【文章內(nèi)容簡介】 BL背燈電源負(fù)極 指令介紹LCD1602液晶顯示器內(nèi)部共有11條指令。 LCD1602指令表 顯示自定義字符顯示自定義字符步驟如下：（1） 先將自定義字符寫入CGRAM。 LCD160內(nèi)含的CGROM字符代碼表中的00H~07H地址中的內(nèi)容沒有定義，它是用戶自定義區(qū)域。用戶可以向CGRAM中定義內(nèi)容。在設(shè)定內(nèi)容時，要逐行設(shè)定，每行對應(yīng)一個CGRAM，每行5點(diǎn)，共8行。（2） 將CGRAM中的自定義字符傳送到DDRAM中。首先寫入行地址。然后設(shè)定CGRAM數(shù)據(jù)的內(nèi)容。 行地址格式RSR/WDB7DB6DB5DB3DB2DB00001字符地址行號 設(shè)定CGRAM中的數(shù)據(jù)格式RSR/WDB7DB5DB4DB010一般取‘000’每行5點(diǎn)的字模數(shù)據(jù)第4章 硬件電路設(shè)計 系統(tǒng)的硬件組成本設(shè)計使用單片機(jī)作為控制核心，采用多個溫度傳感器對多點(diǎn)溫度進(jìn)行檢測，以液晶顯示屏分別循環(huán)顯示檢測的溫度。 系統(tǒng)原理框圖 單片機(jī)的典型電路單片機(jī)的典型電路包括時鐘電路和復(fù)位電路。 時鐘電路，振蕩頻率取決于適應(yīng)晶體的振蕩頻率，~12MHz，CC2主要起頻率微調(diào)和穩(wěn)定作用，電容可取5~30pF。 單片機(jī)時鐘電路 復(fù)位電路上電復(fù)位電路：RC構(gòu)成微分電路，在接電瞬間產(chǎn)生一個微分脈沖，其寬度大于2個機(jī)器周期。： 單片機(jī)復(fù)位電路 顯示電路，最后兩個管腳LED+接高電平+5V，LED接地。通過調(diào)節(jié)10K滑動變阻器來調(diào)節(jié)顯示屏的亮度，以便清晰顯示數(shù)據(jù)。 LCD1602液晶顯示屏的接口連線 溫度檢測電路，、DS18B20采用外部供電方式，I/O口線要接5K?左右的上拉電阻，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)。 溫度檢測電路連接圖 溫度報警電路本設(shè)計采軟件處理報警，利用有源蜂鳴器進(jìn)行報警輸出，采用直流供電。當(dāng)所測溫度超過或者低于所預(yù)設(shè)的溫度時，數(shù)據(jù)口相應(yīng)拉高電平，報警輸出。也可采用發(fā)光二級管報警電路，如果需要報警，則只需將相應(yīng)位置1，當(dāng)參數(shù)判斷完畢后，再看報警模型單元ALARM的內(nèi)容是否與預(yù)設(shè)一樣，如不一樣，則發(fā)光報警。 報警電路硬件連接圖第5章 軟件設(shè)計系統(tǒng)程序主要包括主程序、溫度檢測程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計算溫度子程序顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。 主程序主程序調(diào)用各個子程序，并系統(tǒng)的控制各執(zhí)行模塊之間的結(jié)合與聯(lián)系，處理子程序送來的數(shù)據(jù)。 主程序流程圖 溫度檢測程序DS18B20在單片機(jī)的控制下分三個階段：18B20初始化、讀18B寫18B20。 DS18B20初始化 。先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”；延時（該時間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點(diǎn)）， 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”；延時750μs（該時間的時間范圍可以從480到960μs）； 數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”；延時等待（如果初始化成功則在15到60μs時間之內(nèi)產(chǎn)生一個由DS18B20所返回的低電平“0”；據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進(jìn)行等待，不然會使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時控制）。若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起最少要480μs；將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。 