【文章內(nèi)容簡介】 轉換溫度或溫度誤差極大。 DS18B20使用中注意的事項DS18B20雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應用中也應注意以下幾方面的問題： ，由于DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對DS1820進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結果。在使用PL/M、C等高級語言進行系統(tǒng)程序設計時，對DS1820操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。 ，容易使人誤認為可以掛任意多個DS1820，在實際應用中并非如此。當單總線上所掛DS1820超過8個時，就需要解決微處理器的總線驅動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設計時要加以注意。 。試驗中，當采用普通信號電纜傳輸長度超過50m時，讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達150m，當采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離進一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。因此，在用DS1820進行長距離測溫系統(tǒng)設計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。 ，向DS1820發(fā)出溫度轉換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號，一旦某個DS1820接觸不好或斷線，當程序讀該DS1820時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。這一點在進行DS1820硬件連接和軟件設計時也要給予一定的重視。 89C51單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡稱晶振)或陶瓷諧振器，就構成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后，就構成了自激振蕩器并產(chǎn)生震蕩時鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如圖36所示，圖中，電容器CC2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值通常取30PF左右。晶振頻率的典型值位12MHZ，采用6MHZ的情況也比較多。內(nèi)部振蕩方式的時鐘信號比較穩(wěn)定，實用電路中使用較多。由圖36可見，外部振蕩信號由XTAL2引入，XTAL1接地。為了提高輸入電路的驅動能力，通常使外部信號經(jīng)過一個帶有上拉電阻的TTL反相門后接入XTAL2。圖36內(nèi)部振蕩方式外部振蕩方式是把外部已有的時鐘信號引入單片機內(nèi)，這種方式適宜用來使單片機的時鐘與外部信號保持同步。當MCS—51系列單片機的復位引腳RST（全稱RERST）出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單位就執(zhí)行復位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)。根據(jù)應用的要求，復位操作通常有兩種基本形式：上電自動復位和按鍵手動復位。上電復位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復位操作。通常用的上電復位電路如圖37所示。圖中電容C和電阻R對電源Vcc來說構成微分電路。上電后，保持RST一段高電平時間，由于單片機內(nèi)的等效電阻的作用，不用圖中電阻R也能達到上電復位的操作功能。所謂手動復位，是指通過接通一按鈕開關，使單片機進入復位狀態(tài)。系統(tǒng)上電運行后，若需要復位，一般是通過手動復位來實現(xiàn)的。通常采用手動復位和上電復位結合，其電路如圖37所示。 圖37單片機復位電路圖 單片機復位后的狀態(tài)：單片機的復位操作時單片機進入初始化狀態(tài)，其中包括是程序計數(shù)器PC=0000H，這表明程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。單片機冷啟動后，片內(nèi)RAM為隨機值，運行中的復位操作不改變片內(nèi)RAM區(qū)中的內(nèi)容，21個特殊功能寄存器復位后的狀態(tài)為確定值。 值得指出的是，記住一些特殊功能寄存器復位后的主要狀態(tài)如表34所示，對于了解單片機的初態(tài)，減少應用程序中的初始化部分是十分必要的。 說明：表中符號為隨機狀態(tài)。 