【正文】 如果在此命令后主機(jī)產(chǎn)生讀時隙，那么只要器件在進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換就會輸出 0，轉(zhuǎn)換完成后再輸出 1。 3. 內(nèi)存操作命令 在成功執(zhí) 行了 ROM 操作命令之后，才可以使用內(nèi)存操作命令。如表 。 主機(jī)操作單線器件 DS18B20 必須遵循下面的順序。因為在串行通信時對時序要求比較高，所以 在通信過程中最好保證傳輸?shù)倪B續(xù)性，不要允許中斷。匯編語言與機(jī)器指令一一對應(yīng)所以用匯編語言編寫的程序在單片機(jī)里運行起來效率較高。鬧鈴電路如圖 。 Key22：確認(rèn)鍵。 根據(jù)按鍵按下的次數(shù)依次校對分、時、日、月、年。 本設(shè)計采用動態(tài)顯示。因此只能利用人眼對視覺的殘留效應(yīng) ,采用動態(tài)掃描顯示的方法 ,逐個地循環(huán)點亮各位數(shù)碼管 ,每位顯示 1ms 左右，使人看起來就好象在同時顯示不同 的字符一樣。每個發(fā)光二極管的陽極通過電阻與輸入端相連。 環(huán)境溫度采集電路設(shè)計 本設(shè)計中使用 DS18B20 溫度傳感器進(jìn)行環(huán)境溫度采集和轉(zhuǎn)化。如果溫度測量的結(jié)果高于 TH 或低于 TL，那么器件內(nèi)告警標(biāo)志將置位，每次溫度測量都會更新此標(biāo)志位。 DS18B20 在工作時按此寄存器中的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)精度的數(shù)值，其各位定義如表 所示。通過編程，用戶還以自行設(shè)定告警上下限溫度，告警尋找命令可以識別和尋址那些溫度超出預(yù)設(shè)告警界限的器件。 ℃； 電源范圍寬： +4～ +30V。寄存器和 RAM 的操作通過命令字節(jié)的 BIT6 加以區(qū)別。寄存器的 BIT4～ BIT7（ TCS）決定是否具備充電性能 ：僅在編碼為 1010 的條件下才具備充電性能，其他編碼組合不允許充電。當(dāng)該位置為 1 時，時鐘振蕩器停止， DS1302 處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位置為 0 時，時鐘開始運行。 多字節(jié)操作方式與其類似，只是后面跟的字節(jié)數(shù) 不止一個。但是，當(dāng)以多字節(jié)方式寫 RAM時，不必寫所有 31 字節(jié)。 當(dāng) BIT 6=1 時，定義 RAM 的地址， A4～ A0=0～ 30，對應(yīng)各子地址的 RAM，地址31 對應(yīng)的是 RAM 多字節(jié)方式選擇寄存器。每次數(shù)據(jù)的傳輸都是由控制字開始。需要強(qiáng)調(diào)的是， DS1302 需要使用 的晶振 【 5】 。 DS1643 為帶有全功能實時時鐘的 8K 8 非易失性 SRAM，集成了非易失性 SRAM、實時時鐘、晶振、電源掉電控制電路和鋰電池電源， BCD 碼表示的年、月、日、星期、時、分、秒，帶閏年 補(bǔ)償。使用 ADC 時應(yīng)該通過一個低通濾波器與 VCC連接。在 ATmega103 兼 容模式下，端口 G 只能作為外部存儲器的所存信號以及 32 kHz 振蕩器的輸入，并且在 復(fù)位時這些引腳初始化為 PG0 = 1， PG1 = 1 以及 PG2 = 0。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外 部電路拉低時將輸出電流。復(fù)位發(fā)生時端口 D 為三態(tài)。復(fù)位發(fā)生時端口 B為三態(tài)。 ATMEGA128 特點 （ 1） 高性能、低功耗的 AVR 8 位微處理器； （ 2） I/O 和封裝 – 53 個可編程的 I/O腳； – 64 引腳 TQFP 與 64 引腳 MLF 封裝； （ 3） 工作電壓 ： ～ （ ATmega128）； （ 4） 速度等級 ： 0～ 16 MHz（ ATmega128）； （ 5） 32個工作寄存器； （ 6） 16根地址線 PA PC ； （ 7） 8根數(shù)據(jù)線 PA。當(dāng) +5V 電源被切斷后， DS1302 啟用 +3V 電源，可以保持 DS1302 繼續(xù)工作。硬件電路框圖參照圖 。這種用軟件代替硬件的控制技術(shù)，是對生產(chǎn)控制技術(shù)的一次革命。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 9 J un 2 0 0 8 S he e t o f F i l e : H : \常亮 \常亮畢業(yè)設(shè)計 \電路圖 \ 5 55 定時器 .d db D ra w n B y:RD IS7T H R6T R IG2GND1C V o l t5R4VCC8Q35 55C CRV C CV 012 圖 基于５５５的秒脈沖發(fā)生器 采用 555 定時器設(shè)計電子保姆機(jī)，成本低，容易實現(xiàn)。 正因為 FPGA 在設(shè)計過程中方便、快捷，而且 FPGA 技術(shù)功能強(qiáng)大，能夠應(yīng)用其制作諸如基代碼發(fā)生器、數(shù)字頻率計、電子琴、電梯控制器、自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)、多功能波形發(fā)生器、步進(jìn)電機(jī)定位控制系統(tǒng)等。