【文章內(nèi)容簡介】 176。C ，而典型產(chǎn)品的誤差僅為士 0 .25176。C。 顯示器及其接口 單片機系統(tǒng)中常用的顯示器有：發(fā)光二極管 LED(Light Emitting Diode)顯示器、液晶 LCD(Liquid Crystal Display)顯示器、CRT 顯示器等。LED 、LCD 顯示器有兩種顯示結(jié)構(gòu)：段顯示（7 段、米字型等）和點陣顯示（588 點陣） 。 LED 顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。靜態(tài)顯示的特點是每個數(shù)碼管的段選必須接一個 8 位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字形碼。當送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。此方法的優(yōu)點是占用 CPU 時間少，顯示便于監(jiān)測和控制。缺點是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。動態(tài)顯示的特點是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。選亮數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示。所謂動態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時都在顯示。動態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。 使用 LED 顯示器時，要注意區(qū)分這兩種不同的接法。為了顯示數(shù)字或字符，必須對數(shù)字或字符進行編碼。七段數(shù)碼管加上一個小數(shù)點，共計 8 段。因此為 LED 顯示器提供的編碼正好是一個字節(jié)。LED 采用發(fā)光二極管顯示字段。而我們經(jīng)常采用的是八段顯示器，既 LED 顯示器中有八個發(fā)光二極管，分別代表“a,b,c,d,e,f,g”七個字段和一個全小數(shù)點“ dp”。他有兩種結(jié)構(gòu)，共陽極和共陰極。共陰極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的負極接地，當發(fā)光二極管的正極為高電平時，發(fā)光二極管被點亮。共陽極 LED 顯示器的發(fā)光二極管正極相連，當二極管的負極為低電平時，發(fā)光二極管被點亮。LED 顯示器的結(jié)構(gòu)和封裝如圖所示。圖 9 LED 封裝圖（共陰極、共陽極）一般的在使用 LED 顯示器時，工作電流約為 5——10 mA/段，這樣當 LED 處于全亮狀態(tài)時，工作電流約為 40——80mA 左右。當然 LED 的發(fā)光的強度除了與工作電流有關(guān)，還與 LED 的型號有關(guān)。4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計在這里就是指單片機的軟件設(shè)計，本系統(tǒng)是采用 C 語言來進行程序設(shè)計的，主要包括顯示子程序,復(fù)位程序,寫程序讀程序，中斷響應(yīng)等。 DS18B20 的軟件設(shè)計DS18B20 的一線工作協(xié)議流程是：初始化→ROM 操作指令→存儲器操作指令→數(shù)據(jù)傳輸。其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序。故主機控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對 DS18B20 進行復(fù)位，復(fù)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(yù)定的操作。復(fù)位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 500 微秒，然后釋放，DS18B20 收到信號后等待16～60 微秒左右，后發(fā)出 60～240 微秒的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號表示復(fù)位成功 [7]。 往 DS18B20 寫數(shù)據(jù) 當主機把數(shù)據(jù)線從高邏輯電平拉至低邏輯電平時，產(chǎn)生寫時序。有兩種類型的寫時序:寫 1 時序和寫 0 時序。所有時序必須有最短為 60 微秒的持續(xù)期，在各寫周期之間必須有最短為 1 微秒的恢復(fù)時間。在 1/0 線由高電平變?yōu)榈碗娖街驞S18B20 在 15 s 至 60 s 的窗口之間對 1/0 線采樣。如果線為高電平寫 1 就發(fā)生，μ如果線為低電平便發(fā)生寫 0。對于 DS18B20 寫 0 時序和寫 1 時序的要求不同，當要寫 0 時序時，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20 能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO 總線上的“0”電平，當要寫 1 時序時，單總線被拉低之后，在 15us 之內(nèi)就得釋放單總線。其程序如下：void writemandtods18b20(unsigned char mand){ unsigned char i。 for(i=0。i8。i++) { if((mand amp。 0x01)==0) //寫 0 { DQ=0。 Delay_15us(6)。 DQ=1。 _nop_()。 _nop_()。 } else//寫 1 { DQ=0。 _nop_()。 _nop_()。 DQ=1。 Delay_15us(6)。 } mand=_cror_(mand,1)。 //右移 1 位 循環(huán) 8 次 } } 從 DS18B20 讀數(shù)據(jù) 當從DS18B20讀數(shù)據(jù)時，主機產(chǎn)生讀時序。當主機把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至低電平時產(chǎn)生讀時序。數(shù)據(jù)線必須保持在低邏輯電平至少1微秒。來自DS18B20的輸出數(shù)據(jù)在讀時間片下降沿之后15微秒有效。因此，為了讀出從讀時序開始算起15微秒的狀態(tài)主機必須停止把1/0引腳驅(qū)動至低電平，在讀時序結(jié)束時，1/0引腳經(jīng)過外部的上拉電阻拉回至高電平。所有讀時序的最短持續(xù)期限為60微秒，各個讀時序之間必須有最短為1微秒的恢復(fù)時間。unsigned char readdatafromds18b20(void){ unsigned char i。 bit s。 unsigned char temp。 temp=0。 for(i=0。i8。i++) { temp=_cror_(temp,1)。//循環(huán)右移一位 DQ=0。 _nop_()。 _nop_()。 DQ=1。 s=DQ。 Delay_15us(4)。 if(s==1) { temp=temp|0x80。//接收 1 } else { temp=temp|0x00。