【文章內(nèi)容簡介】 6 DS18B20 與單片機(jī)接口電路 DSl8B20 使用中注意到事項(xiàng)： DSl8B20 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單，測溫精度高、連接方便、占用 I／ O 口線少等 優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下問題： （ 1） 在實(shí)際片使用中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)使電源電壓保持在 5v 左右，如果電壓過低，會(huì)使 所測得到溫度與實(shí)際溫度出現(xiàn)偏高現(xiàn)象，使 溫度輸出定格在 85℃ （ 2） 連接 DSl8B20 的總線電纜是有長度限制的。當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長度 超過 50m 時(shí)，讀取的測溫?cái)?shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤，當(dāng)采用雙絞線帶屏蔽電纜為總線電纜時(shí)， 正常通訊距離可達(dá) l50m，當(dāng)采用每米膠合次數(shù)更多 的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可以進(jìn)一步加長。這種情況主要由總線分布電容使信號(hào)波形產(chǎn)生畸變?cè)斐傻摹Ｒ虼?，存進(jìn)行長距離測量時(shí)要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題 。 LM016L液晶顯示器和單片機(jī)接口技術(shù) LM016L 顯示器簡介 LM016L 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(hào)等點(diǎn)陣式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。 顯示字符時(shí)， 由于 LM016L 內(nèi)帶字符 VDD DS18B20 DQ GND 單 片 機(jī) 基于 AT89C51 的溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 發(fā)生器的控制器，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼 即可 。 1602LCD 的基本參數(shù)及引腳功能 1602LCD 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，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，兩者尺寸差別如圖 7 所示。 圖 7 LM016L 結(jié)構(gòu)圖 LCD1602 主要技術(shù)參數(shù)： 容量 :162 個(gè)字符 芯片工作電壓 :— 工作電流 :() 模塊最佳工作電壓 : 字符尺寸 :(WH)mm 引腳功能說明 ： 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 6 所示： 表 6 引腳接口說明表 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 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(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 基于 AT89C51 的溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 第 1腳： VSS 為地電源。 第 2腳： VDD 接 5V 正電源。 第 3腳： VL 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。 第 4腳： RS 為寄存器選 擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第 5腳： R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS和 R/W 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS為低電平 R/W 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～ 14腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15腳：背光源正極。 第 16腳：背光源負(fù)極。 LM016L 與單片機(jī)接口電路 系統(tǒng) 顯示 電路由單片機(jī) AT89C5字符 液晶顯示器 LM016L 和 1k 8 的排組構(gòu)成。單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì) LCD 命令和顯示數(shù)據(jù)的讀寫控制功能， P0 口作數(shù)據(jù)口，與 LM016L 的 D0～ D7相接，在 P0 口與 D0～ D7數(shù)據(jù)線之間分別接 8個(gè)上拉電阻，以確保電路能夠正常顯示。AT89C51 的 P1 口作為 LCD 的控制線， ～ 分別接 LM016L 的 RS、 RW 和 E端； LM016L的其它三個(gè)控制端 VDD 和 VSS、 VEE 分別接電源和地。系統(tǒng)顯示 電路組成如圖 8 所示。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L23456789 1R P 11K 圖 8 系統(tǒng)硬件電路組成 鍵盤電路設(shè)計(jì) 行列式鍵盤與單片機(jī)接口電路 根據(jù)本設(shè)計(jì)需要，本系統(tǒng)采用 2 2鍵盤實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度值和功能鍵的設(shè)定。 基于 AT89C51 的溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 行列式鍵盤與單片機(jī)接口電路如圖 9 所示， H0H1 為行線，接單片機(jī) P2 口的 、 口， L0L1 為列線，接單片機(jī)的 、 口。初始化時(shí)鍵盤列線為高電平，行線為低電平。列線上需接 10K 的上拉電阻。 圖 9 2 2 鍵盤結(jié)構(gòu) Proteus 中 2 2 鍵盤的制作 首先在 Proteus 中畫出鍵盤面板，如圖 10 所示，并指定鍵盤的左上角為坐標(biāo)圓點(diǎn)，用軟件中的坐標(biāo)跟蹤功能檢測出面板按鍵的邊長為 300mm 和中心坐標(biāo)，分別為：（ 300,400 ）（ 300,700）（ 700,400）（ 700， 700）。 