【正文】 ROM 和 溫度轉(zhuǎn)換的 期間 內(nèi) ，單總線 必須得到 一個(gè)強(qiáng)上拉。 (3)讀暫存器指令 [BEH]。 (5)報(bào)警搜索指令 [ECH]。 器件的 ROM 編碼被總線控制器通過搜索 ROM 指令 不停的 搜索， 直到 所有從機(jī)器件 被確認(rèn)為止 。 由一個(gè)或多個(gè)從機(jī)和一塊總線控制器組成的系統(tǒng)通常稱為 單總線系統(tǒng) 。對于單線操作：漏極開路。 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 R/W 圖 DS1302的命令字結(jié)構(gòu) 圖 DS1302工作時(shí)序圖 單片機(jī)和 DS1302之間的通信協(xié)議規(guī)定：無數(shù)據(jù)傳遞時(shí)， SCLK這個(gè)引腳會(huì) 保持低電平 的狀態(tài) ，此時(shí)如果 CE從低電平變成高電平時(shí)即啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸， CE為低電平時(shí)禁欽州學(xué)院本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 9 止數(shù)據(jù)傳輸。 使用這類型的液晶前要了解相關(guān)指令的作用以及指令的設(shè)置方法， 只有在完成相關(guān)指令 的 設(shè)置 的情況下 ，才能在屏幕上顯示所需 的 效果， 這種液晶 總 共有 11 條指令 ， 如表 所示 。其管腳圖如下圖 所示。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 主控 器 模塊、 顯示模塊、測溫模塊 和 時(shí)鐘模塊 是本系統(tǒng)的主要部分，另外還加有一些簡單電路，例如復(fù)位電路、報(bào)警電路和按鍵等 。 數(shù)字溫度計(jì)和數(shù)字鐘 便是其中的代表 之一 ，把單片機(jī)結(jié)合到溫度計(jì)和時(shí)鐘的設(shè)計(jì)中，使他們實(shí)現(xiàn)數(shù)字化， 大大 方便了人們對溫度的測量和時(shí)間的記錄。 時(shí)代在進(jìn)步 ， 科學(xué)技術(shù)也快速發(fā)展，新技術(shù)推動(dòng)了溫度測量方式的變化， 無需人員參與就 能夠 自動(dòng)檢測的測 溫系統(tǒng) 被 廣泛應(yīng)用 。 具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖 所示。 EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的 選擇腳 ， 當(dāng)這個(gè)管腳 接 到 高電平 時(shí)指令 被 從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀取 ， 當(dāng)這個(gè)管腳 接 到 低電平 時(shí)指令被 從外部程序存儲(chǔ)器讀 取 。 （ 1） 1腳 VCC1為后備電源引腳； （ 2） 2和 3腳 X X2是晶振引腳； （ 3） 4腳 GND作 為接地 引 腳； （ 4） 5腳 RST作 為復(fù)位 引 腳； （ 5） 6腳 I/O作 為數(shù)據(jù)輸入、輸出引腳； （ 6） 7腳 SCLK作 為串行時(shí)鐘引腳； （ 7） 8腳 VCC2作 為主電源引腳； 欽州學(xué)院本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 7 圖 DS1302管腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS1302的寄存器 DS1302內(nèi)部含有時(shí)鐘相關(guān)的寄存器，通過向 相關(guān) 寄存器寫入 一些 命令字實(shí)現(xiàn) 對時(shí)鐘 DS1302的操作，例如 在需改變 某時(shí)刻 分 的初 始值， 首 先 要 把命令字 82H寫入 寄存器 ,然后 就可以把初始值寫入分 寄存器； 當(dāng)某時(shí)刻分的值需 要讀出 時(shí) ，需要先寫入命令字 82H,然后才 可以 從 分 寄存器讀取數(shù)據(jù)。 溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 是 新 研發(fā)生產(chǎn) 的 傳感器， 具備單總線方式和 數(shù)字化 的特點(diǎn) ， 這種傳感器 適配微處理器 屬于 一種 改進(jìn)型 器件，具備了 智能 化的特點(diǎn) ，可直接讀出被測溫度 [14]。當(dāng) 在 所有 器件 都 經(jīng)由 漏極開路端口或者 一個(gè) 3態(tài)端口與總線連接 到一塊 的情況下 ，控制線需要連接一個(gè)弱上拉電阻。 在 單總線 中，初始化序列是任何 執(zhí)行操作處理 的 開始。 在 這樣的指 令 下 總線控制器 可以直接 讀取從機(jī) 中 的 64 位黃日剛 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 12 片序列碼 ，不 在 需要用到 搜索 ROM 指令 。 要完成對 DS18B20 的操作不得不使用 兩種指令，一種是 ROM 指令，另一種是功能指令。 (5)召回 EEPROM 指令 [B8H]。 一個(gè)存在脈沖出現(xiàn)在 一個(gè)復(fù)位 脈沖 之后，表示DS18B20 已經(jīng) 完成做好 準(zhǔn)備 ，可以接收和 發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，總線控制器在發(fā)出讀暫存器指令 [BEH]或 者 讀電源模式指令 [B4H]后 ， 一定馬上 開始進(jìn)行 讀時(shí)序， 這樣 DS18B20才 能夠響應(yīng) 請求信息。 采用雙電源給 DS1302 供電，主電源 采用5V 供電，當(dāng)失去主電源 時(shí)自動(dòng)切換到 3V 備用電池 ，以保證時(shí)鐘芯片的正常計(jì)時(shí) 。 圖 報(bào)警和調(diào)整按鍵電路 欽州學(xué)院本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 21 圖 總體硬件電路 4 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) 圖 系統(tǒng)主程序執(zhí)行流程圖 開始 液晶初始化 溫度傳感器初始化 時(shí)鐘芯片初始化 是否調(diào)整時(shí)間、日期？ 調(diào)整時(shí)間或日期 Y N 是否調(diào)整溫度上、下限？ 調(diào)整上、下限 Y 溫度是否超限？ N 報(bào)警 顯示 Y N 按鍵掃描 黃日剛 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 22 主程序執(zhí)行流程如圖 所示， 主程序先對液晶、溫度傳感器和時(shí)鐘芯片進(jìn)行初始化，然后不停判斷是否進(jìn)行時(shí)間、日期或者溫度上、下限的調(diào)整。 LcdEn=0。 DS1302_RST = 1。 DQ = 1。 uchar dat = 0。 ds1820wr(0xcc)。在設(shè)計(jì)過程中 我越來越感受到 細(xì)心 與 耐心 的重要性，缺少它們，一個(gè)人的工作與學(xué)習(xí)將會(huì)面臨很大的阻力。 } tt=tvalue*。 float tt。 DQ = datamp。 ucData = DS1302OutputByte()。 LcdEn=0。 //清屏 LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE)。按鍵 1 和按鍵 2 分別為增加健和減少健，用時(shí)間或日期的上調(diào)或下調(diào)。 單片機(jī)主控制模塊設(shè)計(jì) 為了讓 單片機(jī) 運(yùn)行起來 ，其外圍要 設(shè)計(jì) 一些簡單電路，構(gòu)成單片機(jī)的最小系統(tǒng)。當(dāng)總線被釋放的時(shí)候， 總線被 的上拉電阻拉高。在這幾種信號(hào)中，存在脈沖由 DS18B20 發(fā)出 ，剩下的是由總線控制器發(fā)出的 [19]。 