【導讀】采集溫度、1602液晶屏顯示。系統(tǒng)主要由溫度傳感器電路，單片機控制電路，顯示電路以。及校正電路四個模塊組成。本文闡述了系統(tǒng)的硬件工作原理，所應用的各個接口模塊的功。能以及其工作過程，論證了設(shè)計方案理論的可行性。系統(tǒng)程序采用C語言編寫,經(jīng)Keil軟。度并具有校準功能和與即時時間同步的功能。優(yōu)點，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。

　　

【正文】 佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點溫度監(jiān)控系統(tǒng)。 GND1DQ2VDD3U2D S 1 8 B 2 0V C CP3.3 4 K 7V C C 圖 DS18B20引腳接線 引腳說明： GND 為 接地 引腳 ； DQ 為 數(shù)據(jù)輸入輸出腳。 用 于單線操作，漏極開路 ； VCC接 電源 正 ； 常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 鍵盤設(shè)計 實現(xiàn)鍵盤控制的方法有多種，它可以用 FPGA 來進行控制，也可以用單片機來進行控制。在本系統(tǒng)中，我們采用了單片機來進行控制，因為單片機可以很好的解決鍵抖 動。 由若干個 按鍵組成一個 鍵盤，其電路 結(jié)構(gòu)可分為獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤兩種。 獨立式鍵盤每個鍵單獨占用一根 I/O口線，每根 I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他 I/O口線上的狀態(tài)，矩陣式鍵盤按鍵排列為行列式矩陣結(jié)構(gòu)，也稱行列式鍵盤結(jié)構(gòu)。 4行 4 列共 16 個鍵，只占用 8根 I/O 口線，鍵數(shù)目較多，可節(jié)省口線。 本 設(shè)計 采用的是獨立式鍵盤 。鍵盤的工作方式可分為編程控制方式和中斷控制方式。 CPU 在一個工作周期內(nèi)，利用完成其他任務的空余時間，調(diào)用鍵 盤掃描子程序，經(jīng)程序查詢，若無鍵操作，則返回；若有鍵操作，則進而判斷是哪個鍵，并執(zhí)行相應的鍵處理程序。這種方式為編程 掃描方式。由于單片機在正常應用過程中，可能 會經(jīng)常進行鍵操作，因而編程控制方式使 CPU 經(jīng)常處于工作狀態(tài)， 在進行本次設(shè)計中， 只 涉及 到 了 設(shè)置、上調(diào)、下調(diào)三個功能 。因 此采用獨立式鍵盤。 如下圖所示： 圖 顯示模塊的設(shè)計 本設(shè)計中由于要對時間、溫度進行顯示，所以選擇液晶顯示屏 1602 模塊作為輸出。1602 字符型 LCD 通常有 14條引腳線或 16 條引腳線的 LCD，多出來的 2條線是背光電源線 。它可以顯示兩行，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。 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經(jīng)存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母 “A” 的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母 “A” 。 管腳功能 如表 41所示 ： 設(shè)置S W P B上調(diào)S W P B下調(diào)S W P B常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 表 41 LCD1602 引腳功能 引腳 符號 功能說明 1 VSS 一般接地 2 VDD 接電源（ +5V） 3 V0 液晶顯示器對比度調(diào)整端。 4 RS RS為寄存器選擇。 5 R/W R/W為讀寫信號線。 6 E E(或 EN)端為使能 (enable)端，下降沿使能。 7 DB0 底 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0 位（最低位） 8 DB1 底 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1 位 9 DB2 底 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2 位 10 DB3 底 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3 位 11 DB4 高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4 位 12 DB5 高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5 位 13 DB6 高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6 位 14 DB7 高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7 位（最高位） LCD1602主要管腳介紹： V0為 液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生鬼影使用時可以通過一個 10K的電位器調(diào)整對比度。 