【文章內(nèi)容簡介】 0完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)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。(5)在完成溫度轉(zhuǎn)換之后，DS18B20就把測得的溫度值t同t、t作比較。若tt，或tt,則將該器件的報(bào)警標(biāo)志置位，并對CPU發(fā)出的報(bào)警搜索命令做出響應(yīng)。因此可用多片DS18B20同時(shí)測量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索。一旦某個(gè)測溫點(diǎn)越限，主CPU用報(bào)警搜索命令即可識別正在報(bào)警的DS18B20，并且讀出其序號，而不必考慮其他為報(bào)警的DS18B20。(6)在64位激光ROM的最低8位字節(jié)中存有CRC。主CPU根據(jù)ROM的前56位來計(jì)算CRC值，并與存入DS18B20中的CRC值進(jìn)行比較，以判斷主CPU接收到的ROM數(shù)據(jù)是否正確。CRC的函數(shù)表達(dá)式為 CRC=X+X+X+1 （24）此外，DS18B20尚需按照式（24）所規(guī)定的格式為暫存器中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個(gè)8位CRC，送給CPU，以確保暫存器的數(shù)據(jù)傳送無誤。從上面的溫度傳送原理可見，雖然18B20是單總線結(jié)構(gòu)，但是如果將3個(gè)傳感器都掛在一個(gè)串行IO口的話，還需要先編程分別讀取各個(gè)18B20的序列號，就可能造成編程的困難，而且程序調(diào)試時(shí)也難以跟蹤對應(yīng)的參數(shù)。考慮到只測量3路溫度，這個(gè)測溫電路方案同樣簡單，且易于編程和調(diào)試。 顯示模塊的方案單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的顯示器件種類很多，但最常用的主要有兩種：數(shù)碼管顯示即LED顯示器；液晶顯示即LCD顯示器。從結(jié)構(gòu)上，兩種顯示器又可分為段碼顯示和點(diǎn)陣顯示。LED顯示器價(jià)格低廉，工作穩(wěn)定，發(fā)光強(qiáng)度較強(qiáng)，機(jī)械性能較好，在普通單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中最常見；LCD顯示器是近年來上市的一種被動發(fā)光式顯示器，具有重量輕、功耗低、體積小、顯示內(nèi)容豐富、使用方便等特點(diǎn)，在通訊、儀器儀表、電子設(shè)備、家用電器等低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，使這些電子設(shè)備的人機(jī)界面變得越來越直觀形象，目前已廣泛應(yīng)用于電子表、計(jì)算器、液晶電視、復(fù)印機(jī)等許多方面?；谖覀冸娐沸枰@示字符，而且是任務(wù)要求，故選用液晶模塊。在液晶模塊中，常用的型號有1602和12864，兩者的主要區(qū)別主要在于：1602為5*8的字符型液晶，能同時(shí)顯示32個(gè)英文或者數(shù)字字符；12864為128*64的點(diǎn)陣型液晶，面積更大，帶字庫的還能夠顯示漢字，但是價(jià)格更貴（約為前者的6倍），根據(jù)任務(wù)要求，只要求顯示3路4位采集溫度和設(shè)定閥值，故1602已經(jīng)能夠滿足需要，另外由于是工業(yè)要求較低成本，故價(jià)格在100元以上的12864已經(jīng)對1602不構(gòu)成優(yōu)勢，故最終選擇的LCD為TC1602。 TC1602液晶模塊字符型液晶是一種使用57點(diǎn)陣圖形來顯示字符的液晶顯示器，根據(jù)顯示的容量可以分為1行16個(gè)字、2行16個(gè)字、2行20個(gè)字等，我們選用的則是最常用的2行16個(gè)字的1602液晶模塊。TC1602液晶模塊的引腳圖如下所示： 1602液晶模塊引腳圖各引腳功能分別如下：第1腳：VSS為電源地，接GND。第2腳：VDD接＋5V電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高，對比度過高會產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號獻(xiàn)，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：BLA背光電源正極（＋5V）輸入引腳。第16腳：BLK背光電源負(fù)極，接GND。1602液晶模塊內(nèi)帶標(biāo)準(zhǔn)字庫，內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）存儲了192個(gè)57點(diǎn)陣字符，32個(gè)510點(diǎn)陣字符。另外還有字符生成RAM（CGRAM）512字節(jié)，供用戶自定義字符。如表2－6所示，這些字符由：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如小寫英文字母“a”的代碼是01100001（61H）,顯示時(shí)模塊把地址61H的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“a”。1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制令，如表25所示。它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平） 1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條指令指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0清顯示0000000001光標(biāo)返回000000001*置輸入模式00000001I/DS顯示開/關(guān)控制0000001DCB標(biāo)或字符移位000001S/CR/L**置功能00001DLNF**置字符發(fā)生存貯器地址1置數(shù)據(jù)存貯器地址1讀忙標(biāo)志或地址1寫數(shù)到CGRAM或DDRAM1從CGRAM或DDRAM讀數(shù)1指令1：清顯示，指令碼01H，光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D: 光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移；S: 屏幕上所有文字是否左移或者右移，高電平表示有效，低電平則無效。指令4： 顯示開關(guān)控制 D: 控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示； C: 控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)；B: 控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C: 高電平時(shí)移動顯示的文字，低電平時(shí)移動光標(biāo)。