【文章內(nèi)容簡介】 的 讀寫之前都 需 要對 DS18B20 進(jìn)行復(fù)位， 并且在 復(fù)位成功后 還要 發(fā)送一條ROM 指令，最后 再 發(fā)送 RAM 指令， 只有 這樣才能 夠 對 DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位 成功后會(huì) 要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 500 微秒 左右 ，然后 將會(huì) 釋放， DS18B20 在收到信號(hào)后 將會(huì) 等待 16～ 60 微秒左右， 然 后 將 發(fā)出 60～ 240 微秒的存在低脈沖， 此時(shí) 主 CPU 收到此信號(hào) 才能夠 表示復(fù)位成功。 在實(shí)際使用 的 中， DS18B20 有以下事項(xiàng)需要注意： ①在對 DS18B20 的 讀寫 的 編 寫 程 序 時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序， 如若不然 將會(huì) 無法讀取 到測得的溫度 結(jié)果。 ② 在用 DS18B20 進(jìn)行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。因?yàn)檫B接 DS18B20 的總線電纜是有長度限制的。 ③ 當(dāng) 向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換 的指 令后，程序要等待 DS18B20 的返回信號(hào)，假如某個(gè) DS18B20 接觸不好，當(dāng)程 序讀該 DS18B20 時(shí)，將沒有返回信號(hào)，程序會(huì)進(jìn)入死循環(huán) 。 DS18B20 與單片機(jī)的連接如下圖所示： 液晶顯示器 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 11 頁 共 29 頁 液晶顯示器也成為 LCD，由于 LCD 的控制必須使用專用的驅(qū)動(dòng)電路，且 LCD 面板的接線需要特殊的技巧，再加上 LCD 面板十分的脆弱，因此一般不單獨(dú)的使用，而是將 LCD 面板、驅(qū)動(dòng)電路與控制電路組合成 LCM 模塊一起使用。 LCM 是一種很省電的電子設(shè)備，常被應(yīng)用在數(shù)字或單片機(jī)控制系統(tǒng)中。液晶顯示器選用 LM016L，它是顯示兩行的字符型 LCD 顯示器，它是由 32 個(gè)字符點(diǎn)陣塊組成。每個(gè)字符 點(diǎn)陣塊都是由 57或 510 個(gè)點(diǎn)陣組成，并可以顯示 ASCII 表中所有的可視字符。它的內(nèi)部內(nèi)置了字符產(chǎn)生器 ROM，字符產(chǎn)生器 RAM 和顯示數(shù)據(jù) RAM， CGROM 的內(nèi)部內(nèi)置了 192 個(gè)常用字符的字模，且 CGRAM 包含了 8 個(gè)字節(jié)的 RAM，可以用來存放用戶自定義的字符， DDRAM 就是用來寄存等待選擇的字符的代碼。 LM016L 字符型與單片機(jī)之間的連接主要有兩種：直接訪問方式連接和間接控制方式連接。 直接訪問方式連接是由單片機(jī)的讀、寫和高位地址線共同控制 LCM 的 E 端，由高位地址線其中的兩條分別與 RS 端和 R/W 端相連 ，由單片機(jī)的 P0 口與 LCM 的DB0~DB7 相連，這樣就可以構(gòu)成了三總線（數(shù)據(jù)總線 DB、地址總線 AB 和控制總線CB）的連接方式。由于構(gòu)成了三總線的結(jié)構(gòu)，所以在軟件控制上比較簡單，用通過訪問外部地址的方式就能訪問 LCM。但是，在使用這種連接方式時(shí)需要注意單片機(jī)的控制總線時(shí)序和地址總線時(shí)序必須要與 LCM 所需要的時(shí)序相匹配，否則將無法訪問。 LM016L 主要技術(shù)參數(shù)如下： 顯示容量： 16*2 個(gè)字符 芯片工作電壓： ～ 工作電流： 字符尺寸： *（ W*H） mm 管腳號(hào) 名稱 電平 功能描述 1 VSS 0V 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 12 頁 共 29 頁 2 VDD 3 VEE — 4 RS H/L H：數(shù)據(jù)線上為數(shù)據(jù)信號(hào)； L：數(shù)據(jù)線上為指令信號(hào) 5 RW H/L H：讀數(shù)據(jù)模式； L：寫數(shù)據(jù)模式 6 E H/L 使能信號(hào)端 7~14 DB0~DB7 H/L 數(shù)據(jù)口 采用液晶顯示裝置即把溫度信號(hào)顯示在液晶顯示器上，不僅結(jié)構(gòu)簡單清新可見，而且省電容易控制。數(shù)據(jù)的傳輸采用 P0 口進(jìn)行控制 , 與顯示器的 D0～ D7 腳相連，同時(shí)連接一個(gè) 8 腳排阻。其引腳 VSS 和 VEE 接地， VDD 接高電平， RS 和 RW、 E 是顯 示器的控制端 ,分別 由 單片機(jī)的引腳 、 、 進(jìn)行控制。 如下圖所示： 液晶顯示器與單片機(jī)的連接圖 外部存儲(chǔ)模塊 外部存儲(chǔ)器選用的是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗的 CMOS 型 E2PROM 器件AT24C02C，它的內(nèi)部含有 2568 位的存儲(chǔ)空間，而且它還具有工作電壓寬，擦寫次數(shù)多、寫入速度快、數(shù)據(jù)不易丟失等特點(diǎn)。它采用了 I2C 的總線規(guī)程，能夠使主機(jī)和 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 13 頁 共 29 頁 從機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向通信。