DS18B20的初始化流程圖 讀DS18B20程序。首先設(shè)置循環(huán)次數(shù)為8次，通過總線延遲將8位數(shù)據(jù)讀入單片機(jī)內(nèi)。當(dāng)從DS18B20讀數(shù)據(jù)時，主機(jī)生成讀時間隙。當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)從高電平拉到低電平時，寫時間隙開始，數(shù)據(jù)線必須保持至少1μs；從DS18B20輸出的數(shù)據(jù)在讀時間隙的下降沿出現(xiàn)后15μs內(nèi)有效。因此，主機(jī)在讀時間隙開始后必須把I/O腳驅(qū)動拉為的電平保持15μs，以讀取I/O腳狀態(tài)。在讀時間隙的結(jié)尾，I/O引腳將被外部上拉電阻拉到高電平。所有讀時間隙必須最少60μs，包括兩個讀周期至少1μs的恢復(fù)時間。 讀DS18B20流程圖 寫DS18B20程序。同樣，先設(shè)置循環(huán)次數(shù)為8次，通過總線延遲將8位數(shù)據(jù)寫入單片機(jī)內(nèi)。當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)從邏輯高電平拉到邏輯低電平的時候，寫時間隙開始。有兩種寫時間隙，寫1時間隙和寫0時間隙。所有寫時間隙必須最少持續(xù)60μs，包括兩個寫周期至少1μs的恢復(fù)時間。I/O線電平變低后，DS18B20在一個15μs到60μs的窗口內(nèi)對I/O線采樣。如果線上事高電平，就是寫1，如果是低電平，就是寫0。主機(jī)要生成一個寫時間隙，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平然后釋放，在寫時間隙開始后的15μs內(nèi)允許數(shù)據(jù)線拉到高電平。主機(jī)要生成一個寫0時間隙，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平并保存60μs。每個讀時隙都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線1μs，在主機(jī)發(fā)起讀時序之后，單總線器件才開始在總線上發(fā)送0或1。所有讀時序至少需要60μs。 寫DS18B20流程圖 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令，當(dāng)采用12位分辨率時，轉(zhuǎn)換時間約為750ms。在本程序設(shè)計中采用1s顯示程序延時法等待轉(zhuǎn)換的完成。 計算溫度子程序計算溫度子程序?qū)⒆x取值進(jìn)行碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定。 溫度轉(zhuǎn)換流程圖 計算溫度子程序流程圖 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高顯示位為0時，將符號顯示位移入下一位。 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序流程圖第6章 仿真、制作及系統(tǒng)調(diào)試 仿真結(jié)果通過Proteus軟件對系統(tǒng)進(jìn)行仿真。因?yàn)榉抡鎴D看不出蜂鳴報警器是否響，所以這里用報警指示燈來代替蜂鳴報警電路。 系統(tǒng)仿真圖。液晶第一行顯示仿真的日期，第二行顯示分別為溫度值、溫度單位和溫度檢測的路數(shù)。其中圖a為第1路DS18B20所檢測的溫度，℃，液晶顯示與DS18B20的一致，說明仿真正確。因?yàn)樵摐囟瘸隽嗽O(shè)定溫度的下限，所以報警指示燈亮。圖b顯示為第2路DS18B20檢測的溫度，其溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，報警指示燈不亮。圖c顯示為第3路DS18B20所檢測的溫度，其溫度超出了設(shè)定范圍的上限，報警指示燈亮。圖d為循環(huán)回來顯示的1路溫度值。 實(shí)物制作仿真結(jié)果出來后照著系統(tǒng)仿真圖開始進(jìn)行實(shí)物制作。先從實(shí)驗(yàn)室獲取各個模塊電路所需要的所有元器件。然后依照電路進(jìn)行焊接實(shí)物。 a b c d 三路溫度仿真圖 系統(tǒng)調(diào)試本次設(shè)計系統(tǒng)的調(diào)試以程序的調(diào)試為主。