【文章內(nèi)容簡介】 下： (1) Vss 和 Vcc 1) Vss 接地 2) Vcc 為 +5V (2) XTAL1 和 XTAL2 1) XTAL1 構(gòu)成 反相放大器的輸入端，外接晶 振一端 。 需要 外部振蕩時，此引腳應(yīng)接地。 2) XTAL2 構(gòu)成 反相放大器的輸出端，外接晶 振 的另一端。 需要 外部振蕩時，此引腳應(yīng) 接外部振蕩 源。 (3) RST /VPD， ALE/ PROG ， PSEN 和EA /Vpp 1) RST/VPD 當振蕩器 振蕩 時，此引腳上 有 兩個機器周期的高電平（由低到高跳變），將使單片機復(fù)位在 Vcc 掉電期間，備用電源 可由此引腳接上 ，由 VPD 向內(nèi)部提供電源， 用來維持 內(nèi)部 RAM 中重要 的數(shù)據(jù) 不被丟失 。 P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78R S T /V P D9R X D P 3. 010T X D P 3. 111I NT 0 P 3. 212I NT 1 P 3. 313T 0 P 3. 414T 1 P 3. 515W R P 3. 616R D P 3. 717X T AL 218X T AL 119V S S20P 2 . 021P 2 . 122P 2 . 223P 2 . 324P 2 . 425P 2 . 526P 2 . 627P 2 . 728P S E N29AL E /P R OG30E A/V P P31P 0 . 732P 0 . 633P 0 . 534P 0 . 435P 0 . 336P 0 . 237P 0 . 138P 0 . 039V C C408031 8051 8751圖 9 8051 引腳排列圖 10 2) ALE/ PROG ALE 是地址鎖存器， 它 可以 把低字節(jié)地址鎖存到外部鎖存器 中 。PROG 用來接收 EPROM 型單片機在編程期間的編程脈沖。 3)PSEN 外部程序存儲器讀選通輸出 。 4)EA /Vpp EA /Vpp 用來選擇內(nèi)部和外部程序存儲器 。當 其 為高電平時，訪問內(nèi)部程序存儲器，當 其 為低電平時，則訪問外部程序存儲器。 (4) 輸入 /輸出引腳 ， ， ， 。 在 I/O 端口部分已經(jīng)講過，這里不再贅述。 溫度檢測單元 DS18B20的 特點 本設(shè)計采用 DS18B20[4]作為溫度傳感器來檢測房間的溫度 ， 它有一下特點： (1) 能在很寬的電壓范圍內(nèi)工作 ，電壓范圍為 ～ 。 (2) 獨 一無二 的單線接口，僅需一條口線即可實現(xiàn) CPU 與 DS18B20 之間 的雙向通訊 。 (3) 兼容 多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以 用一根線相連 ，實現(xiàn)組多點 溫度檢測。 (4) DS18B20在使用中不需要 外加任何 元件， 所有 元件及轉(zhuǎn)換電路集成在 就像 一只 三 極管的電路內(nèi) 部 (5) 溫范圍－ 55℃ ～＋ 125℃ 。 (6) 在 9位分辨率時最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12位分辨率時最多在750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快 。 (7) 負壓特性：電源極性反 接 時，芯片不會因 為 發(fā)熱而 被 燒毀， 只是 不能正常 的工作。 以上特點是的 DS18B20實用性很強，它 所 組成的溫度 檢測控制 系統(tǒng) 十分 方便，克服了 以往傳感器需要 A/D 轉(zhuǎn)換以及外圍電路的 劣 勢 ，占用 CPU 的端口少， 能 節(jié)省許多 引線 以及 邏輯電路，而且成本低、體積小、可靠性高。 DS18B20的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20的結(jié)構(gòu)如圖 10所示 DQ 為數(shù)字信號輸入／輸出端， GND 為地 ， VDD 為外接電源 。 每個 DSI 8820都 有 不相同 ROM， 這樣就使一條線上掛多個 DS18B20成為了可能。 TH 和 TL 為出發(fā)報警器 ，可通過 程序 寫入報警上下限。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu) 是 9字節(jié)存儲器 ， 前 2字節(jié)包含溫度信息。