【文章內容簡介】 個振蕩周期（即 2 個機器周期）以上，若使用頻率為 12MHz 的晶振，則復位信號持續(xù)時間應超過 4? s 才能完成復位操作。復位操作有上電自動復位和按鍵手動復位兩種方式。上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的。按鍵電平復位是通過使復位端經電阻與 Vcc 電源接通而實現(xiàn)的。在本設計中采用了按鍵電平復位方 式，其復位電路如下圖 ： 圖 復位電路 武漢工業(yè)學院工商學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 8 C 1 +1V+2C 1 3C 2 +4C 2 5V6T 2o u t7R 2 i n8R 2 ou t9T 2i n10T 1i n11R 1 ou t12R 1 i n13T 1o u t14GND15V C C16C P 2M A X 2 32162738495D B 9 C O MC80 .0 1 μ FC90 .0 1 μ FC 1 00 .0 1 μ FC 1 10 .0 1 μ FV C C12J2 串行下載口電路 為了將軟件程序下載到單片機中，必須為之設計一種串行接口電路，在此電路中采用 MAX232 芯片， MAX232 片內含有一個電容性發(fā)生器以便在 5V 電源供電時提供 EIA/TIA232E 電平。每個接收器將 EIA/TIA232E 電平輸入轉為 5V TTL/COMS 輸入電平轉換為 EIA/TIA232E 電平。 DW 或 N 封裝及邏輯符號如 圖 ： 圖 MAX232 的 DW 或 N 封裝及邏輯符號 串行通信接口電路 圖 在串行接口電路設計中 MAX232 主要用于數(shù)據(jù)的串行通訊，對電子鐘程序的下載調試。應用結構圖如圖 所示： 圖 MAX232 應用結構圖 顯示系統(tǒng)設計 TC1602A 簡介 該系統(tǒng)的顯示部分采用 TC1602 字符液晶顯示器， TC1602A 是一種 16 字 2行的字符型液晶顯示模塊，其顯示面積為 ， TC1602A 的引腳排列如圖 所示： 武漢工業(yè)學院工商學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 9 圖 TC1602A 的引腳排列 它有 16 個引腳可與外界相連。其中： 1 腳 VSS：接地； 2 腳 Vdd：接＋ 5V 電源； 3 腳 VO：對比度調整端， LCD 驅動電壓范圍為 Vdd～ VO。當 VO 接地時，對比度最強； 4 腳 RS：寄存器選擇端， RS 為 0 時，選擇命令寄存器 IR； RS 為 1 時，選擇數(shù)據(jù)寄存器 DR； 5 腳 R/W：讀寫控制端， R/W 為 1 時，選擇讀出； R/W 為 0 時，則選擇寫入； 6 腳 E[Enable]：使能控制端， E 為 1 時，使能； E 為 0，禁止； 7 腳～ 14 腳 D0～ D7：數(shù)據(jù)總線； 15 腳 LED＋：背景光源，接＋ 5V； 16 腳 LED－：背景光源，接地。 其指令系統(tǒng)： TC1602A 內有 2 個寄存器：一個是命令寄存 器，另一個是數(shù)據(jù)寄存器。所有對 TC1602A 的操作必須先寫命令字，再寫數(shù)據(jù)。 武漢工業(yè)學院工商學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 10 指令系統(tǒng)如表 ： 表 指令系統(tǒng) 控制信號 指令代碼 功 能 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 清屏 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 軟復位 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 內部方式設置 0 0 0 0 0 0 1 D C B 顯示開關控制 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 位移控制 0 0 0 0 1 DL N F * * 系統(tǒng)方式設置 0 0 0 1 ACG CGRAM 地址設置 0 0 1 ADD 顯示地址設置 0 1 BF AC 忙狀態(tài)檢查 1 0 寫數(shù)據(jù) MCU—LCD 1 1 讀數(shù)據(jù) LCD—MCU 1000 0000(080H)為第一行顯示起始地址，即為第一行第 1 列， 081H~08FH為第 2 列到第 15 列 1100 0000(0C0H)為第二行顯示起始地址，即為第二行第 1 列， 0C1H~0CFH為第 2 列到第 15 列 此指令設置 DD RAM 地址指針的值，此后就可以將 要顯示的數(shù)據(jù)寫入到 DD RAM 中。在 HD44780 控制器中由于內嵌有大量的常用字符，這些字符都集成在CG ROM 中，當要顯示這此點陣字符時，只需把該字符所對應的字符代碼送給指定的 DD RAM 中即可。 武漢工業(yè)學院工商學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 11 內含 HD44780 控制器的點陣字符型 LCD 顯示器的字符碼表如表 所列： 表 點陣字符型 LCD 的字符代碼表 高 4 位 低 4 位 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 xxxx0000 CGRA 0 P p xxxx0001 (2) ! 1 A Q a q xxxx0010 (3) ＂ 2 B R b r θ xxxx0011 (4) ＃ 3 C S c s ∞ xxxx0100 (5) $ 4 D T d t Ω xxxx0101 (6) % 5 E U e u xxxx0110 (7) amp。 6 F V f v xxxx0111 (8) ’ 7 G W g w π xxxx1000 (1) ( 8 H X h x xxxx1001 (2) ) 9 I Y i y xxxx1010 (3) * : J Z j z xxxx1011 (4) + 。 