【文章內(nèi)容簡介】 SS(20 腳）：接電源地端。 本設(shè)計使用市電 220V 交流作為輸入，通過一個變壓器降壓后再經(jīng)過整流電橋整流變?yōu)橹绷?，通過電容濾波等處理，最后經(jīng)過降壓芯片 7805 穩(wěn)壓到 5V，然后將輸出的5V 接入到單片機端供電。 變壓器是電源進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換的，有升壓變壓器，也有降壓變壓 器，我們使用的是降壓變壓器，需要將市電 220V 降到 50V 左右，其中我們需要選擇好變壓器，變壓器有前圈和后圈，其計算公式是 N1/N2=V1/V2，因此我們就可以計算出后半圈的電壓輸出大小。如圖： 王亮亮：基于單片機的智能溫度檢測器的設(shè)計 8 圖 29 變壓器 將變壓器降壓后的交流電我們還需要對其整流，使其交流變?yōu)橹绷鳎覀兛梢酝ㄟ^單相橋式整流電路，通過整流電路，我們就可以得到一個直流波動的電壓。正電壓經(jīng)過D3 進(jìn)來然后經(jīng)過 D4 出去，負(fù)電壓經(jīng)過 D5 進(jìn)來，經(jīng)過 D2 出去，因此也就將交流變化為直流。 圖 210 單相橋式整流電路 輸出電壓經(jīng)過整流電路整流為 直流后，其電壓還是波動的，因此我們需要將其通過一個電源濾波電路濾波，我們使用的濾波電路時由電解電容及無極性電容組成，將整流電壓經(jīng)過一個 470uf 的電解電容，就可以使其波動濾除掉，因為我們需要得到一個 5V電壓，所以我們還需要對其進(jìn)行穩(wěn)壓處理，我們使用的穩(wěn)壓芯片是 7805，將其濾波后的電壓通過 7805 輸入端，輸出端就可以得到一個 5V 電壓，為了安全起見，我們還需要將其穩(wěn)壓后的電壓進(jìn)行濾波，使其穩(wěn)壓通過一個 470u 的電解電容和一個 1nf的無極性電容，最終我們就可以得到一個標(biāo)準(zhǔn)的 5V 直流電壓了，將其電壓供給整個系統(tǒng)作 為電源。濾波電路如下： 銅陵學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 圖 211 濾波電路 總電源電路如下： 圖 212 電源電路 LCD 顯示電路 此設(shè)計中采用的是字符型 LCD1602，它只能顯示數(shù)字及字符，可以顯示 2 行，每一行可以顯示 16 個字符，通過控制 LCD 的數(shù)據(jù)命令 RS 管腳和讀寫 RW 管腳還有使能E 管腳。即可實現(xiàn)對 LCD1602 的讀寫了。我們將 LCD1602 的數(shù)據(jù)腳通過單片機 P0 口控制，數(shù)據(jù)命令及使能管腳通過單片機的 P25 P26 P27 口控制，通過按照 LCD1602 通訊時序控制，我們即可將要顯示的數(shù)據(jù)通過 P0 口發(fā)送到 LCD 上實 時顯示。具體電路如下： 王亮亮：基于單片機的智能溫度檢測器的設(shè)計 10 圖 213 LCD 顯示電路 按鍵電路 在本設(shè)計中我們使用了 4 個按鍵接到單片機管腳 P32,P33, P34,P35 上，另一端共地，如果有按鍵按下去了，單片機的對應(yīng)管腳就會被拉為低電平，因此可以使用此方法來判斷，按鍵是否按下，然后做出相應(yīng)的動作。其中我們將 2 個按鍵接在了單片機的 P32和 P33 管腳上，此管腳可以設(shè)定為單片機外部中斷 0 和 1 模式，即當(dāng)有按鍵按下時進(jìn)入中斷函數(shù)進(jìn)行處理，處理結(jié)束后可以返回主函數(shù)繼續(xù)運行。按鍵 K1 是對溫度上下限值設(shè)定的切換， K2 K3 是對溫度數(shù)據(jù)的 加減， K4 是設(shè)定確認(rèn)。具體電路如下： 圖 214 按鍵電路 銅陵學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 聲光報警電路 此設(shè)計中我們使用的是無源蜂鳴器，即只有觸發(fā)一定頻率的脈沖才能使蜂鳴器發(fā)聲。