【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 以通過 4 4 鍵盤設(shè)置各點(diǎn)溫度的上限值，當(dāng)某點(diǎn)溫度超過設(shè)置值時(shí)，報(bào)警器開始報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)各點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 每個(gè) DS18B20 有自己的序列號(hào)，因此本系統(tǒng)可以在一根總線上掛接了 4 個(gè)DS18B20，通過 CRC 校驗(yàn)，對(duì)各個(gè) DS18B20 的 ROM 進(jìn)行尋址，地址符合的 DS18B20才作出響應(yīng)，接收主機(jī)的命令，向主機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)換的溫度。采用這種 DS18B20 尋址技術(shù)，使系統(tǒng)硬件電路更加簡(jiǎn)單 ，圖 .4 所示。 DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1－ Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。 DS18B20 產(chǎn)品的特點(diǎn) : 只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信。 在 DS18B20 中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無二的序列號(hào)。 實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。 測(cè)量溫度范圍在－ 到＋ 之間。 數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從 9 位到 12 位選擇。 內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。 其引腳功能描述 見表 4。 表 34 DS18B20 詳細(xì)引腳功能描述 序號(hào) 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號(hào) 2 DQ 數(shù)字輸入輸出引腳 ,開漏單總線接口引腳 ,當(dāng)使用寄生電源時(shí) ,可向電源提供電源 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳 ,當(dāng)工作于寄生電源時(shí) ,該引腳必須接地 64 位 ROM 存儲(chǔ)器件獨(dú)一無二的序列號(hào)。暫存器包含兩字節(jié)（ 0 和 1 字節(jié)）的溫度寄存器，用于存儲(chǔ)溫度傳感器的數(shù)字輸出。暫存器還提供一字節(jié)的上線警報(bào)觸發(fā)（ TH）和下線警報(bào)觸發(fā)（ TL）寄存器（ 2 和 3 字節(jié)），和一字節(jié)的配置寄存器（ 4 字節(jié)），使用者可以通過配置寄 存器來設(shè)置溫度轉(zhuǎn)換的精度。暫存器的 6 和 7 字節(jié)器件內(nèi)部保留使用。第八字節(jié)含有循環(huán)冗余碼（ CRC ）。 DS18B20 加電后，處在空閑狀態(tài)。要啟動(dòng)溫度測(cè)量和模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，處理器須向其發(fā)出 Convert T [44h] 命令；轉(zhuǎn)換完后， DS18B20 回到空閑狀態(tài)。溫度數(shù)據(jù)是以帶符號(hào)位的 16bit 補(bǔ)碼存儲(chǔ)在溫度寄存器中的。 符號(hào)位說明溫度是正值還是負(fù)值，正值時(shí) S 0，負(fù)值時(shí) S 1。 訪問 DS18B20 必須嚴(yán)格遵守這一命令序列，如果丟失任何一步或序列混亂，DS18B20 都不會(huì)響應(yīng)主機(jī)（除了 Search ROM 和 Alarm Search 這兩個(gè)命令，在這兩個(gè)命令后，主機(jī)都必須返回到第一步）。 a．初始化： DS18B20 所有的數(shù)據(jù)交換都由一個(gè)初始化序列開始。由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和跟在其后的由 DS18B20 發(fā)出的應(yīng)答脈沖構(gòu)成。當(dāng) DS18B20 發(fā)出響應(yīng)主機(jī)的應(yīng)答脈沖時(shí)，即向主機(jī)表明它已處在總線上并且準(zhǔn)備工作。 b. ROM 命令： ROM 命令通過每個(gè)器件 64bit 的 ROM 碼，使主機(jī)指定某一特定器件（如果有多個(gè)器件掛在總線上）與之進(jìn)行通信。 DS18B20 的 ROM 如表 5 所示，每個(gè) ROM命令都是 8 bit 長。