【文章內容簡介】 低總線后，必須在整個時序期間至 少 480us 至 少 480us主 機 初 始 化 主 機 初 應 答Presnce pulse6024主 機 寫 ”0時 序 主 機 寫 ”1時 序主 機 讀 ”0時 序 主 機 讀 ”1時 序30us15us15us 15us15us30us30us15us15us 15us15us30us本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 12 頁 共 61 頁 保持低電平（至少 60181。s） 。在寫時序開始后的 15181。s~60181。s 期間，DS18B20 采樣總線的狀態(tài)。如果總線為高電平，則邏輯 1 被寫入 DS18B20；如果總線為低電平，則邏輯 0 被寫入DS18B20。② 讀時序DS18B20 只能在主機發(fā)出讀時序時才能向主機傳送數(shù)據(jù)。所以主機在發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便 DS18B20 能夠傳送數(shù)據(jù)。所有讀時序至少 60181。s，且在兩次獨立的讀時序之間至少需要 1181。s 的恢復時間。每次讀時序由主機發(fā)起，拉低總線至少 1181。s。在主機發(fā)起讀時序之后，DS18B20 開始在總線上傳送 1 或 0。若 DS18B20 發(fā)送 1，則保持總線為高電平；若發(fā)送 0，則拉低總線。當傳送 0 時，DS18B20 在該時序結束時釋放總線，再由上拉電阻將總線拉回空閑高電平狀態(tài)。DS18B20 發(fā)出的數(shù)據(jù)在讀時序下降沿起始后的 15181。s 內有效，因此主機必須在讀時序開始后的 15181。s 內釋放總線，并且采樣總線狀態(tài)。 ③ DS18B20 的命令序列根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，主機（單片機）控制 DS18B20 完成溫度轉換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對 DS18B20 進行復位操作，復位成功后發(fā)送一條 ROM 指令，最后發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對 DS18B20 進行預定的操作。ROM 命令通過每個器件 64bit 的 ROM 碼，使主機指定某一特定器件（如果有多個器件掛在總線上）與之進行通信。DS18B20 的 ROM 如表 所示，每個ROM 命令都是 8 bit 長。表 DS18B20 ROM 命令指令 協(xié)議 功能讀 ROM 33H 讀 DS18B20 中的編碼(即 64 位地址)符合 ROM 55H發(fā)出此命令后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對應的 DS18B20,使之作出響應，為下一步對該 DS18B20 的讀寫作準備搜索 ROM 0F0H 用于確定掛接在同一總線上 DS18B20 的個數(shù)和識別 64 位ROM 地址，為操作各器件作好準備跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20 溫度轉換命令，適用于單個 DS18B20 工作告警搜索命令0ECH 執(zhí)行后，只有溫度超過廟宇值上限或下限的片子才做出響應溫度轉換 44H 啟動 DS18B20 進行溫度轉換，轉換時間最長為 500ms(典型為 200ms),結果豐入內部 9 字節(jié) RAM 中讀暫存器 BEH 讀內部 RAM 中 9 字節(jié)的內容本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 13 頁 共 61 頁 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內部 RAM 的第 4 字節(jié)寫上、下溫度數(shù)據(jù)命令，緊該溫度命令之后，傳達兩字節(jié)的數(shù)據(jù) 復制暫存器48H 將 RAM 中第 4 字內容復制到 E2PROM 中重調E2PROM0B8H 將 E2PROM 中內容恢復到 RAM 中的第 4 字節(jié)讀供電方式 0B4H 讀 DS18B20 的供電模式，寄生供電時 DS18B20 發(fā)送“0” ，外部供電時 DS18B20 發(fā)送“1” 鍵盤電路設計 行列式鍵盤與單片機接口電路根據(jù)本設計需要，本系統(tǒng)采用了 44 鍵盤實現(xiàn)對溫度值和功能鍵的設定。行列式鍵盤與單片機的接口電路如圖 所示，H0H3 為行線，接單片機P2 口的高 4 位，L0L3 為列線，接單片機 P2 口的低 4 位。初始化時鍵盤行線為高電平，列線為低電平。鍵盤的行線接 4 輸入與門，4 輸入與門的輸出接單片機的外部中斷 0 引腳 口。