【文章內容簡介】 B20 的管腳排列如圖32 所示： 圖 3 2 DS18B20 的管腳排列圖 DQ： 為數(shù)字信號輸入／輸出端 。 GND：為電源地 。 VDD：為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地 ,見圖 32）。 ROM 中的 64 位序列號是出廠前被光刻好的 ， 它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼 ， 每個 DS18B20 的 64 位序列號均不相同。 64 位 ROM 的排的循環(huán)冗余校驗湖南人 文科技學院畢業(yè)設計 10 碼（ CRC=X8＋ X5＋ X4＋ 1）。 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。 6 4 位R O M 和單 線 接 口存 儲 器 和 控 制 器高 速 緩 沖 存 儲器8 位 C R C 生 成 器溫 度 敏 感 元 件低 溫 觸 發(fā) 器 T L高 溫 觸 發(fā) 器 T H配 置 寄 存 器 圖 3 3 DS18B20 的內部結構 DS18B20 用 12 位存貯溫度值 ， 最高位為符號位 。 以下圖表 為 DS18B20 的 溫度存儲方式 ， 負溫度 S = 1， 正溫度 S = 0， 如 :0550H 為 + 85℃ ， 0191H 為 ℃ ，F(xiàn)C90H 為 55℃ 。 23 22 21 20 21 22 23 24 溫度值低字節(jié) LSB S S S S S 26 25 24 溫度值高字節(jié) MSB 高低溫報警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器均由一個字節(jié)的 EEPROM 組成 ， 使用一個存儲器功能命令可對 TH、 TL 或配置寄存器寫入。其中配置寄存器的格式如下： 0 R1 R0 1 1 1 1 1 R R0 決定溫度轉換的精度位數(shù)： R1R0=00， 9 位精度 ,最大轉換時間為， R1R0=01， 10 位精度 ,最大轉換時間為 ， R1R0=10， 11 位精度 ,最大轉換時間為 375ms， R1R0=11， 12 位精度 ,最大轉換時間為 750ms； 未編程時默認為 12 位精度。 高速暫存器是一個 9 字節(jié)的存儲器。開始兩個字節(jié)包含被測溫度的數(shù)字量信息 ； 第 5 字節(jié)分別是 TH、 TL、配置寄存器的臨時拷貝 ， 每一次上電復位時湖南人文科技學院畢業(yè) 設計 11 被刷新 ； 第 8 字節(jié)未用 ， 表現(xiàn)為全邏輯 1； 第 9 字節(jié)讀出的是前面所有 8個字節(jié)的 CRC 碼 ， 可用來保證通信正確。 DS18B20 的 一線工作協(xié)議流程是：初始化 → ROM 操作指令 → 存儲器操作指令 → 數(shù)據(jù)傳輸。 部分電路簡介 過欠電壓檢測電路 如圖 34（ a）所示即為過欠壓檢測電路，也稱為電壓窗口比較器。 在圖 34（ a）中， A1,A2 是專用電壓比較器 LM119。 LM119 的內部采用射級接地、集電極開路 的三極管集電極輸出方式。在使用時，必須外接上拉電阻。 過欠壓檢測電路只有檢測出電壓是否穩(wěn)定便可，而 這種電路允許輸出端并接在一起。 此電路的工作原理是： 當輸入電壓 UiUR2 時，比較器 A1 的輸出管截止，而比較器 A2 的輸 出管導通，此時窗口比較器的輸出電平將由比較器 A2 輸出電平確定為低電平。 當輸入電壓 UiUR1 時，比較器 A1 的輸出管導通，而比較器 A2 的輸出管截止，此窗口比較器的輸出電平將由比較器 A1 輸出電平確定為低電平。 只有當輸入電壓處于窗口電壓之內， 即 UR2UiUR1 時，比較器 A1 和 A2輸出管均截止，窗口比較器輸出電平是由上拉負載電阻拉向高電平。此窗口比較器的傳輸特性如圖 34（ b）所示。 R61034512U1A1058967U1BVCCUiUR1UR2R9R10 V o hV o l0U iU R 1U R 2 (a) (b) 圖 3 4 過欠壓檢測電路 湖南人 文科技學院畢業(yè)設計 12 12864 液晶連接電路 液晶顯示 屏 有功耗低、體積小、重量輕、超薄等許多其他顯示器無法比擬的優(yōu)點，近幾年來被廣泛用于單片機控制的智能儀器、儀表和低功耗電子產品中。 利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示 8 4 行 16 16 點陣的漢字 . 