【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L 1 0 L 1 1L8 L9當(dāng)前溫度 恒定溫度 圖 LED 七段共陰數(shù)碼管 ? 片選部分：如圖 ，由一片 24譯碼器（ 74LS139）構(gòu)成，單片機(jī)的 24譯碼器的 A、 B端口，進(jìn)行譯碼后輸出123U 7 : A74 LS 0 8456U 7 : B74 LS 0 89108U 7 : C74 LS 0 8SASBSCSDSS 17 到 LED七段數(shù)碼管的片選端口，其譯碼功能如表 。 A2Y04B3Y15Y26E1Y37U 3 : A7 4 L S 1 3 9KAKBL8L9L 1 0L 1 1 圖 動(dòng)態(tài)顯示片選電路（ 24 譯碼器） 表 74LS139 功能表 輸入 輸出 選通端 地址輸入端 E A B Y0 Y1 Y2 Y3 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 ? 譯碼部分：該電路由 LED七段數(shù)碼管顯示譯碼器（ 4511）來(lái)完成，如圖，單片機(jī)將要顯示的十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 8421BCD編碼 ，對(duì)應(yīng)的譯碼值如表 ，再分別送到 LED七段數(shù)碼管顯示譯碼器的 A、 B、 C、D引腳進(jìn)行譯碼，最后輸出到 LED七段數(shù)碼管的相引腳。 18 L1L3L2L4L5L6L7R11kR21kR31kR41kR51kR61kR71k+5A7B1C2D6LT3BI4L E /S T B5QA13QB12QC11QD10QE9QF15QG14U64 5 1 1 圖 LED 七段數(shù)碼顯示譯碼電路 表 4511 譯碼表 8421BCD 碼 十進(jìn)制數(shù) 0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 8 1001 9 串口通信電路 為了使測(cè)得的溫度更準(zhǔn)確，在本系統(tǒng)中 采用了溫度傳感器 DS18B20來(lái)獲取當(dāng)前溫度，而 DS18B20是采用 I2C總線進(jìn)行通信的，如圖 ，單片機(jī)使用 端口與 DS18B20的數(shù)據(jù)通訊端口相連接，并通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn) DS18B20的讀和寫(xiě)。 19 +53 2 . 0DQ2V C C3G ND1U8DS 1 8 B 2 0 圖 單片機(jī)與 DS18B20 的通信 控制執(zhí)行單元設(shè)計(jì) 該電路的主要任務(wù)是完成單片機(jī)所發(fā)出的升溫或降溫操作，來(lái)控制外部的升溫或降溫設(shè)備。如圖 ，電路的 GK1和 GK2端分別與單片機(jī)的 相連接，其工作原理如下： 在通常情況下， GK1和 GK2均為低電平，當(dāng)單片機(jī) 向溫度控制執(zhí)行電路發(fā)送降溫命令時(shí)， GK1為高電平， GK2為低電平，使三極管 Q1飽和導(dǎo)通，此時(shí)使繼電器 RL1閉合控制外部的降溫設(shè)備進(jìn)行工作，同時(shí)發(fā)光二極管 D9將被點(diǎn)亮，提醒使用者溫度過(guò)高正在進(jìn)行降溫操作。 當(dāng)單片機(jī)向溫度控制執(zhí)行電路發(fā)送升溫命令時(shí)， GK1為低電平， GK2為高電平，使三極管 Q2飽和導(dǎo)通，此時(shí)使繼電器 RL2閉合控制外部的升溫設(shè)備進(jìn)行工作，同時(shí)發(fā)光二極管 D4將被點(diǎn)亮，提醒使用者溫度過(guò)低正在進(jìn)行升溫操作。 20 +5G K 1G K 2D9L E D R E D溫度過(guò)低溫度過(guò)高R L 1G 2 RL 1 A B D C 5Q1M P S 6 5 1 4R83 0 0Q2M P S 6 5 1 4R L 2G 2 RL 1 A B D C 5D4L E D B I RGR93 0 0 圖 溫度控制及相應(yīng)顯示電路 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 主程序 根據(jù)所學(xué)知識(shí) ，實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的軟件部分將使用匯編語(yǔ)言，要配合硬件部分實(shí)現(xiàn)輸入一個(gè)需要恒定的溫度值和偏差溫度，與從溫度傳感器所獲取的當(dāng)前實(shí)際溫度相比較，并向溫度控制執(zhí)行電路發(fā)出升溫或降溫的命令，在這一過(guò)程中將隨時(shí)顯示當(dāng)前溫度值和設(shè)置的溫度值。