高時的效果仿真圖(3)當操作者將溫度值設定為8.5°時,這時雖然溫度已經(jīng)超出了下限溫度但是溫度的設定值不存在過低,這種情況下蜂鳴器不會因為溫度設定過低而發(fā)出蜂鳴報警,但是發(fā)光二極管在這時會自動亮起，直至溫度提升到設定范圍內(nèi)，發(fā)光二極管就會自動熄滅;圖5.5設置溫度過低時效果仿真圖在完成了系統(tǒng)的總體設計，進行完系統(tǒng)仿真之后，通過綜合分析得出本次設計的地暖溫度自動控制系統(tǒng)的性價比較高。本設計能夠很準確,快捷的測量溫度,并且能在設定測量值的溫度以外數(shù)值有一個蜂鳴器報警功能及發(fā)光二極管的亮滅,能夠對使用者很好的起到報警提醒的作用。這次設計的仿真效果基本滿足了開始的設計規(guī)劃以及實際要求，能夠實現(xiàn)智能快捷的溫度控制功能。能夠較好地反映出本次設計所需要展現(xiàn)的效果?？偨Y本次主要設計的是一種基于AT89C51單片機和DS18B20溫度傳感器為主要部件的新型地暖自動控制系統(tǒng)。本次設計的前期構想為所設計的基于溫控技術的地暖自動控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)實時測溫，自動控溫的功能，通過溫度傳感器對各個點位的溫度檢測，將數(shù)據(jù)傳輸至單片機控制終端，通過單片機程序分析進而對地暖系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)實施實時操控，從而達到自動控溫的效果。而本次設計過程中，通過一系列的程序編撰，運行，基本實現(xiàn)了對溫度值的設定，及對所需檢測地點的溫度的實時測量，并通過單片機微型系統(tǒng)的控制，實現(xiàn)了所需數(shù)據(jù)的液晶顯示器實時數(shù)據(jù)顯示，也實現(xiàn)了在溫度超出操作者所設定范圍時蜂鳴器會自動發(fā)出報警的功能。最終以仿真的形式將所設計的系統(tǒng)效果進行了演示。本次畢業(yè)完成的系統(tǒng)基本達到了預期的設計設想，但在許多方面還差強人意，有許許多多的地方需要進一步完善，也有一部分功能未能實現(xiàn)，在今后的工作生活中還需不斷努力學習，提高自身的專業(yè)技能。參考文獻[1]江偉,齊群.基于AT89S52單片機的智能小車設計與制作[J].廣東交通職業(yè)技術學院學報,2013,01:24-27.[2]丁春霞.基于51單片機的LCD數(shù)字鐘設計與制作[J].中國科技信息,2013,18:87+95.[3]姜寶華,齊強.基于單片機的無線遙控智能小車的設計與制作[J].電子世界,2013,03:24-25.[4]殷蔚,黃清華,胡微.高職《電子設計與制作》課程設計與實施[J].職業(yè)技術教育,2011,02:30-32.[5]陸中宏.基于Proteus軟件的單片機控制系統(tǒng)設計與制作[J].工業(yè)技術與職業(yè)教育,2011,01:40-41.[6]彭真真.單片機驅動LCD12864的應用——科學計算器的設計與制作[J].電子制作,2011,07:40-44.[7]夏曉玲.《單片機小系統(tǒng)的設計與制作》課程“一體化”教學設計改革[J].鄂州大學學報,2015,05:92-93.[8]姜波,佟巳剛.基于單片機的溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計與制作[J].數(shù)字技術與應用,2012,06:13.[9]劉德新,周志文,張衛(wèi)豐.基于STC89S52單片機智能交通燈控制系統(tǒng)的設計與制作及應用[J].深圳信息職業(yè)技術學院學報,2012,03:38-41.[10]王平.以工作過程為導向培養(yǎng)創(chuàng)新型高技能人才的實踐探索——以單片機應用設計與制作課程為例[J].職業(yè)時空,2012,09:57-58.[11]張瑞卿.基于AT89S52單片機的灌溉控制器的設計與實現(xiàn)[D].昆明理工大學,2014.[12]ZhangHai-feng,ZhaoAi-ling,HOUJun.DesignofFumigationTemperatureControlSystemBasedonSingle-ChipMicrocontroller[J].ProcediaEngineering,2011,15.[13]RuiJiang,YaqiXu,ZhenHuang,ZhengMa.WirelessEnvironmentalMonitoringDevice[J].ProcediaEngineering,2011,15.[14]MohamedFezari,RachadRasras,IbrahiemM.M.ElEmary.AmbulatoryHealthMonitoringSystemUsingWirelessSensorsNode[J].ProcediaComputerScience,2015,65.[15]劉騰遠.基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設計[J].科技經(jīng)濟導刊,2018(01):77-78.[16]丁群燕,劉佳,曾鑫,李威.基于單片機控制的鑄造澆注溫度控制系統(tǒng)的優(yōu)化[J].