【正文】 = 1。0x01。 delay1us。 DQ = 1。 } /*************************************/ void readtemp(void) { init_ds18b20()。 tempreture_int=th_byte*16+tl_byte/16。 //正常溫度關(guān)閉 } else { P1 = 0xf7。 //延時(shí) 20ms，去抖動(dòng) if(key_add10==0) //加 10 按鍵還有效 { lower_temperature=lower_temperature+10。 //延時(shí) 20ms，去抖動(dòng) if(key_add10==0) //加 10 按鍵還有效 { upper_temperature=upper_temperature+10。 delay(2)。 delay(2)。 } delay(20)。 } delay(20)。 //低溫電機(jī) 2 驅(qū)動(dòng) L_alarm = 0。 tl_byte=read_byte()。 delay1us。 DQ = 0。 } delay60us。i8。 } /*******************DS18B20 的 模 塊 化 程 序*****************************/ /* 獲取外界溫度信息，轉(zhuǎn)化溫度值 DQ 與 P 7 口連接 /*******************DS18B20 的 模 塊 化 程 序*****************************/ /****************初始化 *********************/ 39 void init_ds18b20(void) { DQ = 0。 lcd1602_write_dand(0x38)。 _nop_()。 //使能，下降沿有效 P0 = display_data。 _nop_()。 P0 = write_data。 //忙碌標(biāo)志位在高位，也就是 ep = 0。 //rs 為低電平， rw 為高電平時(shí)，為讀指令 rw = 1。 } } } /**************************************************************** 外部中斷初始化子程序 *****************************************************************/ void waibuzhongduan_init() { EA = 1。 unsigned int set_flag = 0。 //顯示符號(hào) unsigned char display4[20]={set_lowerwendu}。delay60us。delay15us。delay5us。 //溫度設(shè)置減 10 float temper。 //電機(jī)驅(qū)動(dòng)變量 sbit LT_motor = P1^1。 理論與實(shí)際相結(jié)合，不僅包括課堂上學(xué)習(xí)的有關(guān)知識(shí)要與技能訓(xùn)練相結(jié)合，還要包括了解可接觸社會(huì)實(shí)際的能容。課程設(shè)計(jì)工作中，在老師的熏陶和教誨下，使我懂得了更多的設(shè)計(jì)思想，有了一定的創(chuàng)新精神和專研精神。每次訪問(wèn)單總線器件必須嚴(yán)格遵守這個(gè)命令序列如果出現(xiàn)序列混亂則單總線器件不會(huì)響應(yīng)主機(jī)但是這個(gè)準(zhǔn)則對(duì)于搜索 ROM命令和報(bào)警搜索命令例外在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后主機(jī)不能執(zhí)行其后的功能命令必須返回至第一步，復(fù)位要求主 CPU將數(shù)據(jù)線下拉 500 微秒 ，然后釋 DS18B20 28 收到信號(hào)后等待 16～ 60 微秒左右，后發(fā)出 60～ 240 微秒的存在低脈沖，主 CPU收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。液晶顯示方便、靈活。每次采樣后都和上次的有效采樣值進(jìn)行比較，如果變化幅度不超過(guò)經(jīng)驗(yàn)值，本次采樣有效，否則，本次采樣值應(yīng)視為干擾而放棄，以上次采樣值為準(zhǔn)。其特點(diǎn)之一就是它的抖動(dòng)性，這是由按鍵的機(jī)械特性所決定的，抖動(dòng)的時(shí)間一般約為 10ms 一 20ms。 圖 主程序流程圖 24 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì) 數(shù) 據(jù)采集模塊的任務(wù)是負(fù)責(zé)溫度信號(hào)的采集以及將采集到的溫度模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字量信號(hào)提供給單片機(jī)。主模塊的功能是為其余幾個(gè)模塊構(gòu)建整體框架及初始化工作數(shù) 據(jù)采集模塊的作用是將轉(zhuǎn)換的數(shù)字量采集并儲(chǔ)存到存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)處理模塊是將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的處理，其中最重要的是數(shù)字濾波程序控制算法模塊完成控制系統(tǒng)的運(yùn)輸出控制量。硬件是系統(tǒng)的軀體，軟件則是靈魂，當(dāng)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)好之后，系統(tǒng)的主要功能還是要靠軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且軟件的設(shè)計(jì)在很大程度上決定了測(cè)控系統(tǒng)的性能。變壓器將的市電降壓后再通過(guò)整流橋整流之后采用了大容量的電解電容進(jìn)行濾波，以減小輸出電壓紋波。