我們將單片機的 P37 管腳接在 PNP 型三極管上，當(dāng)單片機 P37 口輸出一定頻率的脈沖即可觸發(fā)蜂鳴器發(fā)聲了。同時設(shè)計中還使用了一個發(fā)光二極管進(jìn)行溫度報警指示，將其陽極接在單片機的 P31 管腳，單片機 P31 輸出一個高電平的時候 LED 發(fā)光，反之熄滅。具體電路如下： 圖 215 聲光報警電路 測溫電路 此設(shè)計中我們使用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 的數(shù)據(jù)口接到單片機的 P36 管腳，通過此管腳模擬單總線時序與 DS18B20 進(jìn)行通信。管腳上拉一個電阻，使其通信更加穩(wěn)定運行，具體電路如下： 圖 216 測溫電路 王亮亮：基于單片機的智能溫度檢測器的設(shè)計 12 用 Proteus仿真軟件繪制的完整電路圖如下： 圖 217 總電路 第 3 章 軟件設(shè)計 現(xiàn)在開發(fā)都是追求快速，盡最大的縮短開發(fā)周期，以前的匯編語言現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了，現(xiàn)在開發(fā)使用最多的是高級語言，然而 C 語言又是高級語言中的佼佼者。本設(shè)計中我們使用的是 C 語言開發(fā)。 硬件電路中使用到了 LCD1602，如果要對 LCD 進(jìn)行顯示，首先就要對 LCD 進(jìn)行初始化操作，我們參考 LCD1602 數(shù)據(jù)手冊的初始化過程可知：首先進(jìn)行一個短暫延時，然后寫指令 38H，延時一段時間，然后寫入指令 0CH，即顯示開和光標(biāo)設(shè)置，延時一段時間然后寫入指令 06H 即顯示光標(biāo)功能設(shè)置，最后寫入指令 01H，即清屏。因此我們就對 LCD 進(jìn)行初始化完成，就可以在 LCD 上面進(jìn)行顯示操作了。具體程序如下： 銅陵學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 13 void init() //LCD 初始化函數(shù) { delay(1000)。 wrc(0x38)。 wrc(0x38)。 wrc(0x38)。 wrc(0x06)。 wrc(0x0c)。 wrc(0x01)。 } 根據(jù)上面 LCD 初始化過程的介紹，我們就可以將其過程通過流程圖的形式展現(xiàn)出來， LCD1602 初始化程序流程圖如下： 硬件設(shè)計中我們使用單片機的 P0 口控制 LCD1602 的數(shù)據(jù)口 D0D7，單片機的P25,P26,P27 分別控制單片機的 RS,RW， E。因此如果我們要對 LCD 進(jìn)行操作的話我們首先要明確 LCD1602 的讀寫函數(shù)的編寫，我們參考 LCD1602 讀寫時序，如下： 延時 10ms 寫入功能設(shè)定值 38H 寫入模式功能設(shè)置，光標(biāo)開啟， 06H 寫入開啟開關(guān)控制命令 0CH 寫入清屏指令 01H 結(jié)束 開始 王亮亮：基于單片機的智能溫度檢測器的設(shè)計 14 圖 31 LCD1602 讀寫時序圖 在編寫寫命令函數(shù)的時候，首先要將 RS=0，此是選擇命令，在把寫打開 RW=0，最后是觸發(fā)一個低脈沖的使能信號 E，然后將命令發(fā)送給 P2 即可。 在編寫寫數(shù)據(jù)函數(shù)的時候和上面一樣，只是將 RS=1 改變即可，其他的完全一樣。 具體程序如下： void wrc(uint8 c) //LCD 寫命令函數(shù) { delay(1000)。 rs=0。 rw=0。 e=0。 P0=c。 e=1。 delay(10)。 e=0。 } void wrd(uint8 dat) //LCD 寫數(shù)據(jù)函數(shù) { delay(1000)。 rs=1。 rw=0。 e=0。 P0=dat。 e=1。 delay(10)。 e=0。 銅陵學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 rs=0。 } 硬件中使用到了按鍵來設(shè)定溫度的上下限值，由于按鍵 K1 和 K4 接在單片機的外部中斷 0 和外部中斷 1 管腳上，因此我們需要對外部中斷 0 和 1 進(jìn)行初始化及中斷函數(shù)才能使用，具體初始化函數(shù)如下： void int0init() //外部中斷 0 初始化 { EA=1。 EX0=1。 IT0=1。 //選擇下降沿觸發(fā) } void int1init() //外部中斷 1 初始化 { EA=1。 EX1=1。 IT1=1。 //選擇下降沿觸發(fā) } void int0() interrupt 0 { delay(1000)。//消抖處理 mode++。 sheding=0。 if(mode==3) { mode=1。 } } void int1() interrupt 2 { delay(1000)。//消抖處理 mode=0。 sheding=1。 } 還有 2 個按鍵接在了單片機的 P34 和 P35 管腳上 ，我們知道按鍵按下后會有一個抖動的問題，因此我們需要在軟件內(nèi)進(jìn)行消抖處理，一般是延時 10ms 進(jìn)行濾波，具體操作如下： delay(1000)。//消抖處理 按鍵處理后我們還需要對按鍵是否松開來判斷，通過一個 while 來判別。 王亮亮：基于單片機的智能溫度檢測器的設(shè)計 16 硬件還使用到了 DS18B20 進(jìn)行溫度的檢測，由于其是單總線通信，因此我們需要嚴(yán)格按照 DS18B20 時序圖來進(jìn)行編寫。初始化時序如下： 圖 32 DS18B20 初始化時序圖 針對初始化時序可以編寫如下函數(shù)： void ds18b20init() //18b20 的初始化 { dq=1。 delay(1)。 dq=0。 delay(80)。 dq=1。 delay(5)。 dq=0。 delay(20)。 dq=1。 delay(35)。 } DS18B20 寫時序如下： 圖 32 DS18B20 寫時序圖 銅陵學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 17 DS18B20 讀時序： 圖 32 DS18B20 讀時序圖 因此可以編寫溫度傳感器讀寫函數(shù)： void ds18b20wr(u8 dat) //18b20 寫數(shù)據(jù) { u8 i。 for(i=0。i8。i++) { dq=0。 dq=datamp。0x01。 dat=1。 delay(8)。//在時序上只有這一塊對時序要求最準(zhǔn)確，他的時間必須大于 15us dq=1。 delay(1)。 } } u8 ds18b20rd() //18b20 讀數(shù)據(jù) { u8 value,i。 for(i=0。i8。i++) { dq=0。 value=1。 dq=1。 if(dq==1)value|=0x80。 delay(8)。//在這一塊也對時間要求特別準(zhǔn)確，整段程序必須大于 60us } return value。 } 最后就是一些數(shù)據(jù)的處理及顯示函數(shù)，具體可以參考附錄。 王亮亮：基于單片機的智能溫度檢測器的設(shè)計 18 按照上面的程序方案即可畫出如下流程圖： 圖 33 軟件設(shè)計流程圖 銅陵學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 19 第 4 章 程序仿真調(diào)試 在 KEIL 中我們編寫好程序，通過 KEIL 中的編譯器編譯，使程序確保語法是無錯誤的，在沒有錯誤的情況下我們在使用 KEIL 中的軟件仿真一步步仿真，通過查看相關(guān)寄存器的值確認(rèn)程序無誤?；蛘咄ㄟ^編譯生成的 HEX 文件燒寫到仿真軟件中，看具體的效果，直到效果無誤即可。 在編 寫程序我們使用的是 KEIL C51，在期內(nèi)可以軟件調(diào)試或者也可以使用仿真芯片來仿真測試。 KEIL C51簡介 KEIL C51 是由 ARM 公司開發(fā)的，針對 51 單片機開發(fā)設(shè)計，內(nèi)部具體編譯調(diào)試軟件仿真等等一系列功