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1、 编 号： 审定成绩：邮电大学移通学院毕业设计（论文）设计（论文）题目：实用温度控制器的设计单 位（系别） ：通信工程系学 生 姓 名 ：专 业 ：通信工程班 级 ：学 号 ：指 导 教 师 ：答辩组负责人 ：填表时间： 2013 年 6 月邮电大学移通学院教务处制- 45 - / 53邮电大学移通学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目 实用温度控制器的设计 学生系别 通信工程系 专业 通信工程 班级指导教师职称 副教授 联系教师单位 邮电大学 下任务日期_ 2013 _年_ 1 月_ 4_ 日主 要 研 究 容 、 方 法 和 要 求一、研究容1、掌握温度控制器的原理，温度控制系统与发展
2、等相关知识；2、进行基于温度控制器的设计。二、方法与要求通过查资料，结合所学的知识，在老师的指导下进行温度控制器的设计。 进 度 计 划1月4日至3月6日：查阅资料对课题进行了解和学习；3月7日至3月15日：做开题报告，研究容分析与设计；3月16日至4月15日：研究容实践、实例研究，关键问题研究；4月16日至5月23日：提纲研究，论文的撰写，定稿；5月24日至6月初：准备答辩。 主 要 参 考 文 献1 辜小兵光勇单片机与基础应用大学20102 龙汉MCS-51单片机原理与应用M大学20043 何立民单片机高级教程:应用与设计(第2版)M航天航空大 学20074 跃东DS18B20集成温度传感
3、器原理与应用J20025 周月霞DS18B20硬件连接与软件编程J传感器世界2001.12指导教师签字：2013年 1 月 5 日教研室主任签字： 2013年 1 月 6 日备注：此任务书由指导教师填写，并于毕业设计(论文)开始前下达给学生。摘 要温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉与各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制，不仅具有方便、简单、灵活性强等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。本温度
4、设计采用现在流行的AT89S51单片机，配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动继电器以开启设备。本设计还加入了常用的数码管显示与状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。它可以实时的显示和设定温度，实现对温度的自动控制。通过测试表明，本设计对温度的控制有方便、简单的特点，从而大幅提高了被控温度的技术指标。关键词AT89S51单片机 DS18B20温度传感器 温度控制 继电器ABSTRACTThe temperature is constantly in the daily lif
5、e of physical and temperature controls in various fields have a positive meaning. A lot of businesses have a lot of power heating equipment, such as that used for the heat treatment furnace, for melting metal crucible resistance heaters and the various uses of temperature bins, SCM using their right
6、 to control not only easy to control, simple, such as the characteristics of flexibility, but can also significantly increase the temperature was charged with the technical indicators, which can greatly enhance the quality of the products. Therefore, intelligent temperature control technology is bei
7、ng widely adopted.The temperature was designed with the now popular AT89S51 SCM, and with DS18B20 digital temperature sensor. The temperature sensor can set up their own temperature collars.SCM will detect that the temperature of the input signal and temperature, the lower comparisons this judgment
8、whether to activate the relay to open the equipment.The design also includes commonly used digital display and control state lights commonly used circuit,making the whole design more complete,more flexible.Passed the tests show that the design of the temperature control is convenient and simple char
9、acteristics, thus greatly raising the temperature was charged with the technical indicators.Key wordAT89S51 micro controllerDS18B20 temperature sensor Temperature control Relay目 录前 言1第一章 绪论2第一节 温度控制系统设计的背景、发展历史与意义2第二节 温度控制系统的目的2第三节 温度控制系统完成的功能3第二章 系统总体设计方案4第一节 单片机的介绍4一、单片机的特点.4二、单片机系统的基本组成.4第二节 系统功能
10、的确定和器件选取4一、单片机的选择.5二、显示器的选择.6三、温度传感器的选择.6第三节 温度传感器DS18B20的简介.7一、DS18B20的特点.8二、DS18B20的部结构.8三、DS18B20的工作原理.10第四节 人机交互与串口通信.14一、人机交互.14二、串口通信.14第三章 系统硬件电路设计16第一节 系统结构框图17第二节 人机交互与串口通信单元设计18一、输入电路设计18二、显示电路设计18三、串口通信电路19第三节 控制执行单元设计20一、键盘单元.20二、温度控制与超温警报单元.22第四章 系统软件设计23第一节 系统软件设计整体思路23第二节 系统主程序流程图24第三
