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正文內(nèi)容

基于at89s52的溫度測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-07-15 17:02 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 00 00100008H00000 0000 0000 10000000H1111 1111 1111 0000FFF8H1111 1111 0101 1110FF5EH1111 1110 0110 1111FE6FH551111 1100 1001 0000FC90H另外,由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的,它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念,因此讀寫時(shí)序很重要。系統(tǒng)對(duì)DS18B20的各種操作按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為:初使化DS18B20(發(fā)復(fù)位脈沖)→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。DS18B20可以采用兩種方式供電,一種是采用電源供電方式,此時(shí)DS18B20的1腳接地,2腳作為信號(hào)線,3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式,如圖4 所示單片機(jī)端口接單線總線,為保證在有效的DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流,可用一個(gè)MOSFET管來完成對(duì)總線的上拉。當(dāng)DS18B20處于寫存儲(chǔ)器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時(shí),總線上必須有強(qiáng)的上拉,上拉開啟時(shí)間最大為10us。采用寄生電源供電方式時(shí)VDD端接地。由于單線制只有一根線,因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。 DS18B20與單片機(jī)的接口電路,其中Vcc1為后備電源,Vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下,也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vcc1+,Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí),DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源。RST是復(fù)位/片選線,通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能:首先,RST接通控制邏輯,允許地址/命令序列送入移位寄存器;其次,RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí),所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化,允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中RSTS置為低電平,則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送,I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電動(dòng)行時(shí),RST必須保持低電平。中有在SCLK 為低電平時(shí),才能將RST置為高電平,I/O為串行數(shù)據(jù)輸入端(雙向)。SCLK始終是輸入端。 DS1302與單片機(jī)的借口電路DS1302在每次進(jìn)行讀、寫程序前都必須初始化,先把SCLK端置 “0”,接著把RST端置“1”,最后才給予SCLK脈沖;讀/寫時(shí)序如下圖4所示。圖5為DS1302的控制字,此控制字的位7必須置1,若為0則不能把對(duì)DS1302進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。對(duì)于位6,若對(duì)程序進(jìn)行讀/寫時(shí)RAM=1,對(duì)時(shí)間進(jìn)行讀/寫時(shí),CK=0。位1至位5指操作單元的地址。位0是讀/寫操作位,進(jìn)行讀操作時(shí),該位為1;該位為0則表示進(jìn)行的是寫操作??刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入/輸出的。表6為DS1302的日歷、時(shí)間寄存器內(nèi)容:“CH”是時(shí)鐘暫停標(biāo)志位,當(dāng)該位為1時(shí),時(shí)鐘振蕩器停止,DS1302處于低功耗狀態(tài);當(dāng)該位為0時(shí),時(shí)鐘開始運(yùn)行。“WP”是寫保護(hù)位,在任何的對(duì)時(shí)鐘和RAM的寫操作之前,WP必須為0。當(dāng)“WP”為1時(shí),寫保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫操作。DS1302有12個(gè)寄存器,其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān),存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式,其日歷、。 DS1302的日歷、時(shí)間寄存器寫寄存器讀寄存器Bit7 Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit080H81HCH10秒秒82H83H 10分分84H85H12/24010時(shí)時(shí)AM/PM86H87H0010日日88H89H00010月月8AH8BH00000星期8CH8DH 10年年8EH8FHWP0000000單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中除了復(fù)位按鍵有專門的復(fù)位電路,以及專一的復(fù)位功能外,其它的按鍵或鍵盤都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)。 鍵開關(guān)狀態(tài)的可靠輸入 :為了去抖動(dòng)我采用軟件方法,它是在檢測到有鍵按下時(shí),執(zhí)行一個(gè)10ms的延時(shí)程序后,再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平,如保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正鍵按下狀態(tài),從而消除了抖動(dòng)影響為了方便切換溫度上下限和時(shí)間的顯示,以及溫度上下限和時(shí)間的修改,共鍵設(shè)有6個(gè)按鍵。