電平轉(zhuǎn)換器有 232 電平轉(zhuǎn)換和 485 電平轉(zhuǎn)換，本設(shè)計(jì)采用 232 電平轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用公司的一接口芯，這是一種標(biāo)準(zhǔn)的一接口芯片。 如圖 ：繼電器的通斷通過(guò)單片機(jī)的 I/O的輸出控制，從而控制加熱器、制冷器的啟停，來(lái)控制被測(cè)物體的溫度。 讀時(shí)序 ： DS18B20 只能在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)序時(shí)才能向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)。兩種寫時(shí)序均以主機(jī)拉低總線開(kāi)始。 圖 DS18B20初始化時(shí)序圖 （ 2）讀和寫時(shí)序 在寫時(shí)序期間，主機(jī)向 DS18B20 寫入指令，而在讀時(shí)序期間，主機(jī)讀入來(lái)自 DS18B20 的指令。然后 主機(jī) 釋放總線并進(jìn)入接收 (RX)模式。 （ 2） ROM 命令 ROM 命令通過(guò)每個(gè)器件 64bit 的 ROM 碼，使主機(jī)指定某一特定器件（如果有多個(gè)器件掛在總線上）與之進(jìn)行通信 DS18B20 ，每個(gè) ROM 命 令都是 8 bit 長(zhǎng)。 光刻 ROM 的作用是使每一個(gè) DS18B20 都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè) DS18B20 的目的。暫存器包含兩字節(jié)（ 0 和 1 字節(jié)）的溫度寄存器，用于存儲(chǔ)溫度傳感器的數(shù)字輸出。 實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。 P3 端口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O，每個(gè)端口都有第二功能，其輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) (吸收或 輸出電流 )4 個(gè) TTL 邏輯門電路。 將數(shù)據(jù)或命令送達(dá)數(shù)據(jù)線上，給 E 一個(gè)高脈沖將數(shù)據(jù)送入液晶控制器，完成寫操作。本設(shè)計(jì)采用的晶振頻率為 12MHZ。其中的數(shù)據(jù)信息不會(huì)丟失，也即復(fù)位后，只影響 SFR 中的內(nèi)容，內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù)不受影響。當(dāng)AT89S52 從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN 將不被激活。在 flash 編程時(shí)，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。作為輸入使用時(shí)，被部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻?？臻e模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。本系統(tǒng)選用的 89C51 芯片時(shí)時(shí)鐘可達(dá) 12MHZ，運(yùn)算速度快，控制功能完善，完全能滿足溫度控制系統(tǒng)的要求。 6 軟件設(shè)計(jì)：包括編程思路，主程 序和各子程序模塊的流程圖及編寫方法，并用匯編語(yǔ)言或 C 語(yǔ)言編寫出完整的源程序。硬件總體結(jié)構(gòu)框圖如下圖 所示。例如：在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制。將這個(gè)問(wèn)題地解決，能很好地提升生產(chǎn)效率，節(jié)約資源，降低生產(chǎn)成本。 單片機(jī)快速、準(zhǔn)確的進(jìn)行溫度采集、數(shù)據(jù)處理、顯示和控制主要是時(shí)鐘電路提供的時(shí)鐘頻率，使單片機(jī)正常的協(xié)調(diào)處理各項(xiàng)任務(wù)。制作實(shí)物進(jìn)行調(diào)試。 具有五個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，兩個(gè)外部中斷、兩個(gè)定時(shí)中斷還用一個(gè)通信中斷 單片機(jī) AT89S52 的介紹 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 圖 STC89S52的管腳圖 功能管腳描述 VCC : 電源 GND: 地 P0 口： P0 口是一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路的雙向 I/O 口。作為輸入使用時(shí)，被部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問(wèn)外部據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。晶振工作時(shí)， RST 腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器 周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。如果需要，通過(guò) 將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “1”， ALE 操作將無(wú)效。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接VCC。為了便于本設(shè)計(jì)運(yùn)行調(diào)試，復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位方式。