【文章內(nèi)容簡介】 四位為 0,。若有按鍵按下，則高四位中會有一個 1翻轉(zhuǎn)為 0，低四位不會變，此時即可確定被按下的鍵的行位置。 然后讓 P1 口高四位為 0，低四位為 1,。若有按鍵按下，則低四位中會有一個 1 翻轉(zhuǎn)為0，高四位不會變，此時即可確定被按下的鍵的列位置 。 最后將上述兩者進行或運算即可確定被按下的鍵的位置。 方法 ② 程序更簡潔，這里使用第二種方法 “高低電平翻轉(zhuǎn)法 ”。硬件連接圖如 37 所示 ： 圖 37 矩陣鍵盤電路 顯示電路 設(shè)計 LCD1602簡介 液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點，因此，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件了。 本系統(tǒng)采用 LCD1602 液晶顯示模塊，它可以顯示江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 9 兩行，每行 16 個字符，采用單 +5V 電源供電，外圍電路配置簡單，價格便宜，具有很高的性價比。 LCD1602 實物圖 如 38 所示： 圖 38 LCD1602 實物 圖 LCD1602管腳功能介紹 主要管腳介紹： V0：液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度 是 最弱 的 ，接地電源時對比度 是 最高 的 ，對比度過高時會產(chǎn)生 影響 ， 所以 可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 RS：寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器；低電平時選擇指令寄存器。 R/W：當 RS 和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址；當 RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 E：使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 LCD1602 控制指令如表 39 所示： 表 32 LCD1602 控制指令 指令 功能 清屏 清 DDRAM 和 AC 值 輸入方式設(shè)置 設(shè)置光標、畫面移動方式 顯示開關(guān)控制 設(shè)置顯示、光標及閃爍開、關(guān) 光標、畫面位移 光標、畫面移動，不影響 DDRAM 功能設(shè)置 工作方式設(shè)置（初始化指令） CGRAM 地址設(shè)置 設(shè)置 CGRAM 地址。 A5~A0=0~3FH DDRAM 地址設(shè)置 DDRAM 地址設(shè)置 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 10 讀 BF 及 AC 值 讀忙標志 BF 值和地址計數(shù)器 AC 值 寫數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)寫入 DDRAM 或 CGRAM 內(nèi) 讀數(shù)據(jù) 從 DDRRAM 或 CGRAM 數(shù)據(jù)讀出 清屏指令如表 39 所示： 表 33 LCD1602 控制指令 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 開關(guān)控制指令如表 310所示： 表 310 開關(guān)控制指令 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 1 D C B 開關(guān)控制指令功能：設(shè)置顯示、光標及閃爍開、關(guān)。其中： D 表示顯示開關(guān)： D=1 為開，D=0 為關(guān)； C 表示光標開關(guān)： C=1 為開， C=0 為關(guān)； B 表示閃爍開關(guān)： B=1 為開， B=0 為關(guān)。 光標、畫面位移指令如表 311 所示： 表 311 光標、畫面位移指令 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 光標、畫面位移指令功能：光標、畫面移動，不影響 DDRAM。其中： S/C=1：畫面平移一個字符位； S/C=0：光標平移一個字符位； R/L=1：右移； R/L=0：左移。 功能設(shè)置指令如表 312 所示： 表 312 功能設(shè)置指令 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 DL N F * * 功能設(shè)置指令功能：工作方式設(shè)置（初始化指令）。其中： DL=1， 8 位數(shù)據(jù)接口； DL=0，四位數(shù)據(jù)接口； N=1，兩行顯示； N=0，一行顯示； F=1， 5?11 點陣字符； F=0， 5?7 點陣字江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 11 符。 