也可完 成圖形顯示 .低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。 帶中文字庫的 128 64 每屏可顯示 4 行 8 列共 32 個 16 16點陣的漢字，每個顯示 RAM可顯示 1 個中文字符或 2 個 16 8 點陣全高 ASCII碼字符，即每屏最多實現(xiàn) 32 個中文字符或 64 個 ASCII 碼字符的顯示。帶中文字庫的 128 64 內部提供 128 2 字節(jié)的字符顯示 RAM 緩沖區(qū) ， 字符顯示是通過將字符顯示編碼寫入該字符顯示 RAM 實現(xiàn)的。根據(jù)寫入內容的不同，可分別在液晶屏上顯示 CGROM（中文字庫）、 HCGROM（ ASCII 碼字庫）及 CGRAM（自定義字形）的內容。 字符顯示的 RAM 的地址與 32 個字符顯示區(qū)域有著一一對應的關系，其對應關系如下表所示： 表 3 1 漢字顯示坐標 X 坐標 Line1 80H 81H 82H 83H 84H 85H 86H 87H Line2 90H 91H 92H 93H 94H 95H 96H 97H Line3 88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH 8EH 8FH Line4 98H 99H 9AH 9BH 9CH 9DH 9EH 9FH 在此系統(tǒng)中，液晶采用并口通信， 所以第 15 腳 PSB 端固定接高電平， 引腳 714作為三態(tài)數(shù)據(jù)線， 其 他 引腳說明見表 32，連接圖如圖 35 所示： 湖南人文科技學院畢業(yè) 設計 13 VDD1RW5DB07DB29DB411DB613PSB15RST17LEDA19VSS2RS4E6DB18DB310DB512DB714LEDK20液晶 HG128*6412864VCC VCC 圖 3 5 12864 液晶連接電路圖 表 3 2 12864 引腳功能說明 引腳號 引腳名稱 方向 功能說 明 1 VSS 模塊的電源地 2 VDD 模塊的電源正端 3 V0 LCD 驅動電壓輸入端 4 RS(CS) H/L 并行的指令 /數(shù)據(jù)選擇信號；串行的片選信號 5 R/W(SID) H/L 并行的讀寫選擇信號；串行的數(shù)據(jù)口 6 E(CLK) H/L 并行的使能信號；串行的同步時鐘 16 NC 空腳 17 /RET H/L 復位 低電平有效 18 NC 空腳 19 LED_A 背光源正極（ LED+5V） 20 LED_K 背光源負極（ LEDOV） 湖南人 文科技學院畢業(yè)設計 14 第 4 章 系 統(tǒng)軟件程序設計 基于單片機的電冰箱溫控器軟件設計主要由 顯示子程序、讀出并處理 DS18B20的測量溫度值程序、 預置溫度調節(jié)程序、 溫度判斷控制程序、電冰箱開啟延時程序、還有軟件復位程序等 組成 。 軟件程序設計總體 流程圖 如下圖 41： 開 始L C D 初 始 化定 時 器 1 初 始 化D S 1 8 B 2 0 讀 取 溫 度顯 示 讀 取 到 的 溫 度 值 判 斷 是 否 有 鍵按 下增 或 減 預 設 溫 度 值顯 示 預 設 溫 度 值判 斷 壓 縮 機 是 否該 工 作開 啟 延 時 功 能判 斷 門 的 開 關顯 示 開 門 狀 態(tài)YYNN顯 示 關 門 狀 態(tài)YN 圖 4 1 軟件程序設計總體流程圖 由于 51 系列的單片機沒有停機的指令，所以可以利用主程序設置死循環(huán)反復運行各個任務。于是就把有實時要求的部分放在最內層的循環(huán)中。 湖南人文科技學院畢業(yè) 設計 15 顯 示子程序 在 本次設計中，顯示子程序包括三部分 ： 往 LCD 液晶顯示屏發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)或指令子程序， LCD 液晶屏初始化子程序，顯示數(shù)據(jù)處理程序。 1) 往 LCD 液晶顯示屏發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)或指令子程序 其調用的 函數(shù) 是 void TransferData(char data1,bit DI)，在程序中首先將并行口選擇為寫的狀態(tài)，然后選擇將要傳送的是指令還是數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)送到 P1 口，打開并行口的使能端，等待數(shù)據(jù)輸出完畢后關閉并行口使能。