【正文】 真波形可以看出系統(tǒng)上電后的 10ms 左右 FPGA 可以讀出 DS18B20的 48 位 ID 值這樣主 CPU 在系統(tǒng)復(fù)位后很短的時間內(nèi)就可以讀取 ID 值進(jìn)行相應(yīng)的處理 FPGA 與 CPU 的接口 在 FPGA中要實(shí)現(xiàn)對 DS18B20的通信處理主模塊要 DS18B20_PROC模塊的調(diào)用及建立與 CPU之間的接口與 CPU之間的接口通過建立若干寄存器實(shí)現(xiàn)溫度測量 值和 48 位 ID 可以用 4 個 16 位寄存器保存 CPU 通過讀取這些寄存器可以獲得溫度測量數(shù)值和 48 位 ID 值 72 系統(tǒng)的軟件調(diào)試 軟件錯誤 1 環(huán)境配置完成以后源程序窗口沒有指向啟動程序的入口打開寄存器的窗口顯示的值也一定不對錯誤原因為復(fù)位向量設(shè)置不正確 2 程序運(yùn)行時不斷出現(xiàn)復(fù)位信號這是由于 Watchdog 處理不正確 沒有禁止也沒有定時清 Watchdog 3 程序經(jīng)常進(jìn)入非法區(qū)這一般是由于堆棧指針沒有初始化引起的在子程序返回或中斷返回跳到非法地址區(qū)域 4 連續(xù)運(yùn)行沒有達(dá)到預(yù)期功能 試方法 軟件調(diào)試 與所選軟件結(jié)構(gòu)有關(guān)若采用了實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)一般是逐個任務(wù)調(diào)試在調(diào)試某個任務(wù)時同時也調(diào)試相關(guān)的子程序中斷服務(wù)程序和一些操作系統(tǒng)的程序若采用順序程序設(shè)計方法則采用分段調(diào)試的方法例如允許某一個中斷源禁止其他所有中斷先把這一個中斷程序調(diào)試好對于一些相對獨(dú)立的子程序可以事先逐一調(diào)試好 1 子程序的調(diào)試 子程序或函數(shù)中的錯誤一般是一種靜態(tài)的固定的錯誤調(diào)試時先將運(yùn)行環(huán)境設(shè)置為禁止中斷的狀態(tài)使 PC 指向子程序的入口通過讀寫操作設(shè) 置好相應(yīng)參數(shù)采用單步運(yùn)行指令或在子程序的結(jié)束處設(shè)一個斷點(diǎn)后從子程序起始地址開始連續(xù)運(yùn)行碰到斷 點(diǎn)停止運(yùn)行以后檢查現(xiàn)場信息可以用這種方法檢測和排除程序的錯誤用一組典型的參數(shù)驗證程序的正確性 2 主程序的調(diào)試 將運(yùn)行環(huán)境設(shè)置為禁止中斷的狀態(tài)采用跳過運(yùn)行命令使運(yùn)行過程中碰到子程序或函數(shù)直接跳過這樣可以比較快地跟蹤主程序的運(yùn)行運(yùn)行中可以通過修改現(xiàn)場改變程序運(yùn)行的方向檢測主程序中錯誤驗證主程序框架結(jié)構(gòu)的正確性 3 中斷和 IO的調(diào)試 中斷和 IO一般都是實(shí)時處理程序運(yùn)行環(huán)境設(shè)置為允許中斷的狀態(tài)設(shè)置好相應(yīng)斷點(diǎn)連續(xù)運(yùn)行碰到斷點(diǎn)以后可該為單步運(yùn)行通過檢查現(xiàn)場狀態(tài)測試程序中錯誤如果碰不到斷點(diǎn)使用停止命令使系統(tǒng)停下來觀 察現(xiàn)場信息必要時用示波器檢測外部輸入輸出信號腳的狀態(tài)以排除硬件引起的錯誤 在系統(tǒng)中 FPGA 可以分擔(dān)許多主處理器的工作提高整體實(shí)時性降低 CPU 處理的嚴(yán)格實(shí)時約束從而降低 CPU 軟件處理的難度同時由于 ACTEL 公司的ProASICplus 系列 FPGA 的保密特性可以增強(qiáng)產(chǎn)品知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù) DS18B20 溫 度 傳 感 器 程 序 詳 解 本設(shè)計應(yīng)用在電力監(jiān)控產(chǎn)品中測量出的裝置內(nèi)部溫度用于電量測量精度補(bǔ)償和報警對保證產(chǎn)品測量精度和可靠運(yùn)行具有 重要意義 48位 ID值用于產(chǎn)品的惟一編碼標(biāo)識和以太網(wǎng) MAC 地址便于產(chǎn)品生產(chǎn)維護(hù)和管理 include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit DS P37 define interface 定義 DS18B20 接口 uint temp variable of temperature uchar flag1 sign of the result positive or negative sbit p0_5 P05 sbit p2_7 P27 sbit p2_4 P24 sbit p2_5 P25 sbit p2_6 P26 unsigned char code TABLE[] 0xd70x110xcd0x5d0x1b 0x5e0xde0x150xdf0x5f 0x9f0xdf0xc60xd70xce0x8e void delay uint count delay uint i while count i 200 while i 0 i count void Init_Com void TMOD 0x20 PCON 0x00 SCON 0x50 TH1 0xFd TL1 0xFd TR1 1 void dsreset void send reset and initialization mand uint i DS18B20 初始化 DS 0 i 103 while i 0 i DS 1 i 4 while i 0 i bit tmpreadbit void read a bit 讀一位 uint i bit dat DS 0i i for delay 小延時一下 DS 1ii dat DS i 8while i 0 i return dat uchar tmpread void read a byte date 讀一個字節(jié) uchar ijdat dat 0 for i 1i 8i j tmpreadbit dat j 7 dat 1 讀出的數(shù)據(jù)最低位在最前面這樣剛好 一個字節(jié)在 DAT 里 return dat 將一個字節(jié)數(shù)據(jù)返回 void tmpwritebyte uchar