第 4字節(jié)是 TH 和 TL的拷貝，每 次 11 上電復(fù)位 都會 被刷新。第 5 字節(jié) 是 配置寄存器，用 來 確定溫度值的 精確 度， 如表 2所示 。 表 2 DS18B20 配置寄存器位定義 TM R1 R2 1 1 1 1 1 表 3反映了溫度數(shù)據(jù)存放的格式。 表 3 溫度數(shù)據(jù)格式 高 8位 S S S S S 26 25 24 低 8位 23 22 21 20 21 22 23 24 單片機 與 DS18B20連接電路 如下圖 11所示 ， DQ為 數(shù)字信號輸入／輸出端，與單片機的 I/O口相連， GND為電源地； VDD為外接供電電源輸入端。為了加大傳感器驅(qū)動電流在 I/O端還需要接一個 +。 驅(qū)動單元 本設(shè)計通過單片機連接繼電器驅(qū)動壓縮機運轉(zhuǎn)， 在現(xiàn)代化社會大生產(chǎn)中 ， 大多都存在 利用低壓電路來控制高壓電路中接口連接的問題 ， 一方面要實現(xiàn)能用低壓電路來控制電器中的高壓電路 ，如 冰箱 、 空調(diào) 、 白熾燈 燈等；另一方面 又要防止電子 便攜式 存儲器 存儲區(qū)和控制邏輯 高溫告警觸發(fā)器 TH 溫度傳感器 低溫告警觸發(fā)器 TL 8 位 CRC 發(fā)生器 64位 ROM和單線接口 圖 10 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DQ VDD GND 圖 11 DS18B20 與單片機連接電路 單片機 I/O DS18B20 GND DQ VDD +5V +5V 12 干擾保護電路和人自身安全。 電磁式繼電器 便在這時產(chǎn)生 了， 電磁繼電器是在輸入電路內(nèi)電流的作用下，由機械部件的相對運動產(chǎn)生預(yù)定響應(yīng)的一種繼電器。在 本次設(shè)計 中，采用 NPN三極管驅(qū)動繼電器， 驅(qū)動 壓縮機工作。繼電器模塊的電路 仿真 圖如圖 12所示。 紅外線檢測單元 熱釋電紅外傳感器 [5]內(nèi)部具有極化現(xiàn)象的熱釋電晶體，并且隨溫度 不斷變化 。當穩(wěn) 定的紅外輻射照 到 探測器上時，熱釋電晶體 的 溫度 保持 不變，晶體呈電中性，探測器沒有電信號輸出，因而 穩(wěn) 定的紅外 線 輻射不 會 被檢測到。當晶體表面 被動蕩 的紅外線照射時，晶體溫度 會很快 變 化，這時才 產(chǎn)生 電荷的變 動 ，從而形成一個 很顯著 的外 部 電場， 這就是我們常說的 熱釋電效應(yīng)。由于熱釋電晶體輸出的 不 是電 壓 信號，不 可以 直接使用，需要 通過 電阻轉(zhuǎn)換為電壓形式 。在 紅外線檢測電路中 我們 通常用雙探測元熱釋電紅外傳感器，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 13所示。 由于 熱釋 紅外線傳感器接收到的人體發(fā)出的 熱釋 紅外線信號很微弱，故在電路中要有放大電路和濾波電路，對信號進行放大濾波處理。具體電路如圖 14所示 ， 該傳感器 特點 將兩個熱釋電晶體逆向串聯(lián)，用來防止其他紅外光引起傳感器誤動作。另外，當 周圍 環(huán)境溫度 變化 時，兩個晶體 參數(shù)也會發(fā)生變化 ， 故 可以 互相 抵消， 避 免 了 出現(xiàn) 不必要的 誤差 。使用時， D端接正極， G端接負極， S端為輸出 端 。當人體進入探測 范圍內(nèi) [6]，人體輻射的紅外線 被放大后被傳到熱釋電紅外線傳感器的元件上 。因 此 在兩個電極 之 上產(chǎn)生 正負 電荷，該電荷以電壓信號輸出 來 反映 監(jiān)控 區(qū)內(nèi) 是否還存在有人 。當 S端有信號輸出 為 1時 ，該信號經(jīng)過放大后驅(qū)動繼電器 閉合 ，從而使 Kl端 輸出為 高電平。故將其有人進入 這個區(qū)域 的信 息 傳遞給 了 單片機。 RE200B[7]正常工 作 電壓 在 310V之間 ， 熱圖 12 繼電器模塊的電路 仿真 圖 13 釋 信號輸出電壓 的 最小值 是 。 噪聲輸出電壓 的 最大 值是 250mV，頻率響 應(yīng)在 ，增益 為 177。10Bb。該 熱釋 傳感器探測范圍 為 平視 138 度，仰視 125 度。 菲涅爾透鏡可以 用來 增大探測范圍， 使傳感器的穩(wěn)定性大大增加 。