【文章內(nèi)容簡介】 辨率設(shè)置表根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)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(jìn)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(jìn)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。．ROM命令代碼及其含義1) ALARMSEARCH命令代碼[ECH]：當(dāng)溫度值高于TH或低于TL中的數(shù)值的時候，此命令可以讀出報警的DS1820。2）MATCHROM命令代碼[55H]：多個DS1820在線是，可以用此命令匹配一個給定序列號的DS1820，此后的命令就針對該DS1820。3）SKIPROM命令代碼[CCH]：此命令執(zhí)行后的存儲器操作將針對在線所有的DS1820。4）SEARCHRDH命令代碼[F0H]：用以讀出在線的DS1820的序列號。5．存儲器操作命令代碼及其含義1) READSCRATCHPAD命令代碼[BEH]：讀取溫度寄存器的溫度值。2) WRITESCRATCHPAD命令代碼[4EH]：寫兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)到溫度寄存器。3) COPYSCRATCHPAD命令代碼[48H]：將溫度寄存器的數(shù)值拷貝到EERAM中，保證溫度值不丟失。4) RECALLEE命令代碼[B8H]：將EERAM中的數(shù)值拷貝到溫度積存器中去。5) CONVERT命令代碼[44H]：啟動在線DS1820做溫度的A/D轉(zhuǎn)換。6) READPOWERSUPPLY命令代碼[B4H]：在本命令送到DS1820之后的每一個讀數(shù)據(jù)間隙，指出電源的模式：“0”為寄生電源；“1”為外部電源。6．DS1820使用中注意事項 DS1820雖然具有測溫精度高、測溫系統(tǒng)簡單、占用口線少、連接方便等優(yōu)點，但是在實際的應(yīng)用中我們應(yīng)該注意以下的幾個方面: 1) 較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件來進(jìn)行補償，因為DS1820與微處理器之間采用的是串行數(shù)據(jù)傳送，所以在對DS1820進(jìn)行讀寫編程的時候，我們必須嚴(yán)格地保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使用PL/M、C等高級語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計時，對DS1820操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。 2) 在DS1820的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個DS1820，在實際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS1820超過8個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進(jìn)行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意。3) 連接DS1820的總線電纜是有長度限制的。試驗中，當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過50m時，讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達(dá)150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離進(jìn)一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。因此，在用DS1820進(jìn)行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。4) 在DS1820測溫程序設(shè)計中，向DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號，一旦某個DS1820接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS1820時，將沒有返回信號，程序進(jìn)入死循環(huán)。這一點在進(jìn)行DS1820硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予一定的重視。 測溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線，其中一對線接地線與信號線，另一組接VCC和地線，屏蔽層在源端單點接地。 同七段數(shù)碼顯示器LED（Light Emitting Diode）相比較，液晶顯示器LCD（Liquid CrystalDisplay）這個是一種功耗極低顯示器。LCD它是一種平板薄膜的顯示器件，除了功耗低的特性以外，它還具有外表美觀、顯示工作電壓較低、抗干擾的能力強、和CMOS電路電性能匹配好等諸多優(yōu)點。因此它的應(yīng)用范圍非常廣泛，電子表到計算器、袖珍式儀表到便攜式微型計算機(jī)和一些文字處理機(jī)都應(yīng)用到了LCD?，F(xiàn)在，LCD點陣式和有段式2種，在只涉及數(shù)據(jù)顯示和簡單字母提示的時候，智能儀器它通常會采用段式LCD。