A=00H,表面累加器已被清零。表34特殊功能寄存器特殊功能寄存器初始狀態(tài)特殊功能寄存器初始狀態(tài)A00HTMOD00HB00HTCON00HPSW00HTH000HSP07HTL000HDPL00HTH100HP0~P3FFHSBUF不定IP***00000BSCON00HIE0**00000BPCON0*******BPSW=00H,表明選寄存器0組為工作寄存器組；SP=07H,表明堆棧指針指向片內(nèi)RAM07H字節(jié)單元，根據(jù)堆棧操作的先加后壓法則，第一個被壓入的內(nèi)容寫入到08H單元中；P0~p3=FFH,表明已向各端口線寫入1，此時，個端口既可用于輸入又可用于輸出；IP=***00000B,表明各個中斷源處于低優(yōu)先級；IE=0**00000B,表明各個中斷均被關斷；系統(tǒng)復位是任何微機系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個控制芯片回到默認的硬件狀態(tài)下。51單片機的復位是由RESET引腳來控制的，此引腳與高電平相接超過24個震蕩周期后，51單片機即進入芯片內(nèi)部復位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到RESET引腳轉為低電平后，才檢查EA引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會執(zhí)行外部程序。51單片機在系統(tǒng)復位時，將其內(nèi)部的一些重要寄存器設置為特定的值，至于內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)則不變。過欠壓檢測電路只有檢測出電壓是否穩(wěn)定便可，而這種電路允許輸出端并接在一起。使用電壓比較器，內(nèi)部采用射級接地、集電極開路的三極管集電極輸出方式。 此電路的工作原理是： 當輸入電壓UiUR2時，比較器A1的輸出管截止，而比較器A2的輸出管導通，此時窗口比較器的輸出電平將由比較器A2輸出電平確定為低電平。當輸入電壓UiUR1時，比較器A1的輸出管導通，而比較器A2的輸出管截止，此窗口比較器的輸出電平將由比較器A1輸出電平確定為低電平。只有當輸入電壓處于窗口電壓之內(nèi)，即UR2UiUR1時，比較器A1和A2輸出管均截止，窗口比較器輸出電平是由上拉負載電阻拉向高電平。 LED顯示器是單片機應用系統(tǒng)中常用的廉價輸出設備。它是由若干個發(fā)光二極管組成的，當發(fā)光二極管導通時，相應一個筆畫劃發(fā)光，控制某段發(fā)光二極管導通，就能顯示出某個數(shù)碼或字符。 在靜態(tài)顯示系統(tǒng)中，每位顯示器都應有各自的鎖存器、譯碼器（若采用軟件譯碼，譯碼器可省去）與驅動器，用以鎖存各自待顯示數(shù)字的BCD碼或字段碼。因此，靜態(tài)顯示系統(tǒng)在每一次顯示輸出后能夠保持顯示不變，僅在待顯示數(shù)字需要改變時，才更新其數(shù)字顯示鎖存器中的內(nèi)容。這種顯示占用CPU的時間少，顯示穩(wěn)定可靠。缺點是，當顯示的位數(shù)較多時，占用的I/O口較多。 在動態(tài)顯示的系統(tǒng)中，CPU需定時地對每位LED顯示器進行掃描，每位LED顯示器分時輪流工作，每次只能使一位LED顯示，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象，仍感覺所有的LED顯示器都在同時顯示。這種顯示的優(yōu)點是使用硬件少，占用I/O口少。缺點是占用 CPU時間長，只要不執(zhí)行顯示程序，就立刻停止顯示。但隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，目前已有能自動對顯示器進行掃描的專用顯示芯片，使電路既簡單又占用CPU時間。在我們所設計的溫度計中數(shù)碼管顯示就是利用的動態(tài)顯示。圖211 LED顯示電路報警電路主要用示電冰箱使用過程中出現(xiàn)的故障，包括系統(tǒng)自身故障，外界故障，和誤操作，如：冰箱內(nèi)溫度太高，外界電壓波動大，未關好冰箱門或是開門時間太長等等。 四個指示燈作用： L1： 溫度超限失控報警L2： 開門超時報警L3：壓縮機運行時報警 L4：電源過壓或欠壓時報警 圖38報警電路因本系統(tǒng)使用的按鍵數(shù)目少，故按鍵采用硬件去抖。按鍵電路如圖39 所示。用兩個與非門構成一個RS觸發(fā)器。當按鍵未按下時輸出為1。剛鍵按下時輸出為0。此時即使用按鍵的機器性能，使按鍵因彈性抖動而產(chǎn)生瞬時斷開(抖動跳開B)，只要按鍵不返回原來狀態(tài)A，雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不會改變，輸出保持為0,不會產(chǎn)生抖動的波形。也就是說，即使B點的電壓波形是抖動的，但經(jīng)雙穩(wěn)態(tài)電路之后，其輸出為正規(guī)的矩形波。