题目：多路智能温度测控系统设计。
学院计算机与通信工程学院
专业通信工程。
学号 20081672
姓名乐豪达。
指导老师宫铭举。
2023年5月。
目录。摘要3
关键字3前言3
一．proteus内容简介 4
二、设计目的 4
三、设计内容 4
四、ds18b20简介 5
五、单片机简介 9
六、基本设计原理 9
七、设计步骤 10
八、proteus设计图 11
九、proteus**调试 11
十、软件设计 13
结语总结14
参考文献14
附录1 15
附录2 17
摘要：包括软件设计和硬件设计两大部分。软件部分给出了软件设计思想及软件流程图，硬件部分给出了单片机、测温电路、显示电路设计。
单片机使用at89c52单片机，温度传感器使用美国dallas公司最新推出的ds18b20数字式温度传感器，显示模块采用lcd显示。基于ds18b2o的多点测温系统在实际中应用广泛，测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少、转换速度快、给硬件电路设计工作带来极大的方便并且缩短了开发周期。
关键词：ds18b20 多点温度测量单片机 proteus**。
前言。随着电子技术的快速发展，我们生活中的方方面面几乎都充斥着电子产品，我们也无时无刻不享受着电子技术带给我们的便利。作为电子专业的大学生，我们应当在享受电子生活带给我们的便捷的同时，应该更多的理解与思考电子产品的设计过程，并能在已有的集成芯片和单片机等微控制器的基础上，自己动手亲身体验电子设计的过程，以便于将课本上的理论实践化，做到学以致用，更好的掌握单片机等元器件的应用，锻炼独立解决问题的能力。
本课程设计题目是基于ds18b20的多路智能温度测控系统设计，主要介绍了ds18b20的工作过程和原理，以及基于它的系统设计。
在这个设计里，根据要求设计了两个ds18b20与单片机之间的单端口通信，可以推广到多个ds18b20。通过学习了解掌握了proteus 原理图设计及**方法，熟悉keil开发环境。
在设计过程中参考或引用了《基于proteus的电路及单片机系统设计与**》，ds18b20数据手册等参考资料以及网络上的相关资料。在此，向这些技术资料的作者表示感谢。
由于设计者的学识水平有限，加之时间仓促，作品不够完善，不足之处在所难免，敬请老师指导和改正。
proteus软件是英国labcenter electronics公司出版的eda工具软件。它不仅具有其它eda工具软件的**功能，还能**单片机及外围器件。它是目前最好的**单片机及外围器件的工具。
proteus从原理图布图、**调试到单片机与外围电路协同**，一键切换到pcb设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路**软件、pcb设计软件和虚拟模型**软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、hc11、pic10/12/16/18/24/30/dspic33、**r、arm、8086、msp430、cortex和dsp系列处理器。它是能进行模拟电路、数字电路、模数混合电路、rs232动态**、i2c调试器、spi 调试器、键盘和lcd、led 系统的设计与**的平台。
proteus 具备原理图设计、电路分析与**、pcb 设计功能，可以通过调入程序的编译结果。 hex 或。 cof 文件来调试单片机程序，还可直接嵌入到 microchip 公司的单片机调试软件 mplab ide中，进行程序的调试和**。
1、掌握单片机基本编程技术及外围电路的搭建。
2、熟练掌握ds18b20的基本操作并了解其工作原理。
3、熟练掌握proteus原理图设计及**。
1、单片机最小系统设计。
2、ds18b20与单片机的单口通信设计。
3、proteus原理图的绘制与**。
4、单片机程序编写。
ds18b20数字温度计是dallas公司生产的1-wire,即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，可以节约硬件资源，而且使用较为方便。
ds18b20产品的特点
（1）只要求一个端口即可实现通信。
（2）在 ds18b20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
（3）实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
（4）测量温度范围在－55°c到＋125°c之间。
（5）数字温度计的分辨率用户可以从 9位到 12 位选择。
（6）内部有温度上、下限告警设置。
ds18b20的引脚介绍。
to-92封装的ds18b20的引脚排列见下图。
ds18b20的使用方法。
由于 ds18b20 采用的是 1－wire 总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对at89s51 单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对 ds18b20 芯片的访问。
由于 ds18b20是在一根 i/o线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。ds18b20 有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：
