【文章內(nèi)容簡介】 4 7 4S W I T C HS W S P DT M O MA L EP 1 . 2P 1 . 1D2 P I N 圖 5 鎖存模塊電路 顯示模塊 溫度顯示電路是使用的串口顯示 ,如圖 6 所示。這種顯示最大的優(yōu)點就是使用 I/O接口資源比較少，只用 P3 口的 RXD（串行數(shù)據(jù)輸入口） 和 TXD（串行數(shù)據(jù)輸出口） ，三只數(shù)碼管采用 74LS164 移位寄存器驅(qū)動，顯示比較清晰。 SRG8RC1/amp。1D1324561081112913U57 4 L S 1 6 4SRG8RC1/amp。1D1324561081112913U37 4 L S 1 6 4SRG8RC1/amp。1D1324561081112913U47 4 L S 1 6 4P1.4RXDTXD 圖 6 顯示模塊電路 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 8頁 共 29頁 指示燈模塊 指示燈模塊由兩個發(fā)光二極管組成，如圖 7 所示。 D1 是系統(tǒng)指示燈， D2 是鎖存指示燈，當系統(tǒng)開始工作時， D1 亮。當 開關置低電平時 D2 亮起，表示此時在鎖存狀態(tài)。 D1L E DD2L E DR11kR21kD2 P INP 1 .3 圖 7 指示燈電路四川信息職業(yè)技 術學院畢業(yè)設計說明書 第 9頁 共 29頁 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 本系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀 取 溫度子程序、延時子程序、顯示數(shù)據(jù)子程序、系統(tǒng)初始化程序、溫度轉(zhuǎn)換段碼子程序、計算溫度子程序。 系統(tǒng)主程序 主程序的主要功能是負責整體調(diào)度，讀出并處理 DS18B20 測量的當前溫度值 ,處理讀取溫度值，顯示當前溫度值，判斷是否鎖存當前顯 示值。溫度測量每 1s 進行一次，流程圖如圖 8 所示。 開 始初 始 化 系 統(tǒng)讀 D S 1 8 B 2 0 暫 存 器轉(zhuǎn) 換 暫 存 器 值 到 段 碼顯 示 溫 度 值鎖 存 ？否是圖 一 主 函 數(shù) 流 程 圖 圖 8 主函數(shù)流程圖 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 10頁 共 29頁 讀取溫度子程序 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是向 DS18B20 發(fā)復位命令、操作 ROM 命令、溫度轉(zhuǎn)換開始命令等，然后讀取 DS18B20 的暫存器。當采用 12 位分辨率時 ,轉(zhuǎn)換時間約為750ms，在本程序設計中采用 1s 等待轉(zhuǎn)換的完成。流程圖如圖 9 所示。 開 始初 始 化 D S 1 8 B 2 0發(fā) S k i p R o m 命 令發(fā) C o n v e r t T 命 令延 遲 1 秒初 始 化 D S 1 8 B 2 0發(fā) S k i p R o m 命 令發(fā) C o n v e r t T 命 令發(fā) R e a d S c r a t c h p a d 命 令從 D S 1 8 B 2 0 中 讀 出 9 字節(jié) ， 并 放 入 暫 存 器結(jié) 束圖 二 讀 出 溫 度 子 程 序 流 程 圖 圖 9 讀 取 溫度子程序流程圖 延時子程序 為了嚴格符合 DS18B20 的操作協(xié)議，本程序定義了一系列延時程序，第一種主要采用 NOP 命令 (C 語言中用 _nop_()。函數(shù) )延時法 ,精 確到 10us。為了等待 DS18B20轉(zhuǎn)換溫度（大約 1 秒）本程序使用第二種延時法 ,循環(huán)延時法。 顯示數(shù)據(jù)子程序 顯示數(shù)據(jù)程序主要是通過 P3 口的 RXD 腳和 TXD 腳，以方式 0 同步發(fā)送數(shù)據(jù)以刷新 LS74164D 鎖存器來刷新 LED 顯示器。流程圖如圖 10 所示。 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 11頁 共 29頁 開 始T I 位 置 0向 S B U F 發(fā) 送 一 字 節(jié)結(jié) 束3 字 節(jié) 發(fā) 送 完 ？發(fā) 送 完 畢 ？是否是否圖 三 顯 示 數(shù) 據(jù) 子 程 序 圖 10 顯示數(shù)據(jù)子程序 系統(tǒng)初始化程序 主要功能是初始化串行口與觸發(fā)器。流程圖如圖 11 所示。 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 12頁 共 29頁 開 始結(jié) 束圖 四 系 統(tǒng) 初 始 化 子 程 序初 始 化 串 行 口顯 示 初 始 值觸 發(fā) 器 異 步 置 0觸 發(fā) 器 進 入 同 步 狀 態(tài)工 作 指 示 燈 亮D F ( P 1 . 