圖 10 2 2 鍵盤面板 在 Proteus 中選中制作的面板右擊鼠標(biāo)，選 Make Device 選項(xiàng)，制作步驟如下圖 11所示 : (a) (b) 基于 AT89C51 的溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 (c) (d) (e) (f) (g) (h) 圖 11 矩陣鍵盤制作步驟 基于 AT89C51 的溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 讀 DS18B20 溫度傳感器序列號(hào)電路設(shè)計(jì) 每個(gè) DS18B20 溫度傳感器的序列號(hào)都不相同，在使用 DS18B20 溫度傳感器多點(diǎn)測溫時(shí)要先讀出其序列號(hào)。硬件設(shè)計(jì)如圖 12所示： 在 口接 DS18B20 溫度傳感器，在片 口接發(fā)光二極管顯示電路，發(fā)光二極管亮，與其相連的接口為低電平，發(fā)光二極管滅，與其相連的接口為高電平，在程序中把 DS18B20 的序列號(hào)讀出后以 8 位為單位存放在單片機(jī)的 RAM 中，共放 8 個(gè)存儲(chǔ)單元，依次把每個(gè)單元送到 P2 口顯示，即可讀出DS18B20 溫度傳感器的序列號(hào)。 圖 12 讀 DS18B20 的序列號(hào)原理圖 系統(tǒng)在 PROTUSE 中原理圖的設(shè)計(jì) PROTUSE 簡介 Proteus 是英國 Labcenter electronics 公司研發(fā)的 EDA 設(shè)計(jì)軟件，是一個(gè)基于ProSPICE 混合模型仿真器的，完整的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)仿真下臺(tái)。 Proteus 不僅可以做數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)?；旌想娐返姆抡?，還可進(jìn)行多種 CPU的仿真，涵蓋了 5 PIC、 AVR、 HCll、 ARM 等處理器，真正實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算機(jī)上從原理設(shè)計(jì)、電路分析、系統(tǒng)仿真、測試到 PCB 板完整的電子設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品 的全過程。 Proteus ISIS 的工作界而是一種標(biāo)準(zhǔn)的 Windows 界 面 ，如圖 13 所示。包括：標(biāo)題欄、主菜單、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對(duì)象選擇按鈕、預(yù)覽對(duì)象方位控制按鈕、仿真進(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對(duì)象選擇器窗口、圖形編輯窗口。 基于 AT89C51 的溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 圖 13 Protuse ISIS 工作界面 原理圖繪制 (1)新建文件：打開 Protuse，點(diǎn) FILE，在彈出的下拉菜單中選擇 NEWDESIGN，在彈出的圖幅選擇對(duì)話框中選 Landscape A4。 (2)元器件選取：按設(shè) 計(jì) 要求，在對(duì)象選擇窗口中點(diǎn) P，彈 出 PICK DEVICES 對(duì)話框，在 KEYWORDS 中填寫要選擇的元器件，然后在右邊對(duì)話框中選中要選的元器件，則元器件列存對(duì)象選擇的窗口中。 本設(shè)計(jì)所需選用的元器件如下： ? AT89C51：單片機(jī) ? LM016L：圖形液晶 ? RES、 RESPACK8：電阻、上拉電阻 ? CRYSTAL：晶振 ? KEYPADXIAO:2 2矩陣鍵盤 ? DS18B20:溫度傳感器 ? BUTTON:按鈕 ? CERAMIC10P:電容 (3)按設(shè)計(jì)連接原理圖 ， 如圖 14 所示 基于 AT89C51 的溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 圖 14 Proutes 中 系統(tǒng)仿真原理圖 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 讀 DS18B20 的序列號(hào)程序設(shè)計(jì) 讀 DS18B20 的序列號(hào)的主程序設(shè)計(jì)流程圖如圖 15 所示，程序中主要對(duì) DS18B20 的初始化子程序，然后讀出 DS18B20 的 64位序列號(hào)存入到 40H～ 47H 中，然后將 40H 內(nèi)容送入 P0 口，顯示出 40H 中的二進(jìn)制數(shù)，記錄下來，然后分別把 41H47H 的內(nèi)容送入 P0口顯示并記錄，四個(gè) DS18B20 的序列號(hào)分別為： (1)28H 30H ECH 57H 02H 00H 00H 19H (2)28H 04H C6H 57H 02H 00H 00H 6DH (3)28H 75H E6H 57H 02H 00H 00H 3AH (4)28H 95H E5H 57H 02H 00H 00H 5DH 主程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主流程圖如圖 16 所示，主要完成 LCD 初始化、 DB 塊內(nèi)容顯示、對(duì) CGRAM 的讀寫和對(duì) DS18B20 的初始化和精度設(shè)置、多個(gè) DS18B20 的匹配、溫度值 BCD 碼的轉(zhuǎn)換、報(bào)警判斷子程序。 基于 AT89C51 的溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 宏 指 令置 高 使 能讀 出 64位 ROM存 入40H47H跳 過 ROMDS18B20初 始 化清 使 能調(diào) 至 當(dāng) 前把 40H送 入 P0口 宏 指 令處 理 B C D 碼溫 度 值 轉(zhuǎn) 換 B C D 碼D S 1 8 B 2 0 初 始 化設(shè) 置 溫 度 報(bào) 警 值D S 1 8 B 2 0 初 始 化設(shè) 置 D S 1 8 B 2 0顯 示 屏 初 始 化 并 寫C G R O M2 0 H 2 F H 單 元 清 零F L A G 1 = 1 ?發(fā) 出 溫 度 轉(zhuǎn) 換 命 令取 第 2 個(gè)D S 1 8 B 2 0 溫 度跳 過 R O M取 第 4 個(gè)D S 1 8 B 2 0 溫 度顯 示 “ 錯(cuò) 誤 ” 字 符取 第 3 個(gè)D S 1 8 B 2 0 溫 度按 3 鍵