//接收 0 } } return(temp)。} 中斷服務(wù)程序設(shè)計 CPU 在處理某一事件 A 時，發(fā)生了另一事件 B 請求 CPU 迅速去處理（中斷發(fā)生） ；CPU 暫時中斷當前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件 B（中斷響應(yīng)和中斷服務(wù)） ；待 CPU將事件 B 處理完畢后，再回到原來事件 A 被中斷的地方繼續(xù)處理事件 A（中斷返回），這一過程稱為中斷 。AT89C51 單片機中斷處理過程:中斷響應(yīng)條件和時間是中斷源有中斷請求；此中斷源的中斷允許位為 1；CPU 開中斷（即 EA=1） 。以上三條同時滿足時， CPU 才有可能響應(yīng)中斷 [8]。 定時器方式控制寄存器 TMOD 用于設(shè)置 Tn 的功能模式和工作方式以及門控制信號你，只能字節(jié)尋址，字節(jié)地址為 89H，高四位用于定時器 T1,低四位用于定時器T0。定時器 /計數(shù)器方式控制寄存器 TMOD 不能進行位尋址，只能用于字節(jié)傳送指令設(shè)置定時器工作方式，低半字節(jié)定義為定時器 0，高半字節(jié)定義為定時器 1。復(fù)位時，TMOD 所有位均為 0。 TMOD=0x01。//定時器 0 方式 1 TH0=(65536500)/256。//中斷時間 500 微秒 TL0=(65536500)%256。 ET0=1。 EA=1。//CPU 開放中斷 while(resetpulse())。//初始化程序 writemandtods18b20(0xcc)。 //跳過讀序號列號的操作 writemandtods18b20(0x44)。 )。//啟動溫度轉(zhuǎn)換 TR0=1。//啟動定時器 主程序流程圖 圖 10 系統(tǒng)程序流程圖程序開始先進行初始化，對系統(tǒng)進行復(fù)位操作，然后發(fā)送檢波信號，若系統(tǒng)檢測到采樣信號，則 AT89C51 單片機的 口接收串行數(shù)據(jù)，然后調(diào)用子程序：DS18B2O 的 初始化、讀取數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)。在溫度轉(zhuǎn)換和讀取溫度前，首先要通過產(chǎn)生復(fù)位脈沖初始化 DS18B20,然后 DS18B20 發(fā)出應(yīng)答脈沖，當單片機接收到應(yīng)答脈沖后才開始后續(xù)的操作。程序應(yīng)按照嚴格的時序進行，以保證數(shù)據(jù)的完整性。最后由數(shù)碼管顯示出采集的溫度。5 結(jié) 論本文針對溫度檢測存在的問題將多種信息處理技術(shù)和單總線技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計了一套實時、全面、科學的溫度檢測系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中，采用模塊化、層次化設(shè)計。單片機與溫度傳感器之間采用單總線通信標準，用簡單、高效的通信電路實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的讀取。 本系統(tǒng)的優(yōu)良功能可實現(xiàn)對溫度的全面、實時、自動的檢測，及時發(fā)現(xiàn)問題，采取有效防護措施。當然，由于時間限制，本系統(tǒng)還不夠完善，尚需進一步改進。例如系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計還需進一步簡化，可以加入溫度報警的程序等。本設(shè)計中由于采用了 AT89C51 單片機，性能可靠電路簡單，適于批量生產(chǎn), 而且溫度傳感器 DS18B20 轉(zhuǎn)化溫度的方法非常簡潔且精度高、測試范圍較廣。參考文獻[1] ,2022[2] 廖冬初，[M].華中科技大學出版社2022[3] 應(yīng)用電路詳解[M].北京:電子工業(yè)出版社,1993[4] 在分布式測溫系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].北京：淮陰工學學報，2022 [5] . [6] ，高等教育出版社[7] [M].上海：電子工業(yè)出版社,2022[8] [M].北京：清華大學出版社，2022附錄 A 軟件仿真圖附圖1 軟件仿真圖附錄 B 系統(tǒng)程序include include //_nop_()。延時函數(shù)用define uint unsigned int define uchar unsigned char define Disdata P1 //段碼輸出口 //sbit LEDC=P2^0。//sbit LEDD=P2^1。unsigned char code table[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0xf4}。//共陰數(shù)碼管顯示 0~F /* 共陰 LED 段碼表 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 不亮 */ uchar code ditab[16]={0,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9}。//*******溫度小數(shù)部分用查表法**********//uchar data temp_data[2]={0x00,0x00}。 // 讀出溫度暫放uchar data display[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。//顯示單元數(shù)據(jù),前 4 個存數(shù)據(jù),第五個運算暫存用 // //uchar data wei[]={0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,0xef}。uint h,i=0。 sbit DQ=P2^1。 //溫度輸入口/**************************顯示用延時函數(shù)***********/ Delay(uint t){ uint e。for(。t0。t) {for(e=110。e0。e)。} } /***********11 微秒延時函數(shù) ****溫度用******************///void delay0(uint t){for(。t0。t)。}/***********************顯示函數(shù)**********/scan(){ //P1=0x39。 //段碼//P0=0X7F。 //選擇數(shù)碼管 4//Delay(2)。//P0=0Xff。 //消隱 P1=table[display[0]]。 //段碼P0=0X1F。 //選擇數(shù)碼管 4Delay(2)。//P0=0Xff。 //消隱 P1=table[display[1]]|0x80。 //段碼P0=0X3F。 //選擇數(shù)碼管 3Delay(2)。//P0=0Xff。 // 消隱 P1=table[display[2]]。 //段碼P0=0X5F。 //選擇數(shù)碼管 2Delay(2)。//P0=0Xff。 // 消隱 if(display[3]!=0){ //如果最高位為