1 腳 ) 置 1移 位 寄 存 器 異 步 置 0觸 發(fā) 器 進 入 同 步 狀 態(tài) 圖 11 系統(tǒng)初始化子程序 溫度轉(zhuǎn)換段碼子程序 溫度轉(zhuǎn)換段碼子程序的主要功能是把十進制整數(shù)形式的溫度值轉(zhuǎn)換為共陰極LED 數(shù)碼管的段碼并儲存 在 51 的 RAM 中定義的暫存器中。流程圖如圖 12 所示。 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 13頁 共 29頁 開 始結(jié) 束大 于 等 于1 0 0 ？大 于 等 于 0 ？小 于 1 0 ？轉(zhuǎn) 換 百 位 數(shù)字到 段 碼取 小 于 一 百的 部 分轉(zhuǎn) 換 十 位 數(shù)字到 段 碼大 于 等于 1 0 ？百 位 為 滅 轉(zhuǎn) 換 十 位 數(shù) 字到 段 碼百 位 為 滅 十 位 為 滅 百 位 為 百 位 為 滅 取 絕 對 值十 位 為 取 絕 對 值轉(zhuǎn) 換 個 位 數(shù) 字 到 段 碼圖 五 溫 度 轉(zhuǎn) 換 段 碼 子 程 序是 否否是是 否否是 圖 12 溫度轉(zhuǎn)換段碼子程序 計算溫度子程序 把 DS18B20 的溫度格式轉(zhuǎn)換為十進制浮點溫度值，四舍五入后返回其值。流程圖如圖 13 所示。 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 14頁 共 29頁 開 始暫 存 器 前 兩 字 節(jié)組 合 成 整 形轉(zhuǎn) 換 為 浮 點 型 再 加0 . 5結(jié) 束圖 六 計 算 溫 度 子 程 序溫 度 為 正 ？轉(zhuǎn) 換 為 浮 點 型 再 減0 . 5去 整 并 返 回 溫 度 值是 否 圖 13 計算溫度子程序四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 15頁 共 29頁 第 5 章 系統(tǒng)測試 本設計采用的核心是 AT89C51 單片機，通過溫度傳感器 DS18B暫存器74LS164 和 3 位 七段 LED 數(shù)碼管等作為外圍元件構(gòu)成了一個數(shù)字溫度計。 系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試后，可以穩(wěn)定運行。 本 系統(tǒng)采用串行器件具有線路簡單、體積小、價格低等優(yōu)點。 本系統(tǒng)的仿真采用 PROTEUS 軟件，在 PROTEUS 庫中選取的元件，如表 1 所示 。 表一 仿真元器件表 序號 型號 屬性1 AT89C51 51單片 機2 SWSPDTMOM 單刀雙擲開關3 CAP 電容器4 DS18B20 溫度傳感器5 7474 邊沿D觸發(fā) 器6 8位串 行輸入并行輸出移位寄存器7 電阻器8 LED 發(fā)光二極管9 7SEGCOMCATGRN 7段共 陰極數(shù)碼管10 CRYSTAL 晶振11 CLOCK 信號源 仿真結(jié)果如圖 14 所示。 本系統(tǒng) 可以通過控制開關來實現(xiàn)溫度的鎖存，方便準確的讀出當前溫度值。四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 16頁 共 29頁 X T A L 21 8X T A L 11 9A L E3 0E A3 1P S E N2 9R S T9P 0 . 0 / A D 03 9P 0 . 1 / A D 13 8P 0 . 2 / A D 23 7P 0 . 3 / A D 33 6P 0 . 4 / A D 43 5P 0 . 5 / A D 53 4P 0 . 6 / A D 63 3P 0 . 7 / A D 73 2P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 . 0 / R X D1 0P 3 . 1 / T X D1 1P 3 . 2 / I N T 01 2P 3 . 3 / I N T 11 3P 3 . 4 / T 01 4P 3 . 7 / R D1 7P 3 . 6 / W R1 6P 3 . 5 / T 11 5P 2 . 7 / A 1 52 8P 2 . 0 / A 82 1P 2 . 1 / A 92 2P 2 . 2 / A 1 02 3P 2 . 3 / A 1 12 4P 2 . 4 / A 1 22 5P 2 . 5 / A 1 32 6P 2 . 6 / A 1 42 7U1AT89C5121.0DQ2VCC3GND1U2DS18B20SRG8RC1/amp。1D1324561 081 11 291 3U574LS164SRG8RC1/amp。1D1324561 081 11 291 3U374