光电信息工程毕业论文.doc

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1、 西 安 邮 电 学 院 毕 业 设 计（论 文）题 目： 基于单片机的温度采集系统 学 院： 电子工程学院 系 部： 光电子技术系 专 业： 光电信息工程 班 级： 光电0703班 学生姓名： 导师姓名： 职称： 起止时间：2011年 3月 28日至2011年 7月1日西 安 邮 电 学 院毕业设计(论文)任务书学生姓名陈立新指导教师崔利平职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术专业光电信息工程题目基于单片机的温度采集系统 任务与要求任务：基于单片机平台，实现温度数据的采集、显示及超限报警等功能。要求：1.搜集资料，熟悉单片机开发流程；2.掌握温度传感器、51单片机等相关器件的使用，具备一定

2、的硬件调试技能。3.熟悉C语言或汇编基础；4.学会查阅资料；5.学会撰写科技论文。开始日期2011年3月28日完成日期2011年7月1日主管院长(签字)年月日西 安 邮 电 学 院毕 业 设 计 (论文) 工 作 计 划 学生姓名陈立新指导教师崔利平职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术专业光电信息工程题目基于单片机的温度采集系统研制工作进程起 止 时 间工 作 内 容2011.03.282011.04.10明确温度采集系统研制的任务、要求，了解、搜集相关资料，明确任务背景及工作思路、确定解决方案，撰写开题报告。2011.04.112011.05.08设计、实验阶段：完成温度采集系统硬件电路

3、的设计仿真及制作；温度采集软件程序规划。2011.05.092011.06.12硬件调试，软件程序编写调试；系统联调。2011.06.132011.07.1论文撰写及完善，准备答辩。主要参考书目资料）1、何立民,单片机应用系统设计,北京：航天航空大学出版社；2、郭天详,新概念51单片机C语言教程,北京：电子工业出版社,2009；3、焦峰超,基于51单片机的小型温度测量系统，宿州学院学报，Vol.23 No.2,2008年4月；4、刘攀等,基于单片机的温度测控系统,兰州交通大学学报, Vol.24 No.6,2005年12月；5、黄智伟,全国大学生电子设计竞赛制作实训,北京：北京航空航天大学出版

4、社,2007。主要仪器设备及材料1、计算机、单片机硬件开发平台；电路安装与调试用相关仪器和工具。2、软件平台：源程序开发软件Keil uVision：程序烧录软件ISPlay；论文（设计）过程中教师的指导安排每周四进行交流与总结；其余时间灵活安排，及时解决学生问题。对计划的说明依学生实际情况，适当调整工作进度。西安邮电学院毕业设计(论文)开题报告 电子工程 学院 光电子技术 系 光电信息工程 专业 2007级 光电0703 班课题名称：基于单片机的温度采集系统研制 学生姓名： 陈立新 学号： 05074100指导教师： 崔利平 报告日期： 2011年3月25日 1本课题所涉及的问题及应用现状综

5、述本课题是基于STC89C51单片机和DS18B20实现温度的测量系统，单片机在本系统中作为温度输入和显示控制器件，DS18B20被用作温度数据的采集和温度输出器件。本系统 采用单总线操作，线路简单，测量值精确，可实现多点测量，并对温度超过限制值，产生 报警和数据采集。本系统被广泛应用于温度控制、温度检测、温度采集、消防等系统中。DS18B20虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题：1)在实际应用中单总线上所挂DS18B20不应超过8个，否则就需要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。2) 连接DS1

6、8B20的总线电缆是有长度限制的。试验中，当采用普通信号电缆传输长度超过50m时，读取的测温数据将发生错误。3)在DS18B20测温程序设计中，向DS18B20发出温度转换命令后，程序总要等待DS18B20的返回信号，一旦某个DS18B20接触不好或断线，当程序读该DS18B20时，将没有返回信号，程序进入死循环。2本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可行性分析 本课题重点研究的关键问题是温度传感器通讯协议。温度传感器通讯协议需注意以下几点：1. 每一次读写之前都要对DS18B20进行复位；2. 复位成功后发送一条ROM指令；3. 最后发送RAM指令；DS18B20采用一线

