【正文】 石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。乘法時(shí)， B用來(lái)存放乘數(shù)以及積的高字節(jié)；除法時(shí)， B 用來(lái)存放除數(shù)及余數(shù)。 5個(gè)中斷源的符號(hào)、名稱及產(chǎn)生的條件如下 : INT0：外部中斷 0，由 P3． 2端口線引入，低電平或下跳沿引起。 TI／ RI：串行 I／ O中斷，串行端口完成一幀字符發(fā)送／接收后引起。其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入 ,也可采用寄生電源方式產(chǎn)生 。當(dāng)被用 在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 24 所示 ,主要由 4 部分組成： 64 位 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 圖 24 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 用 12 位存貯溫度值 ,最高位為符號(hào)位 .表 18B20 的溫度存儲(chǔ)方式 ,負(fù)溫度 S = 1 ,正溫度 S = 01 如 :0550H 為 + 85 ℃ ,0191H 為 ℃ ,FC90H 為 55 ℃ . 23 22 21 20 2－ 1 2－ 2 2－ 3 2－ 4 表 溫度值低字節(jié) LSB S S S S S 26 25 24 表 溫度值高字節(jié) MSB 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 高速暫存器 存儲(chǔ)和控制邏輯 8 位 CRC 生成器 64位ROM和一線數(shù)據(jù)端口 供電方式選擇 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 高低溫報(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL、配置寄存器均由一個(gè)字節(jié)的 EEPROM 組成 ,使用一個(gè)存儲(chǔ)器功能命令可對(duì) TH、 TL 或配置寄存器寫入。開(kāi)始兩個(gè)字節(jié)包含被測(cè)溫度的數(shù)字量信息 。 測(cè)溫原理 圖 25 DS18B20 工作原理圖 DS18B20 的 測(cè)溫原理如圖 25所示，從圖中看出，其主要由斜率累加器，溫度系數(shù)振蕩器，減法計(jì)數(shù)器，溫度寄存器等功能部分組成。計(jì)數(shù)門的開(kāi)啟時(shí)間由高溫系數(shù)振蕩斜率累加器 減法計(jì)數(shù)器 1 減到 0 減法計(jì)數(shù)器 溫度寄存器 減到 0 預(yù)置 比較器 低溫度系數(shù)振蕩器 高溫度系數(shù)振蕩器 預(yù)置 增加 停止 置 1/清 0 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 器決定，每次測(cè)量前，首先將 25℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法寄存器 1和溫度寄存器被預(yù)置在 25℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。 由于 DS18B20 是單總線芯片，在系統(tǒng)中若多個(gè)單總線芯片時(shí)，每個(gè)芯片的信息交換是分時(shí)完成的 ，均有嚴(yán)格的讀寫時(shí)序要求。而 外部 電源供 采用外部電源供電和 電模式如圖 26所示，將 DS18B20的 GND 直接接地， DQ與單總線相連作為總線信號(hào)， VDD 與外部電源正極相連。其中 IN0 作為冷凍室溫度檢測(cè)通道， IN1 作為冷藏室溫度檢測(cè)通道， IN2 作為除霜檢測(cè)通道； IN3 作為電源電壓檢測(cè)通道 。 6）工作溫度范圍為 40～＋ 85攝氏度 7）低功耗，約 15mW。 引腳功能 ADC0809 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖 28 所示。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址輸入線，用于選通 8路模擬輸入中的一路 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸 入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 Vcc：電源，單一＋ 5V。 3） 轉(zhuǎn)換開(kāi)始 ,EOC 變低電平，轉(zhuǎn)換結(jié)束， EOC 變?yōu)楦唠娖健?ADC0809的 EOC 端懸空，轉(zhuǎn)換后利用軟件延時(shí)一段時(shí)間在讀結(jié)果，而不采用中斷方式。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 按鍵是常開(kāi)式按鈕開(kāi)關(guān)，利用機(jī)械觸點(diǎn)的閉合和斷開(kāi)來(lái) 輸入電 平，其主要功能是把機(jī)械上的通斷轉(zhuǎn)換成為電器上的邏輯關(guān)系。即按鍵一次按下或釋放被錯(cuò)誤地認(rèn)為是多次操作，這種情況是不允出現(xiàn)的。當(dāng)按鍵未按下時(shí)輸出為 1 。 圖 210 硬件去抖電路 功能按鍵與單片機(jī)的接口 由于本設(shè)計(jì)按鍵較少， 采用獨(dú)立按 鍵結(jié)構(gòu) 可使配置靈活，軟件簡(jiǎn)單。 +5v 8051 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 七段數(shù)字顯示器 常見(jiàn)的七段數(shù)字顯示器有半導(dǎo)體數(shù)碼顯示器（ LED）和液晶顯示器（ LCD）等。由七段發(fā)光二極管組成的數(shù)碼顯示器如圖 212。