沈阳航空航天大学毕业设计（论文）
上与该编码相对应的DS18B20并使之作出响应，为下一步对该DS18B20的读/写做准备。
(3)F0H-搜索ROM。用于确定挂接在同一总线上DS18B20的个数，识别64位ROM地址，为操作各器件做好准备。
(4)CCH-跳过ROM。忽略64为ROM地址，直接向18B20发温度变换命令，适用于一个从机工作。
(5)ECH-告警搜索命令。执行后只有温度超过设定值上限或下限的芯片才做出响应。以上这些指令涉及的存储器是64位光刻ROM。
64位光刻ROM中的序列号是出厂前被光刻号的，它可以看作该DS18B20的地址序列号。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一条总线上挂接多个DS18B20的目的。
下面介绍以上几条指令的用法。当主机需要对众多在线DS18B20中的某一个进行操作时，首先应将主机逐个与DS18B20挂接，读出其序列号；然后再将所有的DS18B20挂接到总线上，单片机发出匹配ROM命令(55H)，紧接着主机提供的64位序列之后的操作就是针对该DS18B20的。
如果主机只对一个DS18B20进行操作，就不需要读取ROM编码以及匹配ROM编码了，只要同跳过ROM(CCH)命令，就可以进行如下温度转换和读取操作。
(1)44H-温度转换。启动DS18B20进行温度转换，12位转换时最长为750ms。结果存入内部9字节的RAM中。
(2)BEH-读暂存器。读内部RAM中9字节的温度数据。
(3)4EH-写暂存器。发出向内部RAM的第2，3字节写上，下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据。
(4)48H-复制暂存器。将RAM中第2，3字节的内容复制到EPROM中。 (5)B8H-重调EPROM。将EPROM中内容恢复到RAM中的第3，4字节。 (6)B4H-读供电方式。读DS18B20的供电模式。寄生供电时，DS18B20发送0；外接电源供电时，DS18B20发送1。
DS18B20在出厂时默认配置为12位，其中最高位为符号位，即温度值共11位，单片机在读取数据时，一次会读2字节共16位，读完后将低11位的二进制数转化为十进制数后再乘以0.0625便为所测的实际温度值。另外，还需要判断温度的
16
沈阳航空航天大学毕业设计（论文）
正负。前5个数字为符号位，这5位同时变化，我们只需要判断11位就可以了。前5位为1时，读取的温度为负值，且测到的数值需要取反加1在乘以0.0625才可以得到实际温度值。前5位为0时，读取的温度为正值，且温度为正值时，只要将测得的数值乘以0.0625即可得到实际温度值。
3.4 数码管显示模块
数码管的显示原理是靠点亮内部的发光二极管来发光，一位数码管的引脚是10个，显示一个8字需要7个小段，另外还有一个小数点，所以其内部一共有8个小的发光二极管，最后还有一个公共端，生产商为了封装统一，单位数码管都封装10个引脚，其中第3和第8引脚是连接在一起的。而它们的公共端又可分为共阳极和共阴极，对共阴极数码来说，其8个发光二极管的阴极在数码管内部全部连接在一起，所以称为“共阴”，而它们的阳极是独立的，通常在设计电路时一般把阴极接地。当我们给数码管的任一个阳极加一个高电平时，对应的这个发光二极管就点亮了。如果想要显示出一个8字，并且把右下角的小数点也点亮的话，就可以给8个阳极全部送高电平，如果想要让它显示出一个0字，那么我们可以除了给第“g，dp”这两位送低电平外，其余引脚全部送高电平，这样它就显示出0字了，想让它显示几，就给相对应的发光二极管送高电平，因此我们在显示数字的时候首先做的就是给0～9十个数字编码，在要它亮什么数字的时候直接把这个编码送到它的阳极就行了。
共阳极数码管其内部8个发光二极管的所有阳极全部连接在一起，电路连接时，公共端接高电平，因此我们要点亮的那个发光二极管就需要给阴极送低电平，此时显示数字的编码与共阳极编码是相反的关系，数码管内部发光二极管点亮是，也需要5ma以上的电流，而且电流不可过大，否则会烧毁发光二极管。由于单片机的I/O口送不出如此大的电流，所以数码管与单片机连接时需要加驱动电路，可以用上拉电阻的方法或使用专门的数码管驱动芯片，本系统单片机使用的是74HC573锁存器，其输出电流较大，电路接口简单，可以使用。
3.5 蜂鸣器报警模块
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算
17
沈阳航空航天大学毕业设计（论文）