dat write a byte to ds18b20 寫一個字節(jié)到 DS18B20 里 uint i uchar j bit testb for j 1j 8j testb dat0x01 dat dat 1 if testb write 1 寫 1 部分 DS 0 ii DS 1 i 8while i 0 i else DS 0 write 0 寫 0 部分 i 8while i 0 i DS 1 ii void tmpchange void DS18B20 begin change 發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令 dsreset 初始化 DS18B20 delay 1 延時 tmpwritebyte 0xcc 跳過序列號命令 tmpwritebyte 0x44 發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令 uint tmp get the temperature 獲得溫度 float tt uchar ab dsreset delay 1 tmpwritebyte 0xcc tmpwritebyte 0xbe 發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令 a tmpread 連續(xù)讀兩個字節(jié)數(shù)據(jù) b tmpread temp b temp 8 two byte pose a int variable temp tempa 兩字節(jié)合成一個整型變量 tt temp00625 得到真實(shí)十進(jìn)制溫度值因為 DS18B20 可以精確到 00625 度所以讀回數(shù)據(jù)的最低位代表的是 00625 度 temp tt1005 放大十倍這樣做的目的將小數(shù)點(diǎn)后第一位 也轉(zhuǎn)換為可顯示數(shù)字同時進(jìn)行一個四舍五入操作 return temp 返回溫度值 void delay10ms delay uchar ab for a 10a 0a for b 60b 0b void display uint temp uchar abcd a temp100 b temp10a10 d temp10 c temp100d 10 P0 TABLE[d] p0_5 0 p2_7 0 delay 1 p2_7 1 P0 TABLE[c] p2_4 0 delay 1 p2_4 1 P0 TABLE[b] p0_5 1 p2_5 0 delay 1 p2_5 1 P0 TABLE[a] p2_6 0 delay 1 p2_6 1 void main 主函數(shù) uchar a Init_Com 初始化串口 do tmpchange 溫度轉(zhuǎn)換 for a 10a 0a display tmp 顯示十次 while 1 八總結(jié) 此次設(shè)計集成溫度傳感器是我在掌握單片機(jī)原理和應(yīng)用及傳感器的基礎(chǔ)上結(jié)合各科專業(yè)課程并通過在圖書館和上網(wǎng)時查閱大量相關(guān)資料進(jìn)行設(shè)計的本該設(shè)計基本達(dá)到了教學(xué)要求但是由于對所學(xué)的知識掌握不夠以及動手實(shí)踐能力欠缺等多方面原因此設(shè)計還存在未能解決的問題通過對直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測試系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計鞏固了自己三年來在學(xué)校所學(xué)到的知識讓我加深了對電機(jī)控 制技術(shù)霍爾傳感器的應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用 Protel DXP 軟件的應(yīng)用等專業(yè)技能方面的了解更重要的是了解到怎樣將自己在學(xué)校期間所學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的聯(lián)系起來并應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去在設(shè)計過程中不僅自己獨(dú)立思考完成很重要另一方面與同學(xué)老師的思想交流也起著不可缺少的作用通過本次設(shè)計自己的專業(yè)技能方面得到了提高自己的團(tuán)隊意識得到加強(qiáng)并提高了人際交往能力 該設(shè)計的系統(tǒng)實(shí)性還是很強(qiáng)的此設(shè)計電路簡單設(shè)備齊全效果明顯更重要的是它的軟件系統(tǒng)全面易懂不繁雜該系統(tǒng)可以很容易地制造出來技術(shù)易掌握便于維修與維護(hù)應(yīng)用到各生產(chǎn)車間用作監(jiān)視與控 制該設(shè)計不僅簡單方便而且成本很低對電機(jī)的監(jiān)控很適合另外本設(shè)計能夠順利完成離不開楊老師的耐心指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助這次畢業(yè)設(shè)計讓我深深地體會到學(xué)會了知識并不等于會運(yùn)用只有把所學(xué)的知識運(yùn)用到實(shí)際生活中才是真正的學(xué)會了這次經(jīng)歷對我以后的學(xué)習(xí)和工作會有很大的幫助 參考文獻(xiàn) 張友德謝偉毅等編著．單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)． 北京機(jī)械工業(yè)出版社 2020． 3 求是科技 編著．單片機(jī)典型模塊設(shè)計導(dǎo)航． 北京北京人民郵電出版社 2020． 5 盧艷軍 主編．單片機(jī)基本原理及應(yīng)用系統(tǒng)． 北京機(jī)械工業(yè)出版社 2020． 2 康華光 主編．電 子技術(shù)基礎(chǔ)．天津高等教育出版社 1990 劉守義 主編．單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)． 西安西安電子科技大學(xué)出版社 2020． 8 王煜東 主編．傳感器及應(yīng)用．北京機(jī)械工業(yè)出版社 2020． 11 楊志忠 主編．?dāng)?shù)字電子技術(shù)．北京高等教育出版社 2020． 12 趙承荻楊利軍主編．電機(jī)與電氣控制技術(shù)． 1