【正文】 的操作決定了那幾個數(shù)碼管亮， P0 操作完成后使 P2^7 呈現(xiàn)低電平，這樣 位選就已鎖定。 段選在程序中由 duan 表示 ，單片機(jī)上是 P2^6 端口 ，與位選相同，操作時使 P2^6 呈現(xiàn)高電平，這時 P0 的八個端口對數(shù)碼管的操作決定了亮的幾個數(shù)碼管顯示什么數(shù)字， P0 操作完成后使 P2^6 呈現(xiàn)低電平，這樣段選就已鎖定。 見圖 所示由于單片機(jī)僅僅起到控制的作用，其輸出電流十分小，所以 P0端需要接上拉電阻與 5V 電源，通過電壓的變化控制 5V 電源點亮 ，想要圖中 a端由電流通過時， 即 給 P0^0 一 個低電平，觸發(fā)上拉電阻兩端間的電勢差，這樣 5 就能促使電流流向 a 點 ，從而使 a 端對應(yīng)的 LED 燈點亮 。 圖 單片機(jī)與數(shù)碼管的硬件連接 首先選擇位選，再選擇段選。 uchar code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0xbf,0x86, 0xdb,0xcf,0xe6,0xed, 0xfd,0x87,0xff,0xef, 0x00,0x08,0x88}。 可以直接設(shè)置數(shù)碼管顯示 各 數(shù)字 的十六進(jìn)制 ， 即 P0 口應(yīng)賦的十六進(jìn) 制，以便操作。如以上數(shù)組，使用時僅僅將需要的數(shù)組中的其中一個 賦予 P0 口 ，這樣可以方便直觀 得 使數(shù)碼管顯示需要的數(shù)字。 選擇位選與選擇片選的過程 相當(dāng) 快時，顯示在人眼中就是一排易于識別的十 6 進(jìn)制數(shù)字 ，這就是數(shù)碼管的動態(tài)顯示。 鎖存器與 數(shù)碼管顯示 方法 在這里先介紹 74HC573 芯片，這是一個鎖存器芯片， 連接方法見圖 所示， P2^ P2^6 分別控制位選和段選的 L 端，例如：當(dāng) P2^7（程序中的全局變量 wei）賦高電平時， 74HC573 輸入 端口的值將直接輸送給 74HC573 芯片的輸出端，當(dāng)輸入端變化時， 輸出端也變化。 P2^7 賦低電平時 , 74HC573 芯片將記住最近一次 L 端口是高電平時芯片輸入端的 8 位，并將其輸出，當(dāng)輸入端變化時，輸出端不變化。 在這里 就可以利用鎖存器的特性使 P2^7 起到 控制那個數(shù)碼管亮的作用， 使 P2^6 控制數(shù)碼管亮什么樣的數(shù) 字 作用。 圖 74HC573 芯片的連接 以下數(shù)碼管顯示部分程序。 P0=0xff。 wei=1。 P0=srtemp。//wein 打開后 是低電平亮 wei=0。 srtemp=_crol_(srtemp,1)。 P0=0x00。 duan=1。 P0=table[dis[i]]。 7 duan=0。 delay(1)。 duan=1。 P0=0x00。 duan=0。 要注意的是位選（程序中的 wei 變量） ，位選 是低電平時選擇該數(shù)碼管亮。 在顯示時容易出現(xiàn)不需要亮的 LED 管微微發(fā)亮的問題，這是因為所選擇的位選和段選都是通過 P0 賦的值，如果先選擇 位選的 8 位值， P0 口不還原成 0x00，就會導(dǎo)致段選打開后 ， 還未賦予 段選 P0 口需要的數(shù)值之前，這段時間內(nèi) P0 口將剛才位選的 8 位值賦予了段選鎖存器，這樣就會 在極短的時間內(nèi)，一些不需要的 LED 燈點亮，在單片機(jī)上就是由 LED 燈微微亮的情況， 所以在這里注意每次P0 對 位選賦值以前 ， 都應(yīng)該保證 P0 口為 0x00。 鍵盤輸入設(shè)計 鍵盤輸入方法 本設(shè)計中使用的是矩陣式鍵盤， 見 圖 所示。 圖 矩陣式鍵盤 8 S10 到 S19 分別代表數(shù)字 0 到 9。 S20 代表確認(rèn)數(shù)字，按下后即可確認(rèn)要輸入數(shù)字的某一位。 左側(cè)鍵盤的引腳由上至下分別是 P3^0 到 P3^7， 第一行暫時不用，從第二行開始使用，每一行如 P3^1 都與 P3^ P3^ P3^6 、 P3^7， 他們 是線與的關(guān)系。因此可以如此操作，對圖中第二行、第三行、第四行諸行進(jìn)行掃描。掃描第一行時 P3 口賦值為 0xfd，即為 P3^1 口賦 “0”， P3 的其他口賦 “1”，當(dāng)?shù)诙袥]有按鍵按下時 P3^ P3^ P3^6 、 P3^7 將都是高電平 “1”，一旦有按鍵按下時，由于線與關(guān)系， P3^ P3^ P3^6 、 P3^7 必定有一個為 “0”，它們之中那一個為 “0”依次代表 S10 到 S13 哪個鍵被按下。依次循環(huán)掃描三行 即可 時時檢測是否有鍵按下。 鍵盤輸入的抖動與去抖的方法 在 節(jié)中談到了如何實現(xiàn)鍵盤 的掃描，但是理論與實際還是有一定的差距，當(dāng) 按下鍵盤 到檢測到有電壓變化，這段時間在 實際 中 是存在一定的時間誤差的 ， 經(jīng)過這段時間誤差后 電壓才會達(dá)到單片能夠檢測到的范圍，但這期間單片機(jī)很有可能已經(jīng) 完成檢測，見 圖 所示。 圖 抖動 示意圖 如果不去除抖動的話， 人們 手指按下的瞬間單片機(jī)已經(jīng)開始檢測，這時電壓還未降到穩(wěn)定閉合狀態(tài)所以不能檢測到按下， 同理不管是按下，還是是松手都會 9 有 這樣 的情況出現(xiàn)， 不利于 操作，所以 應(yīng)該加入去抖操作， 圖中 右側(cè)是硬件去除抖動，除了硬件去抖以外還可以利用軟件去抖 。 