【正文】 //38k的調(diào)制頻率，定時 26us // EA=1。 flag=0。//允許外部 0中斷 ET0=1。//開總中斷 TMOD=0x21。 irdata=irdata1。 flag=1。 } flag=0。//發(fā)送八位數(shù)據(jù)碼 for(i=0。 do{}while(count2endcount)。 do{}while(count2endcount)。i++) { endcount=10。 do{}while(count2endcount)。 } else { op=0。 respons()。 writebyte(0xae)。 respons()。 delay()。 delay()。 scl=0。 delay()。(i255)) i++。 sda=0。 } */ void init() //總線初始化 { scl=1。 char iraddr2。//系統(tǒng)碼的計數(shù) uchar key_bit_count=0。 uchar num。//顯示數(shù)據(jù)端口 /*****************************************************************************/ uchar temp。 sbit red=P2^6。//定義 I2C的寫保護端 sbit scl=P1^6。 unsigned char ReadTemperature(void)。 特別是紅外通信和 I2C存儲部分，以前接觸的比較少，通過本裝置的設(shè)計，我完全掌握了它們的應(yīng)用， 這也極大的提高了我的 C編程能力，同時強化和提升了我的硬件設(shè)計能力。 31 第 6 章 總結(jié) 與展望 總結(jié) 本文給出了 智能空調(diào)節(jié)電控制器 的設(shè)計方案，將系統(tǒng)分為 溫度采集與顯示、 E2PROM存儲、紅外發(fā)送、紅外撲捉和單片機主控五個部分。系統(tǒng)硬件功能 包括溫 度采集 與 數(shù)碼 顯示， 外部 數(shù)據(jù)存儲， 紅外 通信模塊，系統(tǒng)控制模塊 硬件演示效果 下面的圖片都是我用自己的 51 開發(fā)板實現(xiàn)的各個模塊的功能 。 應(yīng)答信號 I2C總線協(xié)議規(guī)定，每傳 送一個字節(jié)數(shù)據(jù)（含地址及命令字）后，都要有一個應(yīng)答信號， 23 以確定傳送的數(shù)據(jù)是否被對方收到。 I2C總線通信格式 下圖為 I2C總線上進行一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ鸥袷? 21 圖 I2C總線上進行一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ鸥袷? 數(shù)據(jù)位的有效性規(guī)定 I2C總線進行數(shù)據(jù)傳送時，時鐘信號為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在時鐘信號為低電平時，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平的狀態(tài)才允許變化，如下圖所示： 圖 I2C總線數(shù)據(jù)位的有效性規(guī)定 發(fā)送啟動信號 在利用 I2C總線進行數(shù)據(jù)傳送時，首先由主機發(fā)出啟動信號，啟動 I2C總線。在主從通信中，可以有多個 I2C總線器件同時接到 I2C總線上， 所有與 I2C兼容的器件都具有標(biāo)準(zhǔn)的接口，通過地址來識別通信對象，使他們可以經(jīng)由 I2C總線自由通信 。 DS18B20的復(fù)位時序 如圖 ： 圖 復(fù)位時序圖 DS18B20 的讀時序 如圖 所示 ： 對于 DS18B20 的讀時序分為讀 0 時序和讀 1 時序兩 個過程?？刂坪脮r序就能編寫相應(yīng)功能的子函數(shù)對 DS18B20進行操作。 紅外指令信號的撲捉識別 由于采用的是紅外一體化接收頭，它的輸出信號就是單片機能夠識別的 TTL電平，因此我 采用定時計數(shù)的方式來區(qū)別 0和 1,用下降沿的外部 0中斷來撲捉紅外指令信號 。后 16位為 8位的操作碼和 8位的操作反碼，用于核對數(shù)據(jù)是否接收準(zhǔn)確。最高三位顯示 DS18B20編號，用來顯示當(dāng)前 DS18B20的溫度數(shù)據(jù)，如 “no 1”等編號。 SDA線上的數(shù)據(jù)狀態(tài)僅在 SCL為低電平的期間才能改變， SCL為高電平的期間， SDA狀態(tài)的改變被用來表示起始和停止條件。 結(jié)束信號： SCL為低電平時， SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。 2. 系統(tǒng)復(fù)位電路 MCS51單片機的復(fù)位操作有兩種方式：上電復(fù)位和上電按鈕復(fù)位。 DS18B20數(shù)據(jù)傳輸端口漏極開路，因此多個 DS18B20可以進行 “ 線與 ” ，掛載在同一條數(shù)據(jù)線上。