【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5V或+12V，因?yàn)閿?shù)字IC （Ingegrated Circuit：集成電路）所供給的電壓為+5V，而CMOS IC所供給的電壓為+12V，7805是一個(gè)穩(wěn)壓塊。7805穩(wěn)壓管把高電壓轉(zhuǎn)換到低電壓，7805穩(wěn)壓管具有保護(hù)單片機(jī)的作用。L7805輸出端要并聯(lián)上一個(gè)電解電容，濾除交流電干擾，防止損壞單片機(jī)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用兩種供電方式，一種為DC7~18V直流穩(wěn)壓電源變換成5V的直流電；另一種為四節(jié)干電池共6V經(jīng)二極管加壓后得到將近5V的直流電源，電源配以開關(guān)和指示燈，以方便使用。黃色發(fā)光二極管表示保溫，紅色的表示加熱狀態(tài)。圖211 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)圖同時(shí)可以在系統(tǒng)里設(shè)定溫度上限值，由于加熱停止后，加熱管還有余熱當(dāng)采集到的外界溫度高于當(dāng)前所設(shè)定溫度上限值時(shí)，程序就會(huì)進(jìn)入報(bào)警子程序，觸發(fā)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。報(bào)警電路原理圖如圖所示。圖212 報(bào)警電路圖圖中的三極管8550的作用是增加驅(qū)動(dòng)能力，比9012的驅(qū)動(dòng)電流還大些，因此選用8550。當(dāng)程序進(jìn)入報(bào)警子程序時(shí)，就會(huì)觸發(fā)蜂鳴器，為了使報(bào)警聲音效果更好，發(fā)出報(bào)警嘟嚕聲音。繼電器是常用的輸出控制接口，可以做交直流信號(hào)的輸出切換。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。繼電器控制接點(diǎn)操作說明如下：●COM：Common，共同點(diǎn)。輸出控制接點(diǎn)的共同接點(diǎn)?！馧C：Normal Close常閉點(diǎn)。以Com為共同點(diǎn)，NC與COM在平時(shí)是呈導(dǎo)通狀態(tài)的。●NO：Normal Open常開點(diǎn)。NO與COM在平時(shí)是呈開路狀態(tài)的，當(dāng)繼電器動(dòng)作時(shí)，NO與COM導(dǎo)通，NC與COM則呈開路狀態(tài)。，繼電器不導(dǎo)通，反之當(dāng)輸出低電平時(shí)，繼電器導(dǎo)通，這樣就激活了連接回路。 第三章：系統(tǒng)總設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用的是循環(huán)查詢方式，來顯示和控制溫度的。主要包括四段程序的設(shè)計(jì)：DS18B20讀溫度程序，數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)程序，鍵盤掃描程序，以及抱經(jīng)處理程序。 16 圖 31 主程序流程圖 各個(gè)模塊的流程圖 讀取溫度DS18B20模塊的流程由于DS18B20采用的是一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì)AT89S52單片機(jī)來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來完成對(duì)DS18B20芯片的訪問。DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念。因此系統(tǒng)對(duì)DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)DS18B20雖然具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)， DS18B20必須首先調(diào)用啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)上對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換時(shí)間來超作，如為12位轉(zhuǎn)換，則應(yīng)該是最大750mS，另外在對(duì)DS18B20超作時(shí)，時(shí)序要求非常嚴(yán)格，因此最好禁止系統(tǒng)中斷。由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫時(shí)序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。DS18B20的讀時(shí)序：（1）對(duì)于DS18B20的讀時(shí)序分為讀0時(shí)序和讀1時(shí)序兩個(gè)過程。 （2）對(duì)于DS18B20的讀時(shí)隙是從主機(jī)把單總線拉低之后，在15秒之內(nèi)就得釋放單總線,以讓DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。DS18B20在完成一個(gè)讀時(shí)序過程，至少需要60us才能完成。DS18B20的寫時(shí)序：（1）對(duì)于DS18B20的寫時(shí)序仍然分為寫0時(shí)序和寫1時(shí)序兩個(gè)過程。 （2）對(duì)于DS18B20寫0時(shí)序和寫1時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫0時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少60us，保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確地采樣IO總線上的“0”電平，當(dāng)要寫1時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在15us之內(nèi)就得釋放單總線。 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主要包括三部分：讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、顯示溫度子程序。圖32讀取溫度DS18B20模塊的流程圖程序代碼為：GET_TEMPER: SETB DQ 。