在本設(shè)計中采用 軟件 去抖的方法， 原理是 檢測兩次，第一次檢測到低電平時延時一段時間，再檢測一次，如果還能檢測到低電平，則說明確實有鍵按下。具體程序如下： while(temp!=0xf0) { delay(5)。 P3=0xfd。 temp=P3。 temp=tempamp。0xf0。 while(temp!=0xf0) 上述程序是兩個 while 循環(huán)之間的嵌套， 第一個 while（）語句判斷有鍵按下后，延時一段時間再進(jìn)行判斷，如果第二次判斷也認(rèn)為由鍵按下，則可以確認(rèn)的確由鍵盤操作，并不是抖動。 具體按下后的操作可以在 后一個 while 循環(huán)中書寫。 DS18B20 溫度采集 DS18B20 技術(shù)性能與應(yīng)用范 圍 10 圖 DS18B20 的外形及管腳 圖 DS18B20 是一種可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。 獨特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。測溫范圍 － 55℃ ～＋ 125℃ ，固有測溫分辨率 ℃ 。支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三 線上，最多只能并聯(lián) 8 個，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定，實現(xiàn)多點測溫。工作電源為 3~5V/DC。在使用中不需要任何外圍元件，測量結(jié)果以 9~12 位數(shù)字量方式串行傳送。不銹鋼保護(hù)管直徑 Φ6，適用于 DN15~25, DN40~DN250 各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測溫，標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1, , G1/2”任選， PVC 電纜直接出線或德式球型接線盒出線 ,便于與其它電器設(shè)備連接。 負(fù)壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。 DS18B20 內(nèi)部結(jié) 構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM 、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 DS18B20 的外形及管腳排列 見 圖 所示 。 該產(chǎn)品適用于冷凍庫，糧倉，儲罐，電訊機(jī)房，電力機(jī)房，電纜線槽等測溫和控制領(lǐng)域、軸瓦，缸體，紡機(jī)，空調(diào)，等狹小空間工業(yè)設(shè)備測溫和控制、供熱 /制冷管道熱量計量，中央空調(diào)分戶熱能計量和工業(yè)領(lǐng)域測溫和控制、汽車空調(diào)、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。 DS18B20 的初始化與讀寫操作 1. DS18B20 的初始化 （ 1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平 “1”； （ 2） 延時（該時間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點） ； （ 3） 數(shù)據(jù)線拉到低電平 “0”； （ 4） 延時 750 微秒（該時間的時間范圍可以從 480 到 960 微秒） ； （ 5） 數(shù)據(jù)線拉到高電平 “1”； （ 6） 延時等待（如果初始化成功則在 15 到 60 毫秒時間之內(nèi)產(chǎn)生一個由 DS18B20 所返回的低電平 “0”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng) 11 注意不 能無限的進(jìn)行等待，不然會使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時控制） ； （ 7） 若 CPU 讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平 “0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算 起（第（ 5）步的時間算起）最少要 480 微秒 ； （ 8） 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平 “1”后結(jié)束 。 DS18B20 的的初始化 見 圖 所示。 圖 DS18B20 的 的初始化 2. DS18B20 的寫操作 （ 1） 數(shù)據(jù)線先置低電平 “0”； （ 2） 延時確定的時間為 15 微秒 ； （ 3） 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位） ； （ 4） 延時時間為 45 微秒 ； （ 5） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平 ； （ 6） 重復(fù)上（ 1）到（ 6）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止 ； （ 7） 最后將數(shù) 據(jù)線拉高 。 