发布时间 : 星期四 文章(最新版)基于单片机的火灾报警系统的设计与实现毕业设计论文更新完毕开始阅读
独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；无须外部器件；可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；零待机功耗；温度以９或１２位数字；用户可定义报警设置；报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
64位ROM的结构开始８位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后８位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入户报警上下限。
(3) DS18B20的寄存器说明
DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EPRAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图3所示。头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。该字节各位的定义如图3所示。低5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率[13]。
3.2.3 DS18B20传感器与单片机的连接
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1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式。
DS1302与单片机的连接仅需3条线：时钟线SCLK、数据线IO和复位线RST。时钟线SCLK与P1.4相连，数据线IO与P1.3相连，复位线RST与P1.2相连。由于DS1302是靠细电流充电来实现串行输入输出的，因此，在SCLK、IO、RST线上要加上拉电阻，其中，它们的电流应该在500u－1mA之间，若电源为5V，则R约为5K，因此，电阻R=4.7K。
在单电源与电池供电系统中，Vcc1提供低电源并提供低功率的备用电源。Vcc2提供高电源作为芯片供电的主电源。因此，这里Vcc1用3V纽扣电池，Vcc2用5V的
VCCR75.6kQ590135105105105105108765P3.4P3.5P3.6P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3系统电源。 晶振为32.768KHz接入X1、X2引脚。DS1302测温电路如图3-2所示： DS2DS1820GNDDQVCC0832VCC123R234.7KP3.3 4 3 图3-2 DS18B20测温电路 3.3四位数码管显示电路的结构和工作原理
3.3.1 七段数码管简介
七段数码管一般由8个发光二极管组成，其中由7个细长的发光二极管组成数字显示，另外一个圆形的发光二极管显示小数点。
数码管使用条件：段及小数点上加限流电阻，使用电压：段：根据发光颜色决定；小数点：根据发光颜色决定，使用电流：静态：总电流 80mA（每段 10mA）；动态：平均电流4-5mA，峰值电流100mA。
4位数码管引脚图数码管使用注意事项说明：数码管表面不要用手触摸，不要用手去弄引角；焊接温度：260度；焊接时间：5s；表面有保护膜的产品,可以在使用前撕下来[14]。
当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发光。控制相应的二极管导通，就能显示出各种字符，尽管显示的字符形状有些失真，能显示的数符数量也有限，但其控制简单，使有也方便。发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极数码管，阴极连在一起的称为共阴极数码管，如图3-3所示。共阳极就是把所有LED的阳极连接到共同接点com，而每个LED的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点）；共阴极则是把所有LED的阴极连接到共同接点com，而每个LED的阳极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点），图中的8个LED分
别与上面那个图中的A~DP各段相对应，通过控制各个LED的亮灭来显示数字
[15]
。
对于单个数码管来说，从它的正面看进去，左下角那个脚为1脚，以逆时针
方向依次为1~10脚，左上角那个脚便是10脚了，上面两个图中的数字分别与这10个管脚一一对应。注意，3脚和8脚是连通的，这两个都是公共脚。七段数码管结构图如图3-3所示。
b）
a） c）
图3-3 七段数码管结构图 a） 七段数码管字段和引脚分布 b） 共阴极 c） 共阳极
还有一种比较常用的是四位数码管，内部的4个数码管共用a~dp这8根数据线，为人们的使用提供了方便，因为里面有4个数码管，所以它有4个公共端，加上a~dp，共有12个引脚，下面便是一个共阴的四位数码管的内部结构图（共阳的与之相反）。引脚排列依然是从左下角的那个脚（1脚）开始，以逆时针方向依次为1~12脚。
3.3.2 七段数码管驱动方法
发光二极管（LED）是一种由磷化镓（GaP）等半导体材料制成的，能直接将电能转变成光能的发光显示器件。当其内部有一一电流通过时，它就会发光。
七段数码管的显示方法可分为静态显示与动态显示，下面分别介绍。 (1) 静态显示
所谓静态显示，就是当显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地寻能可截止。这种显示方法为每一们都需要有一个8位输出口控制。对于51单片机，可以在并行口上扩展多片锁存74LS573作为静态显示器接口。
静态显示器的优点是显示稳定，在发光二极管导通电注一定的情况下显示器的亮度高，控制系统在运行过程中，仅仅在需要更新显示内容时，CPU才执行一次显示更新子程序，这样大大节省了CPU的时间，提高了CPU的工作效率；缺点是位数较多时，所需IO口太多，硬件开销太大，因此常采用另外一种显示方
式——动态显示。
(2) 动态显示
所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮各位显示器（扫描），对于显示器的每一位而言，每隔一段时间点亮一次。虽然在同一时刻只有一位显示器在工作（点亮），但利用人眼的视觉暂留效应和发光二极管熄灭时的余辉效应，看到的却是多个字符“同时”显示。显示器亮度既与点亮时的导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。调整电流和时间参烽，可实现亮度较高较稳定的显示。若显示器的位数不大于8位，则控制显示器公共极电位只需一个8位IO口（称为扫描口或字位口），控制各位LED显示器所显示的字形也需要一个8位口（称为数据口或字形口）[16]。
动态显示器的优点是节省硬件资源，成本较低，但在控制系统运行过程中，要保证显示器正常显示，CPU必须每隔一段时间执行一次显示子程序，这占用了CPU的大量时间，降低了CPU工作效率，同时显示亮度较静态显示器低。
综合以上考虑，由于温度显示为精确到小数点后两位，故只需4个数码管，又考虑到CPU工作效率与电源效率，本毕业设计采用静态显示。为共阳极显示。
3.3.3 硬件编码
74LS47是一款BCD码转换为7段输出的集成电路芯片，利用它可以直接驱动共阳极的七段数码管。它的引脚分布如图3-4所示。
图3-4 74LS47管脚图
3.3.4显示电路