【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 I/O 輸出信號(hào)控制繼電器的工作已否從而達(dá)到控制插座開(kāi)關(guān)的目的。 溫度采集模塊 DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單、體積小、低功耗、高精度、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)的數(shù)字溫度傳感器。 DS1820 數(shù)字溫度計(jì)提供 9 位 (二進(jìn)制 )溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。信息經(jīng)過(guò)單線接口送入 DS1820 或從 DS1820 送出，因此從主機(jī) CPU 到 DS1820 僅需一條線 (和地線 )、 DS1820 的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源。因?yàn)槊恳粋€(gè) DS1820 在出廠時(shí)已經(jīng)給定了唯一的序號(hào)，因此任意多個(gè) DS1820 可以存放在同一條單線總線上。這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件。 DSI820 的測(cè)量范圍從一 55℃到 +125℃ 增量值為 ℃ ，可在 1s(典型值 )內(nèi)把溫度變換成數(shù)字每一個(gè) DS1820包括一個(gè)唯一的 64 位長(zhǎng)的序號(hào)，該序號(hào)值存放在 DS1820 內(nèi)部的 ROM(只讀存貯器 )中。開(kāi)始 8 位是產(chǎn)品類型編碼 (DS1820 編碼均為 10H)、接著的 48 位是每個(gè)器件唯一的序號(hào) 、最后 8位是前面 56 位的 CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn) )碼。DS1820 中還有用于貯存測(cè)得的溫度值的兩個(gè) 8 位存貯器 FAM 編號(hào)為 0 號(hào)和 1號(hào)。1號(hào)存貯器存放溫度值的符號(hào)，如果溫度為負(fù) (℃ ).則 1 號(hào)存貯器 8位全為 1，否則全為 0。 0號(hào)存貯器用于存放溫度值的補(bǔ)碼， LSB(最低位 )的“ 1表示 ℃ 。將存貯器中的二進(jìn)制數(shù)求補(bǔ)再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)并除以 2 就得到 被測(cè)溫度 (550℃一 125℃ ). DS1820 的引腳如圖 所示、每只 DS1820 都可以設(shè)置成兩種供電方式 .即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式。采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省 一 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 15 頁(yè) 共 29 頁(yè) 根導(dǎo)線，但完成溫度測(cè)量的時(shí)間較長(zhǎng) ， 采取外部供電方式則多用一根導(dǎo)線，但測(cè)量速度較快 。 ：地； ：數(shù)字輸入 /輸出； ：可選的 +5V電源。 圖 DS18B20的引腳圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 16 頁(yè) 共 29 頁(yè) 本設(shè)計(jì)中用到的單片機(jī)是 STC89C52，為了使編寫(xiě)的程序更加簡(jiǎn)單明了，采用 C 語(yǔ)言進(jìn)行編程，用 Keil 軟件進(jìn)行編譯， STC— ISP軟件進(jìn)行下載。 軟件設(shè)計(jì)部分包括液晶顯示程序、 DS1302 計(jì)時(shí)程序、 DS18B20 測(cè)溫程序， 獨(dú)立式按鍵處理程序等。由于定時(shí)設(shè)置是通過(guò)獨(dú)立式按鍵進(jìn)行設(shè)置的，程序在按鍵掃描部分相對(duì)重要。在檢測(cè)到被設(shè)置了定時(shí)任務(wù)時(shí)，系統(tǒng)要檢測(cè)是否到達(dá)定時(shí)時(shí)間，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。 圖 ： 開(kāi) 始按 鍵 掃 描是 否 定 時(shí) ？執(zhí) 行 定 時(shí) 程 序Y是 否 到 達(dá) 定 時(shí) 時(shí) 間 或 溫 度執(zhí) 行 相 應(yīng) 開(kāi) 關(guān) 程 序 并 顯 示YNNN初 始 化 圖 主程序流程圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 17 頁(yè) 共 29 頁(yè) DS1302 計(jì)時(shí)程序的編寫(xiě) DS1302 串行時(shí)鐘芯片的主要組成部分：移位寄存器控制邏輯、振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及 RAM。為了初始化任何的數(shù)據(jù)傳送，把 RST置為高電平且把提供地址和命令信息的 8位裝入到移位寄存器中。數(shù)據(jù)在 SCLK 的上升沿串 行輸入。無(wú)論是讀周期還是寫(xiě)周期發(fā)生，也無(wú)論傳送方式是單字節(jié)傳送還是多字節(jié)傳送，開(kāi)始8位指定的 40 個(gè)字節(jié)中的那個(gè)將被訪問(wèn)。