【文章內(nèi)容簡介】 時，必須外接上拉電阻[6]。過欠壓檢測電路只有檢測出電壓是否穩(wěn)定便可，而這種電路允許輸出端并接在一起。 此電路的工作原理是： 當輸入電壓UiUR2時，比較器A1的輸出管截止，而比較器A2的輸出管導通，此時窗口比較器的輸出電平將由比較器A2輸出電平確定為低電平。 當輸入電壓UiUR1時，比較器A1的輸出管導通，而比較器A2的輸出管截止，此窗口比較器的輸出電平將由比較器A1輸出電平確定為低電平。 只有當輸入電壓處于窗口電壓之內(nèi)，即UR2UiUR1時，比較器A1和A2輸出管均截止，窗口比較器輸出電平是由上拉負載電阻拉向高電平。圖37過欠壓檢測電路圖38系統(tǒng)原理圖圖39系統(tǒng)PCB圖4．軟件設計基于單片機的電冰箱溫控器軟件設計主要由顯示子程序[7]、讀出并處理DS18B20的測量溫度值程序、預置溫度調節(jié)程序、溫度判斷控制程序、電冰箱開啟延時程序、還有軟件復位程序等組成。軟件程序設計總體流程圖如圖41所示。由于51系列的單片機沒有停機的指令，所以可以利用主程序設置死循環(huán)反復運行各個任務。于是就把有實時要求的部分放在最內(nèi)層的循環(huán)中。圖 4 1 軟件程序設計總體流程圖 在本次設計中，顯示子程序包括三部分：往LCD液晶顯示屏發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)或指令子程序，LCD液晶屏初始化子程序，顯示數(shù)據(jù)處理程序。1) 往LCD液晶顯示屏發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)或指令子程序其調用的函數(shù)是void TransferData(char data1,bit DI)，在程序中首先將并行口選擇為寫的狀態(tài)，然后選擇將要傳送的是指令還是數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)送到P1口，打開并行口的使能端，等待數(shù)據(jù)輸出完畢后關閉并行口使能。其流程圖如圖42所示。圖 4 2 傳送數(shù)據(jù)流程圖圖 4 3 LCD液晶初始化程序流程圖2) LCD液晶屏初始化子程序其使用的函數(shù)是void initinal(void)，僅在開機時調用一次，主要負責設置LCD液晶屏的一些狀態(tài)，包括設置液晶總線模式，芯片復位，功能設定，關閉芯片顯示，設置芯片動態(tài)顯示，清屏，設置起始行0行0列；液晶初始化結束返回。LCD液晶屏初始化完成后就可以顯示各種字符了，即進入正常工作狀態(tài)。具體流程圖43所示。3) 顯示數(shù)據(jù)處理程序調用方式：void lcd_mesg(uchar code *adder1)函數(shù)說明：顯示全屏的內(nèi)容調用方式：void lcd_mesg2(uchar add,uchar code *adder2)函數(shù)說明：顯示某一行的內(nèi)容調用方式：void LCD_w_wd(uchar add2,int wwd,uchar fs)函數(shù)說明：溫度顯示處理并送入LCD的指定區(qū)域這些函數(shù)的使用可以使得顯示內(nèi)容時，非常合適的處理好了頁切換和列切換，只要通過查表送至12864液晶顯示屏RAM中便可顯示自如。 DS18B20程序整個DS18B20程序調用方式是uint ReadTemperature(void)，該函數(shù)主要包括了對DS18B20的初始復位，讀溫度，溫度轉換，計算溫度等子程序，并將轉換后的數(shù)據(jù)擴大10倍返回主函數(shù)，提供給下一個函數(shù)使用。讀DS18B20程序流程圖如圖44。圖 4 4讀DS18B20程序流程圖1） 對 DS18B20 操作時，首先要將它復位將DQ線拉低480至960s，再將數(shù)據(jù)線拉高15至60s，然后DS18B20發(fā)出60至此240s的低電平作為應答信號，這時主機才能對它進行其它操作[11]。2） 讀溫度子程序的主要功能是讀出DS18B20的RAM中的9個字節(jié)[8]。前兩個就是溫度，將高低字節(jié)分別放入b和a中。在讀出時須進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。讀操作：主機將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平1s以上，再使數(shù)據(jù)線升為高電平，從而產(chǎn)生讀起始信號從主機將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平起15s至60s，主機讀取數(shù)據(jù)每個讀周期最短的持續(xù)期為60s周期之間必須有1s以上的高電平恢復期[11]。3） 溫度轉換命令子程序主要是發(fā)送溫度轉換開始命令。當采用12位分辨率時，轉換的時間約為750ms。在本程序中，采用2s顯示程序延時法等待轉換完成。發(fā)送溫度轉換命令的寫操作：將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平，產(chǎn)生寫起始信號從DQ 線的下降沿起計時，在 15s到60s這段時間內(nèi)對數(shù)據(jù)線進行檢測，如數(shù)據(jù)線為高電平則寫1；若為低電平，則寫0，完成了一個寫周期在開始另一個寫周期前，必須有1s以上的高電平恢復期每個寫周期必須要有60 s以上的持續(xù)期[11]。4） 計算溫度子程序將RAM中讀取值進行BCD碼的轉換運算，并進行溫度值正負的判定。因為從DS18B20中讀出的二進制值必須先轉換成十進制值，才能用于字符的顯示。