讀寫控制時序如表 313 所示 ： 表 313 讀寫控制時序 R/W RS E 功能 0 0 下降沿 寫指令代碼 1 0 高電平 讀忙標志和 AC 碼 0 1 下降沿 寫數(shù)據(jù) 1 1 高電平 讀數(shù)據(jù) LCD1602 引腳詳解： 第 1 腳： GND 為電源 第 2 腳： VCC 接 5V 電源 正極 第 3 腳： V0 是 液晶對比度調(diào)整端，接 正極 對比度弱，接 負極 時對比度高。 第 4 腳： RS 是 寄存器選擇，高電平時 選擇 數(shù)據(jù)寄存器、低電平時 選擇 指令寄存器。 第 5 腳： RW 是 讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 第 6 腳： E（或 EN）端為使能（ enable）端。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。此處為 P0 口輸出，因為 P0 口的電壓過于微弱，所以添加上拉電阻使其能夠驅(qū)動 LCD 液晶顯示屏。 溫度顯示模塊的電路圖如 圖 314 所示 ： 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 12 圖 314 溫度顯示模塊電路圖 電源系統(tǒng)設(shè)計 由于 單片機 的工作電源為 +5V， 而 且底層電路功耗 較 小。 因此 在單片機電源 系統(tǒng) 設(shè)計中經(jīng) 常使用輸出電壓 值為 固定的集成穩(wěn)壓器， 做 為穩(wěn)壓器件。這種穩(wěn)壓器只有輸 出 、輸 入 和公共引出端三個端口。 它 采用三端穩(wěn)壓片 7805 制作輸出為 +5V 的電源，為單片機提供正常的 工作電源。 三端穩(wěn)壓器由 基準電壓電路 、 啟動電路 、取樣比較放大電路、 保護 電路 與調(diào)整 電路等部分組成。 此 設(shè)計中采用的直流穩(wěn)壓電路如圖 315 所示，其中 7805 起到電壓變化作用。圖中極性電容 C C8 被 用于儲備功率，當電源開關(guān)時也能起到緩沖 的效果 。 C11 與 C12 用于濾波，在這基礎(chǔ)上，還可 以增加二極管 D5 和 D6，分別連接在 7805的 1 端 與 3 端，與此 形成反饋，當電路中出現(xiàn)短路 德 情況時，能對電路起到保護作用。 而且 ，還可以接一個 大約 400 歐姆的電阻 與 一個發(fā)光二極管，目的是為了檢測電路是否 能 通電。 此 設(shè)計出于簡化電路，電路系統(tǒng)原理圖如圖 315 所示： 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 13 圖 315 電路系統(tǒng)原理圖 控制執(zhí)行單元設(shè)計 控制執(zhí)行 單元 所完成的功能是根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果 而決定的 ，單片機對應(yīng)的 I/O 輸出高電平或者低電平，控制繼電器的 通斷 ，達到控制電爐的啟動 與停止，然而 I/O 口的輸出電流僅 僅 為 20mA，不 能夠 驅(qū)動繼電器，同時也為 了能 提高 它的 驅(qū)動能力 與 抗干擾能力， 就此設(shè)計了繼電器驅(qū)動電路，在 此 控制電路中 是 由三極管 Q2 和 電阻 R13 組成 的 放大電路，而二極管 D2 則 構(gòu)成泄放回路， 以備 在系統(tǒng)斷電時 能 迅速將繼電器自感電動勢迅速拉低，起到保護 的 作用。通過繼電器的閉合控制大功率設(shè)備的開 和 關(guān)， 以此 達到自動控制的目的。 繼電器驅(qū)動電路 設(shè)計 固態(tài)繼電器的分類 和 工作原理 固態(tài)繼電器是一種無觸點電子開關(guān)，由 芯片 、膜固定電阻網(wǎng)絡(luò)和 分立元器件 組成 ，采用混合工藝組裝來實現(xiàn)控制回路 和 負載回路的電隔離，由固態(tài)器件實現(xiàn)負 載的通斷切換功能，內(nèi)部 沒有 任何可動部件。 雖然 市場上的固態(tài)繼電器型號規(guī)格 眾多 ，但 是 它們的工作原理是相似的。主要 是 由 負載電路 ，驅(qū)動電路和 控制電路 三部分組成 的 。 固態(tài)繼電器的驅(qū)動電路包括隔離耦合電路、功能電路和觸發(fā)電路三部分。隔離耦合電路，目前多采用光電耦合器和高頻變壓器兩種電路形式。常用的光電耦合器有光 雙向可控硅 、光 三極管 、光 二極管陣列 (光 伏 )等。高頻變壓器耦合，是在一定的輸入電壓下，形成 10MHz 的自激振蕩，通過變壓器磁芯將高頻信號傳遞到變壓器次級。功能電路可包括檢波整流、過零、保護、顯示等各種功能電 路。觸發(fā)電路的作用是給輸出器件提供觸發(fā)信號。 固態(tài)繼電器原理 ： 固態(tài)繼電器是一種由固態(tài)電子組件組成的新型無觸點開關(guān)，利用電子組件的開關(guān)特 點 ，達到無 火花 、無 觸電 、而能 通斷 電路的目的， 所以 又被稱為 “無觸點開關(guān) ”。