其流程圖如圖 42 所示。 開 始并 行 口 置 寫 狀 態(tài)選 擇 傳 送 數(shù) 據(jù) /指 令將 數(shù) 據(jù) 送 到 P 1 口打 開 并 口 使 能傳 送 完 畢 ， 關 閉 并 口返 回 開始選擇并口工作模式復位復位置高設為8bit控制接口關閉顯示返回打開顯示清屏設置光標右移顯示產品信息 圖 4 2 傳送數(shù)據(jù)流程圖 圖 4 3 LCD 液晶初始化程序流程圖 2) LCD 液晶屏初始化子程序 其使用的函數(shù)是 void initinal(void)，僅在開機時調用一次，主要負責設置 LCD液晶屏的一些狀態(tài)，包括設置 液晶 總線 模式，芯片復位，功能設定 ，關閉芯片顯示，設置芯片動態(tài)顯示，清屏，設置起始行 0 行 0 列；液晶 初始化結束返回。 LCD液晶屏初始化完成后就可以顯示各種字符了，即進入正常工作狀態(tài)。 具體流程圖43 所示。 3) 顯示數(shù)據(jù)處理程序 調用方式： void lcd_mesg(uchar code *adder1) 函數(shù)說明：顯示全屏的內容 湖南人 文科技學院畢業(yè)設計 16 調用方式： void lcd_mesg2(uchar add,uchar code *adder2) 函數(shù)說明：顯示某一行的內容 調用方式： void LCD_w_wd(uchar add2,int wwd,uchar fs) 函數(shù)說明： 溫度顯示處理并送入 LCD 的指定區(qū)域 這些函數(shù)的使用 可以使得顯示內容時， 非常合適的處理好了頁切換和列切換，只要通過查表送至 12864 液晶顯示屏 RAM 中便可顯示自如。 DS18B20 程序 整個 DS18B20 程序 調用方式是 uint ReadTemperature(void)，該函數(shù) 主要包括了對 DS18B20 的初始 復位 ，讀溫度，溫度轉換，計算溫度等子程序 ，并將轉換后的數(shù)據(jù)擴大 10 倍返回主函數(shù)，提供給下一個函數(shù)使用。 讀 DS18B20 程序流程圖如圖 44。 開 始初 始 復 位跳 過 讀 序 號 列 號 的 操 作啟 動 溫 度 轉 換延 時 2 s初 始 復 位跳 過 讀 序 號 列 號 的 操 作讀 取 溫 度 寄 存 器 的 值分 別 送 入 a 和 b計 算 溫 度返 回 十 倍 溫 度 值 圖 4 4 讀 DS18B20 程序流程圖 1） 對 DS18B20 操作時，首先要將它復位將 DQ 線拉低 480 至 960s，再將數(shù)據(jù)線拉高 15 至 60s，然后 DS18B20 發(fā)出 60 至此 240s 的低電平作為應答信號，這時主機才能對它進行其它操作 [11]。 2） 讀溫度子程序的主要功能是讀出 DS18B20 的 RAM 中的 9 個字節(jié)。前兩個就是溫度，將高低字節(jié)分別放入 b 和 a 中。在讀出時須進行 CRC 校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。 讀操作：主機將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低湖南人文科技學院畢業(yè) 設計 17 電平 1s 以上，再使數(shù)據(jù)線升為高電平，從而產生讀起始信號從主機將數(shù)據(jù)線 從高電平拉至低電平起 15s 至 60s，主機讀取數(shù)據(jù)每個讀周期最短的持續(xù)期為 60s 周期之間必須有 1s 以上的高電平恢復期 [11]。 3） 溫度轉換命令子程序主要是發(fā)送溫度轉換開始命令。當采用 12 位分辨率時，轉換的時間約為 750ms。在本程序中，采用 2s 顯示程序延時法等待轉換完成。 發(fā)送溫度轉換命令的 寫操作：將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平，產生寫起始信號從 DQ 線的下降沿起計時，在 15s 到 60s 這段時間內對數(shù)據(jù)線進行檢測，如數(shù)據(jù)線為高電平則寫 1；若為低電平， 則寫 0，完成了一個寫周期在開始另一個寫周期前，必須有 1s 以上的高電平 恢復期每個寫周期必須要有 60 s 以上的持續(xù)期 [11]。 4） 計算溫度子程序將 RAM 中讀取值進行 BCD 碼 的轉換運算，并進行溫度值正負的判定。因為從 DS18B20 中讀出的二進制值必須先轉換成十進制值，才能用于字符的顯示。 DS18B20 的轉換精度為 9~12