【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （2）有多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)時(shí)，應(yīng)考慮系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)傳感器出錯(cuò)自動(dòng)指示，進(jìn)行自動(dòng)DS18B20 序列號(hào)和自動(dòng)排序，以減少調(diào)試和維護(hù)工作量。（3）測(cè)溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線，其中一對(duì)線接地線與信號(hào)線，另一組接VCC和地線，屏蔽層在源端單點(diǎn)接地。DS18B20 在三線制應(yīng)用時(shí)，應(yīng)將其三線焊接牢固；在兩線應(yīng)用時(shí)，應(yīng)將VCC與GND接在一起，焊接牢固。若VCC脫開未接，℃的溫度值。（4）實(shí)際應(yīng)用時(shí)，要注意單線的驅(qū)動(dòng)能力，不能掛接過多的DS18B20，同時(shí)還應(yīng)注意最遠(yuǎn)接線距離。另外還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇其接線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)中，,如圖310所示： 圖310 DS18B20連接圖 溫度報(bào)警電路溫度檢測(cè)的更重要的意義是預(yù)警，即當(dāng)溫度超過安全界限時(shí)，能夠提醒人們，以提醒人們采取相應(yīng)的措施。本設(shè)計(jì)的溫度報(bào)警主要由蜂鳴器和發(fā)光二極管構(gòu)成，蜂鳴器采用NPN三極管驅(qū)動(dòng)。由于本設(shè)計(jì)需要測(cè)設(shè)兩點(diǎn)的溫度，所以，用不同顏色的發(fā)光二極管以示區(qū)分。即當(dāng)溫度高于或低于設(shè)定的溫度值時(shí)，蜂鳴器能夠發(fā)生警報(bào)，同時(shí)，相對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)生光亮。，設(shè)計(jì)連接圖如圖311所示：圖311 溫度報(bào)警電路 溫度顯示電路顯示部分可以用液晶顯示和數(shù)碼管顯示，因?yàn)橐瑫r(shí)顯示兩點(diǎn)溫度，這里采用的液晶顯示LCD1602。LCD1602它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5x7或者5x11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。它的顯示的內(nèi)容為16x2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符。1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其引腳圖如圖312所示[15,16]：圖312 LCD1602引腳圖其中：第1腳：VSS為電源地第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過高時(shí)會(huì)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(duì)比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。在本設(shè)計(jì)中，LCD1602的數(shù)據(jù)/，，數(shù)據(jù)段D0D7接在單片機(jī)的P0口，具體電路如圖313所示：圖313 LCD1602電路連接圖在本電路中，LCD1602的數(shù)據(jù)段D0D7連接在單片機(jī)的P0口，因?yàn)镻0口是8位漏極開路的雙向I/O口，內(nèi)部沒有上拉電阻，是開漏的，不管它的驅(qū)動(dòng)能力多大，相當(dāng)于它是沒有電源的，需要外部的電路提供。簡(jiǎn)單一點(diǎn)說就是它要驅(qū)動(dòng)LCD顯示屏顯示就必須要有電源驅(qū)動(dòng)，否則亮不了，而恰好P0口沒有電源，所以就要外接電源，因此在PO口接上了排阻P1。在這里， ，液晶可以達(dá)到一個(gè)相對(duì)合適的亮度。 串口通信電路AT89C51有一個(gè)全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和電腦之間可以方便地進(jìn)行串口通訊。進(jìn)行串行通訊時(shí)要滿足一定的條件，比如電腦的串口是RS232電平的，而單片機(jī)的串口是TTL電平的，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，我們采用了專用芯片MAX232進(jìn)行轉(zhuǎn)換，雖然也可以用幾個(gè)三極管進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，但是還是用專用芯片更簡(jiǎn)單可靠[17]。具體電路如圖314：圖314 串口電路電路連接圖我們采用了三線制連接串口，也就是說和電腦的9針串口只連接其中的3根線：第5腳的GND、第2腳的RXD、第3腳的TXD。這是最簡(jiǎn)單的連接方法，但是對(duì)本設(shè)計(jì)來說已經(jīng)足夠使用了，電路如上圖所示。通信線采用交叉接法，即兩者信號(hào)線對(duì)應(yīng)成為R—T，T—R。 具體連接電路如圖315:圖315 單片機(jī)與PC機(jī)串口連接圖 整體電路見附件一（電路原理圖）4 軟件設(shè)計(jì) 概述整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，軟件的功能也就基本定下來了。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。二是執(zhí)行軟件（子程序），它是用來完成各種實(shí)質(zhì)性的功能如測(cè)量、計(jì)算、顯示、通訊等。每一個(gè)執(zhí)行軟件也就是一個(gè)小的功能執(zhí)行模塊。這里將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以規(guī)劃監(jiān)控程序了。