【文章內(nèi)容簡介】 H] 這個指令后面緊跟著由控制器發(fā)出了 64 位序列號當(dāng)總線上有多只 DS18B20 時只有與控制發(fā)出的序列號相同的芯片才能做出反應(yīng)其它芯片將等待下一次復(fù)位這 條指令適合單芯片和多芯片掛接 Skip ROM 跳躍 ROM 指令 [CCH] 這條指令使芯片不對 ROM 編碼做出反應(yīng)在單總線的情況之下為了節(jié)省時間則可以選用此指令如果在多芯片掛接時使用此指令將會出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突導(dǎo)致錯誤出現(xiàn) Search ROM 搜索芯片 [F0H] 在芯片初始化后搜索指令允許總線上掛接多芯片時用排除法識別所有器件的 64 位 ROM Alarm Search 報警芯片搜索 [ECH] 在多芯片掛接的情況下報警芯片搜索指令只對附合溫度高于 TH或小于 TL報警條件的芯片做出反應(yīng)只要芯片不掉電報警狀態(tài)將被保持直到再一次測得溫度值達(dá)不到報警條件為止 ROM 指令為 8 位長度功能是對片內(nèi)的 64 位光刻 ROM 進(jìn)行操作其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個器件并作處理誠然單總線上可以同時掛接多個器件并通過每個器件上所獨有的 ID 號來區(qū)別一般只掛接單個 18B20 芯片時可以跳過 ROM指令注意此處指的跳過 ROM指令并非不發(fā)送 ROM指令而是用特有的一條跳過指令 4控制器發(fā)送存儲器操作指令在 ROM指令發(fā)送給 18B20之后緊接著不間斷就是發(fā)送存儲器操作指令了操作指令同樣為 8 位共 6 條存儲器操作指令分別是寫RAM 數(shù)據(jù) 讀 RAM 數(shù)據(jù)將 RAM 數(shù)據(jù)復(fù)制到 EEPROM 溫度轉(zhuǎn)換將 EEPROM 中的報警值復(fù)制到 RAM 工作方式切換 Write Scratchpad 向 RAM中寫數(shù)據(jù) [4EH]這是向 RAM中寫入數(shù)據(jù)的指令隨后寫入的兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)將會被存到地址 2 報警 RAM 之 TH 和地址 3 報警 RAM之 TL 寫入過程中可以用復(fù)位信號中止寫入 Read Scratchpad 從 RAM 中讀數(shù)據(jù) [BEH]此指令將從 RAM 中讀數(shù)據(jù)讀地址從地址 0開始一直可以讀到地址 9完成整個 RAM數(shù)據(jù)的讀出芯片允許在讀過程中用復(fù)位信號中止讀取即可以不讀后面 不需要的字節(jié)以減少讀取時間 Copy Scratchpad 將 RAM 數(shù)據(jù)復(fù)制到 EEPROM 中 [48H]此指令將 RAM 中的數(shù)據(jù)存入 EEPROM中以使數(shù)據(jù)掉電不丟失此后由于芯片忙于 EEPROM儲存處理當(dāng)控制器發(fā)一個讀時間隙時總線上輸出 0當(dāng)儲存工作完成時總線將輸出 1在寄生工作方式時必須在發(fā)出此指令后立刻超用強(qiáng)上拉并至少保持 10MS 來維持芯片工作 Convert T 溫度轉(zhuǎn)換 [44H]收到此指令后芯片將進(jìn)行一次溫度轉(zhuǎn)換將轉(zhuǎn)換的溫度值放入 RAM 的第 12 地址此后由于芯片忙于溫度轉(zhuǎn)換處理當(dāng)控制器發(fā)一個讀時 間隙時總線上輸出 0當(dāng)儲存工作完成時總線將輸出 1在寄生工作方式時必須在發(fā)出此指令后立刻超用強(qiáng)上拉并至少保持 500MS 來維持芯片工作 Recall EEPROM 將 EEPROM 中的報警值復(fù)制到 RAM[B8H]此指令將 EEPROM中的報警值復(fù)制到 RAM 中的第 34 