圖39鍵盤顯示電路、風機、電磁閥控制壓縮機，風機工作原理是制冷系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的低壓蒸汽被壓縮機吸入并壓縮為高壓蒸汽后排至冷凝器。同時軸流風扇吸入的室外空氣流經(jīng)冷凝器，帶走制冷劑放出的熱量，使高壓制冷劑蒸汽凝結為高壓液體。高壓液體經(jīng)過過濾器、節(jié)流機構后噴入蒸發(fā)器，并在相應的低壓下蒸發(fā)，吸取周圍的熱量。同時貫流風扇使空氣不斷進入蒸發(fā)器的肋片間進行熱交換，并將放熱后變冷的空氣送向室內(nèi)。如此室內(nèi)空氣不斷循環(huán)流動，達到降低溫度的目的。 而冰箱沒有風扇靠自然對流來進行熱量交換。電磁閥的工作原理非常簡單，阻流板就象一個閘門，一個彈簧讓它處于關閉狀態(tài)，上面一個電磁鐵芯，鐵芯（低部橡膠）壓在阻流板中間（凸起）的一個小眼兒上，外面一個電磁線圈，接通電源后鐵芯別吸上去，小眼兒開始進氣，壓力達到頂開彈簧后電磁閥打開。第4章 系統(tǒng)的軟件設計 基于單片機的電冰箱溫控器軟件設計主要由主程序、顯示子程序、讀出并處理DS18B20的測量溫度值程序、預置溫度調(diào)節(jié)程序、溫度判斷控制程序、電冰箱開啟延時程序、還有軟件復位程序等組成。采用主程序調(diào)用功能子程序，子程序盡可能少的調(diào)用其它子程序，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。軟件程序設計總體流程圖如下圖41： 圖４1 主程序流程圖主程序由初始化，鍵盤掃描，顯示，溫度采集，溫度控制和定時化霜子程序組成，為系統(tǒng)軟件的主干部分，化霜采用定時化霜，每三十分鐘化霜一次。ORG 0000HAJMP MAIN ORG 0003H LJMP DY_INT ORG 000BH LJMP TIME0_INT ORG 0030H DATA EQU V1 EQU V2 EQU V3 EQU SET_KEY EQU V3 EQU SET_KEY EQU ADD_KEY EQU SUB_KEY EQU L1 EQU L2 EQU L3 EQU L4 EQU MAIN： CLR A START：LCALL INIT1 。 初始化 LCALL KEY 。 鍵盤掃描 LCALL GETWD 。 獲得冷藏室溫度 MOV 62H , R0 INC DATA LCALL GETWD 。 獲得冷凍室溫度 MOV 63H , R0 DEC DATA MOV R3 , 62H 。 顯示兩室溫度值 MOV R4 , 63H LCALL DISP MOV A , 60H CLR C HIGH：CJNE A , 62H , HIGH1 。 冷藏室溫度等于高于設定值時 AJMP HIGH2 HIGH1：JC HIGH3 HIGH2：SETB V1 。 開啟壓縮機 LCALL OPEN AJMP LOW HIGH3：MOV A , 61H CLR C CJNE A , 63H , HIGH4 。 冷凍室溫度等于高于設定值時 AJMP HIGH5 HIGH4：JC LOW HIGH5：SETB V2 。 開啟壓縮機 LCALL OPEN LOW： MOV A , 61H CLR C CJNE A , 63H , LOW1 。 冷凍室溫度等于低于最低值時 AJMP LOW2 LOW1：JNC LOW3 LOW2：CLR V2 。 關閉壓縮機 LCALL CLOSE AJMP LS LOW3：MOV A , 60H CLR C CJNE A , 62H , LOW4 。 冷凍室溫度等于低于最低值時 AJMP LOW5 LOW4：JNC LS LOW5：CLR V1 。 關閉壓縮機 LCALL CLOSE LS： MOV R1 , 10H 。 延時1S LS1： LCALL DLY_100MS DJNZ R1 , LS1 INC 65H 。 化霜時間計數(shù)加1 MOV A , 65H CJNE A , 00H , LS2 INC 66H LS2： MOV A , 65H CJNE A , 08H , LOOP MOV A , 66H CJNE A , 07H , LOOP JB V1 , LOOP 。 化霜定時時間到且V1,V2均關閉 JB V2 , LOOP SETB V3 。 打開V3開始化霜 MOV R0 , 50 。 化霜時間5 S LS3： LCALL DLY_100MS DJNZ R0 , LS3 LOOP： AJMP START END 初始化模塊主要完成初始化I/O口、中斷、內(nèi)存單元,并讀出存放在閃爍存儲器上的溫度設定值。溫度設定值存放在閃爍存儲器上即使斷電也可保存。 程序如下： INTI1：CLR A MOV DPTR , 20H 。讀取冷藏室溫度設定值 MOVC A , @DPTR LCALL DLY_100MS 。延時確保數(shù)據(jù)讀完 MOV 60H, A INC DPTR 。讀取冷藏室溫度設定值 MOVC A, @DPTR LCALL DLY_100MS 。延時確保數(shù)據(jù)讀完 MOV 61H, A M