在開(kāi)始 8 個(gè)時(shí)鐘周期把命令字裝入移位寄存器之后，另外的時(shí)鐘在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，在寫(xiě)操作時(shí)輸入數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為 8加 8，在多字節(jié)方式下為 8加最大可達(dá) 248的數(shù)。 DS1302 總共有 12 個(gè)寄存器，其中的 7個(gè)寄存器分別與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。表 3 為它的日歷、時(shí)間寄存器及控制字，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫(xiě)操作 。 表 為 寄存器地址和內(nèi)容 ： 表 寄存器地 址和內(nèi)容 寫(xiě)寄存器 讀寄存器 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 秒 80H 81H CH 10秒 秒 分 82H 83H 0 10分 分 小時(shí) 84H 85H 12/2 4 0 10 A/P 時(shí) 時(shí) 日 86H 87H 0 0 10日 日 月 88H 89H 0 0 0 10月 月 星期 8AH 8BH 0 0 0 0 0 星期 年 8CH 8DH 10年 年 控制 8EH 8FH WP 0 0 0 0 0 0 0 如圖 為 DS1302的命令字節(jié)，每一數(shù)據(jù)傳送由命令字節(jié)初始化。最高位有效位 MSB 必須為 1。如果它是零，禁止寫(xiě) DS1302，位 6為邏輯 0 指定時(shí)鐘日歷數(shù)據(jù)；邏輯 1 指定 RAM 數(shù)據(jù)。位 1和 5指定進(jìn)行輸入或輸出的特定寄存器。最低 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 18 頁(yè) 共 29 頁(yè) 位 LSB 為邏輯 0指定進(jìn)行寫(xiě)操作；邏輯 1 指定進(jìn)行讀操作，命令字節(jié)總是從最低有效為 LSB 開(kāi)始輸入。 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W 圖 DS1302的命令字節(jié) 如圖 1302的程序流程圖： 開(kāi) 始變 量 出 事 換使 D S 1 3 0 2 不 具 備 寫(xiě)保 護(hù)復(fù) 位 將 產(chǎn) 生 一 個(gè) 高電 平寫(xiě) 1 3 0 2 地 址延 時(shí) 一 段 時(shí) 間向 該 地 址 寫(xiě) 數(shù) 據(jù)地 址 增 加數(shù) 據(jù) 寫(xiě) 完 了嗎 ？復(fù) 位 產(chǎn) 生 一 個(gè) 高 電 平寫(xiě) 1 3 0 2 地 址延 時(shí) 一 段 時(shí) 間將 改 地 址 的 數(shù) 據(jù) 讀 出地 址 增 加數(shù) 據(jù) 讀 完 了嗎 ？顯 示 數(shù) 據(jù)YYNN 圖 DS1302實(shí)時(shí)時(shí)間流程圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 19 頁(yè) 共 29 頁(yè) LCD1602 顯示電路程序編寫(xiě) 這部分的顯示過(guò)程主要是顯示從 DS1302讀取的日歷和時(shí)鐘數(shù)值， 從 DS18B20讀取溫度值， 同時(shí)當(dāng)檢測(cè)到獨(dú)立式按鍵有鍵按下時(shí)，顯示相應(yīng)的設(shè)置菜單等。 基本操作時(shí)序： 讀狀態(tài)：輸入： RS=L,RW=H,E=H 輸出： DO~D7=狀態(tài)字 寫(xiě)狀態(tài)：輸入： RS=L,RW=L,D0~D7=指令碼 ,E=高脈沖 輸出：無(wú) 讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=H,RW=H,E=H 輸出： DO~D7=數(shù)據(jù) 寫(xiě)數(shù)據(jù)：輸入： RS=H,RW=L,D0~D7=數(shù)據(jù) ,E=高脈沖 輸出：無(wú) 1602 顯示流程圖如圖 ： 圖 1602顯示流程圖 開(kāi)始 初始化 讀狀態(tài) 數(shù)據(jù)顯示 寫(xiě)數(shù)據(jù) 讀數(shù)據(jù) 寫(xiě)命令 返回 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 20 頁(yè) 共 29 頁(yè) DS18B20 顯示電路程序編寫(xiě) DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。 DS18B20 有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序。所有 時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫(xiě)時(shí)序開(kāi)始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫(xiě)命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。其設(shè)計(jì)流程圖如圖 所示。 測(cè) 溫 開(kāi) 始復(fù) 位 D S 1 8 B 2 0跳 過(guò) R O M 指 令啟 動(dòng) 溫 度 轉(zhuǎn) 換等 待 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 換復(fù) 位 D S 1 8 B 2 0讀 取 溫 度 值在 線 訪 問(wèn) D S 1 8 B 2 0 完 畢 ？