個字節(jié)里由于芯片忙于復(fù)制處理當(dāng)控制器發(fā)一個讀時間隙時總線上輸出 0當(dāng)儲存工作完成時總線將輸出 1另外此指令將在芯片上電復(fù)位時將被自動執(zhí)行這樣 RAM 中的兩個報警字節(jié)位將始終為 EEPROM 中數(shù)據(jù)的鏡像 Read Power Supply 工作方式切 換 [B4H]此指令發(fā)出后發(fā)出讀時間隙芯片會返回它的電源狀態(tài)字 0 為寄生電源狀態(tài) 1 為外部電源狀態(tài) 存儲器操作指令的功能是命令 18B20 作什么樣的工作是芯片控制的關(guān)鍵 5 執(zhí)行或數(shù)據(jù)讀寫一個存儲器操作指令結(jié)束后則將進(jìn)行指令執(zhí)行或數(shù)據(jù)的讀寫這個操作要視存儲器操作指令而定 DS18B20 需要嚴(yán)格的協(xié)議以確保數(shù)據(jù)的完整性協(xié)議包括幾種單線信號類型復(fù)位脈沖存在脈沖寫 0 寫 1 讀 0 和讀 1 所有這些信號除存在脈沖外都是由總線控制器發(fā)出的和 DS18B20 間的任何通訊都需要以初始化序列開始一個復(fù)位脈沖跟著一個存 在脈沖表明 DS18B20已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送和接收數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)?ROM命令和存儲器操作命令 DS18B20 的復(fù)位時序 圖 42 DS18B20 復(fù)位時序圖 DS18B20 的讀時序 對于 DS18B20的讀時序分為讀 0時序和讀 1時序兩個過程對于 DS18B20的讀時隙是從主機(jī)把單總線拉低之后在 15us 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 在完成一個讀時序過程至少需要 60us 才能完成 圖 43 DS18B20 讀時序圖 DS18B20 的寫時序 對于 DS18B20 的寫時序仍然分為寫 0 時序和寫 1 時序兩個過程對于 DS18B20寫 0 時序和寫 1 時序的要求不同當(dāng)要寫 0 時序時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時序時單總線被拉低之后在 15us 之后就得釋放單總線 33 電路原理圖的繪制和電路的焊接 在硬件的設(shè)計前期根據(jù)框圖對電路中可能出現(xiàn)的電路進(jìn)行了模擬實驗并根據(jù)實驗結(jié)果對后期的硬件設(shè)計進(jìn)行了合理化的修改完善在前面已分析了系統(tǒng)并繪制了框圖并 根據(jù)框圖分別設(shè)計了各部分電路由于溫度傳感器與時鐘芯片集成度較高所以在硬件電路設(shè)計時不需要太多其他元件即可實現(xiàn)預(yù)期功能因此在PROTEL 上對原理圖進(jìn)行了繪制從而得出了最終的完整電路原理圖 [附錄 1] 原理圖繪制軟件 PROTEL PROTEL 是 PORTEL 公司在 80 年代末推出的 EDA 軟件在電子行業(yè)的 CAD 軟件中它當(dāng)之無愧地排在眾多 EDA 軟件的前面是電子設(shè)計者的首選軟件它包含了電原理圖繪制模擬電路與數(shù)字電路混合信號仿真多層印制電路板設(shè)計包含印制電路板自動布線可編程邏輯器件設(shè)計圖表生成電子表格生成支持 宏操作等功能并具有 ClientServer 客戶服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)同時還兼容一些其它設(shè)計軟件的文件格式如 ORCADPSPICEEXCEL 等其多層印制線路板的自動布線可實現(xiàn)高密度 PCB的 100％布通率 Protel 99SE 采用數(shù)據(jù)庫的管理方式該軟件沿襲了 Protel 以前版本方便易學(xué)的特點內(nèi)部界面與 