主機(jī)會(huì)通過 SCL 引腳產(chǎn)生串行的通信時(shí)鐘信號(hào)并且可以發(fā)出控制字，用于控制總線的數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始、方向和停止。不管是主機(jī)或者 是從機(jī)，每當(dāng)接收到一個(gè)字節(jié)后必須發(fā)出一個(gè)確認(rèn)信號(hào)。 AT24C02C 占用很少的資源和 I/O 線，且支持在線編程，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存取十分的方便。如下圖為存儲(chǔ)器相關(guān)的電路圖： 鍵盤的設(shè)置 鍵盤可以分為兩種：非編碼式鍵盤和編碼式鍵盤。 非編碼式鍵盤是利用按鍵直接與單片機(jī)進(jìn)行連接而成的，這種鍵盤通常使用的按鍵數(shù)量較少，使用這種鍵盤，系統(tǒng)的功能通常比較簡單，需要完成的任務(wù)較少，同時(shí)可以降低系統(tǒng)的成本、簡化電路的設(shè)計(jì)。非編碼式鍵盤的接口電路需要根據(jù)設(shè)計(jì)者的需要自行決定，按鍵信息是通過 單片機(jī)的接口軟件來獲取。 編碼式鍵盤是較多按鍵和專用驅(qū)動(dòng)芯片組合而成的，當(dāng)某個(gè)按鍵按下時(shí)，它能夠處理按鍵抖動(dòng)、連擊等問題，直接輸出按鍵的編碼，無需系統(tǒng)軟件的干預(yù)。 鍵盤的工作方式有三種：編碼掃描工作方式、中斷工作方式和定時(shí)掃描工作方式。 本文的鍵盤設(shè)置包括四個(gè)按鍵：啟動(dòng)鍵、溫度的增加鍵、溫度的降低鍵和確認(rèn)鍵。通過這四個(gè)鍵的整體配合，可以方便快捷的調(diào)節(jié)溫度的值，從而可以根據(jù)設(shè)置的溫度的上下限值觀察報(bào)警燈的工作狀態(tài)，使調(diào)節(jié)的過程安全可靠。如下為此次電路的相關(guān)的按鍵的電路圖： 控制電路模塊 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 14 頁 共 29 頁 該部分電 路有光耦合元件 4N2繼電器、三極管、指示燈以及若干電阻構(gòu)成。該部分電路的主要作用是光電隔離，即消除后級(jí)電路對前級(jí)單片機(jī)的影響。三極管是使用 NPN 型的，把其集電極接 +5V 電壓，射極接繼電器。當(dāng)單片機(jī)的引腳給出低電位時(shí)，光耦合元件 4N25 內(nèi)部的發(fā)光二極管亮，使其內(nèi)部的三極管導(dǎo)通，進(jìn)而使引腳上的 10K 電阻分得電壓?？刂齐娐房梢詫?shí)時(shí)的反應(yīng)溫度值的大小，可以為溫度的變化帶來迅速、準(zhǔn)確的響應(yīng)。如下為控制電路圖： 在本設(shè)計(jì)中控制方法是定值開關(guān)溫度控制，沒有采用 PID 控制算法， 基本 可以滿足本設(shè)計(jì)要求。在實(shí)際應(yīng)用中還 有 PD、 PID 算法，可以達(dá)到比較高的精度。 對于 不同的控制對象，所采用的算法 也應(yīng)該 有所不同。 比 如對于熱慣性大、耦合強(qiáng)、時(shí)間滯后明顯 、 難 以 建立精確數(shù)學(xué)模型的大型立式淬火爐， 有時(shí)就會(huì) 采用人工智能模糊控制的 算法， 借以 對淬火爐電熱元件通斷比的調(diào)節(jié)， 來 實(shí)現(xiàn)對爐溫的自動(dòng)控制， 有時(shí)也 可以采用仿人智能控制（ SHIC）算法 結(jié)合 PID 控制算法的聯(lián)合控制方案， 對于不同的對象在 實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng) 該 靈活運(yùn)用。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 15 頁 共 29 頁 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試 程序流程圖 如下圖 所示為主程序的流程圖： 由主程序流程圖可知：主 程序調(diào)用了 5 個(gè)子程序，它們是按鍵掃描及處理程序、LCD 顯示程序、 AT24C02C 讀寫程序、溫度的采集程序、溫度越界判決程序等。 LCD顯示程序是用于將溫度的值實(shí)時(shí)的顯示在屏幕上；按鍵掃描及處理程序是按鍵的輸入、實(shí)現(xiàn)各個(gè)按鍵的功能；溫度的采集程序就是將 DS18B20 所采集到的現(xiàn)場溫度讀入到指定的數(shù)組中；溫度越界判決程序是根據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的溫度的上下限值與實(shí)際的溫度進(jìn)行比較，如果溫度的實(shí)際值超過了溫度的上限值，指示紅燈就亮，如果溫度的實(shí)時(shí)值低于設(shè)定的溫度的下限值，這指示綠燈就亮。從而可以根據(jù)指示燈的情況對溫度的值進(jìn) 行判斷； AT24C02 讀寫程序，是用于存儲(chǔ)和調(diào)用所設(shè)定的溫度的上下限值。 4. 2 系統(tǒng) 的 Proteus 仿真 Proteus 仿真軟件的簡單介紹 Proteus 是英國 Labcenter electronics 公司研發(fā)的 EDA 設(shè)計(jì)軟件， 是一個(gè)基于ProSPICE 混合模型仿真器的，完整的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)。 Proteus 不僅可以做數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)?；旌想娐返?