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 214 CC14547 管腳 CC14547 的功能如下 : 1) 消隱功能。當(dāng) 3A 、 2A 、 1A 、 0A （ D、 C、 B、 A）端輸入 8421BCD 碼時(shí)，譯碼器有關(guān)輸出端輸出高電平 1，數(shù)碼顯示器顯示與輸入代碼相對(duì)應(yīng)的數(shù)字。 靜態(tài)顯示方式中，有 N 位數(shù)碼管則需擴(kuò)展 N個(gè) 8位輸出口，占用 I/O資源較多。 主要元件是 4 線－ 7 段譯碼器 CC14547, 保存 74LS373和七段 LED。圖中 Rt 為 MF531型熱敏電阻，具有負(fù)溫度系數(shù)，靈敏度較高，其阻值和溫度的關(guān)系為 公式（ 1） ， a點(diǎn)電壓與溫度的轉(zhuǎn)換關(guān)系為公式 (2)。 本系列產(chǎn)品測(cè)控一體化、體積小、精度高、使用方便，報(bào)警界限值可以由用戶根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，具有很高的性能 /價(jià)格比。當(dāng) MC1413 的 16端有高電平輸出時(shí)， SSR1 的 4 引腳接通，使加熱絲接通電源而除霜。 故障報(bào)警電路 報(bào)警電路主要用示電冰箱使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障，包括系統(tǒng)自身故障，外界故障，和誤操作，如：冰箱內(nèi)溫度太高，外界電壓波動(dòng)大，未關(guān)好冰箱門或是開(kāi)門時(shí)間太長(zhǎng)等等。本設(shè)計(jì)采用按鍵脈沖復(fù)位方式，利用 RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖實(shí)現(xiàn)。 四個(gè)指示燈用于顯示電冰箱的各種工作狀態(tài)，直接用 8051 的 4個(gè)電平輸出端口連接發(fā)光二極管。系統(tǒng)通過(guò) ， , 三個(gè)口輸出電平控制 V1,V2,V3 電磁閥。 時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生 8051 工作所需的 時(shí)鐘信號(hào)，使電路在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地按時(shí)序進(jìn)行工作，保證同步工作方式地實(shí)現(xiàn)。 74LS273 鎖存控制信號(hào)，一方面增TIL113 1/4LM324 IN3 ～220V +5V 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 加輸出功率，另一方面也防止單片機(jī)復(fù)位時(shí)引起控制的誤動(dòng)作。 20%）內(nèi)連續(xù)可調(diào)； 4） 密封式繼電器觸點(diǎn)輸出，觸點(diǎn)壽命＞ 30 萬(wàn)次； 5） 隔離電壓：交流監(jiān)測(cè)＞ DC,1 分鐘；直流監(jiān)測(cè)＞ DC,1 分鐘； 6） 輸入過(guò)載能力 : 10 倍閾值，持續(xù) 5秒； 7） 額定環(huán)境溫度：商業(yè)級(jí) 0～ +50℃，工業(yè)級(jí) 25℃～ +70℃； a a 10k 20k 1/4LM324 1/4LM324 10k 10k 熱熱敏電阻 IN2 +5V 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 8） 平均無(wú)故障工作時(shí)間＞ 5 萬(wàn)小時(shí)； 9） 20%回差設(shè)置，確保動(dòng)作穩(wěn)定； 圖 217 電源電壓檢測(cè)電路 壓縮機(jī)， 電 熱絲 控制電路 圖 218是制冷壓縮機(jī)和除霜電熱絲控制電路圖。 圖 216 除霜測(cè)溫電路 電源電壓檢測(cè)電路 電源電壓檢 測(cè)裝置是為了保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，采用 以 TIL芯片 為基礎(chǔ)，增配比較器電路、基準(zhǔn)電壓設(shè)定電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路組成，用來(lái)隔離監(jiān)測(cè)主回路中的交流或直流電壓，當(dāng)被監(jiān)測(cè)的電壓超過(guò)預(yù)先設(shè)定的上限值，或低于預(yù)先設(shè)定的下限值時(shí)，給出開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)。 圖 215 顯示電路接口 由圖可知：從右自左各數(shù)碼管的入口地址依次為：＃ 0100H，＃ 0200H，＃0400H，＃ 0800H，其中 2,3 號(hào)數(shù)碼管共用一個(gè)地址＃ 0200H， 5,6 號(hào)數(shù)碼管共用一個(gè)地址＃ 0800H. 因?yàn)?3,6 用來(lái)顯示負(fù)號(hào)，只用其一位。 顯示電路與單片機(jī)的接口 接口電路如圖 215所示。 表 輸入電平與顯示數(shù)字的對(duì)應(yīng) 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 顯示方式 本系統(tǒng)采用靜態(tài)顯示方式。 2) 數(shù)碼顯示。 如圖 214所示， YaYg為 譯碼驅(qū)動(dòng)輸出端，高電平有效 。 LED是利用半導(dǎo)體構(gòu)成的。 圖 211 獨(dú)立式按鍵接口 顯示電路 顯示電路由七段數(shù)碼顯示器和七段顯示譯碼器以及保存器構(gòu)成。 