7、通信接口。因为一线通信接口，必须在先完成ROM设定，否则记忆和控制功能将无法使用。主要首先提供以下功能命令之一： 1）读ROM， 2）ROM匹配， 3）搜索ROM， 4）跳过ROM， 5）报警检查。这些指令操作作用在没有一个器件的64位光刻ROM序列号，可以在挂在一线上多个器件选定某一个器件，同时，总线也可以知道总线上挂有有多少，什么样的设备。可行性分析：系统主要由硬件和软件两部分组成。硬件以AT89C51单片机和DS18B20温度采集芯片为核心，软件部分可通过C语言编程实现。本人具备单片机基础知识和相关开发经验，通过查阅相关资料可完成基于单片机的温度采集系统。3完成本课题的工作方案2011.

8、03.282011.04.10 明确温度采集系统研制的任务、要求，了解、搜集相关资料，明确任务背景及工作思路、确定解决方案，撰写开题报告。2011.04.112011.05.08 设计、实验阶段：完成温度采集系统硬件电路的设计仿真及制作；温度采集软件程序规划。2011.05.092011.06.12 硬件调试，软件程序编写调试；系统联调。2011.06.132011.07.1 论文撰写及完善，准备答辩。4指导教师审阅意见指导教师(签字)： 年 月 日说明：本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计) 正式开始的第1周周五之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。西安邮电学院毕业设

9、计 (论文)成绩评定表学生姓名陈立新性别男学号05074100专 业班 级光电0703课题名称基于单片机的温度采集系统研制课题类型软硬件难度适中毕业设计（论文）时间2011年3月28日7月1日指导教师崔利平(职称工程师)课题任务完成情况论文 (千字)； 设计、计算说明书 (千字)； 图纸 (张)；其它(含附件)：指导教师意见分项得分：开题调研论证 分； 课题质量（论文内容） 分； 创新 分；论文撰写（规范） 分； 学习态度 分； 外文翻译 分指导教师审阅成绩：指导教师(签字)： 年 月 日评阅教师意见分项得分：选题 分； 开题调研论证 分； 课题质量（论文内容） 分； 创新 分；论文撰写（规范

10、） 分； 外文翻译 分评阅成绩： 评阅教师(签字)： 年 月 日验收小组意见分项得分：准备情况 分； 毕业设计（论文）质量 分； （操作）回答问题 分验收成绩：验收教师(组长)(签字)： 年 月 日答辩小组意见分项得分：准备情况 分； 陈述情况 分； 回答问题 分； 仪表 分答辩成绩： 答辩小组组长(签字)： 年 月 日成绩计算方法(填写本院系实用比例)指导教师成绩 20 () 评阅成绩 30 () 验收成绩 20 () 答辩成绩 30 ()学生实得成绩(百分制)指导教师成绩 评阅成绩 验收成绩 答辩成绩 总评 答辩委员会意见毕业论文(设计)总评成绩(等级)： 院答辩委员会主任(签字)： 学院

11、(签章) 年 月 日备注西安邮电学院毕业论文(设计)成绩评定表(续表)目录摘 要IABSTRACTII引 言1第一章、绪论21.1整个任务的背景与目的21.2方案分析21.3 论文内容安排3第二章 硬件设计42.1 系统框图42.2 模块简介5第三章 系统中选用的几种器件的介绍93.1 AT89S52单片机93.1.1 AT89S52特性93.1.2 MCS-51单片机中断系统103.2 DS18B20温度转换芯片123.3 数码管16第四章 软件设计174.1 整体功能概述174.2 DS18B20复位子程序184.3写命令子程序194.4读操作子程序204.5读温度子程序224.6 DS1

12、8B20模式选择23第五章 问题及解决方法245.1 调试中出现的问题及解决方法：245.2 最终结果24第六章 结论26致 谢27参考文献28 摘 要温度测量在物理、医疗、食品生产等诸多领域，尤其在热学实验中，有非常重要的意义。现在所使用的温度计通常都是精度为1和0.1的水银、煤油或酒精温度计。这些温度计的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，而且它们的热容量还比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，并且使用非常不方便。而基于单片机的温度采集系统可以解决这些问题。本文介绍了一种温度采集系统的设计思路，以AT89S52单片机为核心，控制DS18B20芯片进行温度数据采集处理，采用四位数码