机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。简单易懂，还易用音乐作为其报警声音，所以我选择用蜂鸣器作为本次设计的报警系统。
蜂鸣器有两个选择，如下面所介绍的。 1.压电式蜂鸣器
(1)压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。
(2)多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。
2.电磁式蜂鸣器
(1)电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。 (2)接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性的振动发声。
经过论证，电磁式蜂鸣器更易于实现，且原理易于掌握，所以采用电磁式蜂鸣器作为报警系统，其驱动原理是：电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发生的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机I0引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路，最终选择通过三极管C8550来放大驱动蜂鸣器。
将蜂鸣器正极接到VCC电源上，负极接到三极管的发射极E，三极管的基极B经过限流电阻10K后由单片机的P3.7引脚控制，当P3.7输出高电平时，三极管截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当P3.7输出低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。
程序中改变单片机引脚P3.7输出波形的频率，就可以调整控制蜂鸣器音调，产生各种不同音色音调的声音；另外改变P3.7输出高低电平的占空比，则可以控制蜂鸣器的声音大小。
18
沈阳航空航天大学毕业设计（论文）
4 软件系统实现
本系统主要用C语言编写代码，并用keil编译生成hex文件，并下载至单片机运行，本系统分主程序和子程序，子程序包含温度测试程序，蜂鸣器报警程序，数码管显示，短信发送程序，短信接收程序。
主程序首先要完成对所有的器件进行初始化，同时调用温度测试子程序，温度测试子程序不停的工作，直到采集现场出现温度异常情况，调用短信发送子程序，当主程序不断的运行，如果TC35接收到短信，会向单片机串口发送数据，单片机进入串口中断，并且判断短信，之后执行短信发送程序。
温度子程序主要是驱动DS18B20进行工作，详细的工作过程第三章已经进行了完整的介绍。
短信发送子程序核心是调用AT指令，单片机需要向TC35模块发送短信发出指令，TC35回应OK，单片机进入串口中断，判断出OK，就说明短信已经成功的发出，接下来继续进入温度子程序。
短信接收子程序的核心也是调用AT指令，单片机向TC35发送指令，TC35会检测有没有新信息，如果有新的信息，读出信息，发送给单片机，单片机会进入串口中断，并且判断信息是否为执行指令。如果为执行指令，那么调用温度子程序把当前的温度，获得当前的温度，调用发送短信子程序，把现场的温度信息发送给用户。
蜂鸣器报警子程序，该程序主要也是对蜂鸣器的驱动，当现场采集的温度异常时，主程序会调用蜂鸣器报警子程序，发出警报。
4.1 主程序流程图
主程序的功能主要是调用温度采集子程序并且判断是否温度过高，如果过高调用短信子程序报警，同时启动蜂鸣器报警。主程序还控制着现实温度显示的功能，每调用一次温度子程序，在延时过后，就会调用一次显示功能，把温度用数码管显示出来。
19
沈阳航空航天大学毕业设计（论文）
主程序的流程图如4.1所示，
短信发送程序 Y 信息发送？ 信号采集，过程控制等 初始化 开始 N N 接收中断？ Y 图4.1 主程序流程图
指令处理，反馈 短信接收程序 4.2 温度子程序设计
DS18B20 的操作中，延时分两种：短时间延时和较长时间延时。单片机系统所用的晶振频率为12 MHz，根据DS18B20的初始化时序、写时序和读时序，分别编写3个子程序：INIT为初始化子程序，WRITE为写（命令或数据）子程序，READ为读数据子程序，所有的数据读写均由最低位开始。
温度子程序不仅要测试温度，还包括一个判断的功能，如果测试的温度超过了设定值，那么就会调用短信发送程序，如果没有超过设定值，那么温度子程序就会不断的运行，并且在单片机控制板的数码管显示出当前的温度。
采集温度流程图如4.2所示，
20