此時(shí)即使用按鍵的機(jī)器性能，使按鍵因彈性抖動(dòng)而產(chǎn)生瞬時(shí)斷開(kāi) (抖動(dòng)跳開(kāi) B) ，只要按鍵不返回原來(lái)狀態(tài) A ， ALE 8051 WR RD 373 2732 D0D7 AC ALE START OE DS18B20 DS18B20 除霜測(cè)溫電路 電壓檢測(cè)電路 ﹠ ﹠ ADC0809 CLK 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不會(huì)改變，輸出保持為 0 ,不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)的波形。 由于本系統(tǒng)按鍵較少，可采用硬件去抖 ，在鍵輸 出端加 RS 觸發(fā)器或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成去抖電路，如圖 210 所示。 機(jī)械式按鍵在按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性 作用的影響，通常伴隨有一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來(lái) ， 其抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短與開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為 510ms。當(dāng)所設(shè)置的功能鍵活數(shù)字鍵按下時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)完成該按鍵所設(shè)定的功能，鍵信息輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的過(guò)程。 4） 轉(zhuǎn)換結(jié)束 后，可通過(guò)執(zhí)行 IN指令，設(shè)法在輸出允許 OE 腳上形成一個(gè)正脈沖，打開(kāi)三態(tài)緩沖器把轉(zhuǎn)換的結(jié)果輸入到 DB，一次 A/D 轉(zhuǎn)換便完成 ADC0809與單片機(jī)的接口 ADC0809 與單片機(jī)接口電路見(jiàn)圖 29，圖中 ADC0809 的 A、 B、 C三端通過(guò)地址鎖存器接于 P0口的 ,該三端控制模擬通道信號(hào)的選擇。 圖 28 ADC0809 引腳圖 工作過(guò)程 1） 當(dāng)模擬量送至某一輸入通道 INi 后， CPU 將標(biāo)識(shí)該通道編碼的三位地址信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)線或地址線輸入到 ADDC、 ADDB、 ADDA 引腳上。要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ。 EOC： A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電 平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入端。 模擬輸入部分有 8 路多路開(kāi)關(guān)，可由 3位地址輸入 ADDA、 ADDB、 ADDC 的不同組合來(lái)選擇， ALE 為地址鎖存信號(hào)，高電平有效，鎖存這三條地址輸入信號(hào)。 2）具有轉(zhuǎn)換起停控制端。 圖 26 DS18B20 與微處理器的典型連接圖 A/D轉(zhuǎn)換器 A/D 轉(zhuǎn)換電路采用逐次逼近式 8 位 ADC0809 芯片。 DS18B20與單片機(jī)的 接口 DS18B20 可以寄生電源供電兩種模式。之后，減法計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器 1重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán) 直到減法計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí) ，停止溫度寄存器值的 累加，此時(shí)溫度寄存器中的值即為所測(cè)溫度。減法計(jì)數(shù)器是對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行減法技術(shù)；溫度寄存器暫存溫度數(shù)值。第 8字節(jié)未用 ,表現(xiàn)為全邏輯 1。未編程時(shí)默認(rèn)為 12 位精度。 64 位 ROM 的排的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC=X8＋ X5＋ X4＋ 1）。 VDD：為外接供電電源輸入端。以上特點(diǎn)使 DS18B20 非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器 ,具有 3引腳 TO－ 92小體積封裝形式 。 T0：定時(shí)器／計(jì)數(shù)器 0 中斷，由 T0計(jì)滿回零引起。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 4)程序狀態(tài)標(biāo)志寄存器 PSW：用來(lái)存放當(dāng)前指令執(zhí)行后操作結(jié)果的某些特征，以便為下一條指令的執(zhí)行提 供依據(jù)。 2)累加器 A：在算術(shù)／邏輯運(yùn)算中存放一個(gè)操作數(shù)或結(jié)果，在與外部存儲(chǔ)器和 I/O 接口打交道時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送都要經(jīng)過(guò) A來(lái)完成。在閑置模式下， CPU 停止工作。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 振蕩器特性 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。注意加密方式 1 時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。并