【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中 RST 置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc≥， RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時(shí)， 才能將 RST 置為高電平。 I/O 為串行數(shù)據(jù) 雙向 輸入輸出端， SCLK 始終是輸入端 [3]。 V c c 1V c c 2S C L KI/ OR S TX 1X 2G N D12348765 圖 24 DS1302 引腳圖 飲水機(jī)溫度 控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 7 本文中 RST、 SCLK 和 I/O 口分別于單片機(jī)的 , 。 圖 25為時(shí)鐘電路硬件部分： 圖 25 時(shí)鐘電路硬件電路圖 數(shù)據(jù)保存電路 圖 26 數(shù)據(jù)保存硬件電路圖 數(shù)據(jù)保存電路功能就是 數(shù)據(jù)通過(guò)單片機(jī)的數(shù)據(jù)口被單片機(jī)接收后單片機(jī)再通過(guò)串口發(fā)給計(jì)算機(jī) ， 在計(jì)算機(jī)中用串口調(diào)試工具就可以收到單片機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù) 。本文數(shù)據(jù)保存電路根據(jù)系統(tǒng)的要求，即 保存設(shè)定 的溫度以與實(shí)際溫度比較來(lái)控制繼電器開(kāi)合狀態(tài) ，因而采用 24C04A，其內(nèi)存為 4K。數(shù)據(jù)保存電路如圖 26 所示： 飲水機(jī)溫度 控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 8 本設(shè)計(jì)采用 24C04A 保存電路 SCK 和 SDA 引腳分別接單片機(jī) 和 引腳。 鍵盤(pán)接口電路 常用的鍵盤(pán)接口電路有獨(dú)立式按鍵接口和矩陣式按鍵接口，根據(jù)本設(shè)計(jì)的功能要求采用獨(dú)立式按鍵接口。本設(shè)計(jì)鍵盤(pán)接口很簡(jiǎn)單，五個(gè)開(kāi)關(guān)分別直接與單片機(jī)引腳 相連， 與 是讀和寫(xiě)命令， 與 負(fù)責(zé)寫(xiě)入的溫度的十位與個(gè)位， 引腳負(fù)責(zé)“開(kāi)始”命令。 電磁繼電器控制電路 電磁繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流 ， 較低的電壓去控制較大電流 ， 較高的電壓的一種 “ 自動(dòng)開(kāi)關(guān) ” 。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用 [4]。 本模塊中繼電器與一燈泡相連，加熱狀態(tài)時(shí)為燈亮即繼電器閉合，保溫狀態(tài)時(shí)，燈滅，繼電器斷開(kāi)。 繼電器與單片機(jī)相連如圖 27 所示： 圖 27 繼電器硬件電路圖 本設(shè)計(jì)中若繼電器吸合電源接通開(kāi)始加熱同時(shí)燈亮，反之燈滅。 飲水機(jī)溫度 控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 9 顯示模塊 圖 28 液晶顯示硬件電路圖 本文采用 LCD 顯示溫度與時(shí)間，因?yàn)橐@示較多字符所以 不選用 LED。 一般選用LMO16L 作為 液晶模塊，其采用 HD44780 控制器， HD44780 具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指令集可以實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng)、閃爍功能。 單片機(jī)控制液晶顯示屏系統(tǒng)總共可分為四個(gè)環(huán)節(jié)，分別是單片機(jī)控制系統(tǒng)、字符顯示模塊、控制開(kāi)關(guān)模塊和液晶顯示屏模塊。通過(guò)這四個(gè)模塊的協(xié)調(diào)工作就可以完成相應(yīng)的液晶屏控制和顯示功能 [5]。如上圖 28 所示 ： 本文設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)口接Ｐ 0 口的輸入，并根據(jù)不同的按鍵在字符型液晶 上顯示不同的字符。 LCD 的 D0—D7 引腳分別于單片機(jī) P0—P7 數(shù)據(jù)口連接。 系統(tǒng)的總體硬件電路 本文采用 AT89C52 型號(hào)的單片機(jī)，此型號(hào)單片機(jī)是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)。 AT89C52 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫(xiě)口線 。AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本 [6]。 由系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能將 各個(gè)模塊與單片機(jī)連接構(gòu)成系統(tǒng)整體硬件電路，如圖 29 所示： 飲水機(jī)溫度 控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 10 圖 29 總硬件電路圖 3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 為了便于系統(tǒng)維護(hù)和功能擴(kuò)充，采用了模塊化程序設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)各個(gè)模塊的具體功能都是通過(guò)子程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)的。 本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)包括主程序，鍵盤(pán)子程序，報(bào)警子程序，顯示模塊子程序等。 軟件總體設(shè)計(jì)思路 良好的設(shè)計(jì)方案可以減少軟件設(shè)計(jì)的工作量，提高軟件的 可讀性，擴(kuò)展性和通用型 。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和步驟如下 ： 飲水機(jī)溫度 控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 11 (1) 按照系統(tǒng)的功能要 求 來(lái) 逐級(jí)劃分模塊。 (2) 明確各模塊之間的數(shù)據(jù)流傳遞關(guān)系， 為 增強(qiáng)各模塊的獨(dú)立性，力求數(shù)據(jù)傳遞少 ，便于軟件編制和調(diào)試。 (3) 確定軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，選擇設(shè)計(jì)語(yǔ)言，完成模塊功能設(shè)計(jì)，并分別調(diào)試通過(guò)。 (4) 按照開(kāi)發(fā)式軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，將各模塊有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，即成一個(gè)較完善的系統(tǒng)。 主程序軟件設(shè)計(jì) 主程序主要包括對(duì)顯示子程序，鍵盤(pán)子程序，報(bào)警子程序的控制和調(diào)用。下圖流程圖是按照其本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)的設(shè)計(jì)的。 主程序流程圖如圖 31： 主 程 序初 始 化L C D 初 始 化L C D 顯 示 溫 度設(shè) 定 目 標(biāo) 溫 度設(shè) 定 溫 度 大于 報(bào) 警 值 9 9 度報(bào) 警D S 1 8 B 2 0讀 取 溫 度L C D 顯 示 溫 度實(shí) 溫 大 于設(shè) 定 溫 度繼 電 器 斷 開(kāi) 停止 加 熱 燈 滅繼 續(xù) 加 熱 燈 亮YNYN 飲水機(jī)溫度 控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 12 31 主程序流程圖 鍵盤(pán)子程序軟件設(shè)計(jì) 在執(zhí)行程序的時(shí)候只需逐位判斷 ， ， ， 口是高電平還是低電平，若為高電平，則表示沒(méi)有按鍵按下；若為低電平，則表示有按鍵按下。在程序的設(shè)計(jì)當(dāng)中，考慮了按鍵的去抖動(dòng)問(wèn)題。因?yàn)橛檬职聪乱粋€(gè)按鍵時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)所按鍵在閉合位置和斷開(kāi)位置之間跳動(dòng)幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況。在釋放一個(gè)鍵的時(shí)候，也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似的情況，抖動(dòng)的時(shí)間是不一致的，通常小于 10 毫秒，若抖動(dòng)的問(wèn)題不解決，就會(huì)引起閉合鍵的多次讀入。對(duì)于鍵的抖動(dòng)處理，一般采用軟件延時(shí) 10 毫秒的方法。在 發(fā)現(xiàn)有按鍵閉合時(shí)，不是立即讀入該鍵值，而是延時(shí)一段時(shí)間以后，再進(jìn)行鍵閉合與否的判斷，確認(rèn)此時(shí)是否真的有按鍵下，有則進(jìn)行該按鍵的處理，沒(méi)有則不進(jìn)行處理。 先判斷是否右鍵按下，再判斷是哪個(gè)按鍵，分別按照各個(gè)功能執(zhí)行。 鍵盤(pán)子程序如圖 32： 有 按 鍵按 下 ？延 時(shí) 1ms判 別 鍵 號(hào)按 鍵 處 理開(kāi) 始返 回 32 鍵盤(pán)子程序流程圖 飲水機(jī)溫度 控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 13 報(bào)警子程序軟件設(shè)計(jì) 報(bào)警子程序是在當(dāng)設(shè)定的保溫溫度大于 99℃時(shí)，當(dāng)加熱到這個(gè)預(yù)設(shè)溫度時(shí)，蜂鳴器報(bào)警提示水燒開(kāi)，繼電器斷開(kāi)，停止加熱，溫度下降，停止報(bào)警。報(bào)警子程序中響樂(lè)用到的頭文件如下： include define uchar unsigned char define uint unsigned int define OSC 12021000 //OSC//定義普通音符演奏的長(zhǎng)度分率 ,每 4 分音符間隔 define MUSIC_SPACE 4/5 sbit music_out=P3^6。//原始頻率表 void playm_init_sound(void)。 //void playm_interrupt_timer0(void)。 //interrupt 1。 //signature 簽字 Octachord 八度音節(jié) void playm_play_music(uchar *sound,uchar signature,unsigned octachord,uint speed)。 開(kāi) 始是 否 大 于預(yù) 設(shè) 溫 度 ？啟 動(dòng) 蜂 鳴 器不 啟 動(dòng) 蜂 鳴 器顯 示 溫 度NY 33 報(bào)警子程序流程圖 飲水機(jī)溫度 控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 14 顯示子程序軟件設(shè)計(jì) 顯示模塊子程序?yàn)轱@示溫度與當(dāng)前時(shí)間，其主 要功能仍為顯示預(yù)設(shè)溫度與當(dāng)前溫度。首先，從外界感知溫度輸入到溫度傳感器中，讀取溫度值進(jìn)行存儲(chǔ)，顯示出結(jié)果。然后如此循環(huán)。 其流程圖如圖 34 所示： 開(kāi) 始初 始 化D S 1 8 B 2 0存 在 ？R O M 操 作 命 令存 儲(chǔ) 操 作 命 令讀 取 溫 度返 回YN 34 顯示子程序流程圖 飲水機(jī)溫度 控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 15 4 系統(tǒng)軟件仿真 Protues 介紹 Protues 軟件是 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件 （該軟件 中國(guó) 總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)公司）。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前 應(yīng)用廣泛 的仿真單片機(jī) 及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者 以及 從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的工作者的青睞 [7]。 Proteus 是世界上著名的 E