【文章內(nèi)容簡介】 ED3=1。 //左第四位 溫度小數(shù)部分 在控制系統(tǒng)中，有些參數(shù)的計(jì)算是非常復(fù)雜的，用公式計(jì)算不僅程序長，難于計(jì)算，而且需要耗費(fèi)大量時(shí)間。還有一些非線形參數(shù)，它們不是用一般算術(shù)運(yùn)算就可以計(jì)算出來的，所有這些運(yùn)算用編程的方法比較復(fù)雜，有些參數(shù)甚至無法建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，為了解決這些問題，可以采用查表法。溫度的小數(shù)部分采用的查表法。所謂的查表法，就是把事先計(jì)算或測(cè)得的數(shù)據(jù)按一定順序編制成表格，查表程序的任務(wù)就是根據(jù)被測(cè)參數(shù)的值或者中間結(jié)果，查出最終所需要的結(jié)果。查表法只需把轉(zhuǎn)換結(jié)果按序編成表，連續(xù)存放在ROM中，用查表指令即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，查表法編程方便且程序量小，執(zhí)行速度快，修正起來方便。 溫度檢測(cè)子程序 溫度檢測(cè)子程序流程圖如圖4所示。本系統(tǒng)的溫度采集選用DS18B20溫度傳感器。在程序設(shè)計(jì)中S18B20溫度傳感器一般有四個(gè)步驟：初始化命令；傳送ROM命令；傳送RAM命令；數(shù)據(jù)交換命令。由于DS18B20有著嚴(yán)格的時(shí)序控制，因此在進(jìn)行溫度采集時(shí)必須關(guān)閉所有的中斷，保證DS18B20安全的工作。初始化的時(shí)序是單片機(jī)先發(fā)出480～960us的復(fù)位脈沖，在15～60us后，DS18B20發(fā)出60～240us的應(yīng)答脈沖，完成對(duì)DS18B20的初始化。 DS18B20的傳送命令有：讀ROM命令（33H），匹配ROM命令（55H），跳過ROM命令（CCH），搜索ROM命令（F0H），報(bào)警搜索命令（ECH）。傳送RAM命令有：溫度轉(zhuǎn)換命令（44H），讀存儲(chǔ)器命令（EBH），寫存儲(chǔ)器命令（4EH），復(fù)制存儲(chǔ)器命令（48H），讀EEPROM命令（B8H），讀供電方式命令（B4H）。數(shù)據(jù)交換命令是用具體的讀/寫時(shí)序脈沖讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)。 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。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。 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。兩種寫時(shí)隙均起始于主機(jī)拉低總線，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。寫時(shí)隙起始后1560μs期間，單總線器件采樣總線電平狀態(tài)。如果在此期間采樣為高電平，則邏輯1被寫入該器件，如果為0，則寫入邏輯0。當(dāng)DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第2字節(jié)。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后，℃/LSB形式表示。溫度值格式如下。低字節(jié)格式：232178。212021222324高字節(jié)格式：SSSSS262524溫度存儲(chǔ)器高位的前5位為符號(hào)位，當(dāng)溫度大于零時(shí)，這5位為0，當(dāng)溫度小于零時(shí)，這5位為1，高位剩下的三位和低位的前四位是溫度的整數(shù)位，低位的后四位是小數(shù)位，當(dāng)溫度大于零時(shí)它們以原碼的形式存儲(chǔ)，而當(dāng)溫度小于零時(shí)都以二進(jìn)制補(bǔ)碼的形式存儲(chǔ)，當(dāng)轉(zhuǎn)換位數(shù)為12位時(shí)，℃。在使用DS18B20時(shí)應(yīng)注意：主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換時(shí)，在每一次讀寫之前，都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位，而且該復(fù)位要求主CPU要將數(shù)據(jù)線下拉500μs，然后釋放。DS18B20收到信號(hào)后將等待16～60μs左右，之后再發(fā)出60～240μs的低脈沖。主CPU收到此信號(hào)即表示復(fù)位成功。實(shí)際上，較小的硬件開銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償。由于DS18B20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送方式，因此，在對(duì)DS18B20進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格地保證讀寫時(shí)序，否則，將無法正確讀取測(cè)溫結(jié)果。本設(shè)計(jì)中與DS18B20通訊步驟如下：初始化；ROM 命令：跳越ROM命令[CCh]（由于在本設(shè)計(jì)中只有DS18B20一個(gè)單總線協(xié)議芯片）；功能命令：溫度轉(zhuǎn)換命令[44h]；延時(shí)；初始化；ROM 命令：跳越ROM命令[CCh]；功能命令：讀暫存器命令[BEh]。溫度檢測(cè)的主程序如下：read_temp(){ ow_reset()。 //總線復(fù)位 write_byte(0xcc)。 // 發(fā)命令 Skip ROM write_byte(0x44)。 //發(fā)讀命令 ow_reset()。 //總線復(fù)位 write_byte(0xcc)。 //發(fā)命令 Skip ROM write_byte(0xbe)。 // Read 發(fā)轉(zhuǎn)換命令 tplsb=read_byte()。 //溫度低8位 tpmsb=read_byte()。 //溫度高8位} 按鍵模塊按鍵電路的作用是設(shè)置時(shí)間及溫度，一般按鍵電路有按鍵查詢式，CPU不斷的檢測(cè)是否有按鍵按下，這樣將會(huì)耗費(fèi)大量的CPU時(shí)間，且反應(yīng)速度慢，實(shí)時(shí)性不強(qiáng)；還有一種是中斷式按鍵，只有當(dāng)有按鍵按下時(shí)，單片機(jī)產(chǎn)生中斷，開始處理按鍵的輸入功能，沒有鍵按下時(shí)單片機(jī)處理其他，不需要不停地查詢按鍵是否按下。