擁有時間精確、體積小、界面友好、可擴(kuò)展性能強(qiáng)等特點，可廣泛應(yīng)用于生活和工作當(dāng)中。 廣泛 應(yīng) 用于個人家庭 ， 車站 ， 碼頭辦公室等公共場所 ， 成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?。然而遇到重大事情的時候，一旦忘記時間，就會給自己或他人造成很大麻煩。 該電子保姆機(jī)可以應(yīng)用于生活和工作中，也可通過改裝，提高性能，增加新功能，從而給人們的生活和工作帶來更多的方便。 畢業(yè)設(shè)計說明書畢業(yè)論文 題 目： 多功能電子保姆機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn) — 硬件設(shè)計 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） I 多功能電子保姆機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn) — 硬件部分 摘 要 隨著生活節(jié)奏的加快，家庭對保姆的需求越來越多，若設(shè)計出一款智能保姆機(jī)，將極大地方便人們的生活。 關(guān)鍵詞： 保姆機(jī)；單片 機(jī) ； 溫度傳感器 ； 繼電器 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） II Multifunctional electronic nanny Machine Design and Implementation － The Design of the Hardware Abstract With the accelerated pace of life, the demand for nannies is greatly increasing in our society . If a intelligent nanny machine is designed,it will bring more convenience for people39。平時我們要求上班準(zhǔn)時，約會或召開會 議必然要提及時間；火車要準(zhǔn)點到達(dá)，航班要準(zhǔn)點起飛；工業(yè)生產(chǎn)中，很多環(huán)節(jié)都需要用時間來確定工序替換時刻。 由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用 ， 使得數(shù)字鐘的精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表 ， 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便 ， 而且大大地擴(kuò)展了鐘表原先的報時功能 。 本設(shè)計電子 保姆機(jī)所實現(xiàn)主要功能為： （ 1）家用電器定時開關(guān)，控制家用電器； （ 2）具有時間顯示， 24 小時制； （ 3）具有年、月、日顯示； （ 4）具有鬧鈴功能； （ 5）具有環(huán)境溫度采集和顯示功能； （ 6）掉電后無需重新設(shè)置時間和日期； （ 7）溫度報警。 NE555時基電路設(shè)計方案 555 定時器 是美國 Sigics 公司 1972 年研制的用于取代機(jī)械式定時器的中規(guī)模集成電路，因輸入端設(shè)計有三個 5KΩ的電阻而得名。但是受芯片引腳數(shù)量和功能限制，不容易實現(xiàn)電子保姆機(jī)的多功能性。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 5 利用單片機(jī)的智能性，可方便地實現(xiàn)具有智能的電子保姆機(jī)設(shè)計。 該系統(tǒng)使用 ATmega128 單片機(jī)作為核心，通過讀取時鐘日歷芯片 DS1302 和溫度傳感器 DS18B20 的數(shù)據(jù)，繼電器定時控制家用電器工作，完成此電子保姆機(jī)的主要功能—— 時鐘 /日歷、 環(huán)境溫度采集以及家用電器定時工作等。當(dāng) +5V 電源恢復(fù)供電， LED 依舊顯示當(dāng)前時間，而不會因為斷電使系統(tǒng)復(fù)位到初始化時間，避免了重新校時的麻煩。 ATmega128的引腳配置如圖 ： 圖 Atmega128 芯片引腳圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 8 各引腳說明如下： VCC：數(shù)字電路的電源； GND：地； 端口 A(PA7PA0)：端口 A為 8位雙向 I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。 端口 C(PC7..PC0)：端口 C 為 8 位雙向 I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。 端口 E(PE7PE0)：端口 E為 8位雙向 I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。復(fù)位發(fā)生時端口 F 為三態(tài)。 PG3 和 PG4 是振蕩器引腳。 