K [ k ( xxxx1100 (5) ， L ￥ l | xxxx1101 (6) = M ] m ) xxxx1110 (7) . N ＾ n → xxxx1111 (8) / ? O _ o ← LCD1602 與單片機的連接圖 圖 LCD1602 與單片機的連接圖 武漢工業(yè)學院工商學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 12 水位檢測系統(tǒng)設計 水位檢測是充分運用了水的導電性，八根導線等份依次排列在容器中，作為檢測水位用，從最底下的一根開始，即換成水位為 600ml 開始， 100ml 一個水位擋，直到最上面的一根導線，即 1300ml 為止，在容器的最底部放了一根 5V 電源的正極導線，當電源通電后，隨著水位的變化，水將淹沒一些導 線，這時這些導線將會和電源正極連通，如果通過一驅動電路將其電平進行轉換，進入單片機的將會是對應于水位的數(shù)據(jù)信號。其水位于數(shù)據(jù)信號的對應關系如表 所示： 表 水位于數(shù)據(jù)信號的對應關系 0FEH 600ml 0E0H 1000ml 0FCH 700ml 0C0H 1100ml 0F8H 800ml 080H 1200ml 0F0H 900ml 00H 1300ml 為使電平進行轉換，必須設計八個并行的電平轉換電路，由于是由高電平轉換成低電平，所以選擇 NPN 的三極管，在此我選擇是的 8050NPN 的三極管，為了減小干擾，濾除干擾信號，在水位端加了一個 1μF 的電解電容，經測試效果很好，水位數(shù)據(jù)信號原本選擇的是 P0 口輸入，在調試過程中發(fā)現(xiàn)沒有 P2 口理想，所以就選擇了 P2 口。檢測水位部分模型如圖 所示，水位數(shù)據(jù)的單根電平轉換電路如圖 所示。 圖 檢測水位模型 圖 水位數(shù)據(jù)單根電平轉換電路 水溫檢測系統(tǒng)設計 單線數(shù)字溫度計 DSl8B20 介紹 DSl8B20 數(shù)字溫度計提供 9 位 (二進制 )溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。信息經過單線接口送入 DSl8B20 或從 DSl8B20 送出，因此從主機 CPU 到 DSl8B20 僅需一條線（和地線）。 DSl8B20 的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源。因為每一個 DSl8B20 在出廠時已經給定了唯一的序號，因此任意多個 DSl8B20武漢工業(yè)學院工商學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 13 可以存放在同一條單線總線上。這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件。DSl8B20的測量范圍從 55攝式度到 +125攝式度，增量值為 ，可在 l s(典型值 )內把溫度變換成數(shù)字。 每一個 DSl8B20 包括一個唯一的 64 位長的序號，該序號值存放在 DSl8B20內 部的 ROM(只讀存貯器 )中。開始 8 位是產品類型編碼 (DSl8B20 編碼均為 10H)。接著的 48 位是每個器件唯一的序號。最后 8 位是前面 56 位的 CRC(循環(huán)冗余校驗 )碼。 DSl8B20 中還有用于存儲測得的溫度值的兩個 8 位存貯器 RAM，編號為0 號和 1 號。 1 號存貯器存放溫度值的符號，如果溫度為負 (攝式度 )，則 1 號存貯器 8 位全為 1，否則全為 0。 0 號存貯器用于存放溫度值的補碼， LSB(最低位 )的 1 表示 攝式度。將存貯器中的二進制數(shù)求補再轉換成十進制數(shù)并除以 2 就得到被測溫度值 (55 攝式度 125 攝式度 )。每只 DS18B20 都可以設置成兩種供電方式，即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式。采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省一根導線，但完成溫度測量的時間較長：采取外部供電方式則多用一根導線，但測量速度較快。 溫度計算 （ 1） DS18B20 用 9 位存貯溫值度，最高位為符號位，如表 為 DS18B20的溫度存儲方式，負溫度 S=1，正溫度 S=0。如： 00AAH 為 +85 攝式度， 0032H為 25 攝式度， FF92H 為 55 攝式度。 表 18B20 用 9 位的溫度存儲方式 （ 2） DS18B20 用 12 位存貯溫值度，最 高位為符號位，如表 為 DS18B20的溫度存儲方式，負溫度 S=1，正溫度 S=0。如： 0550H 為 +85 攝式度， 0191H為 攝式度， FC90H 為 55 攝式度。 表 DS18B20 用 12 位的溫度存儲方式 DSl820 工作過程及時序 DSl8B20 工作過程中的協(xié)議如下： 初始化： ROM 操作命令；存儲器操作命令；處理數(shù)據(jù)。 （ 1）初始化 單總線上的所有處理均從初始化開始。 （ 2） ROM 操作命令 武漢工業(yè)學院工商學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 14 總線主機檢測到 DSl8B20 的存在，便可以發(fā)出 ROM 操作命令之一，這些命令如： 指令 代碼 Read ROM(讀 ROM) [33H] Match ROM(匹配 ROM) [55H] Skip ROM(跳過 ROM) [CCH] Search ROM(搜索 ROM) [F0H] Alarm search(告警搜索 ) [ECH] （ 3）存儲器操作命令 指令 代碼 Write Scratchpad(寫暫存存儲器 ) [4EH] Read Scratchpad(讀暫存存儲器 ) [BEH] Copy Scratchpad(復制暫存存儲器 ) [48H] Convert Temperature(溫度變換 ) [44H] Recall EPROM(重新調出 ) [B8H] Read Power supply(讀電源 ) [B4H] （ 4）時序 主機使用時間隙 (time slots)來讀寫 DSl8B20 的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位。 ① 初始化 時序見圖 。主機總線 to 時刻發(fā)送一復位脈沖 (最 短為 480us 的低電平信號 )，接著在 t1 時刻釋放總線并進入接收狀態(tài)， DSl8B20 在檢測到總線的上升沿之后，等待 15μs~60μs，接著 DS18B20 在 t2 時刻發(fā)出存在脈沖 (低電平，持