表 35 ROM 命令 指令 協(xié)議 功能 讀 ROM 33H 讀 DS18B20 中的編碼 即 64 位地址 符合 ROM 55H 發(fā)出此命令后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對(duì)應(yīng)的 DS18B20,使之作出響應(yīng)，為下一步對(duì)該 DS18B20 的讀寫作準(zhǔn)備 搜索 ROM 0F0H 用于確定掛接在同一總線上 DS18B20 的個(gè)數(shù)和識(shí)別 64 位 ROM 地址，為操作各器件作好準(zhǔn)備 跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20V 溫度轉(zhuǎn)換命令，適用于單個(gè) DS18B20 工作 告 警 搜 索 命 令 0ECH 執(zhí) 行后，只有溫度超過廟宇值上限或下限的片子才做出響應(yīng) 溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動(dòng) DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間最長為 500ms 典型為 200ms ,結(jié)果豐入內(nèi)部 9 字節(jié) RAM 中 讀暫存器 BEH 讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的內(nèi)容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的第 4 字節(jié)寫上、下溫度數(shù)據(jù)命令，緊該溫度命令之后，傳達(dá)兩字節(jié)的數(shù)據(jù) 復(fù)制暫存器 48H 將 RAM 中第 4 字內(nèi)容復(fù)制到 E2PROM 中 重調(diào) E2PROM 0B8H 將 E2PROM 中內(nèi)容恢復(fù)到RAM 中的第 4 字節(jié) 讀供電方式 0B4H 讀 DS18B20 的供電模式，寄生供電時(shí) DS18B20 發(fā)送“ 0”，外部供電時(shí) DS18B20 發(fā)送“ 1” 液晶顯示模塊 液晶顯示模塊電路 液晶顯示模塊以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、模塊化、接口電路簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。液晶顯示模塊分字符型和點(diǎn)陣型兩種 ,前者只能顯示常用的字符 ,點(diǎn)陣型液晶顯示模塊除顯示字符外還能顯示各種圖形和漢字。 如圖 .5 所示，為液晶顯示屏與單片機(jī)的連接電路圖。 12864 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示 模塊；其顯示分辨率為 12864, 內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集。該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示8 4 行 16 16 點(diǎn)陣的漢字?？赏瓿蓤D形顯示。電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 圖基本特性 : 低電源電壓（ VDD:++） 顯示分辨率 :128 64 點(diǎn) 內(nèi)置漢字字庫 ，提供 8192 個(gè) 16 16 點(diǎn)陣漢字 簡(jiǎn)繁體可選 內(nèi)置 128 個(gè) 16 8 點(diǎn)陣字符 2MHZ 時(shí)鐘頻率 顯示方式： STN、半透、正顯 驅(qū)動(dòng)方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS 視角方向： 6 點(diǎn) 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5― 1/10 通訊方式：串行、并口可選 內(nèi)置 DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓 無需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì) 工作溫度 : 0℃ +55℃ ,存儲(chǔ)溫度 : 20℃ +60℃ 控制器接口信號(hào)說明：如表 6,37 表 36 RS 和 R/W 的配合選擇決定控制界面的 4 種 模式 RS R/W 功能說明 L L MPU 寫指令到指令暫存器（ IR） L H 讀出忙標(biāo)志（ BF）及地址記數(shù)器（ AC）的狀態(tài) H L MPU 寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（ DR） H H MPU 從數(shù)據(jù)暫存器（ DR）中讀出數(shù)據(jù) 表 37 E 信號(hào) E 狀態(tài) 執(zhí)行動(dòng)作 結(jié)果 高―― 低 I/O 緩沖―― DR 配合 /W 進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或指令 高 DR―― I/O 緩沖 配合 R 進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令 低 /低―― 高 無動(dòng)作 ? 忙標(biāo)志 :BF。 BF 標(biāo)志提供內(nèi)部工作情況 .BF 1 表示模塊在進(jìn)行內(nèi)部操作 ,此時(shí)模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù) .BF 0 時(shí) ,模塊為準(zhǔn)備狀態(tài) ,隨時(shí)可接受外部指令和數(shù)據(jù)。 利用 STATUS RD 指令 ,可以將 BF 讀到 DB7 總線 ,從而檢驗(yàn)?zāi)K之工作狀態(tài)。 字型產(chǎn)生 ROM（ CGROM）：字型產(chǎn)生 ROM（ CGROM）提供 8192 個(gè)此觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制。 DFF 1 為開顯示（ DISPLAY ON ,DDRAM 的內(nèi)容就顯示在屏幕上， DFF 0為關(guān)顯示（ DISPLAY OFF 。 DFF 的狀態(tài)是指令 DISPLAY ON/OFF和 RST 信號(hào)控制的。 