時(shí)鐘電路如下圖所示： 圖 時(shí)鐘電路 顯示硬件電路的設(shè)計(jì) 顯示電路用液晶作為顯示電路，字符型液晶顯示直觀明了，用字符提示不像數(shù)碼管，顯示更加直觀。通過(guò)單片機(jī)的控制顯示出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的路程和價(jià)格。數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 只要三個(gè)端口，電路連接很簡(jiǎn)單，一根電源線接電源，一根接地，一根接數(shù)據(jù)時(shí)鐘線接單片機(jī)的 I/O 口，數(shù)據(jù)時(shí)鐘線上必須接一 個(gè) 上拉電阻，防止時(shí)鐘數(shù)據(jù)高阻懸掛，就會(huì)得不到相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，因此也得不到準(zhǔn)確的溫度信息，從而測(cè)得的溫度也是不準(zhǔn)確，所以必須接一個(gè) 47K 上拉電阻，消除高阻懸掛，獲取準(zhǔn)確的溫度信息。 內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。第八字節(jié)含有循環(huán)冗余碼（ CRC ） 。 配置寄存器，五位一直都是 1， TM 是測(cè)試模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在 測(cè)試模式。該協(xié)議定義了幾種 信號(hào)類型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫 0、寫 讀 0 和讀 1。s~60181。 圖 DS18B20 讀 /寫時(shí)序圖 控制器采樣 寫時(shí)序：存在兩種寫時(shí)序：“寫 1”和“寫 0” 。 產(chǎn)生寫 0時(shí)序： 主機(jī)拉低總線后，必須在整個(gè)時(shí)序期間保持低電平 （至 少 60181。s， 且在兩次獨(dú)立的讀時(shí)序之間至少需要 1181。其中一是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)正式公布的串口總線標(biāo)準(zhǔn)，也是目前最為常用的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間，計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通訊。通過(guò)這樣的電平轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)主 機(jī)和從機(jī)的通信，本設(shè)計(jì)的MAX232 為雙列直插 16 腳封裝。同時(shí)還采用了保護(hù)電路，在正、負(fù)電源兩端分別串聯(lián)了保險(xiǎn)管起雙重保險(xiǎn)，當(dāng)負(fù)載功率過(guò)大保險(xiǎn)絲就會(huì)熔斷，三端集成穩(wěn)壓管的輸入、輸出反接了二極管保護(hù)，避免反向電流過(guò)大擊穿穩(wěn)壓管，起到了很好的保護(hù)作用，電源電路如圖 217 和 218所示。 （ 4） 可靠性 可靠性是系統(tǒng)軟件最重要的指標(biāo)之一，作為能夠穩(wěn)定運(yùn)行的系統(tǒng)，抗干擾技術(shù)的應(yīng)用是必不可少的，最起碼的要求是在軟件受到干擾出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)還能恢復(fù)正常工作。然后顯示當(dāng)前溫度或者溫度設(shè)定，若溫度已經(jīng)設(shè)定好了，判斷系統(tǒng)運(yùn)行鍵是否按下，若系統(tǒng)運(yùn)行，則依次調(diào)用各個(gè)相關(guān)模塊，循環(huán)控制直到系統(tǒng)停止運(yùn)行。軟件程序也簡(jiǎn)化了很多，數(shù)據(jù)采集模塊的程序流程：數(shù)據(jù)采集的程序初始化即 DS18b20 的程序初始化→采集溫度→等待溫度轉(zhuǎn)換→讀取溫度送給單機(jī)處理，如圖 所 示： 圖 溫度采集流程圖 中斷處理軟件設(shè)計(jì) 功能實(shí)現(xiàn)模塊主要由中斷處理子程序、鍵盤處理子程序、顯示子程序等部分組成。本文采用的就是軟件延時(shí)消抖的方法。該算法適用于抑制隨機(jī)千擾。在我們所要求的溫度達(dá)到一定的上界或者下界時(shí)，報(bào)警電路開(kāi)始工作。其流程圖如 所示： 圖 溫度獲取程序流程圖 29 第四章 調(diào)試和仿真 系統(tǒng)的調(diào)試 硬件電路調(diào)試，先用 proteus 仿真之后，在去買好元器件清單，焊接電路。 主要做了下面幾點(diǎn)較突出的工作： 一、通過(guò)查閱相關(guān)資料，詳細(xì)了解了 AT89C51 單片機(jī)的原理，明確了設(shè)計(jì)采用的元件，明 確了研究目標(biāo)。 34 附錄一 程序源代碼 include //頭文件 include //包含 NOP 空操作指令的頭文件 sbit rs = P2^6。 //正常溫度提示 sbit L_alarm = P1^4。_nop_()。delay15us。delay60us。.39。//溫度存放變量 unsigned char th_byte。k //下降沿觸發(fā)中斷 PX0=1。 _nop_()。 rs = 0。 _nop_()。 } /************************************************************** 液晶寫地址操作命令子函數(shù) ***************************************************************/ void lcd1602_write_address(unsigned char