讀出轉(zhuǎn)換后的溫度值 LCALL INIT_1820 。先復(fù)位DS18B20 JB FLAG1,TSS2 RET 。判斷DS1820是否存在?若DS18B20不存在則返回TSS2: MOV A,0CCH 。DS18B20已經(jīng)被檢測(cè)到!!!!!!!!!!!!!!!跳過ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,44H 。發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令 LCALL WRITE_1820LCALL DISPLAY 。這里通過調(diào)用顯示子程序?qū)崿F(xiàn)延時(shí)一段時(shí)間,等待AD轉(zhuǎn)換結(jié)束,12位的話750微秒 LCALL INIT_1820 。準(zhǔn)備讀溫度前先復(fù)位 MOV A,0CCH 。跳過ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,0BEH 。發(fā)出讀溫度命令 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200 。將讀出的溫度數(shù)據(jù)保存到35H/36H RET 鍵盤掃描處理流程此流程為鍵盤掃描處理，CPU通過檢測(cè)各數(shù)據(jù)線的狀態(tài)(0或1)就能知道是否有按鍵閉合以及哪個(gè)按鍵閉合。鍵盤管理程序的功能是檢測(cè)是否有按鍵閉合，如果有按鍵閉合，消除抖動(dòng)，根據(jù)鍵號(hào)轉(zhuǎn)到相應(yīng)的鍵處理程序，按鍵流程圖如圖33所示。 圖 33鍵盤掃描子程序流程圖 報(bào)警處理流程運(yùn)行程序后，溫度傳感器DS18B20即可對(duì)環(huán)境進(jìn)行溫度采集，并送LED數(shù)碼管顯示。我們可以在程序里設(shè)定溫度上限值，當(dāng)采集到的外界溫度高于當(dāng)前所設(shè)定溫度上限值時(shí)，程序就會(huì)進(jìn)入報(bào)警子程序，觸發(fā)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。其程序流程圖如圖34所示。圖34 報(bào)警子程序流程圖第四章：系統(tǒng)調(diào)試 硬件電路調(diào)試仔細(xì)檢查所接電路，按照硬件原理圖接線，理論上是能實(shí)現(xiàn)的，如果數(shù)碼管不顯示，則應(yīng)該檢查線路是否正確，或是因?yàn)閱纹瑱C(jī)沒有工作，還有集電極和發(fā)射極是否接對(duì)。如果只顯示兩個(gè)八，則可能是DS18B20沒有接正確，檢查上拉電路是否接好。另外要注意的是，由單片機(jī)輸出的控制信號(hào)比較小，需要進(jìn)行放大才能驅(qū)動(dòng)繼電器工作，否則就不能實(shí)現(xiàn)升溫過程，通常選用8550三極管來進(jìn)行放大。還有220V交流電綠色接頭和加熱管黃色接頭必須接正確，否則導(dǎo)致電路燒壞。蜂鳴器是低電平有效。如果能注意這些問題，電路基本不會(huì)出錯(cuò)。 軟件調(diào)試如果硬件電路檢查后，沒有問題卻實(shí)現(xiàn)不了設(shè)計(jì)要求，則可能是軟件編程的問題，首先應(yīng)檢查初始化程序，然后是讀溫度程序，顯示程序，以及繼電器控制程序，對(duì)這些分段程序，要注意邏輯順序，調(diào)用關(guān)系，以及涉及到了標(biāo)號(hào)，有時(shí)會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)標(biāo)號(hào)而影響程序的執(zhí)行，除此之外，還要熟悉各指令的用法，以免出錯(cuò)。還有一個(gè)容易忽略的問題就是，源程序生成的代碼是否燒入到單片機(jī)中，如果這一過程出錯(cuò)，那不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求也是情理之中的事。本人在設(shè)計(jì)的時(shí)候在偉福仿真軟件進(jìn)行調(diào)試，通過此軟件進(jìn)行調(diào)試可以很方便的觀察單片機(jī)內(nèi)部各個(gè)寄存器及內(nèi)部存儲(chǔ)器變化情況，以方便進(jìn)行調(diào)試。圖為單片機(jī)功能調(diào)試圖：硬件與軟件調(diào)試相結(jié)合，仔細(xì)檢查各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，舊能順利完成任務(wù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，在調(diào)試過程中必須認(rèn)真耐心，不能有一點(diǎn)馬虎，否則遺漏一個(gè)小的問題就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)的失敗。39 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 系統(tǒng)操作說明本系統(tǒng)上電后數(shù)碼管顯示當(dāng)前測(cè)量溫度，此時(shí)加熱指示燈和保溫指示燈均不點(diǎn)亮；若此時(shí)按“自動(dòng)加熱”鍵，則單片機(jī)自動(dòng)將預(yù)加熱溫度設(shè)置為80℃并開始加熱，送出一個(gè)加熱信號(hào)，并點(diǎn)亮加熱指示燈；若按“溫度設(shè)置”鍵，則進(jìn)入預(yù)加熱溫度設(shè)置界面，此時(shí)數(shù)碼管閃爍顯示預(yù)設(shè)置溫度，此時(shí)通過按鍵“＋”和“－”進(jìn)行設(shè)置溫度，預(yù)設(shè)置溫度按“5”遞增或遞減，設(shè)置好溫度后再按一次“溫度設(shè)置”鍵確定，單片機(jī)保存預(yù)設(shè)置溫度，并開始加熱。此時(shí)單片機(jī)通過數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)檢測(cè)的溫度并和預(yù)設(shè)置溫度進(jìn)行對(duì)比，如果實(shí)測(cè)溫度大于或等于預(yù)設(shè)置溫度，則單片機(jī)發(fā)出停止加熱信號(hào)并熄滅加熱指示燈，點(diǎn)亮保溫指示燈，且當(dāng)超過預(yù)設(shè)溫度時(shí)發(fā)出報(bào)警；當(dāng)溫度下降到預(yù)設(shè)置溫度以下5度時(shí)，單片機(jī)再次發(fā)出加熱信號(hào)，同時(shí)熄滅保溫指示