基于单片机的炉温温度控制系统设计

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显示5x10的点阵字符。

指令7：字符发生器RAM地址设置。 指令8：DDRAM地址设置。

指令9：读忙信号和光标地址。BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。

指令10：写数据。 指令11：读数据。

1602液晶显示模块可以和单片机AT89C51直接连接，其连接图如图2-5所示。

图2-5 1602液晶模块与8951单片机连接图

液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，表2-3是1602的内部显示地址。

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河南理工大学毕业设计论文 表2-3 1602液晶模块内部显示地址图

1 1 00 2 40

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F 49 4A 4B 4C 4D 4E 4F

01 02 03 04 05 06 07 08 41 42 43 44 45 46 47 48

比如第二行第一个字符的地址是40H，那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1所以实际写入的数据应该是01000000B（40H)+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。

2.3.3 DS18B20数字温度传感器

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[14]。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。

DS18B20的性能特点：

（1）DS18B20采用DALLAS公司独特的“单线（1-Wire）总线”专有技术，通过串行通信接口（I/O）直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位）。

（2）测温范围是—55～+125℃。其分辩力为0.5℃，但若采用高分辨力模式，分辩力可达0.1℃。温度/数字量转换时间的典型值为200ms，最大值为500 ms。

（3）内含64位经过激光修正的只读存储器ROM，扣除8位产品系列号和8位循环冗余校验码CRC之后，产品序号占48位。出厂前就作为DS18B20唯一的产品序号，存入其ROM中，在构成大型温控系统时，允许在单线总线上挂接多片DS18B20。

（4）适配各种单片机或系统机。

（5）用户可分别设定各路温度的上、下限并写入随机存储器RAM中。利用报警搜索命令和寻址功能，可迅速识别出发生了温度越限报警的器件。

（6）内含寄生电源。该器件既可以由单线总线供电，也可选用外部+5V电源（允许电压范围是3.4～5.5V），进行温度/数字转换时的工作电流约为1.5mA，待机电流仅为25μA，典型功耗为5mW。 DS18B20的引脚及其功能介绍：

PR—35封装的DS18B20的引脚排列图如图2-6所示。

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图2-6 DS18B20的引脚排列图

DS18B20详细引脚功能描述如表2-4所示。

表2—4 DS18B20引脚功能描述

序号 名称 1 2

GND

引脚功能描述 地信号

DQ 数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电

源下，也可以向器件提供电源。

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VDD 可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。

DS1820的工作原理：

DS1820的内部结构如图2-7所示。由图2-7可知，DS1820由三个主要数字器件组成：① 64bit闪速ROM；②温度传感器；③非易失性温度报警触发器TH和TL。

DQ 64位R 内部Vdd 存储器和控制逻辑 OM和单总线端口 存 储 器 温度传感器 上触发TH 下触发LH 高速暂存器 8位CRC产生器

电源Vdd 检测 图2-7 DS1820内部结构图

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DS18B20内部的64bit闪速ROM结构如图2-8所示。

8bit校验CRC 48bit序列号 8bit工厂代码（10H） MSB LSB MSB LSB MSB LSB

图2-8 DS1820内部的64bit闪速ROM结构图

当总线为高电平时，DS1820从总线上获得能量并储存在内部电容上。当总线为低电平时，由电容向DS1820供电。

DS1820的测温原理：内部计数器对一个受温度影响的振荡器的脉冲计数，低温时振荡器的脉冲可以通过门电路，而当到达某一设置高温时振荡器的脉冲无法通过门电路。计数器设置为-55℃时的值，如果计数器到达0之前，门电路未关闭，则温度寄存器的值将增加，这表示当前温度高于-55℃。同时，计数器复位在当前温度值上，电路对振荡器的温度系数进行补偿，计数器重新开始计数直到回零。如果门电路仍然未关闭，则重复以上过程。温度表示值为9bit，高位为符号位，其结构如下图2-9所示[15]。

MSB LSB

1 1 1 0 0 1 1 1 0 图2-9 温度表示值9bit结构图

对DS1820的使用，多采用单片机实现数据采集。处理时，将DS1820信号线与单片机一位口线相连，单片机可挂接多片DS1820，从而实现多点温度检测系统。

系统对DS1820的操作以ROM命令和存储器命令形式出现。 （1）ROM命令代码及其含义

?READROM命令代码［33H］：如果只有一片DS1820，可用此命令读出其序列号，若在线DS1820多于一个，将发生冲突。

?MATCHROM命令代码［55H］：多个DS1820在线时，可用此命令匹配一个给定序列号的DS1820，此后的命令就针对该DS1820。

?SKIPROM命令代码［CCH］：此命令执行后的存储器操作将针对在线的所有DS1820。

?SEARCHRDH命令代码［F0H］：用以读出在线的DS1820的序列号。

?ALARMSEARCH命令代码［ECH］：当温度值高于TH或低于TL中的数值时，此命令可以读出报警的DS1820。 （2）存储器操作命令代码及其含义

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