【文章內容簡介】 要，本系統采用了 44 鍵盤實現對溫度值和功能鍵的設定。行列式鍵盤與單片機的接口電路如圖 所示，H0H3 為行線，接單片機P2 口的高 4 位，L0L3 為列線，接單片機 P2 口的低 4 位。初始化時鍵盤行線為高電平，列線為低電平。鍵盤的行線接 4 輸入與門，4 輸入與門的輸出接單片機的外部中斷 0 引腳 口。當有鍵按下時，將產生中斷，在中斷程序里對按鍵進行掃描，得到按鍵的鍵值。圖 44 鍵盤結構 鍵盤面板鍵盤面板如圖 所示,本系統使用的鍵盤有 10 數字鍵，5 個功能按鍵。在系統啟動時，先按“設置”鍵，然后按相應的數字鍵，按“左移”或者“右本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 14 頁 共 61 頁 移”鍵改變其他溫度的值。按“確認”鍵之后系統正式啟動。系統在運行過程之中可以通過按“重新設置”鍵，對溫度重新進行設置。 圖 鍵盤面板 顯示電路設計 LCD 引腳分布及功能（1） 12864 液晶顯示屏共有 20 個引腳，其引腳名稱及引腳編號的對應關系如圖 所示：圖 12864 液晶顯示模塊引腳分布圖123456789101213145161781920VSDVORS/WEDB0 DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1 CS1CS2/RTVEAK0 21 3設 置 確 認右 移左 移 重 新設 置98 7645本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 15 頁 共 61 頁 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 16 頁 共 61 頁 （2）引腳功能如表 所示：表 12864 液晶顯示模塊引腳功能引腳 符 號 引 腳 功 能 引腳 符 號 引 腳 功 能1 VSS 電源地 15 CS1 CS1=1 芯片選擇左邊 64*64點2 VDD 電源正+5V 16 CS2 CS2=1 芯片選擇右邊 64*64點3 VO 液晶顯示驅動電源 17 /RST 復位（低電平有效）4 RS H：數據輸入；L：指令碼輸入 18 VEE LCD 驅動負電源5 R/W H：數據讀??；L：數據寫入 19 A 背光電源（+）6 E 使能信號。 20 K 背光電源（）714 DB0DB7 數據線 有些型號的模塊 120 腳為空腳 單片機與圖形液晶的接口電路 LCD 與單片機的接口電路如圖 所示：單片機對 LCD 的控制方法將在下一章中詳細介紹。圖 LCD 與單片機的接口電路本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 17 頁 共 61 頁 報警電路設計本系統設計中有報警器，使用 LM386 作為報警器的功率放大器，如圖 所示。LM386 是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點，廣泛應用于錄音機和收音機之中。LM386 的輸入端接單片機的引腳 ，輸出端接揚聲器。當實際溫度超過設置的溫度值時，單片機引腳輸出一定頻率的信號，信號經過音頻功放放大之后，發(fā)出報警聲。圖 LM386 功放電路本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 18 頁 共 61 頁 電源電路設計電源是整個系統的能量來源，它直接關系到系統能否運行。在本系統中單片機、液晶顯示、報警等電路需要 5V 的電源，因此電路中選用穩(wěn)壓芯片7805，其最大輸出電流為 ，能夠滿足系統的要求，其電路如圖 所示。圖 電源電路本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 19 頁 共 61 頁 4 程序設計 系統資源分配 系統硬件資源分配本系統電路連接及硬件資源分配如圖 所示。采用 AT89C51 單片機作為核心器件，DS18B20 作為溫度測量裝置，通過 AT89C51 的 口將溫度值送入單片機處理，利用 12864LCD 顯示器和 44 鍵盤作為人機接口。圖 系統硬件資源分配 系統軟件資源分配本系統采用了匯編語言進行程序設計，系統自動為各個變量分配內存區(qū)域。用戶可以將變量定義在 data 區(qū)、IDATA 區(qū)、PDATA 區(qū)、XDATA 區(qū)，常量定義在CODE 區(qū)。 