顯示數(shù)據(jù) RAM（ DDRAM）：模塊內(nèi)部顯示數(shù)據(jù) RAM 提供 64 2 個(gè)位元組的空間，最多可控制 4 行 16 字（ 64 個(gè)字）的中文字型顯示，當(dāng)寫入顯示數(shù)據(jù) RAM 時(shí)，可分別顯示 CGROM 與 CGRAM 的字型；此模塊可顯示三種字型，分別是半角英數(shù)字型 16*8 、 CGRAM 字型及 CGROM 的中文字型，三種字型的選擇，由在 DDRAM 中寫入的編碼選擇，在 0000H― 0006H 的編碼中（其代碼分別是 0000、 000 000 0006共 4 個(gè)）將選擇 CGRAM 的自定義字型， 02H― 7FH 的編碼中將 選擇半角英數(shù)字的字型，至于 A1 以上的編碼將自動(dòng)的結(jié)合下一個(gè)位元組，組成兩個(gè)位元組的編碼形成中文字型的編碼 BIG5（ A140― D75F）， GB（ A1A0F7FFH）。 字型產(chǎn)生 RAM CGRAM ：字型產(chǎn)生 RAM 提供圖象定義 造字 功能 , 可以提供四組 16 16 點(diǎn)的自定義圖象空間，使用者可以將內(nèi)部字型沒有提供的圖象字型自行定義到 CGRAM 中，便可和 CGROM 中的定義一樣地通過 DDRAM 顯示在屏幕中。 地址計(jì)數(shù)器 AC：地址計(jì)數(shù)器是用來貯存 DDRAM/CGRAM 之一的地址 ,它可由設(shè)定指令暫存器來改變，之后 只要讀取或是寫入 DDRAM/CGRAM 的值時(shí)，地址計(jì)數(shù)器的值就會(huì)自動(dòng)加一，當(dāng) RS 為“ 0”時(shí)而 R/W 為“ 1”時(shí)，地址計(jì)數(shù)器的值會(huì)被讀取到 DB6―― DB0 中。 光標(biāo) /閃爍控制電路：此模塊提供硬體光標(biāo)及閃爍控制電路，由地址計(jì)數(shù)器的值來指定 DDRAM 中的光標(biāo)或閃爍位置。一般具有人機(jī)對(duì)話的單片機(jī)系統(tǒng)少不了會(huì)有鍵盤。本設(shè)計(jì)采用三個(gè)按鍵，最佳的接口方案是獨(dú)立式接法，即每一個(gè) I/O口上只接一個(gè)按鍵，的另一端接地。 獨(dú)立式鍵盤的實(shí)現(xiàn)方法是利用單片機(jī) I/O 口讀取口的電平高低來判斷是否有鍵按下。我們將按鍵的一端接地，另一端接一個(gè) I/O 口，程序開始時(shí)將此 I/O口置于高電平，平時(shí)無按鍵按下時(shí) I/O 口保護(hù)高電平。當(dāng)有鍵按下時(shí)，此 I/O口與地短路迫使 I/O 口為低電平。按鍵釋放后，與單片機(jī)連接的上拉電阻使 I/O口仍然保持高電平。本設(shè)計(jì)所要做的就是在程序中查詢此 I/O 口的電平狀態(tài)就可以了解是否有按鍵動(dòng)作了。 值得注意的是，本設(shè)計(jì)在用單片機(jī)對(duì)鍵盤處理的時(shí)候涉及到了一個(gè)重要的過程，那就是鍵盤的去抖動(dòng)。這里說的抖動(dòng)是機(jī)械的抖動(dòng)，是當(dāng)鍵盤在未按到按下的臨界區(qū)產(chǎn)生的電平不穩(wěn)定正?，F(xiàn)象，并不是我們?cè)诎存I時(shí)通過注意可以避免的。這種抖動(dòng)一般在 10~200 毫秒 之間，這種不穩(wěn)定電平的抖動(dòng)時(shí)間對(duì)于人來說太快了，而對(duì)于時(shí)鐘是微秒級(jí)的單片機(jī)而言則是漫長的。為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，必須去除或避開它。此處我采用軟件去抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)方法是先查詢按鍵當(dāng)有低電平出現(xiàn)時(shí)立即延時(shí) 10~200 毫秒以避開抖動(dòng)，延時(shí)結(jié)束再讀一次 I/O 口的值。 按鍵分工，從左至右依次為 3 號(hào)按鍵，一號(hào)鍵模式鍵，二號(hào)三號(hào)鍵為加減鍵。 4 太陽能熱水器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) KEIL uVISION 3 軟件環(huán)境 單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，本系統(tǒng)的軟件編程設(shè)計(jì)是在 Keil 軟件環(huán)境中完成的。我們 寫的 C 語言、匯編語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS51 單片機(jī)的匯編軟件有早期的 A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級(jí)語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil 軟件是目前最流行開發(fā) 51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi) 的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用 51 系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是不二之選。即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令人事半功倍。 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會(huì)更加深刻 。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows 界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的