DS18B20的轉換精度為9~12位可選，為了提高精度采用12位。在采用12位轉換精度時，，就是實際的十進制溫度值。擴大十倍，℃。 預置溫度調節(jié)程序 在本次設計中，可預置的溫度范圍可以從20~20℃。在編寫程序過程中，如果直接對代表溫度值的變量yskey的值在20~20操作對數(shù)據(jù)的轉換將很復雜和麻煩。于是我將其yskey值的范圍移至140間，進而就不需要去處理yskey復雜的數(shù)據(jù)類型轉換的問題了。程序的詳細設計流程圖如下圖45：圖 4 5預置溫度調節(jié)程序流程圖yskey返回給主函數(shù)中的ys后，要得到真實的溫度值，只需要判斷ys是大于等于20，還是小于20的。若其值大于則減去20即為要預設的實際正數(shù)溫度值；若是其值小于則20減去其值，再加上一個負數(shù)符號便是要預設的負溫度值。將其值送入指定的溫度顯示區(qū)域，我們便能夠適時的看到調節(jié)的預置溫度了。判斷控制程序是根據(jù)用戶設定的溫度值和DS18B20實時測得溫度值[9]相比較，從而決定是否需要制冷，并在液晶屏上顯示其工作狀態(tài)。而對壓縮機的控制則是通過控制繼電器的通斷決定是否給壓縮機通電工作來實現(xiàn)的。當ysj=1，繼電器閉合，壓縮機通電工作；當ysj=0時，繼電器斷開，壓縮機停止工作。若當壓縮機的工作電壓不正常時，壓縮機將有被燒壞的危險，程序自動進入故障處理部分，在液晶顯示屏上顯示故障原因，壓縮機停止工作。直到故障解除，然后重行啟動電冰箱程序。圖46所示的就是該程序的流程圖。為了避免冷氣泄露，節(jié)約電能需要進行電冰箱門關好與否的檢查，因此在程序中又設置一判斷門是否關好的語句能夠及時地提醒用戶門沒關好。這一部分將不再圖46中畫出。圖 4 6判斷控制程序流程圖該功能要求壓縮機停機時間超過5分鐘才能啟動,以延長壓縮機的壽命,這就要求在每次電冰箱上電時,都要檢查壓縮機停機是否到5分鐘。若未達到需延時到5分鐘后才能啟動,因此在設計時應有判斷與延時功能。按功能要求,電冰箱無論是自動停機還是強制停機。為了延長壓縮機的壽命,都要延時5分鐘后壓縮機才能啟動。即在每次接通壓縮機時,單片機計時,利用單片機將計數(shù)值保存在軟件設計時,每次上電都要檢查此數(shù)據(jù)是否到5分鐘。若時間不到,延時后才能接通壓縮機。為了在單片機延時期間不耽擱其他程序的執(zhí)行和處理，在此使用定時器T1計時，并且使用工作組2，循環(huán)定時延遲5分鐘。但在本程序中壓縮機的開啟延時時間為30秒，方便演示。圖47為開啟延時程序流程圖[10]。圖 4 7 開啟延時程序流程5．仿真調試 PROTEUS介紹Proteus是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具，真的很不錯。可以仿真51 系列、AVR，PIC 等常用的MCU 及其外圍電路（如LCD，RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，AD/DA，部分SPI 器件，部分IIC 器件，）Proteus 與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機CPU 的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調試時，關心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器和存儲器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結果。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。如圖552分別為溫度傳感器采集仿真圖、溫度顯示仿真圖。該仿真是在protues軟件里進行的，系統(tǒng)仿真圖見附錄1。圖 5 1溫度傳感器采集仿真圖圖 5 2溫度顯示仿真圖結論 本設計綜合運用了stc89c52強大的開發(fā)應用功能，成功實現(xiàn)了LCD12864的中文顯示和矩陣鍵盤的編譯。實現(xiàn)了溫控電冰箱電路的設計，該電路具有溫度指示、雙溫雙控、瞬間斷電壓縮機延時保護、敞門報警、速凍等多種功能。通過這次畢業(yè)設計，使我對51單片機的認識更為深刻，更能夠在LCD12864液晶上隨意顯示中文字符，對矩陣鍵盤的編譯也有了深刻的認識。在今后的學習過程中，相信通過自己的學習，能夠編譯出更為美觀更為簡潔的程序參考文獻[1] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.[2] [M].北京：化學工業(yè)出版，2010.[3] [M].重慶：重慶大學出版社，2010.[4] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.[5] 99 SE—印刷電路板設計技術[M].西安：西北工業(yè)大學出版社，2001.[6] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2005致 謝首先感謝學院能夠給我可以讓我把自己所學的知識總結起來的機會，通過這次畢業(yè)設計，我對溫度系統(tǒng)有了一個整體上的了解，也讓我對單片機有了更深的 認識，尤其是對12864液晶中文顯示有了更為深刻的研究，對矩陣鍵盤的功能設計也有了很深刻的認識。這次畢業(yè)設計在周老師的指導下完成，在老師的指導下使我對自己所學知識有了深入了解，讓我受益匪淺。在此我還要感謝我的同組同學。在做畢業(yè)設計時，正是在這些同學的幫助下，我克服了一個又一個困難，直到本文的順利完成。他們此次設計中做了很多工作，在這里請接受我誠摯的謝意！附錄