RS為 寄存器 選擇 端 ，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為讀寫信號線 端 ，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。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為 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。 將 L1602 的 RS 端和 ， R/W 端和 , E 端和 相連， 當 RS=0 時，對 LCD1602寫入指令；當 RS=1 時，對 LCD1602 寫入數(shù)據(jù)。 當 R/W 端接高電平時芯片處于讀數(shù)據(jù)狀態(tài)，反之處于寫數(shù)據(jù)狀態(tài)， E端為使能信號端 。當 R/W 為高電平 ,E 端也為高電平， RS為低電平時，液晶顯示屏顯示需要顯示的示數(shù) 。圖 1602 液晶顯示屏與單片機的硬件連接圖。 常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 圖 LCD液晶與單片機硬件連線圖 本章主要介紹了系統(tǒng)硬件設(shè)計 ， 其中對 時鐘芯片 DS130 1602 液晶顯示屏、 DS18B20溫度傳感器和 STC89C52 最小系統(tǒng) 的 設(shè)計做了詳細闡述。 此外還介紹了 各模塊和單片機的連接方法、 其 特性及電路原理， 最后確定系統(tǒng) 的 整體硬件 設(shè)計 方案。 V S S1VDD2V03RS4RW5E6D B 07D B 18D B 29D B 310D B 411D B 512D B 613D B 714E115E216J1L C D 16 02P ( T 2)1P ( T 2E X )2P 3P 4P 5P 6P 7P 8P 39P 38P 37P 36P 35P 34P 33P 32P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 28P ( I N T 1)13P ( I N T 0)12P ( T 1)15P ( T 0)14E A / V P P31X T A L 119X T A L 018R E S E T9P ( R D )17P ( W R )16V S S20V C C40( R X D ) P 10( T X D ) P 11A L E / P R O G30P S E N29U1S T 8C 9C 52V C CV C C10KV C C常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 第 五 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 系統(tǒng)總流程圖 系統(tǒng)總流程圖 如圖 。 流程圖分析：首先系統(tǒng)初始化，系統(tǒng)開始運行，當有設(shè)置鍵按下時進入修改時間模式，無按鍵按下時讀取時間、溫度等數(shù)據(jù)送入液晶屏顯示；在修改時間模式下設(shè)置時間完成后再送數(shù)據(jù)到液晶屏顯示。 系 統(tǒng) 初 始 化設(shè) 置 鍵有 否 按 下 ？進 入 修 改 時 間模 式設(shè) 置 時 間設(shè) 置 完 成 ？顯 示讀 時 間讀 溫 度開 始NYYN 圖 常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 開始初始化D S 1 8 B 2 0應答脈沖發(fā)起S k i p R o m 命令發(fā)起C o n v e r t T 命令延時1 s 等待溫度轉(zhuǎn)換完成初始化D S 1 8 B 2 0應答脈沖？讀取第1 ，2 字節(jié)即為溫度數(shù)據(jù)發(fā)起R e a d S c r a t c h p a d 命令YesNoNoYes 溫度 程序流程圖 溫度 讀取 流程圖如圖 所示。 