【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 定一個(gè)門周期，內(nèi)部計(jì)數(shù)器在這個(gè)門周期內(nèi)對(duì)一個(gè)地溫度系數(shù)的振蕩器的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)得到溫度值。計(jì)數(shù)器被預(yù)置到對(duì)應(yīng)－55℃的一個(gè)值。如果計(jì)數(shù)器在門周期結(jié)束前到達(dá)0，則溫度寄存器（同樣被預(yù)置到－55℃）的值增加，表明所測(cè)溫度大于－55℃。同時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位到一個(gè)值，這個(gè)值由斜坡式累加器電路確定，斜坡式累加器電路用來(lái)補(bǔ)償感溫振蕩器的拋物線特性。然后計(jì)數(shù)器又開(kāi)始計(jì)數(shù)直到0，如果門周期仍未結(jié)束，將重復(fù)這一過(guò)程。DS18B20內(nèi)部方框圖如圖416。圖416 DS18B20內(nèi)部方框圖DS18B20測(cè)量時(shí)序DS18B20總線協(xié)議采用的是1Wire總線協(xié)議，主要包括初始化時(shí)序（如圖417），讀寫(xiě)時(shí)序（如圖418，圖419）等。圖417 初始化時(shí)序圖418 DS18B20寫(xiě)時(shí)序圖419 DS18B20讀時(shí)序5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)采用的是高級(jí)語(yǔ)言C語(yǔ)言，之所以采用C語(yǔ)言，是因?yàn)镃語(yǔ)言有如下優(yōu)勢(shì)：，使用靈活方便?？梢詫⒁环N單片機(jī)上編寫(xiě)的程序，不做修改或作少量修改就可以移植到另一款單片機(jī)上。，表達(dá)能力強(qiáng)。C語(yǔ)言具有豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)算，另外，C語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)格式自由，編寫(xiě)程序有較大的靈活性。C語(yǔ)言以函數(shù)作為程序設(shè)計(jì)基本單位，有利于程序的模塊化。C語(yǔ)言可以進(jìn)行位操作，可以直接對(duì)單片機(jī)硬件進(jìn)行控制。用C語(yǔ)言編寫(xiě)的程序生成的代碼效率僅比匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序低1020％。綜合考慮選用C語(yǔ)言編寫(xiě)系統(tǒng)的程序代碼。目前，針對(duì)51單片機(jī)的編譯器有很多種，Keil C51是其中比較優(yōu)秀的一種，由它生成的程序代碼具有形式簡(jiǎn)潔，效率極高的優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)都是基于Keil C51編譯器的。目前它的軟件最新版本是Keil uVision 3，它是一個(gè)IDE（集成開(kāi)發(fā)環(huán)境），集編輯，編譯，生成可執(zhí)行代碼于一體的開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用非常方便 。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖如附圖。附圖 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法，分別編寫(xiě)各個(gè)功能子模塊的程序，并做成頭文件的形式，在主函數(shù)中直接包含即可。系統(tǒng)模塊主要分為DHT90測(cè)溫測(cè)濕模塊，DS18B20測(cè)溫模塊，鍵盤(pán)處理模塊，LCM1602顯示模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，數(shù)字濾波模塊構(gòu)成，下面分別對(duì)它們作介紹。DHT90測(cè)溫測(cè)濕模塊主要編寫(xiě)了對(duì)I/O口的讀寫(xiě)程序。寫(xiě)一個(gè)字節(jié)函數(shù)：char s_write_byte(unsigned char value) //寫(xiě)一個(gè)字節(jié)函數(shù){ unsigned char i,error=0。 for (i=0x80。i0。i/=2) // { if (i amp。 value) DATA=1。 //寫(xiě)1還是寫(xiě)0 SCK=1。 //產(chǎn)生下降沿 _nop_()。_nop_()。_nop_()。 // 延時(shí)5us 12MHz晶體 SCK=0。 } DATA=1。 //釋放數(shù)據(jù)線 SCK=1。 // error=DATA。 //檢查應(yīng)答位 SCK=0。 return error。 //返回應(yīng)答數(shù)據(jù) }讀一個(gè)字節(jié)函數(shù)：char s_read_byte(unsigned char ack)　// 若應(yīng)答位為“1”讀一個(gè)字節(jié){ unsigned char i,val=0。 DATA=1。 //釋放總線 for (i=0x80。i0。i/=2) // { SCK=1。 //SCK為“1”，DATA為穩(wěn)定的數(shù)據(jù) if (DATA) val=(val | i)。 //讀取一個(gè)位 SCK=0。 } DATA=!ack。 //若從應(yīng)答則拉低數(shù)據(jù)線 SCK=1。 //下降沿 _nop_()。_nop_()。_nop_()。 // 延時(shí)5us SCK=0。 DATA=1。 //釋放數(shù)據(jù)線 return val。 //返回讀取數(shù)據(jù)}DS18B20測(cè)溫模塊主要編寫(xiě)了讀寫(xiě)DS18B20程序。讀DS18B20程序uchar read_DS18B20() //讀DS18B20 {uchar i,j,dat。for(j=0。j8。j++){DQ=1。i=1。while(i) //延時(shí)9us{。}DQ=0。i=1。while(i) //延時(shí)9us{。}DQ=1。if(DQ==1)dat=dat|0x80。elsedat=datamp。0x7f。i=6。while(i) //延時(shí)54us {。}dat=dat1。 //右移一位 DQ=1。}return dat。}寫(xiě)DS18B20程序void write_DS18B20(uchar dat) //寫(xiě)DS18B20 {uchar i,j。for(j=0。j8。j++){DQ=1。i=1。while(i) //延時(shí)9us {。}DQ=0。i=1。while(i) //延時(shí)9us {。}if(datamp。0x01==0x01)DQ=1。else DQ=0。i=6。while(i) //延時(shí)54us{。}dat=dat1。 //右移一位 DQ=1。}}LCM1602顯示模塊主要編寫(xiě)了顯示自建字符函數(shù)，根據(jù)地址寫(xiě)字符函數(shù)。據(jù)地址寫(xiě)字符函數(shù)void write_char(uchar x,uchar y,uchar dat) //根據(jù)地址寫(xiě)一個(gè)字符 { position(x,y)。 write_data(dat)。 }顯示自建字符函數(shù)void write_CGRAM(uchar *p) //寫(xiě)自建字符函數(shù){uchar i。write_mand(0x40)。 //可根據(jù)實(shí)際情況修改for(i=0。i8。i++){write_data(*p)。p++。}}void int0 interrupt 0 using 1{int temp。while(ret) //此處以進(jìn)入中斷服務(wù)程序{if(add==0){temp=add。delay(10)。 //延時(shí)去抖if(add==temp) value++。 //value為全局變量}if（subb==0）{temp=add。delay(10)。if(add==temp)value。}}}數(shù)字濾波模塊采用的是平均值濾波法。float lvbo(uchar n){int i；float sum,aver。for(i=0。in。i++){sum+=a[i]。 //數(shù)組a[N]設(shè)置為全局變量}aver=sum/n。 //取平均值return(aver)。}6 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)完成設(shè)計(jì)后，并不是立即可以正常工作的，通常要經(jīng)過(guò)反復(fù)幾次的調(diào)試才能達(dá)到預(yù)期效果，系統(tǒng)軟硬件調(diào)試的目的是通過(guò)控制程序和硬件電路的配合工作，進(jìn)行一些操作，以驗(yàn)證系統(tǒng)的軟、硬件能否完成設(shè)計(jì)的功能。系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。本設(shè)計(jì)的調(diào)試方式采用逐級(jí)，分模塊的調(diào)試方法，即將各個(gè)軟件功能模塊設(shè)計(jì)后，結(jié)合單片機(jī)開(kāi)發(fā)板對(duì)每個(gè)功能子模塊進(jìn)行調(diào)試，仿真，直到能達(dá)到控制要求，然后再對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行整合，銜接，最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合調(diào)試仿真，直至滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。這樣做的好處是能夠確保每個(gè)功能子模塊的正常工作，不至于系統(tǒng)整機(jī)調(diào)試時(shí)找不到錯(cuò)誤的地方，大大縮減項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期，而且提高了調(diào)試效率，系統(tǒng)調(diào)試方式結(jié)構(gòu)圖如附圖。附圖 系統(tǒng)調(diào)試方式結(jié)構(gòu)圖本系統(tǒng)的硬件調(diào)試首先是保證系統(tǒng)各個(gè)元件及各個(gè)模塊之間的連接正確并且接觸良好，這是硬件電路系統(tǒng)能夠正常工作的前提，接著分別測(cè)試各個(gè)硬件模塊的性能。按照測(cè)試性質(zhì)的不同可分為電壓測(cè)試和信號(hào)測(cè)試兩種。本系統(tǒng)主要是涉及電源電路，單片機(jī)最小系統(tǒng)，壓縮機(jī)控制電路和冷凝器控制電路的調(diào)試。對(duì)電源電路主要進(jìn)行了電壓測(cè)試。通過(guò)測(cè)試接入＋12V（對(duì)地電壓）電源后集成穩(wěn)壓芯片LM7805工作正常，電壓穩(wěn)定在＋5V左右，負(fù)載接通后電壓稍有波動(dòng)，但波動(dòng)不大，基本對(duì)電路無(wú)影響；單片機(jī)供電電壓為＋5V，顯示器電源電壓也穩(wěn)定在＋5V，電源電路的測(cè)試都在正常范圍之內(nèi)。