【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 顯示。單片機(jī)采集溫度信息，顯示在1602液晶上，同時(shí)現(xiàn)在的時(shí)間也顯示在液晶上。單片機(jī)通過控制液晶的相應(yīng)接口，對(duì)液晶實(shí)現(xiàn)操作，從而實(shí)現(xiàn)顯示電路的設(shè)計(jì)。圖28 液晶顯示電路 鍵盤接口電路設(shè)計(jì)在智能電飯煲系統(tǒng)中，除了液晶顯示進(jìn)行信息傳遞的輸出設(shè)備以外，還要有與操作人員進(jìn)行信息交換的常規(guī)輸入設(shè)備。鍵盤是一種最常用的輸入設(shè)備,它是一組按鍵的集合，從功能上可分為數(shù)字鍵和功能鍵兩種，作用是輸入數(shù)據(jù)與命令，查詢和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人機(jī)對(duì)話。 按鍵采用獨(dú)立式按鍵接口，分為5個(gè)按鍵，分別對(duì)應(yīng)快煮、慢煮、預(yù)約定時(shí)、時(shí)間加、時(shí)間減的功能。獨(dú)立式鍵盤是直接用IO口構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，如圖29所示，每根IO口線上按鍵的工作狀態(tài)小會(huì)影響其他IO口的工作狀態(tài)，該電路屬于查詢方式電路，當(dāng)按鍵沒有按下時(shí)，單片機(jī)IO口默認(rèn)輸出其為高電平；當(dāng)某按鍵按下后，對(duì)應(yīng)IO口變低電平，IO輸出灌電流在5mA左右圖29按鍵電路 按鍵的抖動(dòng)通常所用的按鍵為輕觸機(jī)械開關(guān)，正常情況下按鍵的接點(diǎn)是斷開的，當(dāng)我們按壓按鈕時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用， 一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時(shí)也不會(huì)一下子斷開。因而機(jī)械觸點(diǎn)在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，按鍵的時(shí)序如下圖210所示，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短由按鍵的機(jī)械特性及操作人員按鍵動(dòng)作決定，一般為5ms～20ms。 圖210 按鍵開關(guān)的抖動(dòng)特性 按鍵消抖按鍵的抖動(dòng)會(huì)造成按一次鍵產(chǎn)生的開關(guān)狀態(tài)被單片機(jī)誤讀幾次。為了使單片機(jī)能正確地讀取按鍵狀態(tài)，必須在按鍵閉合或斷開時(shí)，消除產(chǎn)生的前沿或后沿抖動(dòng)，去抖動(dòng)的方法有硬件方法和軟件方法兩種。1．硬件方法硬件方法是設(shè)計(jì)一個(gè)濾波延時(shí)電路或單穩(wěn)態(tài)電路等硬件電路來避開按鍵的抖動(dòng)時(shí)間。圖211是由R2和C組成的濾波延時(shí)消抖電路，設(shè)置在按鍵S與CPU數(shù)據(jù)線Di之間。按鍵S未按下時(shí)，電容兩端電壓為0，即與非門輸入Vi為0，輸出Vo為1。當(dāng)S按下時(shí)，由于C兩端電壓不能突變，充電電壓Vi在充電時(shí)間內(nèi)未達(dá)到與非門的開啟電壓，門的輸出Vo將不會(huì)改變，直到充電電壓Vi大于門的開啟電壓時(shí)，與非門的輸出Vo才變?yōu)?。這段充電延遲時(shí)間取決于RR2和C值的大小，電路設(shè)計(jì)時(shí)只要使之大于或等于100ms即可避開按鍵抖動(dòng)的影響。同理，按鍵S斷開時(shí)，即使出現(xiàn)抖動(dòng)，由于C的放電延遲過程，也會(huì)消除按鍵抖動(dòng)的影響。圖中，V1是未施加濾波電路含有前沿抖動(dòng)、后沿抖動(dòng)的波形，V2是施加濾波電路后消除抖動(dòng)的波形。圖211 濾波延時(shí)消抖電路 2．軟件方法 軟件方法是指編制一段時(shí)間大于10ms的延時(shí)程序，在第一次檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行這段延時(shí)子程序使鍵的前沿抖動(dòng)消失后再檢測(cè)該鍵狀態(tài)，如果該鍵仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)為該鍵已穩(wěn)定按下，否則無鍵按下，從而消除了抖動(dòng)的影響。同理，在檢測(cè)到按鍵釋放后，也同樣要延遲一段時(shí)間，以消除后沿抖動(dòng)，然后轉(zhuǎn)入對(duì)該按鍵的處理。由于軟件方法去抖的方法容易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)節(jié)約了硬件資源，是硬件電路體積減小，器件減少，可靠性提高，本課題采用軟件消抖的方式。 溫度采集電路設(shè)計(jì)美國Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持 單總線接口的溫度傳感器。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念?，F(xiàn)在，新一代的DS18B20體積更小、更經(jīng)濟(jì)、更靈活。本課題利用溫度傳感器DSl8B20來檢測(cè)溫度的變化從而使單片機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)多種功能。 DS18B20的控制方式在具體硬件上，DS18B20與單片機(jī)的連接有兩種方法，一種是Vcc接外部電源，GND接地，I/O與單片機(jī)的I/O線相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí)VDD GND接地，I/O接單片機(jī)I/O。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/。DS18B20有六條控制命令，如下表22所示。