初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。
数据和命令的传输都是低位在先。
此图为以下时序图的图例）
ds18b20的复位时序。
ds18b20的读时序。
对于ds18b20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。对于ds18b20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在 15us之内释放单总线，以让ds18b20把数据传输到单总线上。ds18b20进行一个读时序过程，至少需要60us才能完成。
（下图左边为读“0”时序，右边为读“1”时序）
ds18b20的写时序。
对于 ds18b20 的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。对于ds18b20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证ds18b20能够在 15us 到 45us 之间能够正确地采样io总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。（下图左边为读“0”时序，右边为读“1”时序）
单片机检测到ds18b20的存在，即可向其发送rom操作命令。
每一片ds18b20在其rom中都存有其唯一的64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逐一接入18b20用读rom（33h）命令将该18b20的序列号读出并登陆。
当主机需要对众多**18b20进行操作是，首先要发出匹配rom命令（55h）之后的操作就是针对该18b20的。而所谓跳过rom命令即为：之后的操作是对所有18b20的框图中先有跳过rom，即是启动所有18b20进行温度变换之后，通过匹配rom再逐一地读回每个18b20的温度数据。
在18b20组成的测温系统中，主机在发出跳过rom命令之后，再发出统一的温度转换启动码44h就可以实现所有18b20的统一转换，再经过1s后，就可以用很少的时间去逐一读取。
64-bit rom数据结构图：
低8位为产品类型编码（ds18b20均为10h），中间48位为每个器件唯一的序号，高8位为crc（循环冗余校验）码。
ds18b20中有用于存储测得的温度值的两个8位ram存储器，编号为0号到1号。1号存储器存放温度值的符号，如果温度为负，则1号存储器8位全为1，否则全为0。0号存储器用于存放温度值的补码，lsb（最低位）的“1”表示0.
5摄氏度。将存储器中的二进制数求补再转化成十进制数并处以2就得到被测温度值（-55摄氏度—125摄氏度）。
温度/数据转换关系。
转换示例。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的**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/计时器等功能（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。单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（microcontroller unit），常用英文字母的缩写mcu表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
单片机在本设计中充当了重要的角色，是整个温度测控系统的核心，作为控制中心而存在，与本设计中的另一个重要部分ds18b20进行数据通信并控制lcd液晶屏显示输出，完成了整个多点温度的测控任务，ds18b20、at89c52单片机、lcd液晶屏构成了整个多点温度测控系统。本设计共采用了2片ds18b20芯片并接于p1.1口采用at89c52作为控制中心与ds18b20完成单口通信，读取ds18b20采集的温度信息，并经过处理交由1602lcd显示。
本设计出于只阐述说明原理考虑只使用了2片ds18b20芯片，并外接了一个开关用于这2片芯片温度数据之间的切换。系统框图如下所示。
系统框图。1、查阅 ds18b20芯片datasheet，熟悉其工作原理。
2、在proteus环境下绘制系统原理图。
3、在keil开发环境下编写程序。
4、将程序导入proteus下**。
5、根据**结果改写程序。
6、撰写设计报告。
说明：左下角为两个ds18b20芯片，dq端同接于at89c52的p1.1口，右上角为1602lcd，p3.3口接开关，通过它的开关切换两片ds18b20之间的温度显示。
在proteus中使用多个ds18b20 时，必须改变器件的属性，使**中的每个器件序列号各不相同。具体做法：右击ds18b20，选中edit properties选项，在其中改变rom serial number的值（在该对话框下还可以改变granularity的数值，即改变每次调整温度的额度）。
在proteus中，可以人为改变3个字节的器件序列号。要想得到全部8个字节，一个简单的方法就是每一次总线上只连接一个器件，利用0x33读器件序列号的命令在程序中得到完整的器件序列号。
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