【文章內容簡介】 1 0 0 10 1 1 0 0 1 1 0共陽字碼段99H共陰字碼段66H51 0 0 1 0 0 1 00 1 1 0 1 1 0 1共陽字碼段92H共陰字碼段6DH61 0 0 0 0 0 1 00 1 1 1 1 1 0 1共陽字碼段82H共陰字碼段7DH71 1 1 1 1 0 0 00 0 0 0 0 1 1 1共陽字碼段F8H共陰字碼段07H81 0 0 0 0 0 0 00 1 1 1 1 1 1 1共陽字碼段80H共陰字碼段7FH91 0 0 1 0 0 0 00 1 1 0 1 1 1 1共陽字碼段90H共陰字碼段6FHA1 0 0 0 1 0 0 00 1 1 1 0 1 1 1共陽字碼段88H共陰字碼段77HB1 0 0 0 0 0 1 10 1 1 1 1 1 0 0 共陽字碼段83H共陰字碼段7CHC1 1 0 0 0 1 1 00 0 1 1 1 0 0 1共陽字碼段C6H共陰字碼段39HD1 0 1 0 0 0 0 10 1 0 1 1 1 1 1共陽字碼段A1H共陰字碼段5EHE1 0 0 0 0 1 1 00 1 1 1 1 0 0 1共陽字碼段86H共陰字碼段79HF1 0 0 0 1 1 1 00 1 1 1 0 0 0 1共陽字碼段8EH共陰字碼段71H： 顯示電路圖中RP1為電阻盒，在顯示電路中作為上拉電阻。顯示器由3個LED數(shù)碼管組成，~，單片機的這3個I/O口輸出位選信號用于動態(tài)掃描。而所謂動態(tài)掃描就是指我們采用分時的方法，輪流控制各個LED數(shù)碼管的公共端，使各個顯示器輪流點亮。在輪流點亮掃描過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間是極為短暫的，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象級發(fā)光二級管的余輝效應，盡管實際上個位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據，不會有閃爍感。~。 鍵盤電路。 鍵盤電路在本設計中，設置了5個按鍵開關。； ；；；。開始/暫停鍵：在通電的情況下，且沒有進入設置狀態(tài)時，對系統(tǒng)進行開始和暫停操作。設置鍵：按下此鍵，進入設置狀態(tài)，此時每按一次可通過+1調整鍵從溫度的小數(shù)位開始進行溫度的設置，直至溫度的十位，然后退出溫度設置狀態(tài)。加1鍵：在設置狀態(tài)時，可對設置位進行+1操作。設定切換：按下此鍵可以再恒定溫度、上限溫度和下限溫度之間切換。顯示切換：能在恒溫溫度，設定的上下限溫度和實時溫度之間切換。 溫度采集電路圖中U2為溫度采集電路的核心器件，溫度傳感器DS18B20，下面詳細對它進行介紹。 DS18B20引腳及說明。 DS18B20引腳圖1（GND）：地2（DQ）：單線運用的數(shù)據輸入輸出引腳3（VCC）：可選的電源引腳 DS18B20的參數(shù)和用法 DS18B20內部的低溫度系數(shù)振蕩器是一個振蕩頻率隨溫度變化很小的振蕩器，為計數(shù)器1提供一頻率穩(wěn)定的計數(shù)脈沖。高溫度系數(shù)振蕩器是一個振蕩頻率對溫度很敏感的振蕩器，為計數(shù)器2提供一個頻率隨溫度變化的計數(shù)脈沖。初始時，溫度寄存器被預置成55℃，每當計數(shù)器1從預置數(shù)開始減計數(shù)到0時，溫度寄存器中寄存的溫度值就增加1℃，這個過程重復進行，直到計數(shù)器2計數(shù)到0時便停止。初始時，計數(shù)器1預置的是與55℃相對應的一個預置值。以后計數(shù)器1每一個循環(huán)的預置數(shù)都由斜率累加器提供。為了補償振蕩器溫度特性的非線性性，斜率累加器提供的預置數(shù)也隨溫度相應變化。計數(shù)器1的預置數(shù)也就是在給定溫度處使溫度寄存器寄存值增加1℃計數(shù)器所需要的計數(shù)個數(shù)。DS18B20內部的比較器以四舍五入的量化方式確定溫度寄存器的最低有效位。在計數(shù)器2停止計數(shù)后，℃進行比較，℃，溫度寄存器的最低位就置0；℃，最低位就置1；℃時，溫度寄存器的最低位就進位然后置0。這樣，經過比較后所得的溫度寄存器的值就是最終讀取的溫度值了，℃，四舍五入最大量化誤差為177。1/2LSB，℃。溫度寄存器中的溫度值以9位數(shù)據格式表示，最高位為符號位，其余8位以二進制補碼形式表示溫度值。測溫結束時，這9位數(shù)據轉存到暫存存儲器的前兩個字節(jié)中，符號位占用第一字節(jié)，8位溫度數(shù)據占據第二字節(jié)。 DS18B20測量溫度時使用特有的溫度測量技術。DS18B20內部的低溫度系數(shù)振蕩器能產生穩(wěn)定的頻率信號；同樣的，高溫度系數(shù)振蕩器則將被測溫度轉換成頻率信號。當計數(shù)門打開時，DS18B20進行計數(shù)，計數(shù)門開通時間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。芯片內部還有斜率累加器，可對頻率的非線性度加以補償。測量結果存入溫度寄存器中。一般情況下的溫度值應該為9位，但因符號位擴展成高8位，所以最后以16位補碼形式讀出。DS18B20工作過程一般遵循以下協(xié)議：初始化——ROM操作命令——存儲器操作命令——處理數(shù)據① 初始化單總線上的所有處理均從初始化序列開始。