本次設(shè)計系統(tǒng)顯示電路選擇的是液晶顯示器LCD1602，在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為的輸出器件有以下幾個優(yōu)點：① 顯示質(zhì)量比較高因為液晶顯示器的每一個點它在收到信號后就會一直保持著那種亮度和色彩，恒定發(fā)光，而且不會像陰極射線管顯示器（CRT）那樣子需要不斷地刷新新的亮點。所以液晶顯示器畫質(zhì)高但是不會閃爍。② 數(shù)字式接口液晶顯示器都是數(shù)字式接口，它和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡單地可靠，操作更加地方便。③ 重量輕、體積小液晶顯示器它通過顯示屏上電極控制液晶分子的狀態(tài)來達(dá)到顯示目的，在重量這方面，它比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。④ 功耗低相對而言，液晶顯示器功耗大都消耗在它的內(nèi)部電極和驅(qū)動IC上，故而耗電量同其它顯示器相比較要少得多。 液晶顯示器的原理液晶顯示它的原理就是利用液晶物理特性，通過電壓對其它的顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就會有顯示，這樣就可以顯示出圖形。液晶顯示器它具有厚度較薄、適合用于大規(guī)模的集成電路直接驅(qū)動、容易實現(xiàn)全彩色顯示的特點，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、便攜式電腦、PDA移動通信工具等眾多領(lǐng)域。液晶顯示分類方法有很多類，一般可按它的顯示方式分為點陣式、段式、字符式等。除了黑白的顯示之外，液晶顯示器它具有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動的方式來分，可以分類為單純矩陣驅(qū)動（Simple Matrix）、主動矩陣驅(qū)動（Active Matrix）和靜態(tài)驅(qū)動（Static）三種。點陣圖形式液晶由MN個顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共168=128個點組成，屏上6416個顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個點；當(dāng)（3FFH）=FFH時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H時，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。用LCD顯示一個字符時比較復(fù)雜，因為一個字符由68或88點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，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及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。 漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點陣碼（一般用字模提取軟件），每個漢字占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為5……右邊為6……根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié)……直到32B顯示完就可以LCD上得到一個完整漢字。 LCD1602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，兩者尺寸差別如下圖所示。第1腳：VSS是地電源。第2腳：VDD接的是5V正電源。第3腳：VL是液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源對比度最弱，接地對比度最高，對比度過高會產(chǎn)生“鬼影”，使用可以通過一個10K電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS是寄存器選擇，高電平時會選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時會選擇指令寄存器。第5腳：R/W是讀寫信號線，高電平會進(jìn)行讀操作，低電平時會進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時則可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平，R/W為低電平則可以寫入數(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，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7是8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源是正極。第16腳：背光源是負(fù)極。．1602LCD的指令說明及時序1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表所示：14：控制命令表1602液晶模塊的屏幕、讀寫操作和光標(biāo)的操作它們都是通過指令的編程來實現(xiàn)。（說明：1是高電平、0是低電平）指令1：清顯示，光標(biāo)復(fù)位到地址00H，位置指令碼01H,。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回至地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式的設(shè)置I/D：光標(biāo)的移動方向，高電平向右移，低電平往左移S:屏幕上的所有文字是否往左移或者右移。高電平則有效，低電平表示無效。指令4：顯示開關(guān)的控制。