【正文】 特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 12MHz 的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘 P1 和 P2，供單片機(jī)使用。 復(fù)位是單片機(jī)的初始化的操作。單片機(jī)控制器在上電 啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位。其作用是使 CPU和控制器中其它部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，從這個(gè)狀態(tài)開始工作，因而，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。但單片機(jī)本身是不能進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位的。必須配合相應(yīng)的外部復(fù)位電路才能實(shí)現(xiàn)。 本系統(tǒng)采用按鍵電平復(fù)位電路， 其連接方 式如圖 5所示。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 12 34S110ufC3VCC10KR8GNDRST復(fù)位部分 圖 5 按鍵電平復(fù)位電路 復(fù)位操作 單片機(jī)上復(fù)位電路接在 9 腳上，參考 圖 7，當(dāng)復(fù)位鍵 S1按下時(shí)，正的信號(hào)接通，同時(shí)給單片機(jī)一個(gè)正的信號(hào) 1，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化；當(dāng) S1 鍵斷開時(shí)，如圖可知電路對(duì)單片機(jī)發(fā)送一個(gè)負(fù)的信號(hào)，表示斷開。 復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使 系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。 RST（ 9 腳 ） 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)振蕩周期 (即二個(gè)機(jī)器周期 )以上。產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路邏輯如圖 6所示。 圖 6 復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖 整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào) (RST)送至施密特西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。 復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位 和 手動(dòng)復(fù)位兩種方式 ，如圖 7 所示。 （ a）上電復(fù)位 （ b）按鍵電平復(fù)位 （ c）按鍵脈 沖復(fù)位 圖 7 復(fù)位電路 上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這佯，只要電源 Vcc 的上升時(shí)間不超過(guò) 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。 按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復(fù)位是通過(guò)使復(fù)位端經(jīng)電阻與 Vcc 電源接通而實(shí)現(xiàn)的 。 而按鍵脈沖復(fù)位則是利用 RC 微分電路產(chǎn)生的正脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。 溫度采集模塊 ??? DS18B20 是由美國(guó) DALLAS（達(dá)拉斯）半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的最新單線數(shù)字式溫度傳感器 。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，附加功能 強(qiáng) 。 ． DS18B20 的主要特征： 現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量值通過(guò)串行通信的方式傳輸，即“單線總線”的數(shù)字方式傳輸 （ 通信 ） 。 最高 12 位分辨率， 實(shí)際系統(tǒng)的分辨率 可單獨(dú)設(shè)定，并且保存在 EEPROM 中，即使斷電也能夠保存 。 12 位分辨率時(shí)的最大工作周期為 750 毫秒。 可選擇寄生工作方式。 檢測(cè)溫度范圍為 – 55176。 C ~+125176。 C (– 67176。 F ~+257176。 F) ，精度可達(dá)土 攝氏度 內(nèi)置 EEPROM，限溫報(bào)警功能。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 64 位光刻 ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號(hào)，方便多機(jī)掛接。 多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。 系統(tǒng)供電電壓容許范圍大，可在 3V到 5． 5V 的范圍波 動(dòng)。 引腳功能及外形圖 ? DQ 為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端； ? GND 為電源 接 地； ? VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。 如圖 8所示。 圖 8 DS18B20外形及引腳排列圖 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括寄生電源電路、 64 位只讀存儲(chǔ)器 (ROM)和單線接口、存儲(chǔ)器和控制邏輯、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存存儲(chǔ)器、溫度傳感器、報(bào)警上限寄存器TH、報(bào)警下限寄存器 TL、配置寄存器和 8 位 CRC)發(fā)生器。 