初始化序列包括總線主機發(fā)出一復位脈沖，接著由從屬器件送出存在脈沖。存在脈沖讓總線控制器知道DS1820 在總線上且已準備好操作。② ROM操作命令一旦總線主機檢測到從屬器件的存在，它便可以發(fā)出器件ROM操作命令之一。所有ROM操作命令均為8位長。這些命令列表如下：Read ROM(讀ROM)[33H]Match ROM( 符合ROM)[55H]Skip ROM( 跳過ROM )[CCH]Search ROM( 搜索ROM)[F0H]Alarm Search(告警搜索)[ECH]③ 存儲器操作命令Write Scratchpad（寫暫存存儲器）[4EH]Read Scratchpad（讀暫存存儲器）[BEH]Copy Scratchpad（復制暫存存儲器）[48H]Convert T（溫度變換）[44H] Recall E2（重新調整E2）[B8H]Read Power Supply（讀電源）[B4H]④ 處理數(shù)據 DS18B20的高速暫存存儲器由9個字節(jié)組成。當溫度轉換命令發(fā)布后，經轉換所得的溫度值以二字節(jié)補碼形式存放在高速暫存存儲器的第0和第1個字節(jié)。單片機可通過單線接口讀到該數(shù)據，讀取時低位在前，高位在后。 DS18B20溫度采集轉化后得到的12位數(shù)據，存儲在DS18B20的兩個8比特的RAM中，二進制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于或等于0，這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1，[24]。溫度轉換計算方法舉例：例如當DS18B20采集到+125℃的實際溫度后，輸出為07D0H，則：實際溫度=07D0H╳=2000╳=℃。例如當DS18B20采集到55℃的實際溫度后，輸出為FC90H，則應先將11位數(shù)位取反加1得370H（符號位不變，也不作為計算），則：實際溫度=370H╳=880╳=℃。 時鐘頻率電路單片機必須在時鐘的驅動下才能工作，在單片機內部有一個時鐘振蕩電路，只需要外界一個振蕩源就能產生一定周期的時鐘信號送到單片機內部的各個單元，決定單片機的工作頻率。 外部振蕩電路 一般選用石英晶體振蕩器。此電路大約延遲10ms后振蕩器起振，在XTAL2引腳產生幅度為3V左右的正弦波時鐘信號，其振蕩頻率主要有石英晶體的頻率確定。電路中兩個電容CC4的作用有兩個：一是幫助振蕩器起振；二是對振蕩器的頻率進行微調。CC4的典型值為30pF。單片機工作時，由內部振蕩器產生或由外直接輸入的送至內部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期，其大小是時鐘信號頻率的倒數(shù)，時鐘信號頻率常用fosc表示。圖中時鐘頻率為12MHz，即fosc=12MHz，則時鐘周期為1/12μs。 復位電路單片機的第9腳RESET為硬件復位電路，只要在該端加上持續(xù)4個機器周期的高電平即可實現(xiàn)復位，復位后單片機的各個狀態(tài)都恢復到初始化狀態(tài)。 復位電路、電阻R1R17構成上電復位及手動電路。由于單片機是高電平復位，所以上電復位時，接通電源即可，當上電后，由于電容C5開始緩緩充電，則圖中電路由5V電源到電容到電阻R17和地之間形成一個通路，由于在R17上產生電壓降，則單片機的RESET腳上為高電平，經過一段時間后電容的電充滿，此時C5處可視為斷路，單片機RESET腳處電壓逐漸降為0V，即處于穩(wěn)定的低電平狀態(tài)，此時單片機完成上電復位，程序從0000H開始執(zhí)行。手動復位時，按一下圖中的按鈕即可，當按鍵按下的時候，單片機的9腳RESET管腳處于高電平，此時單片機處于復位狀態(tài)。值得注意的是，在設計當中使用到了硬件復位電路和軟件復位兩種功能，由上面所述的硬件復位之后的各狀態(tài)可知，寄存器的值都恢復到了初始值，而前面的功能介紹中提到了倒計時時間的記憶功能，該功能實現(xiàn)的前提條件就是不能對單片機進行硬件復位，所以設定了軟件復位功能。軟件復位實際上就是當程序執(zhí)行完畢之后，將程序指針通過一條跳轉指令讓它跳轉到程序執(zhí)行的起始地址。 越限報警電路蜂鳴器常用于報警。它是雙端器件，屬于感性負載，需要一定的電流。 報警電路 二極管D3和三極管Q8分別起續(xù)流和驅動的作用。當輸入高電平是，經R9限流，Q8飽和導通，蜂鳴器得電發(fā)聲；當輸入低電平時，Q8截止，蜂鳴器斷電無聲。 執(zhí)行電路 執(zhí)行電路。圖中U3和U4是光電隔離器，實現(xiàn)繼電器與單片機的電氣隔離，起防止干擾和保護單片機的作用。二極管D1和D2起續(xù)流保護作用，避免繼電線圈斷電時長生高壓。 ，4049倒向，輸出低電平，光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光，使光敏三極管飽和導通，進而使起驅動作用的三極管飽和導通，于是繼電器線圈得電，繼電器的動合觸點K閉合，從而使負載獲得220V的交流電源；，情況與前面相反。在接口程序中只要安排執(zhí)行CLR （CLR ）或SETB （SETB ）指令，即可控制圖中的繼電器觸點的閉合與斷開，從而啟動加熱（制冷）或關閉加熱（制冷）。第4章 系統(tǒng)軟件設計 本章節(jié)對系統(tǒng)的軟件部分的設計進行了詳細的表述。包括了主程序和各個功能部分的子程序設計。