指令6： 功能設(shè)置命令 DL: 高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線；N: 低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示；F: 低電平時(shí)顯示57的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示510的點(diǎn)陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號和光標(biāo)地 BF: 為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一點(diǎn)要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符的地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，表2－8是1602液晶模塊的內(nèi)部顯示地址。 1602液晶內(nèi)部顯示地址1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16第一行第二行000102030405060708090A0B0C0D0E0F404142434445464748494A4B4C4D4E4F例如第二行第一個(gè)字符的地址是40H，要將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置，則實(shí)際應(yīng)寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是01000000B(40H)＋10000000B(80H)＝11000000B(0C0H)，因?yàn)閷懭腼@示地址時(shí)要求最高位D7恒定為高電平1。 溫度設(shè)定電路的方案由于DS18B20的測量范圍所限，對其設(shè)定溫度的范圍為55到128攝氏度，最高溫度限和最低溫度限也不過相差區(qū)區(qū)幾十度，所以也不用專門為其設(shè)計(jì)一個(gè)鍵盤來設(shè)定水溫而增加自己的工作量，可以將設(shè)定值存入一個(gè)指定存儲空間即可，故電路的設(shè)計(jì)也相對比較簡單，它的工作原理也非常的簡單。即開辟一個(gè)浮點(diǎn)型數(shù)組，包含6個(gè)浮點(diǎn)型變量，分別定位A、B、C三路的上下閥值，由兩個(gè)按鍵來設(shè)置升溫和降溫，再用一個(gè)按鍵來切換選擇的閥值類型。 報(bào)警電路方案在這個(gè)溫度報(bào)警中，需要對三路溫度分別報(bào)警，但是如果三路都選擇聲音報(bào)警的話，在三路同時(shí)報(bào)警時(shí)，聲音就會混亂嘈雜，故優(yōu)先選擇使用光報(bào)警。我的方案是用3個(gè)LED燈進(jìn)行閃爍來報(bào)警，另外，在設(shè)置一個(gè)總的聲音報(bào)警，只要有一路超限，就用蜂鳴器接高低電頻轉(zhuǎn)換來發(fā)聲，同時(shí)設(shè)置一個(gè)按鍵來開關(guān)聲音，并用一個(gè)LED常亮來表示蜂鳴器工作，滅掉表示不工作。無源蜂鳴器的驅(qū)動電路比較復(fù)雜，而此處使用有源蜂鳴器接三極管放大即能滿足報(bào)警要求，故選擇無源蜂鳴器方案。 51單片機(jī)的選擇方案由于任務(wù)書要求使用的是51單片機(jī)，所以微控制器（MCU）的選擇范圍就比較好確定了，主要有89C51和89S52是目前較常用的51系列，89S52對89C51的一個(gè)顯著區(qū)別是51的flash存儲器只有4K，52有8K，而由于我仿真編程生成的hex文件較大，經(jīng)試驗(yàn)52單片機(jī)才能裝下，故選擇52單片機(jī)。而52單片機(jī)中主要廠商型號是ATmel和STC，因?yàn)镾TC內(nèi)置EEPROM在這里用不上，且STC的零售價(jià)格要高一些，所以最終確定的單片機(jī)方案是Atmel的89S52單片機(jī)。它具有與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器、1000次擦寫周期、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz、三級加密程序存儲器、32個(gè)可編程I/O口線、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、八個(gè)中斷源、全雙工UART串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識符。 AT89S52芯片的引腳與功能 AT89S51引腳圖AT89S52芯片的引腳功能：① P0 口：P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個(gè)TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 ② P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個(gè) TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，（）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（），具體如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。 　引腳號第二功能　　引腳號第二功能T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）MOSI（在系統(tǒng)編程用）MISO（在系統(tǒng)編程用）SCK（在系統(tǒng)編程用）③ P2 口：P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個(gè)TTL 邏輯電平。對P2 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。 ④ P3 口：P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p3 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個(gè)TTL 邏輯電平。對P3 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號。 P3口引腳第二功能引腳號第二功能引腳號第二功能RXD（串行輸入）T0（定時(shí)器0外部輸入）TXD（串行輸出）T1（定時(shí)器1外部輸入）INT0(外部中斷0)WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)INT1(外部中斷1)RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號。RST——復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG——當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。對FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。PSEN——程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。EA/VPP——外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為00HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。FLASH存儲器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。3 硬件電路下面將從各硬件及軟件的要求設(shè)計(jì)各