主機進行 ROM操作時，必須提供五種操作命令之一： 1） Read ROM(讀 ROM),2)Match ROM(符合 ROM),3)Search ROM(搜索 ROM),4)Skip ROM(跳過ROM),Alarm Search(告警搜索 )。因此根據(jù)實際情況，可以將本系統(tǒng)分為如下幾個部分： 溫度采集模塊 ，系統(tǒng)控制模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊， 數(shù)碼管 顯示模塊， 紅外接收模塊 ，紅外發(fā)送 模塊。 方案三采用紅外通信的方式和單片機軟件模擬 I2C 總線，相對來說電路與編程是最復(fù)雜的一種，但是可操作性和可維護性是最好的，并且同樣能夠?qū)W習(xí)適用大部分的空調(diào)， 5 通過紅外信號的傳輸控制方式對裝置的安裝也非常的方便，既不需要拆動空調(diào)，只要在紅外敏感的范圍內(nèi)對安裝的位置也沒要求，安裝的成本也不會提高 ，而 51 單片機也是目前市場上最成熟，最經(jīng)濟實惠的一款單片機， 對它的應(yīng)用也是最方便的 。時又允許開啟； 4 第 2 章 方案比較與論證 設(shè)計思路 智能空調(diào)節(jié)電控制器 是由微控制器獲取溫度傳感器數(shù)據(jù)，并 通過紅外通信技術(shù) 對 環(huán)境內(nèi)的空調(diào)進行相應(yīng)的控制 。具體要求如下： 1) 14176。 并且在設(shè)計完了以后，控制器會根據(jù)編程自動控制空調(diào)調(diào)節(jié)環(huán)境的溫度在設(shè)置的溫度范圍內(nèi)，具有智能控制的功能 。 課題 背景 和 意義 現(xiàn)有辦公室的空調(diào)由于人為控制上下限的溫度值，有時候為了圖舒服將溫度設(shè)的很低，而且在無人的時候常常忘記關(guān)掉空調(diào)， 特別是在一些大型的公共場所， 這不僅僅會造成電能的浪費，還會對人的身體健 康 不利，基于這種背景空調(diào)節(jié)電控制器就有它的用場了，它通過自動實時監(jiān)測環(huán)境的溫度判斷是否達到上下限值從而自動通過發(fā)射學(xué)習(xí)到得紅外指令信號來控制空調(diào)的制冷、加熱和開關(guān)機 來達到節(jié)能的目的。 2． DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM,溫度傳感器 ,非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL,高速暫存器。 溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中需要實時測量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫度的測量，因此研究溫度的測量方法和裝置具有重要的意義。傳感器技術(shù)已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。 針對 環(huán)境溫度檢測和空調(diào)紅外控制給出了實用的硬件設(shè)計和軟件編程，成功實現(xiàn)了控制器對空調(diào)的智能控制。另一方面，傳感器的被測信號來自于各個應(yīng)用領(lǐng)域，每個領(lǐng)域都為了改革生產(chǎn)力、提高工效和時效，各自都在開發(fā)研制適合應(yīng)用的傳感器，于是種類繁多的新型傳感器及傳感器系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。 DS18B20 介紹 及優(yōu)點 由 DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 DS18B20型單線智能溫度傳感器 ,屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器 ,可廣泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測量及控制儀器、測控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。 CPU 對 DS18B20 的訪問流程是：先對 DS18B20 初始化，再進行 ROM 操作命令，最后才能 對存儲器操作，數(shù)據(jù)操作。因此 采用單總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 可將溫度直接轉(zhuǎn)化為串行數(shù)字信號供微機處理，而且在單總線上可以掛多片 DS18B20，微機只需一根端口線就能與多片 DS18B20 進行通 信 ， 而且由于它體積小的優(yōu)點，因此 占 用 的 PCB板面積很小 ,電路也很好設(shè)計 。文中對 每個部分功能、實現(xiàn)過程作了詳細(xì)介紹。時又允許開啟； 3) 高于 28176。 方案二 ：采用獨立的模塊，用具有硬件 I2C 總線控制單元的單片機和溫度傳感器檢測電路構(gòu)成一個獨立的模塊，通過判斷檢測到的不同的溫度值來控制空調(diào)的運行，而它們的連接采用數(shù)據(jù)線的方式，單片機上只要 一個用來控制的 I/O 口就行。 