【正文】 用性強(qiáng)、價格便宜，程序編寫簡單。外圍驅(qū)動電路設(shè)計(jì)比較簡單，顯示能力的擴(kuò)展將不會涉及到硬件電路的修改，可擴(kuò)展性很強(qiáng)。硬件系統(tǒng)所需要完成的功能是將溫度傳感器 DS18B20 采集到的溫度信號，輸送到 AT89C51 單片機(jī)的 I/O 口，然后把單片機(jī)數(shù)據(jù)處理后的結(jié)果，送至LCD1602 進(jìn)行顯示，把鍵盤設(shè)置的系統(tǒng)參數(shù)送到單片機(jī) I/O口，把單片機(jī)控制信號送到執(zhí)行單元。 4K 字節(jié)可系統(tǒng)編程的 Flash 程序存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部RAM， 32 個 I/O 口線，看門狗 (WDT)，兩個數(shù)據(jù)指針，兩個 16 位定時 /計(jì)數(shù)器，一個 5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。端口置 1 時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平作輸入用。 P3 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/0 端口。復(fù)位電路的基本功能是系統(tǒng)上電時， RC 電路充電， RST 引腳出現(xiàn)正脈沖，提供復(fù)位信號直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號，為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時，才撤銷復(fù)位信號，以 防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復(fù)位。電容取 30PF 左右。 C。性價比也非常出色。 產(chǎn)品的特點(diǎn) （ 1）只要求一個端口即可實(shí)現(xiàn)通信。 DS18B20 的引腳介紹 TO－ 92封裝的 DS18B20 的引腳排列見圖 5，其引腳功能描述見表 1。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。 64 位光刻 ROM 的排列是：開始 8位（ 28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號，接著的 48 位是該 DS18B20 自身的序列號，最后 8 位是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時間權(quán)衡考慮，視設(shè)備的實(shí)際需要來選擇分辨率。 溫度 LSB 溫度 MSB TH用戶字節(jié) 1 TL用戶字節(jié) 2 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC 但是當(dāng)單總線上所掛 DS18B20 超過 8 個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，在進(jìn)行多點(diǎn)測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時這是一個非常重要的因素。另 一種就是 MCU 本身具有驅(qū)動功能，它通過數(shù)據(jù)總線與控制信號直接采用存儲器訪問形式或 I/O 設(shè)備的訪問形式來控制鍵盤和 LCD 實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。 矩陣式按鍵結(jié)構(gòu)適用于按鍵數(shù)量較多的場合，由行線和列線組成，按鍵位于行列的交叉點(diǎn)上。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易判斷是哪個按鍵被按 下了。 LCD1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16腳接口，其中： 第 1 腳： VSS 接地 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源。通過繼電器的閉合來控制大功率設(shè)備的開與關(guān)，達(dá)到自動控制的目的。溫度信號采集子程序主要 包括傳感器初始化、單片機(jī)給傳感器寫命令、單片機(jī)給傳感器寫數(shù)據(jù)、單片機(jī)從傳感器讀數(shù)據(jù)等部分。 I/O 口的高低電平控制繼電器閉合達(dá)到控制大功率設(shè)備的目的。復(fù)位要求主機(jī)將數(shù)據(jù)線下拉 500微秒，然后釋放， DS18B20收到信 號后等待 16～ 60 微秒左右后，發(fā)出 60～ 240 微秒的低脈沖，主機(jī)收到此信號表示復(fù)位成功。所有這些信號，除了應(yīng)答脈沖以外，都由主機(jī)發(fā)出同步信號。 