基于单片机的数字温度控制系统

完成读写和温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，也可以由外部供给。

并且，每个有唯的系列号，因此同条单总线上可以挂接多个，构成主从结构的多点测温传感器网络。

此特性可普遍应用在包括环境监测建筑物和设备内的温度场测量，以及过程监视和控制中的温度检测中。

由比较可知，选用方案二相对比较便宜的更好，能提高转换精度的同时确保信号完整性，较少开发难度。

显示模块方案采用液晶显示。

液晶显示的优点是显示的内容多，可以提供中文显示，背景光亮度可调，硬件接线少。

缺点是价格昂贵，且容易烧毁，必须加限流电阻。

方案二采用动态数码管显示。

优点是显示时间较为清晰，远距离也能看清。

而且价钱便宜，个四位动态数码管才四块钱，大大节省了成本。

缺点是电路接线较多，显示内容少，只能显示数字，不能显示中文。

考虑到显示与成本，采用方案二较为合适智能报警模块方案采用语音芯片实现语音提示。

语音芯片优点是能输出各种录制好的声音，输出容易丰富。

缺点是电路复杂，价钱贵，而且要先录制才能播放。

方案二采用蜂鸣器输出双频音提示。

优点是电路简单，价钱便宜。

考虑成本与本设计只需要种工作完成的提示，用简单的蜂鸣器电路已经足够，故选择方案二。

第三章系统主要元件简介温度传感器系统中温度测试点的数据采集由公司的单总线数字温度传感器完成。

具有引脚小体积封装形式温度测量范围为，可编程为位位转换精度，测温分辨率可达，被测温度用符号扩展的位数字量方式串行输出其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生多个可以并联到根或根线上，只需根端口线就能与诸多通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。

以上特点使非常适用于远距离多点温度检测系统。

简介独特的单线接口方式，只需个接口引脚即可通信每个都有个唯的位序列码在使用中不需要任何外围元件可用数据线供电，电压范围测温范围，在范围内精度为，分辨率。

等效的华氏温度范围是通过编程可实现位的数字读数方式。

温度转换成位数字信号所需时间最长为，而在位分辩模式工作时仅需用户可自设定非易失性的报警上下限值告警搜索命令可识别和定位那些超过报警限值的支持多点组网功能，多个可以并联在唯的三线上，实现多点测温。

电源极性接反时，不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

的内部结构采用引脚小体积封装，其内部结构如图所示，主要由部分组成位序列码温度传感器非易失性的温度报警触发器和配置寄存器。

图的内部结构中的位序列码是出厂前被光刻好的，它可以看作是该的地址序列码，每个的位序列码均不相同。

如图所示，位光刻的排列是开始位是单线产品系列编码比如的编码是，的编码是，的编码是，同型号的单总线器件的编码相同。

接着的位是该唯的序列号，最后位是前面位的循环冗余校验码。

单总线器件的序列号唯性特点，保证了在根总线上可以挂接多个单总线器件的实现。

位编号位序列号位产品系列编码最高有效位最低有效位图位结构示意图如图所示，的内部存储器包括个高速暂存便笺式和个非易失性高温触发器低温触发器和配置寄存器。

暂存存储机制有利于在单线通信时确保数据的完整性。

数据通常首先写入暂存存储器，在那里它可以被读回。

当数据被校验后，复制暂存存储器的命令把数据传送到非易失性。

这过程确保了更改存储器时数据的完整性。

同时非易失性也保证了与配置寄存器内容的掉电不丢失，器件每次上电时这三个字节的内容被重置到高速暂存对应的空间。

图的存储器组织高速暂存存储器是按个位字节存储器来组织的。

其中第个字节为只读型字节，分别包含测得温度信息的低位和高位字节，第和第个字节是和的易失性拷贝，在每次上电复位时被刷新。

如果在使用的过程中不对其施加告警搜索命令，则第和第个字节可用作通用用户存储器，在本系统中即作为通用存储器使用，定义这两个字节存储该温度传感器在系统中的序号，为每个温度传感器分配的序号在系单片机产品兼容字节在系统可编程存储器次擦写周期全静态操作三级加密程序存储器个可编程口线三个位定时器计数器八个中断源全双工串行通道低功耗空闲和掉电模式掉电后中断可唤醒看门狗定时器双数据指针掉电标识符液晶显示器主要技术参数显示容量为个字符芯片工作电压为工作电流为模块最佳工作电压为字符尺寸为。

接口，信号说明采用标准的引脚无背光或引脚带背光接口，各引脚接口说明见表表液晶接口引脚定义编号符号引脚说明编号符号引脚说明电源地电源正极液晶显示偏压信号数据命令选择端读写选择端使能信号背光源正极背光源负极组电源组是模块的电源组是背光板的电源均为供电。