3. Protel DXP不是單純的 PCB（印制電路板）設(shè)計工具，而是由多個模塊組成的系統(tǒng)工具，分別是 SCH（原理圖）設(shè)計、 SCH（原理圖）仿真、 PCB（印制電路板）設(shè)計、Auto Router（自動布線器）和 FPGA設(shè)計等，覆蓋了以 PCB為核心的整個物理設(shè)計。外形圖如圖 。首 先用讀暫存器指令（ BEH），讀出 ℃ 為分辨率的溫度測量結(jié)果，然后切去測量結(jié)果中的最低有效位（ LSB），得到所測實際溫度整數(shù)部分 T1，然后用 BEH指令讀取計數(shù)器 1的計數(shù)剩余值 M1和每度計數(shù)值 M2。如圖 。對 24C02進行操作，必須嚴(yán)格掌握讀寫時序。器件發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上，則定義為發(fā)送器，器件接收數(shù)據(jù)則定義為接收器。而單片機 P0口輸出信號作為數(shù)碼管段選信號，顯示數(shù)字或者字符， P2口輸出信號作為數(shù)碼管位選信號，用來選擇哪個數(shù)碼管亮或滅。這種遙控碼具有以下特征： 采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為 、間隔 、周期為 “ 0” ；以脈寬為 、間隔 、周期為 “ 1” 。引腳分配說明如下： X1， X2分別接時鐘振蕩電路的輸入輸出； RST為復(fù)位信 號輸入端； SCL， SDA為存儲器 24C02的時鐘線，數(shù)據(jù)線； ， ， 、紅、藍發(fā)光二極管； 聲器； DS18B20數(shù)據(jù)輸入輸出及控制端口； P0為數(shù)碼管 數(shù)據(jù) 端口；,； ， 紅外信號接收和發(fā)送 端口。 由于我的主控遙控器是 32位編碼，因此本控制器只能識別 32的遙控器指令信號，依據(jù)紅外 一體化接收的解調(diào)原理，發(fā)射時在低電平部分發(fā)射 38K的脈沖信號，高電平則不發(fā)信號， 發(fā)送 38K的脈沖信號時采用定時器 2定時 26us。所有時序都是將主機作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。 圖 寫時序圖 在整個控制器程序的運行過程中采用定時器 0定時 ，每隔 1S實時采集一次環(huán)境的溫度值并用數(shù)碼管顯示， 下面對幾個 DS18B20重要的函數(shù)進行介紹。 總線上各器件均采用漏極開路結(jié)構(gòu)與總線相接，因此 SCL和 SDA都需要上拉電阻，總線在空閑狀態(tài)下均保持高電平，連接到總線上的任意器件輸出的低電平，都將使總線的信號變低，即各器件的SDA和 SCL都是線與的關(guān)系。 圖 尋址字節(jié)的位定義 主機發(fā)送地址時，與主機連接的從機都將這 7位地址碼與自己的地址比較，如果相同，則認(rèn)為自己正被主機尋址，根據(jù) R/W位將自己設(shè)定為發(fā)送器或接收器。 在總線的一次數(shù)據(jù)傳送過程中，可以有以下幾種組合方式： 主機向從機發(fā)送 數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送方向在整個傳送過程中不變； 主機在第一個字節(jié)后立即從從機讀取數(shù)據(jù)； 在傳送過程中，當(dāng)需要改變方向時，需將起始信號和從機地址各重復(fù)一次，而兩次讀寫方向位剛好相反。 30 照片中的紅外發(fā)光二極管處于熄滅狀態(tài)。理論≠實踐。 在此次畢業(yè)設(shè)計過程中，我遇到了很多難以解決的問題， 這些問題涉及到硬件、軟件、論文等方面， 每次遇到 問題我都直接跑去他辦公室請教， 看到我過來，他即刻停止手中的活， 細(xì)心地為我講解， 這些問題 他 都講的非常清晰透徹， 聽完之后有種豁然開朗的感覺。 send_irdata(char p_irdata)。 //18B20單線溫度檢測 /*****************************************************************************/ sbit green=P2^5。 sbit seg3=P1^3。//定義紅外接 收端口 bit learn_heat=0。//定時器計數(shù)值暫存 //uint buf_mon_code=0。//延時計數(shù)值 uint endcount。x++) for(y=0。 delay()。 delay()。 scl=1。 for(i=0。 } scl=0。 for(i=0。 } return(k)。 stop()。 writebyte(0xaf)。//26us定時 TL2=0xE6。 endcount=173。 irdata=iraddr1。 } else { endcount=15。i++) { endcount=10。 do{}while(count2endcount)。 do{}while(count2endcount)。//發(fā)送八位數(shù)據(jù)碼反碼 for(i=0。 }