圖 43 初始化時序圖 讀 /寫時隙，在寫時隙期間，主機(jī)向單總線器件寫入數(shù)據(jù)；而在讀時隙期間主機(jī) 讀入來自從機(jī)的數(shù)據(jù)，在每一個時隙總線只能傳輸一位數(shù)據(jù)。所有讀時隙至少需要 60 微秒，且在兩次獨(dú)立的讀時隙之間至少需要 1 微秒的恢復(fù)時間。單片機(jī)通過單總線接口讀取該數(shù)據(jù)，在應(yīng)用時要把有效的溫度數(shù)據(jù)提取出來，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)情況進(jìn)行控制處理。 圖 溫度值計(jì)算程序流程圖 圖 整數(shù)計(jì)算子程序流程圖 圖 小數(shù)計(jì)算子程序流程圖 人機(jī)交互子程序 本部分主要介紹用于人機(jī)交互的 LCD 顯示子程序和按鍵子程序設(shè)計(jì)。 指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移。 指令 10：寫數(shù)據(jù) 指令 11：讀數(shù)據(jù) 圖 溫度值顯示子程序流程圖 圖 LCD 顯示流程圖 按鍵子程序 在本設(shè)計(jì)當(dāng)中，當(dāng)按鍵被按下時， I/O 口電平為低；松開時， I/O 口電平為高。所以通常采用軟件消抖?？刂茍?zhí)行程序流程圖如圖 所示： 圖 控制執(zhí)行子程序流程圖 =上限 比較程序 =下限 上限報(bào)警 控制降溫 下限報(bào)警 控制升溫 Y N 延時 延時 Y N 開 始 返 回 第五章 總體電路圖 D0D1D2D3D4D5D6D7D0 D7D1 D2 D3 D4 D5 D6D7D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6RS RW ERSRWEOUT_1OUTOUTXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3P51B0E547LM016L85.0DQ2VCC3GND1U1 DS18B20M51B0FACCCRYSTAL2 3 4 5 6 7 8 91P51B2781522pF查看 調(diào)整 調(diào)整 確定蜂鳴器指示燈P51B2CF19DQDQR1111kR741kP51B27E3E1N914P51B2BD7ESPEAKERC8 0.7mFD9DIODE1 26 4OPTOCOUPLERMOC3053R2110kR221kQ3 NPND2 LEDR1 5kD3 1N914RL1G5Q1A4DC24R341kB1 24VD9(K) D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D0D7 D1D2D3D4D5D6D7 D0D1D2D3D4D5D6RSRWER SR WEOUT_1OUTOUTXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427D 71 4D 61 3D 51 2D 41 1D 31 0D 29D 18D 07E6R W5R S4V S S1V D D2V E E3P51B0E547LM016L87.0DQ2VCC3GND1U1DS18B20M51B0FACCCRYSTAL23456789 1P51B2781522pF查看調(diào)整調(diào)整確定蜂鳴器指示燈 P51B2CF19DQDQR1111kR741kP51B27E3E1N914P51B2BD7ESPEAKERC80.7mFD9DIODE1264OPTOCOUPLERMOC3053R2110kR221kQ3NPND2LEDR15kD31N914R341kB124VD9(K)V=4.24625RL?G5Q1A4DC24 。本系統(tǒng)采用軟件消抖，當(dāng)單片機(jī)第一次檢測到有鍵按下時，即檢測到與按鍵連接的 I/O 口為低電平是，等待 10ms，再去確認(rèn)該 I/O 口是否仍舊為低電平，如果還是低電平，就一般的機(jī)械按鍵而言，已經(jīng)是出于穩(wěn)定期了，按鍵的抖動被消除了。 按鍵的抖動時間的長短由按鍵的機(jī)械特性決定，一般為 5~10ms，這是一個很重要的參數(shù)。高電平表示有效，低電平則無效 指令 4：顯示開關(guān)控制。溫度值顯示子程序流程圖如圖 所示。 DS18B20 完成溫度信號的采集與 A/D 轉(zhuǎn)換，并把數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)，并保存起來。若從機(jī)發(fā)送 1，則保持總線為高電平。主機(jī)采用寫 1時隙向從機(jī)寫入 1， 而采用寫 0 時隙向從機(jī)寫入 0。 初始化序列：包括復(fù)位和應(yīng)答脈沖。這些命令還使主機(jī)能夠檢測到總線上有多少個從機(jī)設(shè)備以及類型和有沒有設(shè)備處于報(bào)警狀態(tài)。而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的。 人機(jī)交互子程序包括按鍵子程序、 LCD 顯示子程序。而單片機(jī) I/O 口輸