在這里要注意的是（ 3），寫數(shù)據(jù)時時 1bit 單獨傳送，這里有兩種情況。 當(dāng)需要傳送 “1”時，單片機(jī)應(yīng)該給 DS18B20 芯片的 DQ 接口賦低電平，大約 15 秒以后，將 DQ 釋放為高電平，延時約 45 微妙即可。 當(dāng)需要傳送 “0”時，單片機(jī)應(yīng)該給 DS18B20 芯片的 DQ 接口賦低電平，并且持續(xù)拉低最少 60 微妙，然后將 DQ 釋放為高電平，再延時約 15 秒即可。 DS18B20 的寫操作時序圖見 圖 所示。 12 圖 DS18B20 的寫操作時序圖 3. DS18B20 的讀操作 （ 1）將數(shù)據(jù)線拉高 “1”； （ 2）延時 2 微秒 ； （ 3）將數(shù)據(jù)線拉低 “0”； （ 4）延時 15 微秒 ； （ 5）將數(shù)據(jù)線拉高 “1”； （ 6）延時 15 微秒 ； （ 7）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到一個狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 ； （ 8）延時 30 微秒 ； 這里只要按以上操作將狀態(tài)位的各各 bit 按順序儲存好即可 。 DS18B20 的讀操作時序圖見 圖 所示。 圖 DS18B20 的 讀 操作時序圖 DS18B20 的指令與格式 DS18B20 溫度格式圖見圖 所示。 13 圖 DS18B20 溫 度格式圖 這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在 DS18B20 的兩個 8 比特的RAM 中，二進(jìn)制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大于 0， 這 5 位為 0， 只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實際 溫度。 例如 +125℃ 的數(shù)字輸出為 07D0H， +℃ 的數(shù)字輸出為 0191H，℃ 的數(shù)字輸出為 FE6FH， 55℃ 的數(shù)字輸出為 FC90H 。 DS18B20 溫度傳感器的存儲器 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi) 部存儲器包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的 EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、 TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。配置寄存器， 該字節(jié)各位的意義見 表 所示。 表 配置寄存器結(jié)構(gòu) 溫度 數(shù)據(jù)輸出（二進(jìn)制） 數(shù)據(jù)輸出（十六進(jìn)制） +125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0 +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550 +℃ 0000 0001 1001 0001 0191 +℃ 0000 0000 1010 0010 00A2 +℃ 0000 0000 0000 1000 0008 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000 ℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8 ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5E ℃ 1111 1110 0110 1111 FE6F 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90 14 高速暫存存儲器由 9 個字節(jié)組成。 其分配 見表 所示， 當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在 高速暫存存儲器的第 0 和第 1 個字節(jié)。單片 機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后 。對應(yīng)的溫度計算：當(dāng)符號位 S=0 時，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng) S=1 時，先將補(bǔ)碼變?yōu)樵a，再計算十進(jìn)制值。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。 表 DS18B20 暫存寄存器分布 寄存器內(nèi)容 字節(jié)地址 溫度值低位 （ LS Byte） 0 溫度值高位 （ MS Byte） 1 高溫限值（ TH） 2 低溫限值（ TL） 3 配置寄存器 4 保留 5 保留