其主要實(shí)現(xiàn)的部分包括：鍵盤(pán)輸入、溫度采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、動(dòng)態(tài)顯示、溫度控制等。主程序流程圖如圖 所示。 21 圖 主 程序流程圖 開(kāi)始 系統(tǒng)初始化 發(fā)送溫度讀取指令 讀出溫度值 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 16 進(jìn)制→ 10進(jìn)制 溫度控制執(zhí)行 顯示當(dāng)前溫度和設(shè)置溫度 是否有外部中斷0 請(qǐng)求？ 鍵盤(pán)輸入中斷服務(wù)子程序 結(jié)束 22 溫度采集子程序 溫度采集子程序主要負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)外部的溫度傳感器 DS18B20進(jìn)行工作，通過(guò)串口通信方式向 DS18B20寫(xiě)入 ROM命令，并讀取當(dāng)前溫度值，將讀取的數(shù)據(jù)存放在 26H2EH存儲(chǔ)單元，其中 26H單元存放溫度值的低位， 27H單元存放溫度值的高位，程序流程圖如圖 。 圖 溫度采集子程序流程圖 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序功能是將從溫度采集子程序中采集的十六進(jìn)制溫度數(shù)據(jù) ，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的數(shù)值并存儲(chǔ)在指定的存儲(chǔ)單元內(nèi)。由于該恒溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)有效為 099，所以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換原理為：將獲取到的十六進(jìn)制溫度值除以十進(jìn)制數(shù) 10，所得到的商為相應(yīng)十進(jìn)制數(shù)的十位，并存入 31H 單元，余數(shù)則為相應(yīng)十進(jìn)制數(shù)的個(gè)位，并存入 30H 單元，其程序流程圖如圖 所示。 開(kāi)始 DS18B20 復(fù)位 向 DS18B20 寫(xiě)入相應(yīng)的 ROM 命令 讀出溫度值 并進(jìn)行校驗(yàn) 結(jié)束 23 圖 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程圖 動(dòng)態(tài)顯示子程序 在該恒溫系統(tǒng)中使用了兩個(gè)兩位的 LED七段數(shù)碼管來(lái)顯示系統(tǒng)所采 集的當(dāng)前溫度值和設(shè)置的溫度值，為了不占用更多的單片機(jī)端口，在針對(duì)顯示電路的設(shè)計(jì)時(shí)采用了動(dòng)態(tài)顯示的方案，而動(dòng)態(tài)顯示子程序的主要任務(wù)就是控制顯示電路的掃描規(guī)律，其程序流程圖如圖 。 開(kāi)始 合并溫度值的高位和低位存入 A A 除以 10 商送 31H 單元 余數(shù)送 30H 單元 結(jié)束 24 圖 動(dòng)態(tài)顯示子程序流程圖 溫度控制執(zhí)行子程序 溫度控制執(zhí)行子程序的任務(wù)是檢測(cè)由溫度計(jì)測(cè)得的當(dāng)前溫度值是否在設(shè)置開(kāi)始 當(dāng)前溫度高位送入 A 片選信號(hào)初始化 ORL A,30H 當(dāng)前溫度高位片選信號(hào)ANL A,0CFH 顯示輸出 MOV P1,A 延時(shí) 1ms 當(dāng)前溫度低位送入 A 片選信號(hào)初始化 ORL A,30H 當(dāng)前溫度低位片選信號(hào)ANL A,0DFH 顯示輸出 MOV P1,A 延時(shí) 1ms 設(shè)置溫度高位送入 A 片選信號(hào)初始化 ORL A,30H 設(shè)置溫度高位片選信號(hào)ANL A,0EFH 顯示輸出 MOV P1,A 延時(shí) 1ms 設(shè)置溫度低位送入 A 片選信號(hào)初始化 ORL A,30H 設(shè)置溫度低位片 選信號(hào)ANL A,0FFH 顯示輸出 MOV P1,A 延時(shí) 1ms 結(jié)束 25 溫度值的允許范圍內(nèi)，若當(dāng)前溫度大于設(shè)置溫度的允許范圍，表明當(dāng)前溫度過(guò)高，立即向溫度控制電路發(fā)出降溫命令（ 為高電平， 為低電平）；若當(dāng) 前溫度小于設(shè)置溫度的允許范圍，表明當(dāng)前溫度過(guò) 低，立及向溫度控制電路發(fā)出升溫命令（ 為低電平， 為高電平），程序流程圖如圖 所示。 