如 圖 9 所示。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 圖 9 DS18B20基本結(jié)構(gòu) ? 64 位光刻 ROM 光刻 ROM 中的 64 位序列號(hào)為 DS18B20 的地址序列碼。主要作用是使每個(gè) DS18B20 的地址不同，這樣可以在一條總線上接多個(gè)這樣的芯片， 相互之間不受影響。 ? 溫度傳感器主要實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)量．溫度傳感器的分辨率根據(jù)系統(tǒng)的要求，可以在9～ 12 位之間單獨(dú)設(shè)置，當(dāng)設(shè)置分辨率越高轉(zhuǎn)換時(shí)間就越長(zhǎng)，如果設(shè)置為 9 位，轉(zhuǎn)換時(shí)間最大為 ， 當(dāng)為 12 位時(shí)，達(dá)到 750ms，所以在軟件設(shè)計(jì)時(shí)必 須考慮 ．轉(zhuǎn)換的溫度一般存放在兩個(gè) 8 位的 RAM 中． DS18B20 的核心是其數(shù)字溫度傳感器，精度可以通過(guò)用戶編程配置為 l1 和 l2 位，其分別 對(duì)應(yīng)于 ℃ 、 ℃ 、℃和 ℃ ，可以 滿足各種不同的分辨率要求。開始一次溫度轉(zhuǎn)換時(shí)，微處理器需要向 DS18B20 發(fā)出指令。轉(zhuǎn)換完成之后，該溫度數(shù)據(jù)存放在高速暫存存儲(chǔ)器的溫度寄存器中，占用 2 個(gè)字節(jié)，并且 DS18B20 返回到空閑狀態(tài)。當(dāng) DS18B20采用外部供電方式時(shí)，主機(jī)可以在發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令后發(fā)起一次讀時(shí)隙。若此時(shí)該DS18B20 已經(jīng)完成溫度 轉(zhuǎn)換，它將會(huì)返回“ 1”，否則返回“ 0”。以 l2 位為例，其中二進(jìn)制的前 5 位為符號(hào)位， 0 表示正數(shù)，反之為負(fù)數(shù)。 ? 非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器主要是在系統(tǒng)控制中用軟件輸入溫度的報(bào)警上下限。 ? CRC 在 64 位光刻 ROM 的最高字節(jié)，主要是實(shí)現(xiàn)串行通信中的數(shù)據(jù)校驗(yàn)，判斷接收的數(shù)據(jù)是 否正確。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 的工作時(shí)序 DS18B20 的一線工作協(xié)議流程是：初始化 → ROM 操作指令 → 存儲(chǔ)器操作指令 → 數(shù)據(jù)傳輸。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序， 如圖 10 所示。 圖 10 DS18B20 基本工作時(shí)序圖 溫度轉(zhuǎn)換計(jì)算方法舉例：例如當(dāng) DS18B20 采集到 +125℃ 的實(shí)際溫度后，輸出為07D0H，則：實(shí)際溫度 =07D0H╳ =2021╳ =125℃ 。 例 如當(dāng) DS18B20 采集到55℃ 的實(shí)際溫度后，輸出為 FC90H，則應(yīng)先將 11 位數(shù)據(jù)位取反加 1 得 370H（符號(hào)位不變，也不作為計(jì)算），則：實(shí)際溫度 =370H╳ =880╳ =55℃ .(本設(shè)計(jì)中 )DS18B20 與 STC89C51 單片機(jī)的連接 ?10? 如圖 11 所示。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 圖 11 溫度傳感器與單片機(jī)的連接 溫度參數(shù)采集 采用溫度傳感器 DS18B20，測(cè)溫范圍 － 55℃～ +125℃，固有測(cè)溫分辨率 ℃，達(dá)到了系統(tǒng)精度要求，而且只需要一個(gè)單片機(jī)控制端口（ I/O） 口 節(jié)省了單片機(jī) 資源。數(shù)據(jù)腳接單片機(jī) 口作為數(shù)據(jù) /控制信號(hào)線。 由于單總線為 開漏 ，所以需要外接一個(gè) 的上拉電阻 以便 來(lái)保證傳感器的正常工作，在實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，在數(shù)據(jù)線很短的情況下，即使不使用上拉電阻也可正常的工作。上拉電阻的選用要根據(jù)數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)短合適的選取。為了穩(wěn)妥起見，我們使用了一個(gè) 的上拉電阻 。 無(wú)線發(fā)射和無(wú)線接收模塊 NRF905 圖 ?13? 如圖 12所示。 圖 12 NRF905 電路管腳圖 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 管腳說(shuō)明 ? VCC 腳接電壓范圍為 3V~ 之間，不能在這個(gè)區(qū)間之外，超過(guò) 將會(huì)燒毀模塊。推薦電壓 左右。 ? 除電源 VCC 和接地端，其余腳都可以直接和普通的 5V 單片機(jī) IO口直接相連，無(wú)需電平轉(zhuǎn)換。當(dāng)然對(duì) 3V 左右的單片機(jī)更加適用了。 ? 硬件上面沒(méi)有 SPI 的單片機(jī)也可以控制本模塊，用普通單片機(jī) IO 口模擬 SPI 不需要單片機(jī) SPI 模擬塊介入，只需要添加代碼模擬 SPI 時(shí)序即可。 ? 13 腳、 14 腳為接地腳，需要和母板得邏輯地連接起來(lái) 。 ? 排針間距為 100mil，標(biāo)準(zhǔn) DIP 插針 。 ? 與 51 系列單片機(jī) P0 口連接時(shí)候，需要加 10K 的上拉電阻，與其余口連接 不需 NewMsgRF905 模塊 所有配置字都是通過(guò) SPI 接口送給 RF905。 