流程圖分析： 開始進入初始化 DS18B20，就是通過主機拉 低單線產(chǎn)生復位脈沖然后釋放該線，如果有應答脈沖， 即 發(fā)起 ROM 命令當成功的執(zhí)行操作命令后，就使用 Convert T 命令即 開始 溫度轉(zhuǎn)換，當轉(zhuǎn)換完后，又初始化 DS18B20 是否有應答脈沖，若有，就發(fā)起 Read Scratchpad（讀取暫存器和 CRC 字節(jié)） 命令 ，既同時讀出第 1， 2個字節(jié)， 即 為溫度的數(shù)據(jù)。 圖 溫度顯示流程圖 常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 DS1302 時鐘程序流程圖 時鐘 流程 圖 如圖 所示。 流程圖分析： DS1302 開始 計時時，首先進行初始化， 當 有中斷信號時，讀取時鐘 芯片的數(shù)據(jù)送入液晶屏顯示。這時 若 有設(shè)置鍵按下時 ，進行時間修改，完成后將數(shù)據(jù)送入時鐘芯片；若沒有按鍵按下，則直接存入 EPROM，送入液晶屏顯示。 開 始初 始 化開 中 斷讀 時 鐘 芯 片送 顯 示設(shè) 置 鍵 是否 有 按 下 ？是 否 修 改當 前 時 間 ？送 E P R O M送 時 鐘 芯片YNYN 圖 時鐘流程圖 常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 LCD 顯示程序流程圖 顯示程序流程圖如圖 。流程圖分析：首先對 1602 顯示屏進行初始化 （初始化大約持續(xù) 10ms 左右），然后檢查忙信號，若 BF=0，則獲得顯示 RAM 的地址，寫入相應的數(shù)據(jù)顯示；若 BF=1，則代表模塊正在進行內(nèi)部操作，不接受任何外部指令和數(shù)據(jù)，直到 BF=0 為止。 對 1 6 0 2 初 始 化 寫 入 顯 示 設(shè) 置 命 令延 時 5 m s檢 查 忙 信 號獲 得 顯 示R A M 地 址寫 入 相 應的 數(shù) 據(jù)延 時 5 m sB F = 0 ?開 始結(jié) 束數(shù) 據(jù) 顯 示完 畢 ？YYNN 圖 LCD顯示程序流程圖 常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 DS18B20 測溫 程序 DS18B20 是一種單總線數(shù)字式溫度傳感器，它與單片機之間采用的是串行數(shù)據(jù)傳送，所以在對 DS18B20 進行讀寫操作時必須按照它的時序進行。一般訪問 DS18B20 時按如下步驟進行：初始化； ROM操作命令；存儲器操作命令；執(zhí)行 /數(shù)據(jù)。 部分源程序如下： ReadOneChar(void) { unsigned char i=0。 unsigned char dat=0。 for (i=8。i0。i) { DQ=1。 DS18_delay(1)。 DQ=0。 dat=1。 //復合賦值運算，等效 dat=dat1 DQ=1。 if(DQ) dat|=0x80。 DS18_delay(4)。 } return(dat)。 } WriteOneChar(unsigned char dat) //有參函數(shù)，功能是 寫 ，而寫的內(nèi)容就是括號內(nèi)的參數(shù) { unsigned char i=0。 for(i=8。i0。i) { DQ=0。 DQ=datamp。0x01。 DS18_delay(5)。 DQ=1。 dat=1。 //復合賦值運算，等效 dat=dat1(dat=dat右移一位后的值 ) } DS18_delay(4)。 } unsigned int ReadTemperature(void) { Init_DS18B20()。 //初始化，調(diào)用初始化函數(shù) WriteOneChar(0xcc)。 //跳過讀序列號的操作，調(diào)用寫函數(shù)，寫 0xcc 指令碼 WriteOneChar(0x44)。 //啟動溫度轉(zhuǎn)換，調(diào)用寫函數(shù)，寫 0x44 指令碼 DS18_delay(125)。 //轉(zhuǎn)換需要一點時間，延時 Init_DS18B20()。 //初始化，調(diào)用初始化函數(shù) 常熟理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 WriteOneChar(0xcc)。 //跳過讀序列號的操作，調(diào)用寫函數(shù)， 寫 0xcc 指令碼 WriteOneChar(0xbe)。 //調(diào)用寫函數(shù)，寫 0xbe 指令碼，讀溫度寄存器 tempL=ReadOneChar()。 //讀出溫度的低位 LSB tempH=ReadOneChar()。 //讀出溫度的高位 MSB tempa=((tempH*256)+tempL)*。 //溫度轉(zhuǎn)換 DS18_delay(20)。 return(tempa)。 //運算結(jié)果返回到函數(shù) ： ReadTemperature() } DS1302 讀寫 程序 DS1302 是 SPI 總線驅(qū)動方式。它不僅要