YN 圖 溫度采集子程序流程圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 21 頁(yè) 共 29 頁(yè) 5． 仿真與調(diào)試 系統(tǒng)的仿真 本次設(shè)計(jì)仿真調(diào)試所用的軟件是 keil 和 ， keil 用來(lái)編寫(xiě)和調(diào)試程序， protues 用來(lái)搭建原理圖并進(jìn)行仿真。 在使用這兩個(gè)軟件時(shí)，都 遇到了一些問(wèn)題，例如在使用 protues 進(jìn)行原理圖繪制的時(shí)候，有些器件很難找到，這就會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間，所以，最后在網(wǎng)上下載了一個(gè) protues 元件對(duì)照表，這個(gè)問(wèn)題就得到了解決。在使用 keil 編程的時(shí)候，問(wèn)題主要出在編譯時(shí)，因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)程序代碼比較長(zhǎng)，所以在開(kāi)始編譯時(shí)， 會(huì)出錯(cuò)，提示是因?yàn)榇a太長(zhǎng)，開(kāi)始不知道該怎么辦，最后通過(guò)百度后才知道是因?yàn)榘惭b的 keil 軟件沒(méi)有破解，破解后問(wèn)題迎刃而解。 圖 kell軟件應(yīng)用圖 （ 1）點(diǎn)擊 project，設(shè)置一些軟件目標(biāo)選項(xiàng)： 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 22 頁(yè) 共 29 頁(yè) 圖 生成工程項(xiàng)目 點(diǎn)擊“ ProjectNew project”菜單，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，要求給將要建立的工程起一個(gè)名字，你可以在編緝框中輸入一個(gè)名字 ,點(diǎn)擊“保存”按鈕，出現(xiàn)第二個(gè)對(duì)話框，按要求選擇目標(biāo)器件片。 建立新文件并增加到組。分別設(shè)置“ target1”中的“ Target,output,debug”各項(xiàng)，使程序匯編后產(chǎn)生 HEX 文件。 （ 2）編譯，調(diào)試系統(tǒng)程序 Keil 單片機(jī)模擬調(diào)試軟件內(nèi)集成了一個(gè)文本編輯器，用該文本編輯器可以編輯源程序。在集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中選擇菜單“ File → New...”、單擊對(duì)應(yīng)的工具按鈕或者快捷鍵 Ctrl +N 將打開(kāi)一個(gè)新的文本編輯窗口，完成 C語(yǔ)言源文件的輸入，并且完成源程序向當(dāng)前工程的添加。 然后在集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中選擇菜單“ File→ Save As...”可以完成文件的第一次存儲(chǔ)。注意， C語(yǔ)言源文件的擴(kuò)展名應(yīng)該是“ .c”，它應(yīng)該與工程文件存儲(chǔ)在同一文件夾之內(nèi)。在完成文件的第一次存儲(chǔ)以后，當(dāng)對(duì) C語(yǔ)言源文件又進(jìn)行了修改，再次存儲(chǔ)文件則應(yīng)該選擇菜單“ File→ Save”、單擊對(duì)應(yīng)的工具按鈕或者快捷鍵 Ctrl +S 實(shí)現(xiàn)文件的保存。 接著的工作需要把 C語(yǔ)言源文件加入工程之中。選擇工程管理器窗口的子目“ Source Group 1”，再單擊鼠標(biāo)右鍵打開(kāi)快捷菜單。在快捷菜單中選擇“ Add File to Group ‘ Source Group 1’”，加入文件對(duì)話框被打開(kāi)。在這個(gè)對(duì)話框的“查 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 23 頁(yè) 共 29 頁(yè) 找范圍（ I）”下拉列表框中選擇存儲(chǔ) C語(yǔ)言源文件的文件夾，在“文件類型（ T）” 下拉列表框選擇“ C Source file（ *.a*； *.src）”，這時(shí)存儲(chǔ)的 C語(yǔ)言源文件將顯示出來(lái)。雙擊要加入的文件名或者選擇要加入的文件名再單擊“ Add”按鈕即可完成把 C語(yǔ)言源文件加入工程。文件加入以后，加入文件對(duì)話框并不消失，更多的文件也可以利用它 加入工程。如果不需要加入其它文件，單擊“ Close”按鈕可以關(guān)閉加入文件對(duì)話框。這時(shí)工程管理窗口的文件選項(xiàng)卡中子目錄“ Source Group 1”下出現(xiàn)一個(gè) C語(yǔ)言源文件。 需要注意，當(dāng)把 C語(yǔ)言源文件加入工程但還沒(méi)有關(guān)閉加入文件對(duì)話框，這時(shí)有可能被誤認(rèn)為文件沒(méi)有成功地加入工程而再次進(jìn)行加入操作，系統(tǒng)將顯示所需的文件已經(jīng)加入的提示。在這種情況下，單擊提示框中的“確定”按鈕，再單擊“ Close”按鈕可以關(guān)閉加入文件對(duì)話框。 (3) 編譯源程序，出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，返回上一級(jí)對(duì)錯(cuò)誤 更改后重新編譯，直到?jīng)]有錯(cuò)誤為止。 其中 需要注意是一些設(shè)置：