當有鍵按下時，將產(chǎn)生中斷，在中斷程序里對按鍵進行掃描，得到按鍵的鍵值。圖 44 鍵盤結構 鍵盤面板鍵盤面板如圖 所示,本系統(tǒng)使用的鍵盤有 10 數(shù)字鍵，5 個功能按鍵。在系統(tǒng)啟動時，先按“設置”鍵，然后按相應的數(shù)字鍵，按“左移”或者“右本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 14 頁 共 61 頁 移”鍵改變其他溫度的值。按“確認”鍵之后系統(tǒng)正式啟動。系統(tǒng)在運行過程之中可以通過按“重新設置”鍵，對溫度重新進行設置。 圖 鍵盤面板 顯示電路設計 LCD 引腳分布及功能（1） 12864 液晶顯示屏共有 20 個引腳，其引腳名稱及引腳編號的對應關系如圖 所示：圖 12864 液晶顯示模塊引腳分布圖123456789101213145161781920VSDVORS/WEDB0 DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1 CS1CS2/RTVEAK0 21 3設 置 確 認右 移左 移 重 新設 置98 7645本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 15 頁 共 61 頁 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 16 頁 共 61 頁 （2）引腳功能如表 所示：表 12864 液晶顯示模塊引腳功能引腳 符 號 引 腳 功 能 引腳 符 號 引 腳 功 能1 VSS 電源地 15 CS1 CS1=1 芯片選擇左邊 64*64點2 VDD 電源正+5V 16 CS2 CS2=1 芯片選擇右邊 64*64點3 VO 液晶顯示驅動電源 17 /RST 復位（低電平有效）4 RS H：數(shù)據(jù)輸入；L：指令碼輸入 18 VEE LCD 驅動負電源5 R/W H：數(shù)據(jù)讀?。籐：數(shù)據(jù)寫入 19 A 背光電源（+）6 E 使能信號。 20 K 背光電源（）714 DB0DB7 數(shù)據(jù)線 有些型號的模塊 120 腳為空腳 單片機與圖形液晶的接口電路 LCD 與單片機的接口電路如圖 所示：單片機對 LCD 的控制方法將在下一章中詳細介紹。圖 LCD 與單片機的接口電路本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 17 頁 共 61 頁 報警電路設計本系統(tǒng)設計中有報警器，使用 LM386 作為報警器的功率放大器，如圖 所示。LM386 是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點，廣泛應用于錄音機和收音機之中。LM386 的輸入端接單片機的引腳 ，輸出端接揚聲器。當實際溫度超過設置的溫度值時，單片機引腳輸出一定頻率的信號，信號經(jīng)過音頻功放放大之后，發(fā)出報警聲。圖 LM386 功放電路本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 18 頁 共 61 頁 電源電路設計電源是整個系統(tǒng)的能量來源，它直接關系到系統(tǒng)能否運行。在本系統(tǒng)中單片機、液晶顯示、報警等電路需要 5V 的電源，因此電路中選用穩(wěn)壓芯片7805，其最大輸出電流為 ，能夠滿足系統(tǒng)的要求，其電路如圖 所示。圖 電源電路本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 19 頁 共 61 頁 4 程序設計 系統(tǒng)資源分配 系統(tǒng)硬件資源分配本系統(tǒng)電路連接及硬件資源分配如圖 所示。采用 AT89C51 單片機作為核心器件，DS18B20 作為溫度測量裝置，通過 AT89C51 的 口將溫度值送入單片機處理，利用 12864LCD 顯示器和 44 鍵盤作為人機接口。圖 系統(tǒng)硬件資源分配 系統(tǒng)軟件資源分配本系統(tǒng)采用了匯編語言進行程序設計，系統(tǒng)自動為各個變量分配內存區(qū)域。用戶可以將變量定義在 data 區(qū)、IDATA 區(qū)、PDATA 區(qū)、XDATA 區(qū)，常量定義在CODE 區(qū)。 系統(tǒng)流程設計 主程序流程設計主程序先對系統(tǒng)資源進行初始化,調用 LCD 顯示子程序，顯示啟動畫面。然后進入鍵盤設置界面。當設置鍵按下后，開始設置各點的溫度，設置完之后，如果確認鍵按下，則系統(tǒng)開始工作。首先調用 DS18B20 初始化子程序，再發(fā)送ROM 命令,讀取 DS18B20 轉換的溫度值。當讀取的溫度大于設置的溫度值時,報警器開始報警,LCD 顯示溫度的實際值、設置值、路數(shù)、狀態(tài)。