接口的工作方式可 SIP通過(guò) SPI 指令進(jìn)行設(shè)置。當(dāng) RF905 處于空閑模式或關(guān)機(jī)模式時(shí)， SPI 接口可以保持在工作狀態(tài)。 液晶顯示模塊 本設(shè)計(jì)的顯示模塊的選擇的是帶字庫(kù)的 LCD12864 液晶屏幕。 將 PSB 腳置高是 LCD工作在并行輸入輸出方式。 接口電路圖如圖 13 所示。 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 圖 13 LCD12684 硬件連接圖 單片機(jī)與 LCD12864 通過(guò) 、 、 、 、 、 、 、 、 、 相連， — 為數(shù)據(jù)線， 、 、 為控制線。 12864 的基本特性 低電源電壓（ VDD:++） 顯示分辨率 :128 64 點(diǎn) 內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供 8192 個(gè) 16 16 點(diǎn)陣漢字 (簡(jiǎn)繁體可選 ) 內(nèi)置 128 個(gè) 16 8 點(diǎn)陣字符 2MHZ 時(shí)鐘頻率 顯示方式： STN、半透、正顯 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5— 1/10 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 通訊方式：串行、并口可選 工作溫度 : 0℃ +55℃ ,存儲(chǔ)溫度 : 20℃ +60℃ 接口說(shuō)明 12864 的數(shù)據(jù)傳輸方式可以采用串行數(shù)據(jù)傳輸方式和并行數(shù)據(jù)傳輸方式兩種方式，本設(shè)計(jì)采用的是并行數(shù)據(jù)傳輸方式，并行接口如 下 表 2所示。 表 2 12864 并行接口 管腳號(hào) 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對(duì)比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“ H” ,表示 DB7—— DB0 為顯示數(shù)據(jù) RS=“ L” ,表示 DB7—— DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W(SI) H/L R/W=“ H” ,E=“ H” ,數(shù)據(jù)被讀到 DB7—— DB0 R/W=“ L” ,E=“ H→ L” , DB7—— DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號(hào) 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8 位或 4 位并口方式， L：串口方式 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效 18 VOUT LCD 驅(qū)動(dòng)電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V） 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 16 控制器接口信號(hào)和 8 位并行數(shù)據(jù)線讀寫時(shí)序說(shuō)明 RS， R/W 的配合選擇決定控制界面的 4 種模式如表 3所示 。 表 3 12864 的四種控制模式 RS R/W 功能說(shuō)明 L L MPU 寫指令到指令暫存器（ IR） L H 讀出忙標(biāo)志（ BF）及地址記數(shù)器（ AC）的狀態(tài) H L MPU 寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（ DR） H H MPU從數(shù)據(jù)暫存器（ DR）中讀出數(shù)據(jù) E信號(hào)如表 4所示 。 表 4 12864 的 E 信號(hào) E 狀態(tài) 執(zhí)行動(dòng)作 結(jié)果 高 —— 低 I/O 緩沖 —— DR 配合 /W 進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或指令 高 DR—— I/O 緩沖 配合 R 進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令 低 /低 —— 高 無(wú)動(dòng)作 具體的讀寫指令可查閱使用手冊(cè)，這里不詳細(xì)列出。本系統(tǒng)采用的是 8 位并行數(shù)據(jù)線模式，下面給出 12864 在并行傳輸方式下的讀寫時(shí)序圖，如 圖 1 15所示。 圖 14 12864 寫時(shí)序（ 8 位并行數(shù)據(jù)線模式） 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 圖 15 12864 讀時(shí)序（ 8 位并行數(shù)據(jù)線模式） 組態(tài)網(wǎng)模塊 ． 通用組態(tài)軟件主要特點(diǎn) ? 延續(xù)性和可擴(kuò)充性。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時(shí)，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級(jí)； ? 封裝性（易學(xué)易用） 。 通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用 方法包裝起來(lái)，對(duì)于用戶，不需掌握太多的編程語(yǔ)言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能； ? 通用性，每個(gè)用戶根 據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（ PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的 I/O Driver、開放式的數(shù)據(jù)庫(kù)和畫面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。