為了 保證傳感器工作的穩(wěn)定性 ， 請勿將傳感器置于以下環(huán)境中 ： (1) 在溫度 迅速 變化的環(huán)境中。 (2) 劇烈 震動的 地方 。 (3) 有濃霧存在 或者 強烈干擾 的環(huán)境中。 (4) 空氣 中流動腐蝕性空氣中 。 (5) 避免陽光直射。 (6) 避免有熱源和熱風(fēng)的環(huán)境 。 液晶 顯示單元 字符型液晶顯示模塊是一種 專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD。 目圖 14 信號放大電路 圖 13 雙探測元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)圖 14 前常用 16* 16* 20*2和 40*2行等模塊。 1602字符型 LCD 有兩種形式，分別為 帶背光 的 和不帶背光 的 ，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別 。 1602LCD 用的是 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，接口引腳說明如表 4 所示 ： 表 4 LCD1602 引腳說明 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光負極 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 5 所示： 表 5 LCD1602 控制指令 序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標或 者 字符移位 控制 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 字符存 儲 器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 數(shù)據(jù)存 儲 器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙地址或標志 0 1 BF 計數(shù)器地址 10 數(shù)據(jù)存儲器寫入數(shù)據(jù) 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 數(shù)據(jù)存儲器中 讀數(shù) 據(jù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 1602[8]液晶模塊 中 的各種 操作都是 由對指令的編程 來 完成 的。 15 指令 1：清顯示，指令碼 01H， 光標復(fù)位。 指令 2：復(fù)位指令，光標返回。 指 令 3：顯示模式和光標設(shè)置 。 I/D： 光標的移動方向，高電平時右移，低電平時左移 。 S： 屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則表示無效。 指令 4：顯示開關(guān)的控制 。 D：控制整 個 顯示屏的開與關(guān)，高電平顯示開，低電平顯示關(guān) 。 C：控制光標的開 和 關(guān) 。 B：控制光標閃爍。 指令 5：光標或 者 顯示的移位 。 S/C： 若 高 電 平 ，則 移動顯示文字，低電平 則 移動光標。 指令 6：設(shè)置功能命令 。 DL：高電平 是 4 位總線，低電 平 是 8 位總線 。 N：低電平 的 時 候是 單行顯示，高電平 的 時 候是 雙行顯示 。 F： 低電平 的 時 候為 5x7 點陣字符，高電平 的 時 候為 5x10 點陣字符。 指令 7：設(shè)置 RAM 的 地址。 指令 8：設(shè)置 DDRAM 的 地址。 指令 9：讀忙信號和光標地址 。 BF：忙標志位 ， 高電平 時 表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，若為低電平則表示不忙。 指令 10：寫數(shù)據(jù)指令。 指令 11：讀數(shù)據(jù)指令。 LCD1602 與單片機的連接如圖 15 所示 。 4. 軟件設(shè)計 圖 15 LCD1602 與單片機的連接 圖 16 系統(tǒng)方案流程圖 主程序開始時需要 對 其 進行初始化，然后進 入 中斷 ， 調(diào)用紅外線檢測子程序檢測是否有人，若無人，則主程序程序結(jié)束。若有人，再調(diào)用溫度控制子程序檢測房間溫度， 選擇 是否設(shè)定房間溫度，然后