AREF： AREF為 ADC的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。同樣， DS1643 擁有 28 只管腳，硬件連接起來占用微處理器 I/O 口較多，不方便系統(tǒng)功能拓展和維護(hù)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 10 DS1302 引腳說明 DS1302 引腳圖參照圖 ?？刂谱指魑坏暮x和作用如下： 1. BIT7： 控制字的最高有效位 ， 必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到 DS1302 中。 4. BIT 0（最低有效位）：如為 0，表示要進(jìn)行寫操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作。不管是否寫了全部 31 字節(jié)，所寫的每一個字節(jié)都將傳送至RAM【 6】 。 DS1302 片內(nèi)寄存器 表 DS1302 有關(guān) 日歷、時間 的 寄存器 讀寄 存器 寫寄 存器 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 范圍 81H 80H CH 10 秒 秒 0059 83H 82H 10 分 分 0059 85H 84H 24/12 0 10 時 時 112 023 AM/PM 87H 86H 0 0 10 日 日 131 89H 88H 0 0 10 月 月 112 8BH 8AH 0 0 0 0 0 周日 17 8DH 8CH 10 年 年 0099 8FH 8EH WP 0 0 0 0 0 0 0 — 通過控制字對 DS1302 片內(nèi)寄存器進(jìn)行尋址之后，即可就所選中寄存器的各位進(jìn)行操作。 一般在設(shè)置時鐘時，可以停止其工作，設(shè)定完之后，再啟動其工作。 BIT2 和 BIT3 選擇在 VCC2 和 VCC1 之間是一個還是兩個二極管串入其中。當(dāng)BIT6 為“ 0”時對 RAM 區(qū)進(jìn)行尋址；否則將對時鐘 /日歷寄存器尋址。 AD590 優(yōu)點很多，但是由于它只能將采集來的溫度轉(zhuǎn)化為電流輸出，所以在實際應(yīng)用中，需要先將 AD590 輸出的電流轉(zhuǎn)化為電壓，再利用 A/D 轉(zhuǎn)換器件進(jìn)行模 /數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，最后送入單片機(jī)中 【 5】 。 DS18B20 簡介 D S 1 8 B 2 0132G N DD Q V D DN CN CN CN CN CV D DG N DD Q12345678S O I C 封 裝T O 9 2 封 裝 圖 DS18B20 引腳分布圖 每片 DS18B20 在出廠時都設(shè)有唯一的產(chǎn)品序列號，此序列號存放 在它的內(nèi)部 ROM中，微處理器通過簡單協(xié)議，就能識別這些序列號，因此多個 DS18B20 可以掛接于同一條單總線上，這允許在許多不同的地方放置溫度傳感器，特別適合于構(gòu)成多點溫度測控系統(tǒng)。其中， TM 為測試模式標(biāo)志位，出廠時被寫入“ 0”，不能改變； R0、 R1 是溫度計分辨率設(shè)置位。只要告警標(biāo)志置位， DS18B20 就將響應(yīng)告警搜索命令，這也就允許單線上多個 DS18B20 同時進(jìn)行溫度測量，即使某處溫度越限，也可以識別出正在告警的器件。如圖 所示，ATmega128 單片機(jī)的 PB3 腳接 DS18B20 的 I/O 腳，作為數(shù)據(jù)的讀入和寫出口。 為了顯示字符 ,要為 LED 顯示器提供顯示段碼 (或稱字形代碼 )，組成一個 “8” 字形字符的 7 段 ,再加上 1 個小數(shù)點位 ,共計 8段 ,因此提供給 LED 顯示器的顯示段碼為 1個字節(jié)。在進(jìn)行動態(tài)掃描顯示時 ,往往事先并不知道應(yīng)顯示什么內(nèi)容 ,這樣也就無從選擇被顯示字符的顯示段碼。由單片機(jī) PA 口給出待顯示數(shù)據(jù)的筆段碼， PE0～ PE3 給出位選碼。 Key12：顯示選擇鍵。 當(dāng)校對時間、設(shè)定時間和溫室度時按下此鍵便確認(rèn)校對和設(shè)定的值。 蜂 鳴 器1 KV C CP C 6 圖 鬧鈴電路 繼電器控制電路設(shè)計 繼電器意思： 繼承控制，用很小的電力和電流，驅(qū)動一個設(shè)備（ 家用電器 ）帶動一個負(fù)載部件去承載大電流 ，在電路中起 自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用 。 C語言程序可讀性高，更便于理解 【 10】 。其流程圖如圖 。 1. 初始化 單線總線上的所有操作均從初始化開始。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 25 表 DS18B20 的 ROM 操作命令 命令類型 命令字節(jié) 功能說明 Raed Rom 33H 此命令讀取激光 ROM中的 64 位，只能用于總線上單個 DS18B20器件的情況，多掛則會發(fā)生數(shù)據(jù)沖突 Match Rom （匹配 ROM） 55H 此命令后跟 64 位 ROM 序