13、管显示的硬件设计方案。系统通过DS18B20芯片的复位，读写时序进行温度数据的转换处理，再通过数码管的显示完成温度数据的采集。由独立按键进行模式转换，并由中断按键完成报警温度上下限的设置，利用定时器进行采集温度的报警检测。整个系统硬件设计包括独立按键电路、数码管显示电路、DS18B20温度采集电路；软件设计包括温度转换，数据处理，复位，读写时序，显示，中断，定时器等模块。 关键词： AT89S52单片机 DS18B20芯片 温度采集 ABSTRACTTemperature measurement in physical experiment, medical and health, food

14、production, etc, especially in thermal experiment, have very important significance.Today the thermometer we use are usually accuracy of 1 and 0.1 of mercury, kerosene or alcohol thermometer. The thermometer calibration interval are normally very close, not easy accurate resolution, and they have la

15、rger heat capacity. The time needed to reach thermal equilibrium is long. So it is difficult to read accurately, and the use of it is very inconvenient. However, the temperature gathering system based on single chip can solve these problems.This paper introduces a kind of temperature gathering syste

16、m design ideas, with AT89S52 SCM as the core, controlling DS18B20 chip to acquire and process temperature data, and using four digital pipe display hardware design. System has processing of temperature data transformation through the reset, reading and writing timing sequence of DS18B20 chip, and ag

17、ain through digital tube display complete temperature data collection. A model transfor mation is by independent buttons, And ups and collars of the temperature set is by interrupt buttons, using the timer collect the temperature alarm detection. The whole system hardware design include independent

18、key circuits, digital pipe display circuit, and DS18B20 temperature acquisition circuit. The software design include the temperature conversion, data processing, reset, reading and writing, according to the sequence, timer interrupt module.Keywords: SCM AT89S52 DS18B20 Temperature gathering引 言在日常生活及

19、工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。温度控制在生产过程中占有相当大的比例。温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。传统的测温元件有热电偶和二电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。我们用一种相对比较简单的方式来测量。我们采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，温度范围为-55125 C,最高分辨率可达0.

20、0625 C。DS18B20可以直接读出被侧温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点本次设计以Keil C51开发环境为编程平台进行代码的编译和运行。最后在硬件上调试成功。第一章、绪论1.1整个任务的背景与目的现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段；(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件)；(2)模拟集成温度传感器控制器；(3)智能温度传感

21、器。国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。在20世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器，采用的是8位A/D转换器，其测温精度较低，分辨力只能达到1C。国外已相继推出多种高精度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是912位A/D转换器，分辨力一般可达0.50.0625C。由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125C，测温精度为0.2C。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。以AD7817型5通道智能温度传感器为例，它对本地传感器、每一

22、路远程传感器的转换时间分别仅为27us、9us。进入21世纪后，智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。目前，智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化，所采用的总线主要有单线(1-wire)总线、I2C总线、SMBus总线和spI总线。温度传感器作为从机可通过专用总线接口与主机进行通信。1.2方案分析目前基于此课题的设计方案主要有两种，主要是温度传感器的选择，分别是LM94022数字温度传感器和DS18B20数字温度传感器 LM94022数字温度传感器优点: 传感器主要特点包括工作电压低，可在1

23、.5V电压下工作；工作电压范围宽-1.55.5V；末级为推挽输出，有50A输出电流的能力；有四种灵敏度供用户选择；测量范围为-50+150；静态电流低，典型值为5.4A；精度（与测量范围有关）：2040为 1.5；-70-50为1.8；-5090为2.1；-50150为2.7；采用小尺寸SO70封装缺点： LM94022数字温度传感器缺点：结构复杂，连线较多，需要A/D转换，编程较为复杂，并且测量温度范围较窄，制作成本高昂。DS18B20数字温度传感器优点：DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。DS18B20数字温度传

