基于at89c2051單片機(jī)ds18b20電子溫度計(jì)溫度控制系統(tǒng)(文件)
【正文】 計(jì)算 CRC 值，并和存入 DS18B20 的 CRC 值作比較，以判斷主機(jī)收到的ROM 數(shù)據(jù)是否正確。分別說明如下： 1 初始化 單總線的所有處理均從初始化開始。 DS18B20 在檢測到總線的上升沿之后等待 1560us，接著 DS18B20 在 t2時(shí)刻發(fā)出存在脈沖 低電平 持續(xù) 60240 us 。若高電平寫入的位是。也就是說 t 2 時(shí)刻前主機(jī)必須完成讀位，并在 t o 后的60us 一 120us 內(nèi)釋放總線，讀位子程序 讀得的位到 C 中 。而所謂跳過 ROM命令即： MOV A,0CCH。（由于采取公用的放大電路和 A/D 轉(zhuǎn)換器只能逐一轉(zhuǎn)換）。 2 在 DS1820 的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛 DS1820 數(shù)量問題 ,容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè) DS1820,在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí) ,正常通訊距離可達(dá) 150m,當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí) ,正常通訊距離進(jìn)一步加長。這一點(diǎn)在進(jìn)行 DS1820 硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。 AT89C 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。 AT89C51 的穩(wěn)態(tài)邏輯可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 DS18B20 溫度傳感器與單片機(jī)的接口電路。采用寄生電源供電方式時(shí) VDD 端接地。如圖 所示 : 圖 顯示電路 主板電路 圖 主板電路 系統(tǒng)整體硬件電路包括傳感器數(shù)據(jù)采集電路，溫度顯示電路，上下限報(bào)警調(diào)整電路，單片機(jī)主板電路，電源電路等。 圖 中的按健復(fù)位電路是上電復(fù)位加手動復(fù)位，使用比較方便，在程序跑飛時(shí)，可以手動復(fù)位，這樣就不用在重起單片機(jī)電源，就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 讀出溫度子程序 讀出溫度子程序的主要功能是讀出 RAM 中的 9 字節(jié)， 在讀出時(shí)需進(jìn)行 CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。 第四章 實(shí)物制作與調(diào)試說明 原材料的選擇與采購 本次設(shè)計(jì)在原材料的選擇與采購上做到了設(shè)計(jì)最優(yōu)化 ,即用最小的開支 ,獲得性價(jià)比較高的元器件和材料。 印刷電路 板的設(shè)計(jì)與制作 電路板的設(shè)計(jì)與制作是整個(gè)電路制作過程中比較重要的一步，如果電路板做不好，再好的電路設(shè)計(jì)也不行。畫好原理圖后要對其進(jìn)行電氣檢測，檢查原理圖是否有錯(cuò)，同時(shí)還要創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表為下一步的工作做好準(zhǔn)備。做好這些設(shè)置后便可進(jìn)行自動布線，自動布線后如果布線不是很理想還可用手動布線進(jìn)行手動修改，這樣 PCB 圖就畫好了。 元件的焊接。查看是否有斷線和虛焊等。而在目測的過程中，我們發(fā)現(xiàn)有一條印制線斷開，因此我們用焊錫使這條斷線連在一起。第三步是加電檢查。 軟件調(diào)試，第一步是在具有匯編軟件的主機(jī)上和用戶系統(tǒng)連接起來，進(jìn)行調(diào)試準(zhǔn)備。 整機(jī)的調(diào)試與測試 首先是測試顯示電路的正確性，根據(jù)硬件寫好一段顯示程序，寫入單片機(jī)中。 然后測試得到溫度程序，將初始化程序， DS18B20 正常工作的初始化程序、寫 DS18B20 程序、讀 DS18B20 程序，得到溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換子程序，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序，顯示子程序正確編排后寫入單片機(jī)中，上電，顯示不正常。 