系統流程設計 主程序流程設計主程序先對系統資源進行初始化,調用 LCD 顯示子程序，顯示啟動畫面。然后進入鍵盤設置界面。當設置鍵按下后，開始設置各點的溫度，設置完之后，如果確認鍵按下，則系統開始工作。首先調用 DS18B20 初始化子程序，再發(fā)送ROM 命令,讀取 DS18B20 轉換的溫度值。當讀取的溫度大于設置的溫度值時,報警器開始報警,LCD 顯示溫度的實際值、設置值、路數、狀態(tài)。接下來對第二、三、四路溫度進行采集，處理，顯示。P0.～ 12864LCD顯 示 模 . 報 警 ～ .734鍵 盤 ～ ～ ～ 3H0～ 3 輸 入 與 門DS18B20 ～ 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 20 頁 共 61 頁 主程序流程如圖 所示：圖 主程序流程初 始 化設 置 鍵 按 下 ?設 置 各 點 溫 度確 認 鍵 按 下 ?YN讀 取 溫 度 值溫 度 值 高 于 設 置 值調 用 LCD顯 示報 警 YN初 始 化 命 令發(fā) 送 ROM命 令匹 配 第 一 路讀 取 溫 度 值溫 度 值 高 于 設 置 值調 用 LCD顯 示報 警 YN初 始 化 命 令發(fā) 送 ROM命 令匹 配 第 二 路讀 取 溫 度 值溫 度 值 高 于 設 置 值調 用 LCD顯 示報 警 YN初 始 化 命 令發(fā) 送 ROM命 令匹 配 第 三 路讀 取 溫 度 值溫 度 值 高 于 設 置 值調 用 LCD顯 示報 警 YN初 始 化 命 令發(fā) 送 ROM命 令匹 配 第 四 路開 始本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 21 頁 共 61 頁 DS18B20 程序流程設計由上一章單片機對 DS18B20 的控制方法，設計出如下程序流程： 圖 寫命令子程序流程圖 圖 DS18B20 復位子程序流程圖 圖 DS18B20 讀溫度子程序流程圖 DQ置 1置 0延 時 573微 秒DQ置 1延 時 ， 等 待 DS18B20響 應DQ=0？初 始 化 成 功 返 回 DQ初 始 化 不 成 功YNi=8置 DQ0=ATamp。0X1DQ置 1右 移 一 位ii=0返 回 YNi=8DAT右 移 一 位DQ置 0置 1DQ=1DAT=|0X8讀 完 8位 ？ NYNY返 回 DAT本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 22 頁 共 61 頁 顯示程序流程顯示是實現人機對話的重要部分，在這里選用 12864LCD 顯示器可實現對漢字、字符和圖片的顯示, LCD 的引腳功能在上面已經做了說明，下面是其相關指令的介紹。（1） 讀取狀態(tài)字當 R/W=1，D/I=0 時，在 E 信號為高的作用下，狀態(tài)分別輸出到數據總線上。狀態(tài)字是了解模塊當前工作狀態(tài)的唯一的信息渠道，在每次對模塊操作之前，都要讀出狀態(tài)字，判斷 BUSY 是否為“0” 。若不為“0” ，則單片機需要等待，直至 BUSY =0 為止。（2）顯示開關設置 D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 1 1 1 1 1 DD=1：開顯示；D=0 關顯示。（3）顯示起始行設置D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 1 1 顯示起始行（ 0~63）指令表中 DB5～DBO 為顯示起始行的地址，取值在 0～3FH（1～64 行）范圍內，它規(guī)定了顯示屏上最頂一行所對應的顯示存儲器的行地址。（4）頁面地址設置 D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 1 0 1 1 1 Page(0~7)頁面地址是 DDRAM 的行地址，8 行為一頁，DDRAM 共 64 行即 8 頁，DB2DB0表示 07 頁。（5）列地址設置 D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 1 Y address(0~63)D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 1 BUSY 0 ON／OFF RST 0 0 0 0本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 23 頁 共 61 頁 列地址是 DDRAM 的列地址。