首先要根據(jù)系統(tǒng)的總體功能和鍵盤設(shè)置選擇一種最合適的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)時(shí)性的要求，合理地安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊之間地調(diào)度關(guān)系。 主程序方案 主程序調(diào)用了4個(gè)子程序，分別是溫度測(cè)試程序、LCD1602溫度顯示程序、溫度報(bào)警程序、單片機(jī)與PC機(jī)串口通訊程序。溫度測(cè)試程序：對(duì)溫度芯片送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算和顯示。LCD1602溫度顯示程序：?jiǎn)纹瑱C(jī)向LCD1602發(fā)送溫度值，實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果。溫度報(bào)警：對(duì)溫度值做出判斷，當(dāng)超出界限時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警，發(fā)光二級(jí)管發(fā)光。串口通訊程序：實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)通訊，將溫度數(shù)據(jù)傳送給PC機(jī)。將各個(gè)功能程序以子程序的形式寫好，當(dāng)寫主程序的時(shí)候，只需要調(diào)用子程序，然后在寄存器的分配上作一下調(diào)整，消除寄存器沖突和I/O沖突即可。程序應(yīng)該盡可能多的使用調(diào)用指令代替跳轉(zhuǎn)指令。因?yàn)樘D(zhuǎn)指令使得程序難以看懂各程序段之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。而調(diào)用指令則不同，調(diào)用指令使得程序結(jié)構(gòu)清晰，無論是修改還是維護(hù)都比較方便。將功能程序段寫成子程序的形式，除了方便調(diào)用之外，還有一個(gè)好處那就是以后寫程序的時(shí)候如果要用到，就可以直接調(diào)用這個(gè)單元功能模塊[18,19]。主程序流程圖如圖41: 主程序流程圖 各模塊子程序設(shè)計(jì) 下面對(duì)主要幾個(gè)子程序的流程圖做介紹：（1）溫度測(cè)試子程序設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中,在同一條數(shù)據(jù)線上掛接了兩片DS18B20芯片,程序通過讀取每個(gè)芯片的序列號(hào)來識(shí)別,因此必須事先知道每片DS18B20芯片的序列號(hào)。我們可以程序獲取到每片DS18B20芯片的序列號(hào)，并通過液晶顯示出來。通過程序我們得到的兩片DS18B20的64位序列號(hào)分別為[20]：A：28AB17D003000072B：28961AD003000039 注：均為十六進(jìn)制表示溫度測(cè)試子程序流程圖如圖42所示：所有DS18B20都訪問完畢？讀當(dāng)前DS18B20溫度發(fā)一個(gè)DS18B20序列號(hào)匹配ROM命令初始化等待1ms轉(zhuǎn)換命令結(jié)束溫度轉(zhuǎn)換命令跳過ROM初始化DS18B20初始化DS18B20搜索ROM開始讀并存儲(chǔ)DS18B20的序列號(hào)存在一個(gè)DS18B20？YNYN圖42 溫度測(cè)試子程序流程圖（2）溫度顯示子程序 DS18B20讀取的溫度存在一個(gè)十六位的寄存器中，如表33所示，其中前五位表示溫度的正負(fù)，因此要對(duì)讀取到的溫度進(jìn)行處理，得到十進(jìn)制表示的溫度值，再分離出溫度值的百位，十位，各位，及小數(shù)位分別顯示到液晶上。（3）串口通信程序設(shè)計(jì)本次通訊中，測(cè)控系統(tǒng)分位上位機(jī)和下位機(jī)之間的通信，系統(tǒng)中單片機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、處理和控制，上位機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)可視化檢測(cè)，通信協(xié)議采用半雙工異步串行通信方式，通過RS232的RTS信號(hào)進(jìn)行收發(fā)轉(zhuǎn)換，傳輸數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制數(shù)據(jù)，上位機(jī)與下位機(jī)之間采用主從式通訊。本設(shè)計(jì)中，上位機(jī)主要利用串口調(diào)試助手接收從下位機(jī)發(fā)送來的溫度數(shù)據(jù)，所以借助USB就可完成。如果利用串口線，還需要其他軟件搭建窗口界面。為了顯示更加清晰，發(fā)送數(shù)據(jù)為十進(jìn)制的字符，因此在實(shí)際程序中，采用每得到一個(gè)字符發(fā)送一次。串口通信顯示溫度仿真結(jié)果如圖43所示：圖43 串口通信顯示溫度如圖43示，每?jī)蓚€(gè)數(shù)據(jù)為一組數(shù)據(jù)，以“Fir”和“Sec”區(qū)分。5 溫度傳感器調(diào)試 最后的工作是制作實(shí)物，根據(jù)電路原理，制作出PCB板，然后焊接實(shí)物。在實(shí)際制作中，考慮到硬件電路不是很復(fù)雜，所以選擇用洞洞板自己焊接。焊接實(shí)物見附錄三。PCB圖見附錄二。 系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試環(huán)境及工具測(cè)試溫度：0~100攝氏度。（模擬多點(diǎn)不同溫度值環(huán)境）測(cè)試儀器及軟件：數(shù)字萬用表，溫度計(jì)0~100攝氏度，串口調(diào)試助手。測(cè)試方法：目測(cè)。測(cè)試方法打開實(shí)物電源開關(guān)，觀察系統(tǒng)硬件檢測(cè)是否正常（包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，鍵盤電路，顯示電路，溫度測(cè)試電路等）。采用溫度傳感器和溫度計(jì)同時(shí)測(cè)量多點(diǎn)環(huán)境溫度變化情況（取溫度值不同的多點(diǎn)），目測(cè)顯示電路是否正常。并記錄各點(diǎn)溫度值，與實(shí)際溫度值比較，得出系統(tǒng)的溫度指標(biāo)。使用串口調(diào)試助手與單片機(jī)通訊，觀察單片機(jī)與串口之間傳輸數(shù)據(jù)正確否。測(cè)試結(jié)果分析自檢正常，各點(diǎn)溫度顯示正常，串口傳輸數(shù)據(jù)正確。４、調(diào)試過程中問題及解決 實(shí)物焊接