【正文】 測溫模塊按鍵模塊P W M 控制模塊顯示模塊電源模塊加熱 圖 2 1 系統(tǒng)框圖 結(jié)合此框圖，其工作流程為：首先由單片機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后飲水機(jī)開始加熱，至水沸騰，此時可以設(shè)置給出報警提示。片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 FLASH 存儲單元，含 4K bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程飲水機(jī)水溫控制系統(tǒng)設(shè)計 4 序存儲器（ PEROM）和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32 個 I/O 口線，兩個 16 位定時 /計數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通行接口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 VSS：接地。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 飲水機(jī)水溫控制系統(tǒng)設(shè)計 6 ALE：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。 /EA：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。此處使用石英晶體，推薦電容使用30pF+10pF。他具有獨特的單總線接 口方式，僅需使用 1 個端口就能實現(xiàn)與單片機(jī)的雙向通訊。可以通過編程實現(xiàn) 9～ 12 位的溫度轉(zhuǎn)換精度設(shè)置。0 ． 5℃ 。 DS18B20 檢測到溫度值經(jīng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，自動存入存儲器中，并與設(shè)定值 TH 或 TL 進(jìn)行比較，當(dāng)測量溫度超出給定范圍時，就輸出報警信號，并自動識別是高溫超限還是低溫超限。 （ 2）寫便箋式存儲器（ 4EH）。該指令讀取便箋式存儲器的內(nèi)容，讀出的數(shù)據(jù)將從 Byte0（存儲器的 0 號單元）開始直到第 9 字節(jié)（ CRC 校驗字）被讀走。復(fù)制期間，如果有讀指令， DS18B20 將把 DQ 置為低電平，直到轉(zhuǎn)換結(jié)束，把 DQ 置為高電平。主控制設(shè)備發(fā)出該指令后在輸出讀時序，器件即會送出所使用的電源信息： 0 為寄生電源， 1 為外接電源。 4 處理或數(shù)據(jù)傳送。 顯示模塊 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有 LED 和 LCD 兩種。實際應(yīng)用非常普遍的是八段 LED 顯示器。常用的 LED 發(fā)光器件有兩類：數(shù)碼管和點陣。使用時，共陰極數(shù)碼管公共端接地，共陽極數(shù)碼管公共端接電源。共陽極和共陰極的字型碼是不同的，如表 22 所示。 LED 動態(tài)顯示原理及與單片機(jī)的連接 由于本設(shè)計最高要顯示 100℃（出于小數(shù)位的溫度對人們使用影響不大的考慮，不顯示小數(shù)位），故需要三個 LED，顯示位數(shù)較多時，采用動態(tài)顯示方式比較節(jié)省 I/O 口，硬件電路也較靜態(tài)顯示簡單。 動態(tài)掃描用分時的方法輪流控制各個數(shù)碼管的 COM 端，使各個數(shù)碼管輪流點亮。 用 P0 口作為 LED 數(shù)碼輸出口，由 P2 口的 ， ， 發(fā)出片選信號以實現(xiàn)動態(tài)掃描。 本設(shè)計采用中斷方式來檢測鍵盤是否被按下，使用了三個按鍵 A、 B、 C，第一次按下 A 鍵，表示開始調(diào)整溫度設(shè)定值，同時將溫度顯示值初始化為 80℃，設(shè)置完溫度設(shè)定值后再按下 A 鍵，表示溫度設(shè)定完成； B、 C 鍵用于數(shù)值調(diào)整，每按 B 鍵一下，數(shù)值加 1，每按 C 一下，數(shù)值減 1，在調(diào)整狀態(tài)下 B、 C 鍵允許連擊。 系統(tǒng)供電整體框架 需要供電的部分有：單片機(jī)、測溫模塊、顯示模塊和按鍵模塊。 根據(jù)以上要求，并結(jié)合使用情況，選擇了 78L05 作為 5V 電壓的穩(wěn)壓芯片，它是一款壓差輸出 800mA 電流時壓差只有 的三端穩(wěn)壓器，輸出規(guī)格有 、 、 等規(guī)格，在這里我們選用 規(guī)格的。 根據(jù)測溫電路測得的溫度 與設(shè)定值的差值 ，發(fā)出不同占空比的 PWM 脈沖信號。 圖 2 11 PWM 波形圖 飲水機(jī)水溫控制系統(tǒng)設(shè)計 16 圖 211 顯示了三種不同的 PWM 信號。例如，假設(shè)供電電源為 9V，占空比為 10%，則對應(yīng)的是一個幅度為 的模擬信號。這就完成了電—光 —電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。其電路如圖 213 所示： SpeakerNPNRVCCGND 圖 2 13 揚聲器電路 由上圖可知，用 P1 口的 來實現(xiàn)報警功能。 