【正文】 存儲器，所以 VPEA/ 必須接 VCC。在按鍵兩端并聯(lián)一個電解電容，濾除交流干擾，增加系統(tǒng)抗干擾能力。 單片機(jī)的水溫控制 3 圖 2－ 1 單片機(jī)最小系統(tǒng) 圖 鍵盤電路 鍵盤是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的主要輸入設(shè)備，單片機(jī)使用的鍵盤分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。編碼鍵盤采用硬件線路來實(shí)現(xiàn)鍵盤的編碼，每按下一個鍵，鍵盤能夠自動生成按鍵代碼，并有去抖功能。因此使用方便，但硬件較復(fù)雜。非編碼鍵盤僅僅提 供鍵開關(guān)狀態(tài)，由程序來識別閉合鍵，消除抖動，產(chǎn)生相應(yīng)的代碼，轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序。非編碼鍵盤中鍵的數(shù)量較少，硬件簡單，在單片機(jī)中應(yīng)用非常廣泛。 圖為按鍵和 AT80C51的接線圖，檢測儀共設(shè)有 4個按鍵，每個按鍵由軟件來決定其功能， 4個按鍵功能分別為 ： (1) SW1： 設(shè)定按鍵 (設(shè)定按鍵 ) (2) SW2： 加法按鍵 (當(dāng)前位加 5) (3) SW3： 減法按鍵 (當(dāng)前位減 5) (4) SW4： 退出設(shè)置鍵 (系統(tǒng)初始化 ) C2 30PF C3 30PF 190。167。213。241。1 12M EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 U2 + C4 10UF VCC R3 10K VCC AT80C51 VCC 1 1 2 2 3 4 SW5 SWPB(203。171。) 單片機(jī)的水溫控制 4 co m19922883377446655 k kVCCP P P P P P P P 圖 2－ 2 單片機(jī) 按鍵和 AT80C51 的接線圖 數(shù)碼管及指示燈顯示電路 （ 1）數(shù)碼管顯示說明 各個數(shù)碼管的段碼都是單片機(jī)的數(shù)據(jù)口輸出 ， 即各個數(shù)碼管輸入的段碼都是一樣的 ， 為了使其分別顯示不同的數(shù)字 ， 可采用動態(tài)顯示的方式 ， 即先只讓最低位顯示 0(含點(diǎn) )，經(jīng)過一段延時，再只讓次低位顯示 1，如此類推。由視覺暫留 ， 只要我們的延時時間足夠短，就能夠使得數(shù)碼的顯示看起來非常的穩(wěn)定清楚 ， 過程如 表 31。 表 21 數(shù)碼管編碼表 段碼 位碼 顯示器狀態(tài) 08H 01H □□□□□□□0 abH 02H □□□□□□1□ 12H 04H □□□□□2□□ 22H 08H □□□□3□□□ a1H 10H □□□4□□□□ 24H 20H □□5□□□□□ 04H 40H □6□□□□□□ aaH 80H 7□□□□□□□ EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 U2 AT80C51 1 1 2 2 3 4 SW3 SWPB(203。171。) 1 1 2 2 3 4 SW4 SWPB(203。171。) 1 1 2 2 3 4 SW2 SWPB(203。171。) 1 1 2 2 3 4 SW1 SWPB(203。171。) 單片機(jī)的水溫控制 5本論文中使用了 3個數(shù)碼管，其中前兩位使用動態(tài)掃描顯示實(shí)測溫度，在設(shè)置加熱溫度的時候，兩個數(shù)碼管是閃爍，以提示目前處在溫度設(shè)置狀態(tài)。第三位數(shù)碼管靜態(tài)顯示符號 “℃” 。 （ 2）運(yùn)行指示燈說明 本熱水器溫度控制系統(tǒng)中共使用到 3個 LED指示燈和 3個數(shù)碼管。 右上角的紅色 LED是電源指示燈； 數(shù)碼管右邊的紅色 LED是加熱指 示燈，當(dāng)剛開機(jī)或溫度降到設(shè)定溫度 5℃ 以下時，該燈會亮，表示目前處于加熱狀態(tài)；當(dāng)溫度上升到設(shè)定溫度時，該 LED滅，同時數(shù)碼管右邊的綠色 LED亮，表示目前處于保溫狀態(tài)，用戶可以使用熱水器；當(dāng)溫度再次下降到設(shè)定溫度 5℃ 以下時，綠色 LED滅，紅色加熱的 LED燈亮 ， 不斷循環(huán)。 V C CE1C3B2Q1P N PE1C3B2Q3P N PR6470R7470R8470R9470R 10470R 11470R 12470R 13470V C CE A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10U2R 16R 17S 85 50 *3abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpabfcgdeD P Ydpcom19com210D P 1兩位數(shù)碼管ab fcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpCOM9D P 2D P Y _7 S E G _D PR 14470V C C 圖 2－ 3 LED 數(shù)碼管顯示電路圖 溫度采集電路 （ 1） DS18B20 介紹 Dallas最新單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20簡介新的 “ 一線器件 ” 體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì) 。 Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820是世界上第一片支持 “ 一單片機(jī)的水溫控制 6線總線 ” 接口的溫度傳感器。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。 DS18B DS1822“ 一線總線 ” 數(shù)字化溫度傳感器同 DS18B20一樣， DS18B20也支持 “ 一線總線 ” 接口，測量溫度范圍為 55℃~+125℃ ，在 10℃ ~+85℃ 范圍內(nèi) ,精度為 177。 ℃ 。 DS1822的精度較差為 177。2 ℃ ?，F(xiàn)場溫度直接以 “ 一線總線 ” 的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。其 DS18B20的管腳配置和封裝結(jié)構(gòu)如圖 24所示 。 圖 24 DS18B20 封裝 引腳定義： ① DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端； ② GND 為電源地； ③ VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。 （ 2） DS18B20的單線（ 1－ wire bus）系統(tǒng) 單線總線結(jié)構(gòu)是 DS18B20的突出特點(diǎn)，也是理解和編程的難點(diǎn)。從兩個角度來理解單線總線：第一，單線總線只定義了一個信號線，而且 DS18B20智能程度較低（這點(diǎn)可以與微控制器和 SPI器件間的通信做一個比較），所以 DS18B20和處理器之間的通信必然要通過嚴(yán)格的時序控制來完成。第二， DS18B20的輸 出口是漏級開路輸出，這里給出一個微控制器和 DS18B20連接原理圖。這種設(shè)計使總線上的器件在合適的時間驅(qū)動它。顯然，總線上的器件與（ wired AND）關(guān)系。這就決定：（ 1）微控制器不能單方面控制單片機(jī)的水溫控制 7總線狀態(tài)。之所以提出這點(diǎn)，是因?yàn)橄喈?dāng)多的文獻(xiàn)資料上認(rèn)為，微控制器在讀取總線上數(shù)據(jù)之前的 I/O口的置 1操作是為了給 DS18B20一個發(fā)送數(shù)據(jù)的信號。這是一個錯誤的觀點(diǎn)。如果當(dāng)前 DS18b20發(fā)送 0，即使微控制器 I/O口置 1，總線狀態(tài)還是 0。置 1操作是為了是 I/O口截止（ cut off），以確保微控制器正確讀取數(shù)據(jù)。 （ 2）除了 DS18B20發(fā)送 0的時間段，其他時間其輸出口自動截止。自動截止是為確保： 1時，在總線操作的間隙總線處于空閑狀態(tài)，即高態(tài)。 2時，確保微控制器在寫 1的時候 DS18B20可以正確讀入。 由于 DS18B20采用的是 1－ Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對 AT89S52單片機(jī)來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時序來完成對 DS18B20芯片的訪問。 ① DS18B20 的復(fù)位時序，如圖 25 圖 25 DS18B20 的復(fù)位時 序圖 ② DS18B20 的讀時序 對于 DS18B20的讀時序分為讀 0時序和讀 1時序兩個過程。 對于 DS18B20的讀時隙是從主機(jī)把單總線拉低之后，在 15秒之內(nèi)就得釋放單總線，以讓 DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。 DS18B20在完成一個讀時序過程，至少需要 60us才能完成。 DS18B20的讀時序圖如圖 26所示 。 圖 26 DS18B20 的讀時序 ③ DS18B20 的寫時序 對于 DS18B20的寫時序仍然分為寫 0時序和寫 1時序兩個過程。 單片機(jī)的水溫控制 8對于 DS18B20寫 0時序和寫 1時序的要求不同，當(dāng)要寫 0時序時， 單總線要被拉低至少60us，保證 DS18B20能夠在 15us到 45us之間能夠正確地采樣 IO總線上的 “0” 電平，當(dāng)要寫 1時序時，單總線被拉低之后，在 15us之內(nèi)就得釋放單總線。如圖 27所示。 圖 27 DS18B20 的寫時序圖 （ 3） DS18B20的供電方式 在圖 28中示出了 DS18B20的寄生電源電路。當(dāng) DQ或 VDD引腳為高電平時，這個電路便 “ 取 ” 的電源。寄生電路的優(yōu)點(diǎn)是雙重的 ， 遠(yuǎn)程溫度控制監(jiān)測無需本地電源 ， 缺少正常電源條件下也可以讀 ROM。為了使 DS18B20能完成準(zhǔn)確的溫度變換，當(dāng)溫度變換發(fā)生 時，DQ線上必須提供足夠的功率。 有兩種方法確保 DS18B20 在其有效變換期內(nèi)得到足夠的電源電流。第一種方法是發(fā)生溫度變換時，在 DQ 線上提供一強(qiáng)的上拉，這期間單總線上不能有其它的動作發(fā)生。如圖 28 所示，通過使用一個 MOSFET 把 DQ 線直接接到電源可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，這時DS18B20 工作在寄生電源工作方式，在該方式下 VDD 引腳必須連接到地。 圖 28 DS18B20 供電方式 1 另一種方法是 DS18B20 工作在外部電源工作方式， 如圖 29 所示。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是在 DQ 線上不要求強(qiáng)的上拉，總線上主機(jī)不需要連接其它的外圍器件便在溫度變換期間使總