是调节对比度的引脚调节此脚上的电压可以改变黑白对比度是很多液晶上都有的引脚是命令数据选择引脚该脚电平为高时表示将进行数据操作为低时表示进行命令操作。

也是很多液晶上都有的引脚是读写选择端该脚电平为高是表示要对液晶进行读操作为低时表示要进行写操作。

同样很多液晶模块有此引脚通常在总线上信号稳定后给正脉冲通知把数据读走，在此脚为高电平的时候总线不允许变化。

位双向并行总线，用来传送命令和数据。

是背光源正极，是背光源负极。

控制器接口说明基本操作时序见表读状态输入输出状态字写指令输入指令码，高脉冲输出无读数输输出数据据入写数据输入数据，高脉冲输出无对此液晶操作主要有以下几种方法。

写命令包括但不限于初始化调节显示位置清除显示写数据把个字符的码写入液晶使其显示读忙信号液晶乃低速设备，每次操作前应该测试忙信号，确定其不忙时再操作的指令码命令码此液晶上电的时候需要初始化典型的指令码是，也就是上电的时候需要调用这个函数写指令码，用法是执行完这个函数可以把液晶初始化成显示的点阵位总线接口。

以下指令码用法相同。

此液晶支持的指令码有指令码功能设置显示点陈，位数据接口解释就是的命令指令码功能开显示关显示显示光标不显示光标光标闪烁光标不显示当读或写个字符后地址指针加，且光标加当读或写个字符后地址指针减，且光标减当写个字符，整屏显示左移或右移，以得到光标不移动而屏幕移动的效果。

当写个字符，整屏显示不移动解释第行指令主要能完成的功能是控制液晶显示否，光标显示否，光标闪烁否共有以下种指令关液晶显示光标不闪烁不显示光标位置关液晶显示光标不闪烁显示光标位置关液晶显示光标不闪烁不显示光标位置关液晶显示光标不闪烁显示光标位置开液晶显示光标不闪烁不显示光标位置开液晶显示光标不闪烁显示光标位置开液晶显示光标不闪烁不显示光标位置开液晶显示光标不闪烁显示光标位置解释第二行指令主要能完成的功能是写完字符光标或屏幕移动方向指令码功能地址码，设置数据地址指针解释用该指令码可以把光标移动到想要的位置这是虚拟的液晶显示图表示行列显示方框中的数字表示当前位置的指针例如只要调用函数就能把光标挪到第行第列的位置基本操作时序指令码功能显示清屏数据指针清零所有显示清零显示回车数据指针清零四章温度控制系统原理及分析系统总体流程图系统的工作流程如图，首先器件上电复位，温度检测芯片检测当前温度。

单片机从中读出温度值，并与非易失性存储器中的，值比较其中为设定温度最高值，为设定温度最低值，并显示输出当前温度值，如果发生超限，即智能报警。

注意，除非电路掉电复位，又或者是温度恢复正常，否则报警器不会停止。

当超限报警后，我们可以通过键盘控制电路进行温度上下限调节，使温度报警解除。

键盘控制电路可以显示当前设置的上下限温度值，以及修改温度值。

上电复位温度检测单片机智能报警显示输出键盘控制温度修正图系统总体流程图在实际环境中，我们就要注意此时环境温度已经超过了我们预定值，为了不造成损失我们要做好必要的防范措施。

系统各个部分电路设计单片机主控电路设计图单片机外围主控电路单片机主控电路如图所示包括电源复位电路和晶体振动电路。

复位电路的基本功能是系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。

为可靠起见，电源稳定后还要经定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分合过程中引起的抖动而影响复位。

当开关闭合后经过小段时间的延时后单元稳定，端口变为高电平，产生复位信号，单片机复位。

图晶振电路晶振电路图和分别为反向放大器的输入和输出。

该反向放大器可以配置为片内振荡器。

石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。

如采用外部时钟源驱动器件，应不接。

有余输入至内部时钟信号要通过个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

晶振与单片机的脚和脚构成的振荡电路中会产生偕波也就是不希望存在的其他频率的波，这个波对电路的影响不大，但会降低电路的时钟振荡器的稳定性为了电路的稳定性起见，公司建议在晶振的两引脚处接入两个的瓷片电容接地来削减偕波对电路的稳定性的影响，晶振所配的电容在之间都可以。

在许可范围内值越低越好，值偏大虽有利于振荡器的稳定，但将会增加起振时间。

应使值大于值，这样可使上电时，加快晶振起振。

，不是必须的，很多三脚的贴片晶振或陶振内部有集成电容。

按键电路设计图按键电路按键电路如图所示，按键电路端接地，另端接单片机口，当按键，有按下状态，则立刻有信号从口进入单片机，单片机做出响应。

按键接口，当单片机复位后，口全部为高电平。

当按键按下，变为低电平，信号输入到单片机，单片机使与温度传感器相连的数据线产生低电平，而且在到期间，必须使重新拉到高电平，即可在信号线读取出的温度存储器的值，并且必须在上升到高电平后的时刻前读取温度值到期间输出温度值，之后上拉电阻把其重新拉回高电平。

但是这只是对传感器的位读取操作，用循环指令即可以实现对传感器存储器的读取操作。

温度传感器的读取时序如图所示。

图读取时序图单片机对的读取程序读位操作读出的位储存到保存保存设置时间常数读开始时刻释放总线口读到内容等待读取字节储存到中保存设置读位数调读位子程序把读到位在中并