24、感器缺点：单片机所挂芯片数量有限（少于8个），单片机与温度传感芯片连线距离受限（少于10米）。 由于本课题属于小型项目，信息处理量不大，要求简洁易行，如果选择LM94022数字温度传感器显然不太合适，同时成本较高，开发过程复杂等情况，本项目也不能发挥该芯片的有效功能。基于以上优缺点的分析我选择了第2种设计方案。选用美国DALLAS半导体公司的DS18B20作为温度传感芯片，成本低，开发周期短，设计简单易行，并且能较好的完成设计所需的功能。1.3 论文内容安排在参阅相关资料的基础上完成温度采集系统的基本功能。硬件设计方面，有温度转换芯片外围电路实现对温度的转换和存储，单片机、数码管、独立按键共同

25、实现对采集温度的显示和报警设置；软件设计方面，采用C语言编写了DS18B20的温度转换读取，数码管显示和中断按键报警温度设置模块。论文主要分为六个章节：第一章绪论主要阐述了题目的背景及现状、论文的构思，对比各种方案的优缺点，点明论文的设计方向；第二章硬件设计阐述了温度采集系统的硬件设计和各个模块的简介；第三章对DS18B20芯片做了详细的介绍，包括管脚的功能说明和内部结构以及硬件连接图；第四章主要介绍了AT89S52单片机控制DS18B20芯片的软件设计流程；第五章阐述了在设计中遇到的问题和解决的方案，以及最总结果；第六章结论。第二章 硬件设计目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪

26、个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，学好并熟练掌握单片机的开发与应用就显得尤为重要，也是后续学习嵌入式系统的基础。本次设计的课题是“基于单片机的温度采集系统”， 设计中利用DS18B20及数码管显示模块实现即时采集温度的显示，AT89S52单片机是通过对中断的设置，利用独立按键，控制报警温度的上下

27、限，并由定时器检测采集温度。 本次设计以Keil S52开发环境为编程平台进行代码的编译和运行，并最终AT89S52单片机上调试成功。2.1 系统框图本电路系统的内容主要包括AT89S52单片机控制模块，独立按键控制，显示电路和DS18B20芯片等部分。系统框图如图2-1：图2-1 系统框图整个电路工作流程是：当系统加上工作电压后，首先初始化单片机和DS18B20芯片，然后启动温度转换器DS18B20，接着读取采集温度数据，通过独立按键设置工作模式（三种工作模式），模式一为采集即时温度，模式二为设置报警上限温度，模式三为设置报警下限温度，通过定时器检测采集温度是否达到报警温度，由中断按键完成上

28、下限报警温度值的增加或减少。2.2 模块简介电路原理图是利用Protel 99 SE绘制完成的。整个电路原理图应用到的器件有DS18B20温度传感芯片、AT89S52单片机、按键、晶振、三极管以及电阻电容数码管等。整个硬件电路细分为四个部分：1.单片机控制部分；2.DS18B20芯片电路；3.数码管显示部分；4.外围部分（包括独立按键和蜂鸣器部分等）。总原理图如图2-2所示。图2-2 总原理图电源部分：系统所需电源为5V左右，由AT89S52单片机USB接电脑I/O口供电。主控部分：此部分由AT89S52单片机及其外围电路组成。具体电路图如图2-3所示。此部分的设计思路是单片机的P0口连接数码

29、管段选，显示系统的温度数据由DS18B20高速暂存RAM存储，需要单片机从中读取，然后进行处理再送到数码管显示。单片机的P3.4到P3.7连接数码管的片选。单片机P2.7，P2.1，P1.2，P3.2，P3.3分别连接DS18B20温度输入口，蜂鸣器，模式转换按键，调下限，跳上限按键。图2-3 AT89S52单片机原理图DS18B20可以采用两种方式供电：一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的第1脚接地，第2脚作为信号线，第3脚接电源；另一种是寄生电源供电方式，如图2-4所示。独特的一线接口，只需要一条口线通信多点能力，简化了分布式温度传感应用 无需外部元件 可用数据总线供电，电压范围为

30、3.0 V至5.5 V 无需备用电源 测量温度范围为-55 C至+125 。华氏相当于是-67 F到257华氏度 -10 C至+85 C范围内精度为0.5 C。温度传感器可编程的分辨率为912位 温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒 用户可定义的非易失性温度报警设置 应用范围包括恒温控制，工业系统，消费电子产品温度计，或任何热敏感系统描述该DS18B20的数字温度计提供9至12位（可编程设备温度读数。信息被发送到DS18B20 通过1线接口，所以中央为处理器与DS18B20只有一个一条口线连接。为读写以及温度转换可以从数据线本身获得能量，不需要外接电源。 因为每一个DS18B20的包含一