飲水機(jī)水溫控制系統(tǒng)設(shè)計 18 第三章 軟件部分設(shè)計 系統(tǒng)的軟件設(shè)計是建立在硬件設(shè)計基礎(chǔ)之上的，軟件賦予了硬件靈魂，使得系統(tǒng)能夠按照我們期望的要求工作。其整體結(jié)構(gòu)流程見圖 31： 19 開始系統(tǒng)初始化加熱水沸否？ 溫度保持狀態(tài)（默認(rèn)保持在 80 度）A 鍵按下否？溫度預(yù)設(shè)調(diào)整狀態(tài)A 鍵再次按下否？中斷開始中斷返回設(shè)定值送單片機(jī)結(jié)束YNYNNY實時監(jiān)測水溫 并顯示 飲水機(jī)水溫控制系統(tǒng)設(shè)計 20 圖 3 1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)流程 圖中初始化部分包括： （ 1） LED 初始化： 系統(tǒng)啟動時，三個 LED 均初始化為 0，以指示系統(tǒng)開始工作。然后，單片機(jī)釋放總線，等待 DS18B20 的應(yīng)答脈沖。 (1)圖中初始化部分代碼如下： RESET:CLR DQ 。DS18B20 應(yīng)答標(biāo)志 JB DQ,RET1 。發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù) MOV R1, 8 WR1: CLR DQ 。延時 17us SETB DQ NOP DJNZ R1, WR1 。以單片機(jī)讀取 2 B 的數(shù)據(jù)為例。延時 42us DJNZ R2, RD2 。當(dāng)檢測到 A 鍵按下后，將顯示器初始化為 080，以便于對設(shè)定值上下調(diào)整。十位與個位互換 ORL A, R0 。暫存 ANL A, 0FH 。屏蔽個位 MOV R0, A 。 使用定時器 T0實現(xiàn)占空比為 50%的 PWM脈沖程序如下： SETB LOOP:MOV TMOD, 00H ； T0工作方 式 0 MOV TH， 0E0H MOV TL， 18H ； T0初值，定時時間為 1ms SETB TR0 。該系統(tǒng)采用了 DS18B20“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器，省卻了溫度數(shù)模轉(zhuǎn)換，簡化了電路。 29 附錄一 整體設(shè)計電路圖C1 30uP C2 30uP12MHzabfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9LED1abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9LED2abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9LED3300歐 x 7R2 1KR3 1KR1 1KEA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10AT89C51Vin1GND2Vout374L05C3 1000pFC4 100pFVCCVCCDQGNDDS18B20MOC3041NPN10KVCC27歐39歐A330歐BC12加熱器R1 10K R2 10K R3 10KVCCVCC5VPWMP17LSQ3 NPNVCC116AP16116RAS4100uF1KVCCPWM控制模塊蜂鳴示警Q5 NPNVCC116AP14綠燈示警Q4 NPNVCC116AP15紅燈示警D1 紅燈D2 綠燈基于單片機(jī)的飲水機(jī)溫度控制系統(tǒng)整體設(shè)計電路圖a b c d e f g dpP13220VI[4..0]U1I[4..0]U2I[4..0]U3 飲水機(jī)水溫控制系統(tǒng)設(shè)計 30 附錄二 程序清單 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH LJMP INTT0 ORG 0030H MAIN: MOV SP, 60H 。RAM區(qū)單元個數(shù) QL: MOV R0, 00H 。定時器 0方式 1工作 LCALL ZONE 。調(diào)用顯示子程序 SJMP NEXT RUNF: LCALL OUTT 。調(diào)用顯示子程序 SJMP JK 。 。延時 1s WAIT: LCALL DELAY DJNZ R7, WAIT RET 31 。 。沒有鍵按下轉(zhuǎn)到返回 LCALL DISP LCALL KEYS JZ EXIT MOV B, 20H 。調(diào)顯示子程序延時 AJMP KEYSF 。先向 P1口寫 1 MOV A, P1 。A值送 20H保存 RET 。 。判斷是否運行 MOV A, P1 。調(diào)整前將 LED初始化為 080 MOV 54H, 80H MOV 55H, 00H AJMP DISP 飲水機(jī)水溫控制系統(tǒng)設(shè)計 32 MOV C, JC DELAY JC ADD1 JB , DELAY JB , SUB1 OUT: RET 。 。查詢定時時間是否到 CLR TF0 CPL LCALL PWM0 SJMP PWM1 PW2: MOV TMOD, 00H ； T0工作方式 0 MOV TH， 0E0H MOV TL， 18H ； T0初值，定時時間為 1ms 33 SETB TR0 。查詢定時時間是否到 CLR TF0