先編寫顯示程序并進(jìn)行硬件的正確性檢驗(yàn)，然后分別進(jìn)行主程序、讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計算溫度子程序和顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等的編程及調(diào)試。 元器件清單序號名稱型號單位數(shù)量備注1電阻10K?支22電容30pF支23晶振12MHz支14三極管9012支15蜂鳴器支16滑動變阻器10K?支17電阻5K?支38液晶顯示器LCD1602支19單片機(jī)AT89C51支1由于DS18B20與單片機(jī)采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，對DS18B20進(jìn)行讀/寫編程時，必須嚴(yán)格的保證讀/寫時序，否則將無法讀取測量結(jié)果。本程序采用單片機(jī)C語言編寫，用Keil C編譯器編程調(diào)試。軟件調(diào)試到液晶能顯示溫度值，而且在有溫度變化時（例如改變傳感器的溫度值）顯示溫度能改變。軟硬件分別調(diào)試完成以后，將程序下載入單片機(jī)中，電路板接上電源，系統(tǒng)開始運(yùn)行。 系統(tǒng)初始調(diào)試圖由于剛上電時DS18B20還沒有初始化成功，所以三路都顯示為85℃。經(jīng)過一個循環(huán)周期后，開始顯示各路溫度。 a b c d 各路溫度顯示圖圖中a、b、c圖分別為第1路、第2路、第3路檢測的溫度，圖d為循環(huán)一周期后重新顯示的第1路溫度。由于我們在用軟件仿真的時候都是假設(shè)所有的元件為理想狀態(tài)，但是在現(xiàn)實(shí)中，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到理想狀態(tài)，元器件總是或多或少存在一些問題，所以成品有可能和仿真出的結(jié)果有一些誤差。但只有能夠?qū)崿F(xiàn)正常循環(huán)顯示溫度值，那么本次設(shè)計基本成功。結(jié)論本設(shè)計利用AT89C51芯片控制溫度傳感器DS18B20，再輔之以部分外圍電路實(shí)現(xiàn)對環(huán)境溫度的監(jiān)測，性能穩(wěn)定，精度教高，而且擴(kuò)展性能很強(qiáng)大。由于DS18B20支持單總線協(xié)議，我們還可以將多個DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用較少的微處理器的端口就可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫監(jiān)控系統(tǒng)。由于DS18B20的測量精度只有177。度，往往很多場合需要更加精確的溫度，在所測溫度精度不變的基礎(chǔ)上必須對數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。由于DS18B20是基于帶隙結(jié)構(gòu)的數(shù)字式溫度傳感器，PN結(jié)增量電壓正比于IC絕對溫度（PTAT），它的測溫精度較高,其誤差在時間和外部環(huán)境變化的條件下,保持相當(dāng)高的穩(wěn)定性。通過本次設(shè)計，讓我對單片機(jī)AT89C51的原理應(yīng)用以及與周邊系統(tǒng)的連接融合環(huán)節(jié)有了深入的認(rèn)識，針對溫度傳感器DS18B20芯片的原理我通過網(wǎng)絡(luò)資料對其有了更深刻的理解。并且能夠熟悉使用proteus進(jìn)行硬件仿真，keil進(jìn)行程序編譯，培養(yǎng)了分析問題、解決問題、獨(dú)立設(shè)計和制作電子產(chǎn)品的能力。參 考 文 獻(xiàn)[1] 常喜茂,孔英會,付小寧．C51基礎(chǔ)與應(yīng)用實(shí)例[M]．電子工業(yè)出版社,．[2] 余永權(quán).ATMEL89系列單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：航空航天大學(xué)出版社，．[3] 江思敏,陳明．Protel電路設(shè)計教程[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2008．3．[4] 陸子明,徐長根．單片機(jī)設(shè)計與應(yīng)用基礎(chǔ)教程[M].北京：國防工業(yè)出版社，．[5] 張文娜，葉湘濱．傳感器接口電路的抗干擾技術(shù)及其應(yīng)用[J].計算機(jī)自動測量與控制， 2011,9(3)．[6] 趙華峰,李龍洲．MCS51單片機(jī)多分支程序的實(shí)現(xiàn)[J].渭南師范學(xué)院學(xué)報，2009,(2)1