31、个独特的序号，多个DS18B20可以同时存在于一条总线。这使得温度传感器放置在许多不同的地方。它的用途很多，包括空调环境控制，感测建筑物内温设备或机器，并进行过程监测和控制。DS18B20温度转换电路如图2-4所示。图2-4 DS18B20温度转换电路数码管显示部分。此部分由数码管和PNP型三极管组成。数码管为共阳数码管，基极输出低电平，发射极和集电极为高电平，可增加数码管输入端的电流强度。图2-5为数码管显示的原理图:图2-5数码管显示原理图外围部分。外围部分包括独立按键电路（左图）和蜂鸣器电路（右图），如图2-6所示。SW19为降低报警温度上下限值按键，JPDL中1管脚接P3.2管脚（外部

32、中断0），当检测到SW19键按下（及P3.2管脚有低电平时），响应外部中断0（及降低报警温度上下限值）；SW20为增加报警温度上下限值按键，JPDL中3管脚接P3.3管脚（外部中断1），当检测到SW20键按下（及P3.3管脚有低电平时），响应外部中断1（及增加报警温度上下限值）；SW21为调整工作模式按键，当按下SW21键时，增加标记变量的值，当为3时将其置0（共三种工作模式，对应标记变量0，1,2三种值）。蜂鸣器为低电平有效，在定时器0中对采集温度进行报警检测。图2-6外围部分电路原理图第三章 系统中选用的几种器件的介绍单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力

33、的中央处理器CPU随机存储器 RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/定时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。目前电子元器件产业除了微处理器、嵌入式系统器件外，大多是围绕现代电子系统配套的元器件产业，例如满足人机交互用的按键，LED/LCD显示驱动、LED/LCD显示单元、语音集成器件等，满足数据采集通道要求的数字传感器、ADC、数据采集模块、信号调理模块等。 本次设计是以AT89S52为控制核心，采用DS18B20芯片实现温度采集和转换，由数码管显示模块进行采集温度的显示，并由中

34、断独立按键实现报警温度的设置，以下是对各个器件的详细介绍。3.1 AT89S52单片机AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。3.1.1 AT89S52特性（1）与MCS-51单片机产品兼容；（2）8K字节在系统可编程Flash存储器；（3）1000次擦写周期；（4）

35、全静态操作：0Hz-33MHz；（5）三级加密程序存储器；（6）32个可编程I/O口线；（7）三个16位定时器/计数器；（8）六个中断源；（9）全双工UART串行通道；（10）低功耗空闲和掉电模式；（11）掉电后中断可唤醒；（12）看门狗定时器；（13）双数据指针；（14）掉电标识符。3.1.2 MCS-51单片机中断系统a.中断系统的内部结构MCS-51单片机的中断系统由与中断有关的特殊功能寄存器、中断入口、顺序查询逻辑电路组成。中断系统的内部结构图如图3-1所示。图3-1 中断系统的内部结构图b.中断源MCS-51中断系统提供了5个中断源，其中INT0、INT1为外中断，T0、T1、串行口

36、中断（RXD、TXD）为内中断。 5个中断源的符号、名称及产生的条件如下。INT0：外部中断0，由P32端口线引入，低电平或下跳沿引起。INT1：外部中断1，由P33端口线引入，低电平或下跳沿引起。T0：定时器计数器0中断，由T0计满回零引起。T1：定时器计数器l中断，由T1计满回零引起。TIRI：串行IO中断，串行端口完成一帧字符发送接收后引起。c.中断控制寄存器MCS-51中断系统在4个特殊功能寄存器控制下工作。这4个特殊功能寄存器是定时/计数器控制寄存器（TCON）、串行口控制寄存器（SCON）、中断允许控制寄存器（IE）和中断优先级控制寄存器（IP）。通过对这4个特殊功能寄存器的相应位