11、节 温度采集子程序流程图25第四节 数据转换子程序流程图26第五节 动态显示子程序流程图27第六节 控制执行子程序流程图28结论29参考文献30致 31附 录32一、程序代码.32二、英文文献.37三、英文翻译.40前 言温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域 ,如家电、汽车、材料、电力电子等 ,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同 , 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。传统的继电器
12、调温电路简单实用，但由于继电器动作频繁 ,可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。而采用数字温度传感器DS18B20，因其部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实
13、用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行围的温度检测。第一章 绪论第一节 温度控制系统设计的背景、发展历史与意义随着社会的发展，科技的进步，以与测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域，温度常常是表征对
14、象和过程状态的最重要的参数之一。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的围之；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量和控制是非常重要的。单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。第二节 温度控制系统的目的本设计的容是温度测试
15、控制系统，控制对象是温度。温度控制在日常生活与工业领域应用相当广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。第三节 温度控制系统完成的功能本设计是对温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能：当温度低于设定下限温度时，系统自动启动加热继电器加温，使温度上升，同时绿灯亮。当温度上升到下限温度以上时，停止加温；当温度高于设定上限温度时，系统自动
16、启动风扇降温，使温度下降，同时红灯亮。当温度下降到上限温度以下时，停止降温。温度在上下限温度之间时，执行机构不执行。三个数码管即时显示温度，精确到小数点一位。第二章 系统总体设计方案第一节 单片机的介绍一、单片机的特点高集成度，体积小，高可靠性 单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，部布线很短，其抗工业噪音性能优于一般通用的CPU。单片机程序指令，常数与表格等固化在ROM中不易破坏，许多信号通道均在一个芯片，故可靠性高。 控制功能强 为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力，I/O口的逻辑操作
17、与位处理能力，非常适用于专门的控制功能。 低电压，低功耗，便于生产便携式产品 为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机的工作电压仅为1.8V3.6V，而工作电流仅为数百微安。 易扩展 片具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线与并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。 优异的性能价格比 单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用RISC流水线和DSP等技术。单片机的寻址能力也已突破64KB的限制，有的已可达到1MB和16MB，片的ROM容量可达62MB，RAM容量则可达2MB。由于单片机的广泛使用，因而销量极大，各大公司的商业竞争更使
18、其价格十分低廉，其性能价格比极高1。二、单片机系统的基本组成将CPU、存储器、I/O接口电路集成到一块芯片上，这个芯片称为单片机。图2.1 单片机结构图单片机作为一片集成了微型计算机基本部件的集成电路芯片，与通用计算机相比，自身不带软件，不能独立运行；存储容量小，没有输入、输出设备，不能将系统软件和应用软件存储到自身的存储器中并加以运行，它自身没有开发功能。所以，必须借助开发机来完成开发任务，即相应的软、硬件设计和调试以与将调试好的程序固化到自身的存储器中。第二节 系统功能的确定和器件选取一、单片机的选择由于单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类
19、型的单片机，在单片机家族的众多成员中，MCS-51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术与高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国单片机应用领域中的主流。单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两个分支。通用计算机系统主要用于海量高速数值运算，不必兼顾控制功能，其数据总线的宽度不断更新，从8位、16位迅速过渡到32位、64位，并且不断提高运算速度和完善通用操作系统，以突出其高速海量数值运算的能力，在数据处理、模拟仿真、人工智能、图像处理、多媒体、网络通信中得到了广泛应用；单片机作为最典型的嵌入式系统，由于其微小的体积和极低的成本，广泛
20、应用于家用电器、机器人、仪器仪表、工业控制单元、办公自动化设备以与通信产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。因此，单片机的出现大大促进了现代计算机技术的飞速发展，成为近代计算机技术发展史上一个重要里程碑2。由于MCS系列单片机集成了几乎完善的中央处理单元，处理功能强，中央处理单元中集成了方便灵活的专用寄存器，这给我们利用单片机提供了极大的便利。单片机把微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上，使得数据传送距离大大缩短，运行速度更快，可靠性更高，抗干扰能力更强。由于属于芯片化的微型计算机，各功能部件在芯片中的布局和结构达到最优化，工作也相对稳定。51的优点是价钱便宜，I/O口多，程序空间大
21、。因此，测控系统中，使用51单片机是最理想的选择。单片机属于典型的嵌入式系统，所以它是低端控制系统最佳器件。单片机的开发环境要求较低，软件资源十分丰富，开发工具和语言也大大简化。单片机的典型代表是Intel公司在20世纪80年代初研制出来的MCS-51系列单片机。MCS-51单片机很快在我国得到广泛的推广应用，成为电子系统中最普遍的应用手段，并在工业控制、交通运输、家用电器、仪器仪表等领域取得了大量应用成果3。以MCS-51技术核心为主导的单片机已成为许多厂家、电气公司竞相选用的对象，并以此为基核，推出许多与MCS51有极好兼容性的CMOS单片机，同时增加了一些新的功能。这其中就包括AT89S