D：控制整體顯示開與關(guān)，高電平是開顯示，低電平是關(guān)顯示C：控制光標(biāo)開與關(guān)，高電平有光標(biāo)，低電平無光標(biāo)B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平為閃爍，低電平為不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示的移位S/C：高電平移動顯示的文字，低電平則時移動光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置為命令DL：高電平時4位總線，低電平為8位總線N：低電平為單行顯示，高電平時為雙行顯示F: 低電平時顯示5x7點陣字符，高電平時顯示5x10點陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM的地址設(shè)置。指令8：DDRAM的地址設(shè)置。指令9：讀忙信號與光標(biāo)地址BF：1為忙標(biāo)志位，高電平表示為忙，此時模塊不它能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平則表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。．基本操作時序表圖： 讀操作時序圖： 寫操作時序第6章 軟件介紹 軟件總體方案設(shè)計溫度控制系統(tǒng)的硬件電路確定之后，其主要功能將依賴于軟件來實現(xiàn)，本系統(tǒng)的軟件主要是完成溫度數(shù)據(jù)的采集并把采集的數(shù)據(jù)通過串口通信傳送給上位機(jī)，同時接收上位機(jī)的命令，達(dá)到溫度控制的目的。： 系統(tǒng)軟件的設(shè)計根據(jù)溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計的軟件程序，實際上就是對系統(tǒng)的管理程序和控制程序進(jìn)行設(shè)計。管理程序是對顯示LED進(jìn)行動態(tài)刷新、控制指示燈、處理鍵盤的掃描和響應(yīng)等?？刂瞥绦蚴菍Ρ豢刂七^程進(jìn)行采樣、數(shù)據(jù)處理，根據(jù)控制算式進(jìn)行計算和輸出等。由于整個系統(tǒng)軟件相當(dāng)龐大，為便于編寫、調(diào)試和修改，系統(tǒng)軟件的編制采用了模塊化結(jié)構(gòu)，及整個控制軟件由許多獨立的小模塊組成，他們之間通過軟件接口連接，主控程序主要包括條件判斷和子程序調(diào)用等關(guān)鍵部分。在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計時，系統(tǒng)設(shè)計人員必須把系統(tǒng)要執(zhí)行的任務(wù)和應(yīng)具備的功能合理地分配給硬件和軟件來實現(xiàn)，既要考慮系統(tǒng)的價格，又要考慮系統(tǒng)滿足實時性要求的工作進(jìn)度，做到硬件、軟件合理權(quán)衡，并盡量節(jié)省機(jī)器時間和內(nèi)存空間。溫度經(jīng)DS18B20數(shù)字式溫度傳感器采集后，由AT89C52單片機(jī)控制讀出并送本地LCD液晶顯示器1602顯示出來并且判斷溫度是否符合設(shè)定值。如果溫度超過設(shè)定溫度上限，紅燈亮，啟動風(fēng)扇降低溫度。如果顯示溫度低于設(shè)定溫度下限，綠燈亮，啟動電熱爐升高溫度。如果顯示溫度不是低于設(shè)定溫度下限，繼續(xù)返回上面循環(huán)。 測溫程序流程圖檢測DS18B20溫度傳感器是否在進(jìn)行正常工作，如果是則進(jìn)行ROM操作指令、存儲操作命令、讀取溫度將數(shù)值傳送給單片機(jī)。如果不在工作，需檢測傳感器裝置是否安裝正確。 控制部分單片機(jī)對溫度數(shù)值進(jìn)行處理分析，如果溫度超過設(shè)定值則斷開加熱絲啟動排風(fēng)扇，如果溫度低于設(shè)定值則啟動加熱絲工作加溫。第7章 經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)論通過本次溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計,我大有收獲，在制作過程中，一定要注意的每個工作步驟的檢查，確保制作成功。比如在合理布線，檢查裝配無誤的情況下，如果還出現(xiàn)電路無輸出的情況，那么可以肯定是原理圖錯誤，這時就要回到原理圖進(jìn)行檢查?？傮w的檢查順序應(yīng)該是原理圖、PCB圖、裝配情況、焊接工藝。從整體來說這是一個復(fù)雜的過程，要細(xì)心謹(jǐn)慎，沉著冷靜，反復(fù)檢查，直到找到原因為止。這次畢業(yè)設(shè)計歷時至少3個月，從一開始的確定課題，到后來的資料查找、理論學(xué)習(xí)，再有就是近來的調(diào)試和測試過程，這一切都使我的理論知識和動手能力進(jìn)一步得到頻率合成電路課題中包含了通信電路和單片機(jī)部分知識，可以說是對通信電路知識的一次全面綜合。在畫原理圖、PCB布線、安裝和調(diào)試過程中不可避免地遇到各種問題，這要求保持沉著冷靜，聯(lián)系書本理論知識積極地思考，實在解決不了可以請教同學(xué)或指導(dǎo)老師。雖然在制作過程中不可避免地遇到很多問題，但是最后還是在老師以及同學(xué)的幫助下圓滿解決了這些問題，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)設(shè)計與最后調(diào)試，相關(guān)指標(biāo)達(dá)到期望的要求，很好地完成了本次設(shè)計任務(wù)。經(jīng)過三年學(xué)習(xí)的積累，在已經(jīng)掌握相關(guān)專業(yè)方面知識及其它各方面知識的情況下，我認(rèn)真嚴(yán)肅的完成了我的畢業(yè)設(shè)計。從得到題目到查找資料，從對題目的研究設(shè)定到PCB電路板的制作，從電路板的調(diào)試到失敗后再一次