37、进行置位或复位操作，可实现各种中断控制功能。TCON定时/计数器控制寄存器。控制定时/计数器T0和T1的溢出中断、外中断的触发方式和锁存外中断请求标志位。TCON寄存器如图3-2所示。用于定时/计数器用于外中断图3-2 TCON寄存器IT0（TCON.0）外部中断INT0触发方式控制位。当IT0=0时，低电平触发方式。有效信号至少一个机器周期有效。当IT0=1时，为边沿触发方式（下降沿有效）。有效信号至少两个机器周期。IE0（TCON.1），外部中断0中断请求标志位。当INT0引脚输入有效中断信号时IE0由硬件置1。CPU响应中断后自动清零。IT1：外部中断INT1中断方式控制位。与IT0类同

38、。IE1：外部中断INT1的中断请求标志。与IE0类似。TF0：片内定时/计数器T0溢出中断请求标志。定时/计数器的核心为加法计数器，当定时/计数器T0发生定时或计数溢出时，由硬件置位TF0或TF1，向CPU申请中断，CPU响应中断后，会自动清零TF0或TF1。TF1：片内定时/计数器1溢出中断请求标志。与TF0类同SCON中的中断请求标志位，如下图3-3 SCON寄存器。图3-3 SCON寄存器TI：串行口发送中断请求标志位。CPU将一个数据写入发送缓冲器SBUF时，就启动发送，每发送完一帧串行数据后，硬件置位TI。但CPU响应中断时，并不清除TI中断标志，必须在中断服务程序中由软件对TI清

39、0。RI：串行口接收中断请求标志位。在串行口允许接收时，每接收完一帧数据，由硬件自动将RI位置为1。CPU响应中断时，并不清除RI中断标志，也必须在中断服务程序中由软件对TI标志清0。IE中断允许寄存器，如下图3-4 IE寄存器。图3-4 IE寄存器EA：总中断允许控制位。当EA=0时，屏蔽所有的中断；当EA=1时，开放所有的中断。ES：串行口中断允许控制位。当ES=0时，屏蔽串行口中断；当ES=1，开放串行口中断。ET1：定时/计数器T1的中断允许控制位。当ET1=0时，屏蔽T1的溢出中断；当ET1=1，开放T1的溢出中断。EX1：外中断1的中断允许控制位。EX1=0时，屏蔽外部中断1的中断

40、；EX1=1 ，开放外部中断1的中断。ET0：T0中断允许控制位。功能与ET1相同。EX0：INT0中断允许控制位。功能与EX1相同。3.2 DS18B20温度转换芯片a. 数字温度传感器DS18B20介绍DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器，作为检测元件，测温范围为-55125，最高分辨率可达0.0625。与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式。b. DS18B20内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器

41、TH和TL、配置寄存器。该装置信号线高的时候，内部电容器 储存能量通由1线通信线路给片子供电，而且在低电平期间为片子供电直至下一个高电平的到来重新充电。 DS18B20的电源也可以从外部3V-5 .5V的电压得到。数据存储在DS18B20的存储器。一个控制功能指挥指示DS18B20的演出测温。测量结果将被放置在DS18B20内存中，并可以让阅读发出记忆功能的指挥，阅读内容的片上存储器。温度报警触发器TH和TL都有一字节EEPROM 的数据。如果DS18B20不使用报警检查指令，这些寄存器可作为一般的用户记忆用途。在片上还载有配置字节以理想的解决温度数字转换。写TH,TL指令以及配置字节利用一个

42、记忆功能的指令完成。通过缓存器读寄存器。所有数据的读，写都是从最低位开始。DS18B20内部结构图如图3-2所示。图3-2 DS18B20内部结构图c. DS18B20引脚定义(1) DQ为数字信号输入/输出端；(2)GND为电源地； (3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。DS18B20有3个管脚，每个管脚对应相应的功能，具体见下表对各个管脚的描述，DS18B20的管脚图如图3-1所示。图3-1 DS18B20管脚d. DS18B20工作原理DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s 减为

43、750ms。 DS18B20测温原理如图3所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振 随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在55所对应的一个基数值。计数器1对 低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，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，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即 为所测温度。图3中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。如图3-3所示。图3-3 DS18B20工作原理图e. DS18B20温度值格