Protel 99大體相同新增加了一些功能模塊功能更加強(qiáng)大新增的層堆棧管理功能可以設(shè)計 32 個信號層 16 個地電層 16 個機(jī)械層新增的 3D 功能在加工印制版之前可以看到板的三維效果其具有的打印功能可以輕松修改打印設(shè)置控制打印結(jié)果 Protel 99SE容易使用的特性還體現(xiàn)在其幫助功能按下右上角的小問號然后輸入你所要的信息可以很快地看到特性的功能然后用到設(shè)計中按下狀態(tài)欄末端的按鈕使用幫助顧問 PCB 制作 當(dāng)通過 PROTEL 繪制出完整的電路原理圖后就可以按照繪制好的原理圖制作 PCB 了具體步驟如下 1 打印電路板將繪制好的電路板用轉(zhuǎn)印紙打印出來注意滑的一面面向自己一般打印兩張電路板即一張紙上打印兩張電路板在其中選擇打印效果最好的制作線路板 2 裁剪覆銅板也就是表面面都覆有銅膜的線路板將覆銅板裁成電路板的大小不要過大以節(jié)約材 料 3 預(yù)處理覆銅板用細(xì)砂紙把覆銅板表面的氧化層打磨掉以保證在轉(zhuǎn)印電路板時熱轉(zhuǎn)印紙上的碳粉能牢固的印在覆銅板上打磨好的標(biāo)準(zhǔn)是板面光亮沒有明顯污漬 4 轉(zhuǎn)印電路板將打印好的電路板裁剪成合適大小把印有電路板的一面貼在覆銅板上對齊好后把覆銅板放入熱轉(zhuǎn)印機(jī)放入時一定要保證轉(zhuǎn)印紙沒有錯位一般來說經(jīng)過 23 次轉(zhuǎn)印電路板就能很牢固的轉(zhuǎn)印在覆銅板上熱轉(zhuǎn)印機(jī)事先就已經(jīng)預(yù)熱溫度設(shè)定在 901400 攝氏度由于溫度很高操作時注意安全 5 腐蝕線路板回流焊機(jī)先檢查一下電路板是否轉(zhuǎn)印完整若有少數(shù)沒有轉(zhuǎn)印好的地方可以用黑色油性筆修補(bǔ)然后就可以 腐蝕了等線路板上暴露的銅膜完全被腐蝕掉時將線路板從腐蝕液中取出清洗干凈這樣一塊線路板就腐蝕好了腐蝕液的成分為濃鹽酸濃雙氧水水比例為 123 在配制腐蝕液時先放水再加濃鹽酸濃雙氧水若操作時濃鹽酸濃雙氧水或腐蝕液不小心濺到皮膚或衣物上要及時用清水清洗由于要使用強(qiáng)腐蝕性溶液操作時一定注意安全 6 線路板鉆孔線路板上是要插入電子元件的所以就要對線路板鉆孔了依據(jù)電子元件管腳的粗細(xì)選擇不同的鉆針在使用鉆機(jī)鉆孔時線路板一定要按穩(wěn)鉆機(jī)速度不能開的過慢 7 線路板預(yù)處理鉆孔完后用細(xì)砂紙把覆在線路板上的墨粉打磨掉用清水把線路板清洗干凈 水干后用松香水涂在有線路的一面為加快松香凝固我們用熱風(fēng)機(jī)加熱線路板只需 23 分鐘松香就能凝固 按照上面的流程我們就做出來一塊 PCB 電路板了 由于采用實驗板成本更低最后實物制作時采用了實驗板焊接 元器件的焊接 元器件裝焊順序依據(jù)的原則是先低后高先小后大一般情況下應(yīng)按電阻電容二極管三極管集成電路大功率管順序焊接 1 對元器件焊接的要求 電阻的焊接按圖將電阻準(zhǔn)確裝入規(guī)定位置型號標(biāo)記要易見且方向也盡量一致要求焊接一種規(guī)格后再焊接另一種規(guī)格 電容的焊接按圖將電容準(zhǔn)確裝入規(guī)定位置并注意有極性電容的極性方向不能錯 電容上的型號標(biāo)記要易見見且方向也盡量一致電解電容要緊靠 PCB 板不可懸浮 二極管的焊接正確辨認(rèn)正負(fù)極性后按要求裝入規(guī)定位置型號標(biāo)記要易見焊接時間盡量可能短 三極管的焊接正確辨認(rèn)各引腳后按要求裝入規(guī)定位置型號標(biāo)記要易見焊接時間盡可能短 場效應(yīng)管的焊接正確辨認(rèn)各引腳后按要求裝入規(guī)定位置焊接時間盡可能短需要加散熱片的將接觸面打磨光滑并加硅脂后再緊固 集成電路芯片的焊接 集成電路芯片焊接時要注意按圖紙要求檢查型號焊接位置是否符合要求焊接時先焊芯片邊沿的兩只引腳以便使其定位然后再從左到右或從 上到下進(jìn)行逐點焊接焊接時間盡可能短禁止拉焊 