圖 溫度控制執(zhí)行子程序流程圖 開(kāi)始 當(dāng)前溫度加偏差溫度 設(shè)置溫度加偏差溫度 判斷溫度是否過(guò)高 （設(shè)置溫度加偏差溫度 再減當(dāng)前溫度） 判斷溫度是否過(guò)低 （當(dāng)前溫度加偏差溫度 再減設(shè)置溫度） 初始溫度控制端 和 置低電平 發(fā)出降溫命令 高電平 低電平 發(fā)出升溫命令 低電平 高電平 結(jié)束 Y Y N N 26 鍵盤(pán)輸入中斷服務(wù)子程序 在本系統(tǒng)中鍵盤(pán)輸入請(qǐng)求使用 INT0（外部中斷 0）來(lái)實(shí)現(xiàn)， INT0 采用電平觸發(fā)方式，當(dāng)按下鍵盤(pán)中的“設(shè)置 /切換”鍵時(shí)， INT0（ ）端為低電平時(shí)，進(jìn)入鍵盤(pán)輸入中斷服務(wù)子程序，此時(shí)可以設(shè)置要恒定溫度，“刪除（ *）”鍵為刪除鍵，點(diǎn)擊一次 可刪除輸入的一位數(shù)據(jù)，在輸入過(guò)程中通過(guò) 端口判斷每次按鍵后是否釋放，當(dāng)按下“確定（ ）”號(hào)鍵時(shí)，則保存設(shè)置并退出中斷服務(wù)子程序，返回到主程序，其程序流程圖如圖 所示。 27 圖 鍵盤(pán)輸入中斷服務(wù)子程序流程圖 INT0 請(qǐng)求 設(shè)置控制、溫度控制初始化 設(shè)置切換輸入 =低電平？ 設(shè)置第一 列鍵碼 和第一列掃描端（ ）為低電平 延時(shí) 20ms 消除抖動(dòng) 鍵按第二行掃描 =低電平？ 鍵按第三行掃描 =低電平？ 鍵按第四行掃描 =低電平？ 設(shè)置第二列鍵碼 和第二列掃描端（ ）為低電平 延時(shí) 20ms 消除抖動(dòng) 設(shè)置第三列鍵碼 和第三列掃描端（ ）為低電平 延時(shí) 20ms 消除抖動(dòng) 第一列是否掃描過(guò)？ 第二列是否掃描過(guò)？ 第三列是否掃描過(guò)？ 輸入顯示 鍵值相加，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 輸入確定？ 返回主程序 鍵按第一行掃描 =低電平？ 按鍵 是否釋放？ 設(shè)置切換 Y N Y Y N N Y Y N N Y N Y N Y N Y N Y N 28 第 5 章 結(jié) 論 在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的過(guò)程中我充分應(yīng)用了在課堂上所學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，當(dāng)把理論知識(shí)通過(guò)自己的雙手變成實(shí)際后，使我對(duì)電路設(shè)計(jì)有了更多的了解，同時(shí)又產(chǎn)生了更濃厚的興趣。 本系統(tǒng)的核心技術(shù) 表現(xiàn)在溫度采集、 3x4 矩陣鍵盤(pán)輸入和動(dòng)態(tài)顯示部分，其中溫度采集的硬件部分使用溫度傳感器 DS18B20，通過(guò)軟件控制與 DS18B20 的串口通訊來(lái)進(jìn)行溫度采集； 3x4 矩陣鍵盤(pán)輸入采用鍵碼的掃描來(lái)實(shí)現(xiàn) .。 為了實(shí)現(xiàn)這一系列功能我主動(dòng)與指導(dǎo)老師交流，并且查閱了大量相關(guān)的書(shū)籍，在此過(guò)程中進(jìn)一步鍛煉了自己思考問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，鞏固并提高了自己的單片機(jī)、數(shù)字電路、模擬電路等相關(guān)知識(shí)。 該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的最終功能是控制外界溫度，使溫度恒定在一定的范圍內(nèi)，統(tǒng)所能測(cè)量溫度的范圍在 099 度之間，能恒定的范圍是在 198 度之間，所 以該系統(tǒng)在日常生活與生產(chǎn)中有較大的應(yīng)用空間，特別是運(yùn)用在 養(yǎng)殖 業(yè)方面。而在一些特殊的生產(chǎn)環(huán)境中，其需要恒