接下來對第二、三、四路溫度進行采集，處理，顯示。P0.～ 12864LCD顯 示 模 . 報 警 ～ .734鍵 盤 ～ ～ ～ 3H0～ 3 輸 入 與 門DS18B20 ～ 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 20 頁 共 61 頁 主程序流程如圖 所示：圖 主程序流程初 始 化設 置 鍵 按 下 ?設 置 各 點 溫 度確 認 鍵 按 下 ?YN讀 取 溫 度 值溫 度 值 高 于 設 置 值調 用 LCD顯 示報 警 YN初 始 化 命 令發(fā) 送 ROM命 令匹 配 第 一 路讀 取 溫 度 值溫 度 值 高 于 設 置 值調 用 LCD顯 示報 警 YN初 始 化 命 令發(fā) 送 ROM命 令匹 配 第 二 路讀 取 溫 度 值溫 度 值 高 于 設 置 值調 用 LCD顯 示報 警 YN初 始 化 命 令發(fā) 送 ROM命 令匹 配 第 三 路讀 取 溫 度 值溫 度 值 高 于 設 置 值調 用 LCD顯 示報 警 YN初 始 化 命 令發(fā) 送 ROM命 令匹 配 第 四 路開 始本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 21 頁 共 61 頁 DS18B20 程序流程設計由上一章單片機對 DS18B20 的控制方法，設計出如下程序流程： 圖 寫命令子程序流程圖 圖 DS18B20 復位子程序流程圖 圖 DS18B20 讀溫度子程序流程圖 DQ置 1置 0延 時 573微 秒DQ置 1延 時 ， 等 待 DS18B20響 應DQ=0？初 始 化 成 功 返 回 DQ初 始 化 不 成 功YNi=8置 DQ0=ATamp。0X1DQ置 1右 移 一 位ii=0返 回 YNi=8DAT右 移 一 位DQ置 0置 1DQ=1DAT=|0X8讀 完 8位 ？ NYNY返 回 DAT本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 22 頁 共 61 頁 顯示程序流程顯示是實現(xiàn)人機對話的重要部分，在這里選用 12864LCD 顯示器可實現(xiàn)對漢字、字符和圖片的顯示, LCD 的引腳功能在上面已經(jīng)做了說明，下面是其相關指令的介紹。（1） 讀取狀態(tài)字當 R/W=1，D/I=0 時，在 E 信號為高的作用下，狀態(tài)分別輸出到數(shù)據(jù)總線上。狀態(tài)字是了解模塊當前工作狀態(tài)的唯一的信息渠道，在每次對模塊操作之前，都要讀出狀態(tài)字，判斷 BUSY 是否為“0” 。若不為“0” ，則單片機需要等待，直至 BUSY =0 為止。（2）顯示開關設置 D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 1 1 1 1 1 DD=1：開顯示；D=0 關顯示。（3）顯示起始行設置D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 1 1 顯示起始行（ 0~63）指令表中 DB5～DBO 為顯示起始行的地址，取值在 0～3FH（1～64 行）范圍內，它規(guī)定了顯示屏上最頂一行所對應的顯示存儲器的行地址。（4）頁面地址設置 D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 1 0 1 1 1 Page(0~7)頁面地址是 DDRAM 的行地址，8 行為一頁，DDRAM 共 64 行即 8 頁，DB2DB0表示 07 頁。（5）列地址設置 D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 1 Y address(0~63)D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 1 BUSY 0 ON／OFF RST 0 0 0 0本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 23 頁 共 61 頁 列地址是 DDRAM 的列地址。共 64 列，DB5DB0 取不同值得到 03FH（164） ，代表某一頁面上的某一單元地址，列地址計數(shù)器在每一次讀／寫數(shù)據(jù)后它將自動加一。（6）寫顯示數(shù)據(jù) D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB01 0 顯 示 數(shù) 據(jù)該操作將 8 位數(shù)據(jù)寫入先前已確定的顯示存儲器的單元內。操作完成后列地址計數(shù)器自動加一。 （7）讀顯示數(shù)據(jù) D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB01 1 顯