確認(rèn) , 設(shè)置的確認(rèn),修改設(shè)置溫度時(shí)進(jìn)行確認(rèn);顯示切換 設(shè)置的顯示切換,切換顯示時(shí)間和穩(wěn)定范圍;選擇 設(shè)置的顯示切換,選擇修改時(shí)間和穩(wěn)定范圍;加加1;減減1;復(fù)位復(fù)位單片機(jī)當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后超過規(guī)定溫度上限時(shí)或者下線時(shí),單片機(jī)通過 輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)三極管 D1 ,使揚(yáng)聲器發(fā)出警笛聲并且LED閃爍。圖 揚(yáng)聲器連接圖4 系統(tǒng)整體硬件電路系統(tǒng)整體硬件電路包括,傳感器數(shù)據(jù)采集電路,溫度顯示電路,上下限報(bào)警調(diào)整電路,時(shí)鐘芯片電路,時(shí)間顯示電路,單片機(jī)主板電路等,如圖41 所示。圖41中有五個(gè)獨(dú)立式按鍵可以分別調(diào)整溫度計(jì)的上下限報(bào)警設(shè)置和時(shí)間,并且切換顯示。圖中蜂鳴器可以在被測溫度不在上下限范圍內(nèi)時(shí),發(fā)出報(bào)警鳴叫聲音,同時(shí)LED燈閃爍。 圖41中的按健復(fù)位電路是上電復(fù)位加手動(dòng)復(fù)位,使用比較方便,在程序跑飛時(shí),可以手動(dòng)復(fù)位,這樣就不用在重起單片機(jī)電源,就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 顯示電路的液晶是使用的并行傳輸,這種顯示最大的優(yōu)點(diǎn)就是傳輸速度快,而且液晶顯示比較清晰。 圖41 單片機(jī)整體電路5系統(tǒng)軟件算法分析系統(tǒng)程序主要包括主程序,讀出溫度子程序,讀出時(shí)間子程序,溫度轉(zhuǎn)換命令子程序,計(jì)算溫度子程序,顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當(dāng)前溫度值,溫度測量每1s進(jìn)行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度。Y發(fā)DS18B20復(fù)位命令發(fā)跳過ROM命令發(fā)讀取溫度命令讀取操作,CRC校驗(yàn)9字節(jié)完?CRC校驗(yàn)正?確?移入溫度暫存器結(jié)束 NNY初始化調(diào)用顯示子程序1S到?初次上電讀出溫度和時(shí)間數(shù)據(jù),計(jì)算處理顯示數(shù)據(jù)刷新轉(zhuǎn)換溫度和時(shí)間 N YYN 開始初始化讀、寫日期、時(shí)間和溫度分離日期\時(shí)間\溫度顯示值顯示子程序返回日期、時(shí)間修改子程序閏月子程 讀時(shí)間流程圖讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié),在讀出時(shí)需進(jìn)行CRC校驗(yàn),校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。發(fā)DS18B20復(fù)位命令發(fā)跳過ROM命令發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 結(jié)束 溫度轉(zhuǎn)換流程圖溫度轉(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(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為750ms,在本程序設(shè)計(jì)中采用1s顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如上圖, 計(jì)算溫度子程序計(jì)算溫度子程序?qū)AM中讀取值進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算,并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定。 開始溫度零下?溫度值取補(bǔ)碼置“—”標(biāo)志計(jì)算小數(shù)位溫度BCD值 計(jì)算整數(shù)位溫度BCD值 結(jié)束置“+”標(biāo)志NY 溫度數(shù)據(jù)移入顯示寄存器十位數(shù)0?百位數(shù)0?十位數(shù)顯示符號(hào)百位數(shù)不顯示百位數(shù)顯示數(shù)據(jù)(不顯示符號(hào)) 結(jié)束NNYY  計(jì)算溫度流程圖     顯示數(shù)據(jù)刷新流程圖 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(duì)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(shí)將符號(hào)顯示位移入下一位。6 仿真結(jié)果顯示溫度上下限、時(shí)間和溫度值顯示日期時(shí)間和溫度值調(diào)整溫度上下限調(diào)整日期和時(shí)間超溫報(bào)警7總結(jié)與體會(huì)經(jīng)過將近四周的單片機(jī)課程設(shè)計(jì),終于完成了我的數(shù)字測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì),在達(dá)到設(shè)計(jì)要求的同時(shí)還增加了顯示時(shí)間和日期的功能。從這次課程設(shè)計(jì)學(xué)到了很多,也增加了信心。雖然雖然系統(tǒng)設(shè)計(jì)圓滿完成,但在本次設(shè)計(jì)的過程中,我還是發(fā)現(xiàn)很多的問題。雖然以前還做過這樣的設(shè)計(jì)但這次設(shè)計(jì)真的讓我長進(jìn)了很多,單片機(jī)課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)就在于軟件算法的設(shè)計(jì),需要有很巧妙的程序算法,雖然以前寫過許多程序,但我覺的寫好一個(gè)程序并不是一件簡單的事,舉個(gè)例子,以前寫的那幾次,數(shù)據(jù)加減時(shí),我用的都是BCD碼,這一次,我全部用的都是16進(jìn)制的數(shù)直接加減,顯示處理時(shí)在用除法去刪分,感覺效果比較好,有好多的東西,只有我們?nèi)ピ囍隽耍拍苷嬲恼莆?,只學(xué)習(xí)理論有些東西是很難理解的,更談不上掌握。從這次的課程設(shè)計(jì)中,我真真正正的意識(shí)到,在以后的學(xué)習(xí)工作中,要理論聯(lián)系實(shí)際,把我們所學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)際當(dāng)中,學(xué)習(xí)單機(jī)片機(jī)更是如此,程序只有在經(jīng)常的寫與讀的過程中才能提高,這就是我在這次課程設(shè)計(jì)中的最大收獲。參考文獻(xiàn)[1]?。郏停? 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1998[2] [M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,199
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