傳送數(shù)據(jù)時(shí)是從 最低位開始 的 ， 在總線控制器發(fā)出復(fù)位命令前 必須完成 上邊講到的那 三個(gè)字節(jié)的寫入 ， 一旦執(zhí)行復(fù)位命令就不可以寫入 ?？偩€上有 若干個(gè) 從機(jī) 的情況下 ， 不可以使用這條指令 ， 以避免 因多只從機(jī)同時(shí) 發(fā)送數(shù)據(jù)而引發(fā)的 數(shù)據(jù)沖突。 給系統(tǒng)上電完成系統(tǒng) 初始化，總線控制器 得到從機(jī)的型號(hào)和數(shù)目是根據(jù) 識(shí)別總線上所有 ROM 片序列碼 來實(shí)現(xiàn)的 。 采用 外部電源供電 模式 下的 DS18B20， 主 控制器在 向它發(fā)送 溫度轉(zhuǎn)換指令之后 接著 發(fā)起“讀時(shí)序”， 如果 溫度傳感器把檢測來的 溫度 轉(zhuǎn)換完畢 則返回 1， 處 在溫度轉(zhuǎn)換 過程則 返回 0。 圖 DS18B20引腳圖 圖 DS18B20方框圖 黃日剛 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 10 表 DS18B20 的引腳說明表 DS18B20 引腳詳細(xì)說明 8 引腳 SOIC 封裝 T092 封裝 符號(hào) 說明 5 1 GND 接地 4 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。 剩下的 5個(gè)位是 RAM或時(shí)鐘寄存器的內(nèi)部地址。 圖 LCD1602 的 管腳圖 表 LCD1602 的接口 信號(hào)說明 引腳號(hào) 標(biāo)識(shí) 說明 PIN1 GND 接 0V PIN2 VCC 接 PIN3 V0 對地接電阻 4702K PIN4 RS RS=0，指令寄存器； RS=1，數(shù)據(jù)寄存器 PIN5 R/W R/W=0，寫； R/W=1，讀 PIN6 E 允許信號(hào) PIN7 D0 數(shù)據(jù) 0 PIN8 D1 數(shù)據(jù) 1 PIN9 D2 數(shù)據(jù) 2 PIN10 D3 數(shù)據(jù) 3 PIN11 D4 數(shù)據(jù) 4 PIN12 D5 數(shù)據(jù) 5 PIN13 D6 數(shù)據(jù) 6 PIN14 D7 數(shù)據(jù) 7 PIN15 LED+ 背光正極，接 5V PIN16 LED 背光負(fù)極，接 0V 使用 指令 可以實(shí)現(xiàn)對 1602 屏的操作 ， 例如讀、寫、顯示地址等。 在 此 采用 的 STC 公司 生產(chǎn) 的 STC89C52RC 單片機(jī)，它 不僅 價(jià)格便宜 ，而且 焊接簡單 方便 ， 并有著比較大 的存儲(chǔ)空間 [7]。 綜上所述，方案一 中的電路比較復(fù)雜，器件多，不便于調(diào)試 ；方案二 的 電路 相對 簡單， 器件消耗少 ，并且 程序編寫 也比較簡單，所以本 設(shè)計(jì) 選用方案二。單片機(jī)常作為一個(gè)核心部件使用 ，特別是在自動(dòng)控制系統(tǒng)和實(shí)時(shí)檢測 系統(tǒng)中 [1]。 本 設(shè)計(jì)的數(shù)字溫度計(jì) 可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示，使得讀數(shù)變得更加方便快捷 ， 同時(shí)也能夠達(dá)到比較高的測量精度 。 2 主要器件功能介紹 STC89C52RC 單片機(jī) LCD顯示屏 時(shí)鐘 溫度傳感器 報(bào)警電路 按鍵 復(fù)位電路 主控制器 圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 欽州學(xué)院本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 3 STC89C52RC 單片機(jī) 是國內(nèi) 公司生產(chǎn)的 一種 8 位 單片機(jī) ， 屬于 RC 系列單片機(jī) 中的一種。 （ 4） 可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） 這種類型的 單片機(jī) 中共 32 個(gè) 可編程 的 I/O 引腳 ， 每 8 位 作為一個(gè)口，共分為 4 組，分別 為 P0、 P P P3 口。表 DS1302內(nèi)部和時(shí)鐘相關(guān)的寄存器分布。 這種溫度傳感器的內(nèi)部都刻錄有 64 位序列號(hào)， 做到每個(gè)器件序號(hào)的唯一性，這種特點(diǎn)有助于在通信過程中的器件識(shí)別。在 所設(shè)計(jì)的 總線系統(tǒng) 上 ，微控制器 會(huì) 根據(jù)每個(gè)器件獨(dú)有的 64 位片序列號(hào) 來 辨認(rèn)總線上的器件和記錄總線上的器件地址。 組成 初始化序列 的內(nèi)容有兩個(gè)部分， 一個(gè) 部分是 由總線控制器 向從機(jī) 發(fā)出的復(fù)位脈沖 ，另一部分是 從機(jī) 向總線控制器 發(fā)出的 存在脈沖。如果總線上不止 有 一 個(gè) 從機(jī) 時(shí) ， 直接使用這條指令就會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突， 因?yàn)?所有從機(jī) 在接收到這條指令之后會(huì) 同時(shí) 向控制器 傳送信號(hào)。 在 系統(tǒng)中 總線控 制器 發(fā)送一條 DS18B20 功能指令之前 一定要 先 發(fā) 送 一條 ROM 命令， 兩者的發(fā)送順序不可顛倒， 否則出現(xiàn)錯(cuò)誤 。 此 條 指令的作用是將 EEPROM 中的 配置數(shù)據(jù)、TH 中的報(bào)警值和 TL 中的報(bào)警值 從拷回暫存器 中 。在初始化序列期間，總線控制器拉低總線并保持 480us 以發(fā)出一個(gè)復(fù)位脈沖， 接著 釋放總線， 最后 進(jìn)入接收狀態(tài)。除此之外， 召回 EEPROM指令 [B8H] 或者溫度轉(zhuǎn)換指令 [44H]被 總線控制器發(fā)送之后 ，總線控制器也馬上進(jìn)行 讀時(shí)序。晶振引腳接入頻率為 。接著判斷溫度 值是否超 出設(shè)定值 ， 一旦 溫度 高于設(shè)定值就自動(dòng) 報(bào)警，否則不報(bào)警。 欽州學(xué)院本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 23 return DBPort。 DS1302InputByte(ucAddr)。 delay_18B20(4)。 for (i=0。 ds1820wr(0xbe)。就不如 在繪制原理圖時(shí)一旦不注意，就有可能連錯(cuò)線，從而影響后面的工作 ，在調(diào)試電路時(shí)，缺少耐心你就不可能看到想要的效果 。 tflag=1。 } (4) 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換并讀取溫度程序 void read_temp() { 黃日剛 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 26 uchar a,b。 i++) { DQ = 0。 DS1302InputByte(ucAddr|0x01)。 _nop_()。 //開啟顯示 ,無光標(biāo) LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN)。按鍵 0 至按鍵 3 用于時(shí)間調(diào)整，按鍵 0 是調(diào)整模式選擇健，可以對秒、分、時(shí)、星期、日、月和年進(jìn)行調(diào)整。這幾個(gè)模塊組合在一起構(gòu)成了系統(tǒng)的總體硬件電路。 要 產(chǎn)生 一個(gè)寫時(shí)序， 數(shù)據(jù)線先被總線控制器 拉到低電平 接著再 釋放， 當(dāng) 寫時(shí)序 進(jìn)行到 15us 后總線被釋放 。協(xié)議包括幾種單總線信號(hào)類型，它們是存在脈沖、復(fù)位脈沖、讀 讀 0、寫 1 和寫 0。 開始 時(shí)寫入 TH 寄存器， 這是第一個(gè)階段，第