【文章內(nèi)容簡介】 主程序設(shè)計 程序主要進行按鍵檢測，通過不同的按鍵可以進入不同的子程序?qū)崿F(xiàn)對各個功能的控制。系統(tǒng)主流程圖如圖 所示。 圖 主程序流程圖 開 始結(jié) 束S 1 = 0進 入 模 式選 擇初 始 化 I / O 口 ，L C D 1 2 8 6 4 ，D S 1 8 B 2 0 ， 中 斷S 2 = 0S 3 = 0是 否 缺 水S 4 = 0Y E S進 入 咖 啡模 式Y(jié) E SN O進 入 沏 茶模 式Y(jié) E S系 統(tǒng) 鎖 定B e e = 0 。M o t o r = 0 。L e d 2 = 0 。Y E S等 待 1 0 S是 否 加 滿L e d 1 = 0L e d 2 = 0L e d 3 = 0B e e = 1 。M o t o r = 1 。Y E S b e e = 1 。M o t o r = 1 。L e d 1 = 1 。L e d 2 = 1 。L e d 3 = 1 。N ON ON O用 戶 自 定義 模 式Y(jié) E S退 出 模 式選 擇S 5 = 0N OY E SN ON O中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 14 溫度子程設(shè)計 溫度子程序是用來控制 DS18B20 的單總線，進行 DS18B20 的初始化，以及溫度的讀取和溫度讀取后對二進制數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)為十進制數(shù)據(jù)，以便其他子程序的調(diào)用。根據(jù)芯片手冊上的時序圖編程即可完成對 DS18B20 的控制 [14]。 復(fù)位時序圖如圖 。 圖 復(fù)位時序圖 主機總線從 to 時刻開始發(fā)送一個最短為 480us 的復(fù)位脈沖，在 t1 時刻釋放總線等待，如果復(fù)位成功，則會在 15~60us 后由 DS18B20 發(fā)送一個高脈沖到主機上，接著 DS18B20 在 t2 時刻發(fā)出發(fā)出長達(dá) 60~240us 的低脈沖則復(fù)位成功。每次進行溫度采集時均需要復(fù)位。參考程序如下； void Init18b20 (void) { D18B20=1。 _nop_()。 D18B20=0。 TempDelay(80)。 //delay 530 uS//80 _nop_()。 D18B20=1。 TempDelay(14)。 //delay 100 uS//14 if(D18B20==0) flag = 1。 //detect 1820 success! else flag = 0。 //detect 1820 fail! TempDelay(20)。 //20 _nop_()。 _nop_()。 D18B20 = 1。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 15 } 寫數(shù)據(jù)時序圖如圖 所示。 圖 寫時序圖 主機總線從 to 時刻由高拉低，在隨后 的 15us~60us 后將所需要寫入的數(shù)據(jù)寫入總線由主機采樣。兩個數(shù)據(jù)間隙應(yīng)當(dāng)在 1us 以上 [15]。參考程序如下： void WriteByte (uchar wr) //單字節(jié)寫入 { unsigned char idata i。 for (i=0。i8。i++) { D18B20 = 0。 _nop_()。 D18B20=wramp。0x01。 TempDelay(3)。 //delay 45 _nop_()。 _nop_()。 D18B20=1。 wr = 1。 } } 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 16 讀數(shù)據(jù)時序圖如圖 所示： 圖 讀時序圖 主機總線從 t0 時刻開始保持 15us 的低電平隨后在 t1 時刻將電平拉高持續(xù) 45us以上，主機便可以總線上讀取 DS18B20 放在總線上的數(shù)據(jù)。讀取每個位數(shù)據(jù)間隔必須大于 1us。 參考程序如下： unsigned char ReadByte (void) //讀取單字節(jié) { unsigned char idata i,u=0。 for(i=0。i8。i++) { D18B20 = 0。 u = 1。 D18B20 = 1。 if(D18B20==1) u |= 0x80。 TempDelay (2)。 _nop_()。 } return(u)。 } 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 17 按鍵子程序設(shè)計 設(shè)計總共設(shè)計了 5 個按鍵，功能是為了改變標(biāo)志位 flag,從而程序可以通過判斷標(biāo)志位 flag 進入相應(yīng)的程序。程序流程圖如圖 所示 。 圖 按鍵子程序流程圖 程序設(shè)計思路為， S1（按鍵 1）同單片機的外部中斷 1 相連。當(dāng) S1 按下則進入外部中斷 1 相應(yīng)的子程 序中，并且在該子程序中進行循環(huán)。通過 S2， S3， S4 選擇系統(tǒng)三種不同的工作模式 ,分別為咖啡模式，固定水溫 65℃；沏茶模式，固定水溫 85℃；以及用戶想要自行設(shè)定溫度，可以通過按鍵進行調(diào)節(jié)確定。如果用戶想要退出模式選擇，進入普通的冷水使用則按下 S5 終止按鍵子程序的循環(huán)。為了防止空燒的情況，會在每次循環(huán)前檢測水箱液位。故不會出現(xiàn)程序邏輯混亂導(dǎo)致水箱空燒的情況，參考程序如下： 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 18 if(s2==0)//咖啡模式 { delay(5)。 if(s2==0) { while(!s2)。 lcd_wcmd(0x01)。 init_disp3()。 hot=0。 green=1。 yellow=0。 red=1。 while(1) { TemperatuerResult()。 