相對于以往的 “線圈 —簧片觸點式 ”繼電器， SSR 中 沒有任何可 以 動的機械零件，具有超越 EMR 的優(yōu)勢，如 可靠度高 、 反應(yīng)快 、壽命長、 耐機械沖擊 、具有 優(yōu)秀 的防潮防霉 等 特性。這些特點使 它 在軍事、各種工業(yè)民用電控設(shè)備中廣泛應(yīng)用。固態(tài)繼電器的控制信號所要 的功率 很 低， 所以 可以用弱信號控制強電流。交流型的 SSR 采用過零觸發(fā) 技術(shù)，使 得 SSR可以安全 的 用在計算機輸出接口， 而 不會像 EMR 那樣產(chǎn)生一系列對計算機的干擾， 更不會出現(xiàn) 嚴重當機。 所以 會有 DCAC、 ACAC、 ACDC 等 型式，它們分別在 直流 或 交 流電源上做負載的開關(guān)，不 可以 混用 . 這里使用 交流固態(tài)繼電器 (AC—SSR)，單片機高電平驅(qū) 動三極管 9014 的基極 ，固態(tài)繼江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 14 電器的一端接在三極管的發(fā)射極。電路連接圖如 316 所示 ： 圖 316 串口硬件連接 圖 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 設(shè)計軟件時需遵循以下原則： ① 容易理解、容易維護。 ② 實時。當系統(tǒng)發(fā)生變化，需要及時的反饋信號，做出應(yīng)答 。 ③ 準確。當我們控制系統(tǒng)時，需要精確的測量數(shù)據(jù)，以達到對溫度優(yōu)越的控制 。 主程序的設(shè)計 STC89C52 單片機上電復(fù)位后，即進入歡迎界面顯示程序，顯示“ dian zu lu wen kong zhi xi tong” ,按切換鍵可以進行溫控 溫控 1 時間、溫控 溫控 2 時間及報警溫度的設(shè)置，按運行鍵啟動溫控。主程序的作用是完成溫度的檢測，并把檢測結(jié)果通過 LCD1602顯示出來。主程序首先要做初始化，包括 DS18B20 測量開始命令的初始化， LCD1602 顯示初始化，串口通信初始化等等。 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 15 液晶顯示模塊 液晶顯示模塊主要完成人機交互界面的顯示及系統(tǒng)相關(guān)的操作指示。具 體能顯示預(yù)設(shè)溫度值、預(yù)設(shè)溫控時間、當前的溫度值。液晶工作流程如 圖 42： 圖 42 液晶顯示流程圖 溫度模塊軟件設(shè)計 DS18B20測溫數(shù)據(jù)的讀取程序設(shè)計 對爐內(nèi)溫度的檢測通過數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 實現(xiàn)的，在溫度模 塊硬件電路的設(shè)計中已經(jīng)對的硬件電路做了設(shè)計，現(xiàn)在設(shè)計 DS18B20 的軟件部分。 液晶驅(qū)動函數(shù) 寫命令函數(shù) 寫數(shù)據(jù)函數(shù) 液晶管腳定義 溫度讀取顯示子函數(shù) 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 16 ① .DS18B20 的內(nèi)部數(shù)據(jù)部件 1)光刻 ROM中的 64位序列號是出廠前被光刻好的 , 它可以看作是 DS18B20的地址序列碼。 64 位光刻的 ROM 排列是 :開始 8 位 (24H)是產(chǎn)品類型標號 , 接著的 48 位是該 DS18B20自身的序列號 , 最后 8 位是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗碼 (CRC=X8+X5+X4+1)。光刻 ROM 的作用是使每一個 DS18B20都各不相同 , 這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20的目的。 2)DS18B20 中的溫度傳感器可完成對溫度的測量 , 以 12 位轉(zhuǎn)化為例用 16 位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供 , 以 ℃ /LSB的形式表達 , 其中 S為符號。如 表 41所示： 表 41 DS18B20溫度值格式表S S S S S 2625 24232221202 1 2 22 32 4B i t 7 B i t 6 B i t 5 B i t 4 B i t 3 B i t 2 B i t 1 B i t 0B i t 1 5 B i t 8B i t 1 4 B i t 9B i t 1 1B i t 1 3 B i t 1 0B i t 1 2L S B y t eM S B y t e 這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù) , 存儲在的兩個 8 比特的 RAM