這樣采用中斷使按鍵反應(yīng)速度快，同時(shí)減少單片機(jī)處理時(shí)間，本設(shè)計(jì)采用中斷擴(kuò)展式電路。鍵盤掃描流程圖如圖5。在51系統(tǒng)中，中斷的允許或禁止是由片內(nèi)的中斷允許寄存器IE控制的，IE寄存器的地址是A8H，位地址為AFHA8H。寄存器的內(nèi)容及位地址如下：位地址AFAEADACABAA99A8位符號(hào)EA//ESET1EX1ET0EX0EA—中斷允許總控制位。EA=0時(shí)，表示CPU禁止所有中斷，即所有的中斷請(qǐng)求被屏蔽；EA=1時(shí)，表示CPU開放中斷，但每個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求時(shí)允許還是禁止，要看各自的允許控制。EX0（EX1）外部中斷允許控制位。EX0（EX1）=0，禁止外中斷；EX0（EX1）=1，允許外中斷。ET0（ET1）定時(shí)/計(jì)數(shù)器的中斷允許控制位。ET0（ET1）=0，禁止定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷；ET0（ET1）=1，允許定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷。ES串行中斷允許控制位。ES=0，禁止串行中斷，ES=1，允許串行中斷。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用的是中斷0，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算方式為 （MX）T=定時(shí)值，即 （216X）*1=50所以 X=3CB0 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0由TH0和TH0構(gòu)成，T1由TH1和TL1構(gòu)成。TMOD用于控制和確定各定時(shí)/計(jì)數(shù)器的功能和工作模式。TCON用于控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0、T1啟動(dòng)和停止計(jì)數(shù)，同時(shí)包含定時(shí)/計(jì)數(shù)器的狀態(tài)。它們屬于特殊功能寄存器，這些寄存器的內(nèi)容靠軟件設(shè)置。系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，寄存器的所有位都被清零。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在本系統(tǒng)中， TH0=0X3C，Tl0=0XB0 根據(jù)硬件的設(shè)計(jì)方法，編寫程序基本結(jié)構(gòu)如下：/*****************************功能：按鍵輸入 說明：用到中斷0，~/****************************/void inkey_int0() interrupt 0 { uchar input。 P2=P2|0x0f。 input=P2。 switch(inputamp。0x0f) {case 0x0e: //1110最右邊 //按鍵1功能 break。 case 0x0d: //1101 //按鍵2功能 case 0xb: //1011 //按鍵3功能 case 0x07: //0111 //按鍵4功能 break。 default: break。 } }NN鍵盤掃描有鍵閉合?延時(shí)去鍵抖動(dòng)掃描鍵盤Y找到閉合鍵?計(jì)算鍵值執(zhí)行相應(yīng)功能返回YNN開始關(guān)中斷初始化DS18B20設(shè)置溫度轉(zhuǎn)換命令調(diào)用寫命令子程序設(shè)置跳過ROM命令調(diào)用寫命令子程序調(diào)延時(shí)子程序設(shè)置跳過ROM命令調(diào)用寫命令子程序初始化DS18B20返回讀DS18B20得到溫度數(shù)據(jù)設(shè)置讀溫度命令調(diào)用寫命令子程序 圖4 溫度檢測(cè)流程圖 圖5 鍵盤掃描流程圖4 系統(tǒng)調(diào)試 仿真器和調(diào)試軟件的使用本系統(tǒng)的調(diào)試是利用的TKS系列的仿真器，調(diào)試軟件是Keil編譯軟件。TKS系列仿真器可以實(shí)時(shí)在線仿真PHILIPS半導(dǎo)體公司的80C51系列單片機(jī)的同時(shí)，還能夠?qū)崟r(shí)在線仿真ATMEL、HY、Winbond等公司兼容MCS51內(nèi)核的標(biāo)準(zhǔn)80C51單片機(jī)，徹底解決80C51開發(fā)中的仿真工具的瓶頸問題。TKS仿真器可以選用外部晶振作為系統(tǒng)時(shí)鐘，同時(shí)還提供6MHz、12MHz、24MHz三個(gè)內(nèi)部晶振。利用微機(jī)把源程序匯編為目標(biāo)程序并通過串行口把目標(biāo)程序送入仿真機(jī)。 Keil是基于80C51內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺(tái)，內(nèi)嵌多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具，可以完成工程建立和管理，編譯，連接，目標(biāo)代碼的生成，軟件仿真，硬件仿真等完整的開發(fā)流程。尤其C編譯工具在產(chǎn)生代碼的準(zhǔn)確性和效率方面達(dá)到了較高的水平。整個(gè)調(diào)式軟件的使用流程為：建立工程→為工程選擇目標(biāo)器件→設(shè)置工程的配置參數(shù)→打開/建立程序文件→編譯和連接工程→使用TKS仿真器對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行仿真→將生成的Hex文件燒寫到ROM中運(yùn)行測(cè)試。 模塊程序的調(diào)式 在系統(tǒng)聯(lián)調(diào)前必須保證各個(gè)模塊調(diào)試正確，在每個(gè)模塊單獨(dú)通過調(diào)試后才能把它們串聯(lián)起來，進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)。 顯示模塊的調(diào)試：顯示模塊主要是顯示溫度的數(shù)據(jù)，用三極管驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。先調(diào)試數(shù)碼管能被正確點(diǎn)亮，接著對(duì)數(shù)碼管的每個(gè)段