表22 DS18B20控制命令指令約定碼操作說明溫度轉(zhuǎn)換44H啟動(dòng)DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換讀暫存器BEH讀暫存器9個(gè)字節(jié)內(nèi)容寫暫存器4EH將數(shù)據(jù)寫入暫存器的TH、TL字節(jié)復(fù)制暫存器48H把暫存器的TH、TL字節(jié)寫到E2PROM中重新調(diào)E2PROMB8H把E2PROM中的TH、TL字節(jié)寫到暫存器TH、TL字節(jié)讀電源供電方式B4H啟動(dòng)DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號(hào)給主CPUCPU對(duì)DS18B20的訪問流程是：先對(duì)DS18B20初始化，再進(jìn)行ROM操作命令，最后才能對(duì)存儲(chǔ)器操作，數(shù)據(jù)操作。DS18B20每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時(shí)序和通信協(xié)議。如CPU控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換這一過程，根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，須經(jīng)三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì)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(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。引腳排序如圖212所示，引腳說明如表23圖212 DS18B20引腳圖表23 DS18B20引腳說明序號(hào)引腳名稱引腳功能描述1GND電源地2IO數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳3VDD電源端 DS18B20具體連接溫度傳感器DSl8B20采用數(shù)據(jù)線供電方式，其工作電壓范圍在3～5. 5V，溫度測(cè)量范圍在55℃～125℃精度為177。2℃，在10℃～85℃范圍內(nèi)，其精度為177。0 5℃，可編程為9～12位A/D轉(zhuǎn)換精度。測(cè)溫分辨率可達(dá)0．0625攝氏度，如圖213所示，為了保證DSl8B20溫度變換的精確性，當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換時(shí)，數(shù)據(jù)線必須提供足夠功率，此時(shí)必須提供一個(gè)強(qiáng)上拉。該電路通常要求外接一個(gè)4. 7K的上拉電阻至電源。圖213 DS18B20與單片機(jī)連接 預(yù)約定時(shí)電路設(shè)計(jì)智能電飯煲實(shí)現(xiàn)預(yù)約定時(shí)的功能，定時(shí)的功能實(shí)現(xiàn)方法有很多種，本文采用DS1302實(shí)現(xiàn)預(yù)約定時(shí)的功能。DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，～。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。并且具有具有涓細(xì)電流充電能力的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。 DS1302接口分析DS1302的引腳排列,其中Vcc2為主電源，VCC1為后備電源。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)傳送的方法。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RST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)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc，RST必須保持低電平。只有在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)輸入輸出端(雙向)，后面有詳細(xì)說明。SCLK為時(shí)鐘輸入端。 圖214為DS1302的引腳功能圖。圖214 DS1302引腳圖DS1302采用SPI（serial peripheral interface 串行外圍設(shè)備接口）通信方式，它不僅要向寄存器寫入控制字，還要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。要想與DS1302進(jìn)行通信，首先了解DS1302的控制字，表24為DS1302的控制字。表24 DS1302的控制字D7D6D5D4D3D2D1D01RAMA4A3A2A1A0RDCKW/R控制字的最高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到DS1302中。D6：如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；D5至位D1（A4～A0）：指示操作單元的地址；D0（最低有效位）：如為0，表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作?？刂谱挚偸菑淖畹臀婚_始輸出。在控制字指令輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（0位）開始。同樣，在緊跟8位的控制字指令后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿，讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。 DS1302與單片機(jī)具體連接DS1302與單片機(jī)相連接的時(shí)候，其中VCC2接電源5V，VCC1接3V的電池作為備用電源，電源地接地。，晶振兩端接兩個(gè)補(bǔ)償電容，電容大小選10pF。剩余三個(gè)引腳分別接在單片機(jī)的IO上。為了增強(qiáng)通信過程中的抗干擾能力。具體接法如下圖215所示。圖215 DS1302與單片機(jī)相連 功能指示電路設(shè)計(jì)功