對(duì)單片機(jī)最小系統(tǒng)進(jìn)行了信號(hào)測(cè)試。單片機(jī)引腳ALE輸出脈沖電壓，證明單片機(jī)正常工作，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，單片機(jī)第9引腳輸出為高電平，復(fù)位電路正常。單片機(jī)EA引腳為高電平，使用內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。對(duì)壓縮機(jī)和冷凝器控制電路測(cè)試做了相關(guān)測(cè)試，將兩電路的晶體管基極接地后，壓縮機(jī)和冷凝器的繼電器都產(chǎn)生了動(dòng)作，說(shuō)明壓縮機(jī)和冷凝器控制電路工作正常。經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)各個(gè)模塊的硬件電路進(jìn)行測(cè)試，系統(tǒng)硬件電路電壓，信號(hào)滿足要求，系統(tǒng)硬件正常工作。系統(tǒng)的軟件調(diào)試主要借助單片機(jī)開(kāi)發(fā)板和MON51仿真芯片，調(diào)試首先驗(yàn)證各個(gè)功能子模塊和程序流程的正確，進(jìn)而對(duì)整個(gè)程序進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)調(diào)試，找出其中的缺陷，并及時(shí)更正，系統(tǒng)軟件調(diào)試主要分以下步驟：將各個(gè)功能子模塊程序分別下載到MON51仿真芯片內(nèi)部，通過(guò)Keil uVision 3中的調(diào)試環(huán)境察看各個(gè)I/O口的狀態(tài)和時(shí)序，判斷功能子程序是否正常工作，時(shí)序是否符合要求，最后將硬件連入單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，通過(guò)LCM1602顯示運(yùn)行效果，這一方式對(duì)測(cè)試DHT90和AT24C04子程序很奏效。在這一項(xiàng)調(diào)試中主要驗(yàn)證程序的大體流程是否正確，程序某一時(shí)刻運(yùn)行位置是否正確，中斷程序是否正常運(yùn)行，這一過(guò)程直接在硬件系統(tǒng)上進(jìn)行調(diào)試的，在調(diào)試過(guò)程中采用了多種手段，如對(duì)中斷暫時(shí)屏蔽，判斷其他模塊是否正常運(yùn)行，屏蔽某幾項(xiàng)子程序，程序能否按流程運(yùn)行，對(duì)中斷子程序在進(jìn)入不同功能子模塊能否運(yùn)行都作了相應(yīng)的調(diào)試。通過(guò)對(duì)整個(gè)程序的通調(diào)可以判斷整個(gè)程序模塊能否按照程序流程正常的運(yùn)行，并對(duì)軟件存在的問(wèn)題進(jìn)行修補(bǔ)，改進(jìn)，這個(gè)過(guò)程是軟件調(diào)試的最后階段，也是關(guān)鍵階段，程序中存在的問(wèn)題都是在這個(gè)階段出現(xiàn)的。在此階段設(shè)置了不同的溫度值，對(duì)系統(tǒng)的有效響應(yīng)做了測(cè)試，并對(duì)相關(guān)程序作了優(yōu)化和改進(jìn)。通過(guò)硬件和軟件調(diào)試，系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了控制要求，軟件和硬件工作正常可靠，系統(tǒng)在測(cè)試條件下穩(wěn)定運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)試和調(diào)試階段還是很成功的。總結(jié)汽車空調(diào)控制系統(tǒng)在汽車的設(shè)計(jì)制造中占有舉足輕重的地位，本課題采用基于單片機(jī)的自動(dòng)控制完成了汽車制冷自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中主要完成了如下內(nèi)容：。根據(jù)系統(tǒng)功能要求和性能指標(biāo)完成了系統(tǒng)電路圖的繪制，并對(duì)電路的可行性作了嚴(yán)密的論證。在完成系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，分析了軟件實(shí)現(xiàn)的功能，并完成了軟件各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)，最終完成了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。結(jié)合相應(yīng)的軟硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)的軟件和硬件分別作了調(diào)試，后期對(duì)系統(tǒng)軟硬件和軟件做了相應(yīng)的優(yōu)化，保證系統(tǒng)的正常，可靠運(yùn)行。通過(guò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使我了解了基于單片機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程和方法，掌握了簡(jiǎn)單的單片機(jī)接口設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力，為以后的單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)[1] 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