if(Temperature30) { finish()。 lcd_wcmd(0x01)。 init_disp2()。 break。 } if(s5==0) { delay(5)。 if(s5==0) { lcd_wcmd(0x01)。 init_disp2()。 red=1。 yellow=1。 green=1。 break。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 19 } } } } } /************************************************/ 該程序為咖啡模式下的程序，沏茶模式與用戶模式程序與該程序段類似故不再過多介紹，詳細(xì)請參照附錄程序部分。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 20 繼電器控制子程序設(shè)計 本段程序為系統(tǒng)的主要控制程序，故在此詳細(xì)介紹。本段程序主要用來四個繼電器的斷開與吸和，從而實現(xiàn)對控制水泵，電磁閥，加熱電阻絲以及臭氧發(fā)生器的控制。當(dāng)檢測到水箱缺水的情況下 MCU 相應(yīng) I/O 口輸出低電平，繼電器吸和，從而使用外部 12V 電源對水泵供電，當(dāng)液位傳感器檢測到熱水箱加滿水后則繼電器斷開，如果熱水 箱在一定時間內(nèi)沒有加滿水則繼電器斷開，報警電路工作。正常情況下，水箱加滿水后 MCU 控制大功率繼電器吸和，從而加熱電阻絲工作。 DS18B20 工作采集水溫，當(dāng)水溫高于用戶設(shè)定時則控制加熱電阻絲的繼電器斷開，系統(tǒng)停止加熱。轉(zhuǎn)而由紅外傳感器監(jiān)測是否有杯子放在熱水出水口，如果有則在液晶屏幕上顯示文字提醒用戶 [16]。等待一段時間后控制電磁閥的繼電器常開觸點閉合，常閉觸點打開。熱水流出。用戶此時可以通過按鍵關(guān)閉電磁閥，或者在一定時間后電磁閥自動關(guān)閉。此時系統(tǒng)會返回用戶選擇工作模式界面。程序流程圖如圖 所示。 圖 繼電器控制流程圖 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 21 顯示子程序設(shè)計 顯示部分使用的 LCD12864， LCD12864 自帶漢字庫使用方便。支持串行數(shù)據(jù)傳輸及并行數(shù)據(jù)傳輸。顯示子程序使用的是 LCD12864 并行數(shù)據(jù)傳輸方式。根據(jù)LCD12864 讀寫時序圖即可完成對 LCD12864 的控制。 LCD12864 顯示一個漢字相當(dāng)于在一個 16*16 的矩陣上顯示出漢字，但由于LCD12864 每行最多可以顯示八個漢字，所以每次需要寫入所顯示的數(shù)據(jù)時，首先是要把所顯示的位置坐標(biāo)確定，通常使用 X 軸， Y 軸來確 定所顯示數(shù)據(jù)的在液晶屏上的位置。參考程序如下： void lcd_pos(uchar X,uchar Y) { uchar pos。 if (X==1) {X=0x80。} else if (X==2) {X=0x90。} else if (X==3) {X=0x88。} else if (X==4) {X=0x98。} pos = X+Y 。 lcd_wcmd(pos)。 //顯示地址 } LCD12864 寫時序圖如圖 所示： 圖 寫時序圖 根據(jù)寫時序圖可知： RS 在 VIN1 時刻由高電平拉低， R/W 由高電平拉低， E 端口由低電平拉高。并且經(jīng)過一段延時后將數(shù)據(jù)寫入在并行接口上。數(shù)據(jù)寫入后經(jīng)過中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 22 一段時間將 RS 拉高， R/W拉高， E 端口拉低。完成一個字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入到 LCD12864。同時寫入程序分為寫入命令和寫入所顯示數(shù)據(jù)，寫入命令是直接更改 LCD12864 內(nèi)部寄存器的參數(shù)，而寫入所顯示數(shù)據(jù)則寫入的數(shù)據(jù)相應(yīng)的 ASCLL 碼或者漢字庫里自帶的漢字，參考程序 如下： void lcd_wdat(uchar dat) { while(lcd_busy())。 LCD_RS = 1。 LCD_RW = 0。 LCD_EN = 0。 P0 = dat。 delayNOP()。 LCD_EN = 1。 delayNOP()。 LCD_EN = 0。 } /************************************************/ void lcd_wcmd(uchar cmd) { while(lcd_busy())。 LCD_RS = 0。 LCD_RW = 0。 LCD_EN = 0。 P0 = cmd。 delayNOP()。 LCD_EN = 1。 delayNOP()。 LCD_EN = 0。 } 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 23 LCD12864 讀時序圖如圖 所示 。 圖 讀時序圖 同寫數(shù) 據(jù)類似，根據(jù)讀數(shù)據(jù)的時序圖就能夠編輯出相應(yīng)的控制程序，從 VIN1時刻開始， RS 由低電平拉高至高電平，隨后 R/W 由低電平拉高至高電平， E 端口由低電平拉高使能 LCD12864。同時需要讀出的數(shù)據(jù)就會放在并行數(shù)據(jù)總線上，用戶讀取即可，在這次操作完后需要將 RS 拉低， R/W 拉低 ,E 端口拉低以供下次使用，由于本設(shè)計并未用到該功能故不作詳細(xì)介紹 [17]。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 24 5 調(diào)試與制作 硬件制作與調(diào)試 硬件部分調(diào)試分為原理圖審核， PCB 圖審核和 PCB 板的檢測，焊接檢測。原理圖為這個硬件設(shè)計的