22、51单片机。AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片含4k Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统与80C51引脚结构，芯片集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元。AT89S51已经在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。AT89S51单片机还具有易于学习、成本低、性能强大等优势，能对部众多I/O端口连接外围设备进行精确操控，具有强大的工控能力。综上所述，选用AT89S51单片机。二、显示器的选择显示器选用LED。LED显示器是单片机应用系统中常见的输
23、出器件，而在单片机的应用上也是被广泛运用的。如果需要显示的容只有数码和某些字母，使用LED数码管是一种较好的选择。LED数码管显示清晰、成本低廉、配置灵活，与单片机接口简单易行。LED数码管作为显示字段的数码型显示器件，它是由若干个发光二极管组成的。当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发亮，控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符，常用的LED数码管有7段和“米”字段之分。这种显示器有共阳极和共阴极两种。共阴极LED显示器的发光二极管的阴极连在一起，通常此共阴极接地。当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳极LED显示器的发光二极管的阳极接在一起，
24、通常此共阳极接正电压，当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。本次设计所用的LED数码管显示器为共阳极。LED数码管的使用与发光二极管一样，根据材料不同正向压降一般为1.52V，额定电流为10MA，最大电流为40MA。静态显示时取10MA为宜，动态扫描显示可加大脉冲电流，但一般不超过40MA。三、温度传感器的选择智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前，已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器
25、(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据与相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)。 智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规化，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。智能温度控制器是在智能温度传感器的基础上发展而成的4。典型产品有DS18B20，智能温度控制器适配各种微控制器，构成智能化温控系统;它们还可以脱离微控制器单独工作，自行构成一个温控仪。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO92小体积封装
26、形式;温度测量围为55125，可编程为9位12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625，被测温度用符号扩展的16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DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20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。同DS1820一样，DS18B20也支持“一线总线”接口，测量温度围为 -55+125，在-10+85围，精度为0.5。DS18B20的精度较差为0.2。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量。如：环境控制
27、、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V5.5V的电压围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。现在，新一代的DS1820体积更小、更经济、更灵活，使您可以充分发挥“一线总线”的长处。由于DS18B20将温度传感器、信号放大调理、A/D转换、接口全部集成于一芯片，与单片机连接简单、方便，与AD590相比是更新一代的温度传感器，所以温度传感器采用DS18
28、B20。第三节 温度传感器DS18B20的简介一、DS18B20的特点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，电压围为3.05.5V；零待机功耗；温度以3位数字显示；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5。二、DS18B20的部结构DS18B20采用3脚PR35封装，如图2.2所示； 图2.2 DS18B20封装DS18B20的部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM。开始8位是产品类型的编
29、号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前56位的CRC校验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。64位闪速ROM的结构如下：表2.1 ROM结构8b检验CRC48b序列号8b工厂代码（10H）MSB LSB MSB LSB MSB LSB图2.3 DS18B20部结构非挥发的温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入用户报警上下限值。高速暂存器，可以设置DS18B20温度转换的精度。温度传感器，DS18B20的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E2PRAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如表2.2所示。头2个字节包含测得的温度
30、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。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。 表2.2 DS18B20部存储器结构Byte0温度测量值LSB（50H）Byte1温度测量值MSB（50H）E2PROMByte2TH高温寄存器-TH高温寄存器Byte3TL低温寄存器-TL 低温寄存器Byte4配位寄存器-配位寄存器Byte5预留（FFH）Byte6预留（0CH）Byte7预留（IOH）Byte8循环