最后是按鍵子程序及報(bào)警子程序的調(diào)試，將按鍵子程序及報(bào)警子程序及上述程序正確編排后，寫入單片機(jī)中，上電后，各個(gè)部分工作正 常，在測得當(dāng)前溫度超出設(shè)定溫度上下限后，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，調(diào)試基本成功。后來仔細(xì)排查發(fā)現(xiàn)按鍵反應(yīng)遲緩是由于顯示程序占用時(shí)間過長造成的，修改顯示程序并且在主程序和按鍵子程序中增加調(diào)用顯示程序的次數(shù)，問 題得以解決。 電路中有五個(gè)按鍵，從左到右依次為 S S S S RESET，介紹如下： S1 為溫度上下限設(shè)置狀態(tài)的退出或確定按鍵 S2 為設(shè)置溫度上下限的 +鍵，每按下一次上下限值加一 S3 為設(shè)置溫度上下限的 鍵，每按下一次上下限值減一 S4 為設(shè)置溫度上下限設(shè)置狀態(tài)進(jìn)入按鍵，第一次按下 進(jìn)入低限設(shè)置，按下S4 后，再次按下 S1 進(jìn)入高限設(shè)置。硬件正常， LED 就會顯示當(dāng)前溫度。合肥，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社， 2021. [12]范立南，出版社， 2021. [13]沈德金 .MCS51 系列單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗?.：北京航空航天大學(xué) .2021. [14]潘松，趙敏笑 ??EDA 技術(shù)及其應(yīng)用 ??科學(xué)出版社， 2021 年 [15]丁元杰，單片機(jī)原理及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 主 控 制 器 LED 顯示 單片機(jī)復(fù)位 報(bào)警點(diǎn)按鍵調(diào)整 溫 度 傳 感 器 時(shí)鐘振蕩 圖 I/O C 64 位 ROM 單 線 接 口 高速緩存 存儲器與控制邏輯 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 發(fā)生器 Vdd 初始化 跳過 ROM 變換溫度 等待 1S 初始化 設(shè)置 1820 個(gè)數(shù) 匹配 ROM 讀存儲器 存放在緩沖區(qū)指針增 1 初始化 b1 0? 否 是 圖 圖 AT89C51 的復(fù)位電路 N Y N Y 按鍵子程序 初始化 得出溫度總子程序 報(bào)警子程序 調(diào)顯示子 程序 S1 鍵按下否？ 發(fā) DS18B20 復(fù)位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)讀取溫度命令 讀取操作， CRC 校驗(yàn) 9 字節(jié)完？ CRC 校驗(yàn)正？確？ 移入溫度暫存器 結(jié)束 N N Y Y 發(fā) DS18B20 復(fù)位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 結(jié)束 開始 N 溫度零下 ? Y 溫度值取補(bǔ)碼置“ ”標(biāo)志 置“ +”標(biāo)志 計(jì)算小數(shù)位溫度 BCD 值 計(jì)算整數(shù)位溫度 BCD 值 結(jié)束 。直到采取措施改變環(huán)境溫度在上下限范圍內(nèi)或調(diào)整溫度上下限。此時(shí)數(shù)碼管應(yīng)顯示初值 025，由于顯示時(shí)間稍短，一閃即過。設(shè)計(jì)的所有功能全部得以實(shí)現(xiàn)。進(jìn)而到考慮采用中斷方式解決此問題，但因?yàn)镈S18B20 正常工作有嚴(yán)格的時(shí)序限制，否則不能正常工作，而中斷則在很大可能上會影響到 DS18B20 正常工作。上電后，顯示當(dāng)前溫度。證明顯示電路正常。第三步是系統(tǒng)連調(diào)，即進(jìn)行軟件和硬件聯(lián)合調(diào)試。第四步是聯(lián)機(jī)檢查。在目測完之后，利用萬用表來測量連線和接點(diǎn)，檢查它們的通斷狀態(tài)是否和設(shè)計(jì)一樣。對于懷疑是復(fù)位電路故障而不能正常工作的單片機(jī)也可以采用模擬復(fù)位的方法來判斷，單片機(jī)正常工作時(shí)第 9 腳對地電壓為零，可以用導(dǎo)線短時(shí)間和＋ 5V 連接一下，模擬一下上電復(fù)位，如果單片機(jī)能正常工作了，說明這個(gè)復(fù)位電路有問題。當(dāng)然為了美觀在布線中最好
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