2 焊接質(zhì)量檢查 元器件不得有錯裝漏裝錯聯(lián)和歪斜松動等 焊點應(yīng)吃錫飽滿無毛刺無針孔無氣泡裂紋掛錫拉點漏焊碰焊虛焊等缺陷 焊接后電路板上的金屬件表面應(yīng)無銹蝕和其它雜質(zhì) 焊接完成的電路板不得有斑點裂紋氣泡發(fā)白等現(xiàn)象銅箔及敷形涂覆層不得脫落不起翹不分層 元器件的引腳或引線表面應(yīng)滲錫均勻 在完成電路的焊接后測試之前一定要先對電路檢測看是否有短路情況出現(xiàn)以免芯片損壞電源輸入電壓也是關(guān)鍵因素在供電之前務(wù)必用萬用表先測量 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計中我們 使用了 Keil μ Vision2Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊容易理解在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢所以我們選擇該軟件來開發(fā)我們的萬年歷程序 41 萬年歷軟件系統(tǒng)的流程圖 圖 41 系統(tǒng)軟件流程圖 當(dāng)接通電源開始工作后單片機(jī)中的程序開始運(yùn)行將對 DS18B20 進(jìn)行初始化以便和單片機(jī)芯片達(dá)成通信協(xié)議完成初始化后由于本系統(tǒng)只有一個測溫元件單片機(jī)會向其發(fā)出跳過 RAM 指令接下來便可向其發(fā)送操作指令啟動測溫程序測溫過程完成后發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換指令從而便可將溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字模式進(jìn) 行顯示讀取同時 DS1302 將讀取時分秒星期以及年月日寄存器然后通過液晶顯示實時時間星期及日期鍵盤電路中按鍵可對實時日歷時鐘進(jìn)行調(diào)整 圖 C 時間調(diào)整程序流程圖 42 KS0108 的軟件設(shè)計 液晶控制器 一共有七條指令從作用上可分為兩類顯示狀態(tài)設(shè)置指令和數(shù)據(jù)讀寫操作指令詳見指令系統(tǒng)可查看圖形液晶顯示器產(chǎn)品有關(guān)手冊顯示起始行設(shè)置中 L5～ L0 為顯示起始行的地址取值在 03FH 164 行 范圍內(nèi)頁面地址設(shè)置中P2P0 為選擇的頁面地址取值范圍為 07H 代表 8 頁列地址設(shè)置中 C5C0 為地址計數(shù)器的內(nèi)容取 值在 03FH 164 行 范圍內(nèi) 顯示器上 128 點 64 點每點為一字節(jié)數(shù)據(jù)都對應(yīng)著顯示數(shù)據(jù) RAM 在 芯片內(nèi) 一點對應(yīng)一個 bit 計算機(jī)寫入或讀出顯示存儲器的數(shù)據(jù)代表顯示屏上某一點列上的垂直 8 點行的數(shù)據(jù) D0 代表最上一行的點數(shù)據(jù) D1 為第二行的點數(shù)據(jù) D7為第八行的點數(shù)據(jù)該 bit 1 時該點則顯示黑點出來該 bit 0 時該點則消失另外LCD 指令中有－條 display ONOFF 指令 display ON 時顯示 RAM 數(shù)據(jù)對應(yīng)顯示的畫面 display OFF 則畫面消失 RAM 中顯示數(shù)據(jù)仍存在 點陣字 模文件的建立由于 MGLS12864 液晶顯示器沒有內(nèi)部字符發(fā)生器所以在屏幕上顯示的任何字符漢字等須自己建立點陣字模庫然后均按圖形方式進(jìn)行顯示由于 顯示存儲器的特性不能將計算機(jī)內(nèi)的漢字庫和其它字模庫提出直接使用需要將其旋轉(zhuǎn) 90 度后再寫入點陣字模庫建立包括以下幾個方面 建立 8 16 點陣常用字符數(shù)字符號字模庫 建立所用到的 16