共 64 列，DB5DB0 取不同值得到 03FH（164） ，代表某一頁面上的某一單元地址，列地址計數器在每一次讀／寫數據后它將自動加一。（6）寫顯示數據 D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB01 0 顯 示 數 據該操作將 8 位數據寫入先前已確定的顯示存儲器的單元內。操作完成后列地址計數器自動加一。 （7）讀顯示數據 D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB01 1 顯 示 數 據該操作將 12864 模塊中的 DDRAM 存儲器對應單位中的內容讀出，然后列地址計數器自動加一。根據上面指令結合系統要實行的功能，其顯示子程序流程如圖 所示。 圖 顯示子程序流程圖i=0調 用 寫 數 據 子 程 序i=16?+NY寫 入 頁 地 址寫 入 起 始 列 地 址j=+1j=2?頁 地 址 加 1結 束 N調 用 寫 數 據 子 程 序i=16?+NY寫 入 起 始 頁 地 址寫 入 起 始 列 地 址結 束i=0調 用 寫 數 據 子 程 序i=128?+NY寫 入 頁 地 址寫 入 起 始 列 地 址j=+1j=8?頁 地 址 加 1結 束 Nj=0i=0 j=0b) 寫 16*漢 字 子 程 序 流 程 圖a) 寫 8*16字 符 子 程 序 流 程 圖 c) 寫 圖 片 子 程 序 流 程 圖本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 24 頁 共 61 頁 鍵盤程序程序流程鍵盤中斷程序是用來設在系統起動時各環(huán)境溫度的極值,其程序流程圖如圖 所示: 讀 P2口 高 四 位 數 據 到 ROWROW與 LINE相 與 為 KEYP2口 低 四 位 置 1讀 P2口 低 四 位 數 據 到 LINEKEY=0XE ?KEY=0XEB ?KEY=0XED ?KEY=0XE7 ?KEY=0XDE ?KEY=0XD ?KEY=0XDB ?KEY=0XD7 ?KEY=0XBD ?KEY=0XBE ?KEY=0XB ?KEY=0XB7 ?KEY=0X7E ?KEY=0X7D ?KEY=0X7B ?KEY=0X7 ?數 字 鍵 0數 字 鍵 1數 字 鍵 2數 字 鍵 3數 字 鍵 4數 字 鍵 5數 字 鍵 6數 字 鍵 7數 字 鍵 8數 字 鍵 9設 置 功 能 鍵確 認 功 能 鍵左 移 功 能 鍵右 移 功 能 鍵重 新 設 置功 能 鍵RETINNNNNNNNNNNNNNNYYYYYYYYYYYYYYYP2口 高 四 位 置 1N本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 25 頁 共 61 頁 圖 鍵盤程序流程本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 26 頁 共 61 頁 程序設計 主程序設計系統主程序 ：見附錄二。本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 27 頁 共 61 頁 5 系統仿真 PROTEUS 仿真環(huán)境介紹Proteus 是英國 Labcenter electronics 公司研發(fā)的 EDA 設計軟件， 是一個基于 ProSPICE 混合模型仿真器的，完整的嵌入式系統軟、硬件設計仿真平臺。 Proteus 不僅可以做數字電路、模擬電路、數?；旌想娐返姆抡妫€可進行多種 CPU 的仿真，涵蓋了 5PIC、AVR、HC1ARM 等處理器，真正實現了在計算機上從原理設計、電路分析、系統仿真、測試到 PCB 板完整的電子設計，實現了從概念到產品的全過程。下面介紹一下 PROTEUS 的編輯環(huán)境。（1）工作界面Proteus ISIS 的工作界面是一種標準的 Windows 界面，如圖 所示。包括：標題欄、主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。 圖 Proteus ISIS 的工作界面本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 28 頁 共 61 頁 (2) 主菜單PROTEUS 包括 File、 Edit、View 等 12 個菜單欄，如圖 所示。每個菜單欄又有自己的菜單，PRO