31、冗余码校验（CRC）三、DS18B20的工作原理（一）DS18B20的工作时序根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位；复位成功后发送一条ROM指令；最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待1560微秒左右后发出60240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功5。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，具体工作方法如图2.4，2.5，2.6所示。（1）初始化时序初始化时序的具体工作方法如图2.4所示
32、：图2.4 初始化时序总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，主机响应应答脉冲。应答脉冲使主机知道，总线上有从机设备，且准备就绪。主机输出低电平，保持低电平时间至少480us，以产生复位脉冲。接着主机释放总线，4.7K上拉电阻将总线拉高，延时1560us，并进入接受模式，以产生低电平应答脉冲，若为低电平，再延时480us。（2）写时序写时序的具体工作方法如图2.5所示：图2.5 写时序写时序包括写0时序和写1时序。所有写时序至少需要60us，且在2次独立的写时序之间至少需要1us的恢复时间，都是以总线拉低开始。写1时序，主机输出低电平，延时2us，然后释放总线，延时60us。写0时序，主机输出
33、低电平，延时60us，然后释放总线，延时2us。（3）读时序读时序的具体工作方法如图2.6所示：图2.6 读时序总线器件仅在主机发出读时序时，才向主机传输数据，所以，在主机发出读数据命令后，必须马上产生读时序，以便从机能够传输数据。所有读时序至少需要60us，且在2次独立的读时序之间至少需要1us的恢复时间。每个读时序都由主机发起，至少拉低总线1us。主机在读时序期间必须释放总线，并且在时序起始后的15us之采样总线状态。主机输出低电平延时2us，然后主机转入输入模式延时12us，然后读取总线当前电平，然后延时50us。（二）DS18B20的测温原理DS18B20的测温原理如表2.4所示：:表
34、2.3 ROM操作命令指令约定代码功 能读ROM33H读DS18B20 ROM中的编码。符合ROM55H发出此命令之后，接着发出64位ROM编码，访问单线总线上与该编码相对应的DS18B20 使之作出响应，为下一步对该DS18B20的读写作准备。搜索ROM0F0H用于确定挂接在同一总线上DS18B20的个数和识别64位ROM地址，为操作各器件作好准备。跳过ROM0CCH忽略64位ROM地址，直接向DS18B20发温度变换命令，适用于单片工作。警告搜索命令0ECH执行后，只有温度超过设定值上限或者下限的片子才做出响应。温度变换44H启动DS18B20进行温度转换，转换时间最长为500MS，结果存
35、入部9字节RAM中。读暂存器0BEH读部RAM中9字节的容。写暂存器4EH发出向部RAM的第3，4字节写上、下限温度数据命令，紧跟读命令之后，是传送两字节的数据。复制暂存器48H将E2PRAM中第3，4字节容复制到E2PRAM中。重调0BBH将E2PRAM中容恢复到RAM中的第3，4字节。读供电方式0B4H读DS18B20的供电模式，寄生供电时DS18B20发送“0”，外接电源供电DS18B20发送“1”。每一片DSl8B20在其ROM中都存有其唯一的48位序列号，在出厂前已写入片ROM 中。主机在进入操作程序前必须用读ROM(33H)命令将该DSl8B20的序列号读出。程序可以先跳过ROM，
36、启动所有DSl8B20进行温度变换，之后通过匹配ROM，再逐一地读回每个DSl8B20的温度数据。表2.4中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55 所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55 所对应的一个基数值。减法计数器1对低温度系数晶振产生
37、的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器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2.7中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值。另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，他有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作必须按协议进行。操作协议为：初始化DS18B20（发复位脉冲
38、）发ROM功能命令发存储器操作命令处理数据。测温原理部装置如图2.7所示：减法计数器斜率累加器减到0减法计数器预 置低温度系数振 荡 器高温度系数振 荡 器计数比较器预 置温度寄存器减到0图2.7 测温原理部装置（三）DS18B20的测温流程DS18B20的测温流程如图2.8所示。初始化DS18B20跳过ROM匹配温度变换延时1S跳过ROM匹配读暂存器转换成显示码数码管显示图2.8 DS18B20测温流程第四节 人机交互与串口通信一、 人机交互人机交互、人机互动（英文：HumanComputer Interaction或HumanMachine Interaction，简称HCI或HMI），是
39、一门研究系统与用户之间的交互关系的学问。系统可以是各种各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。人机交互界面通常是指用户可见的部分。用户通过人机交互界面与系统交流，并进行操作。小如收音机的播放按键，大至飞机上的仪表板、或是发电厂的控制室。人机交互界面的设计要包含用户对系统的理解（即心智模型），那是为了系统的可用性或者用户友好性。操作系统的人机交互功能是决定计算机系统“友善性”的一个重要因素。人机交互功能主要靠可输入输出的外部设备和相应的软件来完成。可供人机交互使用的设备主要有键盘显示、鼠标、各种模式识别设备等。与这些设备相应的软件就是操作系统提供人机交互功能的部分。人机交互部分的主要作用是控制
40、有关设备的运行和理解并执行通过人机交互设备传来的有关的各种命令和要求。早期的人机交互设施是键盘显示器。操作员通过键盘打入命令，操作系统接到命令后立即执行并将结果通过显示器显示。打入的命令可以有不同方式，但每一条命令的解释是清楚的，唯一的。随着计算机技术的发展，操作命令也越来越多，功能也越来越强。随着模式识别，如语音识别、汉字识别等输入设备的发展，操作员和计算机在类似于自然语言或受限制的自然语言这一级上进行交互成为可能。此外，通过图形进行人机交互也吸引着人们去进行研究。这些人机交互可称为智能化的人机交互。二、 串口通信串口通信（Serial Communication）， 是指外设和计算机间，通过数据信号线 、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本