【正文】 AT89S51 單片機時鐘電路 該水位自動顯示控制器采用 AT89C51 單片機， 機內(nèi)有一高增益反相放大器， 構(gòu)成自激振蕩電路，振蕩頻率取 6MHz,外接 6MHz 晶振，兩個電容 C C2 取 20pF，以便于起振蕩的作用。 右圖中 XTAL1 為內(nèi)部時鐘工作電路的輸入， XTAL2 為來自反向振蕩器的輸出。 時鐘電路 AT89S51 單片機復位電路 該水位自動顯示控制器采用上電復位電路，由 R1 C3 構(gòu)成復位電路，在 上電瞬間，產(chǎn)生一個脈沖， AT89S51 將復 位。為保證可靠復位，脈沖寬度應(yīng)大于 兩個機器周期，這取決于 R、 C 時間長數(shù)。取電容 C=10uF，電阻 R=10K。 17 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 主要特性及測溫原理 一線式數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 是 DS1820 的更新?lián)Q代產(chǎn)品 (由美國 DA IIAS 公 司生產(chǎn) )。它具有體積小 ,分辨率高 ,轉(zhuǎn)換快等優(yōu)點。由于每片 DS18B20 含有唯一 的硅串行數(shù) , 所以在一條總線上可以掛接多達 248≈ 218 1014 只 DS18B20,再 加上 DS18B20 獨特的單 線總線結(jié)構(gòu) ,決定了 DS18B20 特別適合于大型的多路溫 度實時測控系統(tǒng)的溫度檢測。溫度實時測控集裝箱的設(shè)計 , 在實現(xiàn)測控系統(tǒng)的溫 度檢測方面就較好地利用了 DS18B20 的獨到 特點 ,使系統(tǒng)得到了極大的簡化。 （ 1） DS18B20 的特性 1）獨特的單線接口方式。 DS18B20 在I/O 處理器連接時 ,僅需要一個 I/O 口 即可實現(xiàn)微處理器同 DS18B20 的雙向通訊。 2） DS18B20支持組網(wǎng)功能 ,多個 DS18B20可以并聯(lián)在唯一的單線上 ,實現(xiàn)多點 測溫。 3） DS18B20 的測溫范圍為 : 55℃～ +125℃ ,在 10℃～ + 85℃時 , 其精度為 + 015℃。 4） DS18B20 的測溫結(jié)果的數(shù)字量位數(shù)從 9～ 12 位 ,可編程進行選擇。 數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 測溫范圍為 55～ +125 ℃， 增量值為 ℃ (9 位溫 度讀數(shù) )，它主要由 4 個數(shù)據(jù)部件部分組成： 64 位ROM。溫度傳感器 。非易失性的溫 度告警觸發(fā)器 TH 和 TL；高速便箋存儲器 64 位 ROM 用于存儲序列號，其首字節(jié) 固定為 28H， 表示產(chǎn)品類型碼， 后 6 個字節(jié)是每個器件的編碼， 最后 1 個字節(jié)是 CRC 校驗碼 . 溫度告警觸發(fā)器 TH 和 TL 存儲用戶通過軟件寫入的報警上下限值，高速 便箋存儲 器由 9 個字節(jié)組成，其中有 2 個字節(jié) RAM 單元用來存放溫度值前 1 個字節(jié)為溫度值 的補碼低 8 位，后 1 個字節(jié)為符號位和溫度值的補碼高 3 位。 （ 2） DS18B20 測溫原理 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 ,如圖所示。 18 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 DS18B20 的測溫原理： DS18B20 測量溫度采用了特有的溫度測量技術(shù)，它 是通過計數(shù)時鐘周期來實現(xiàn)的， 內(nèi)部計數(shù)器對一個受溫度影響的振蕩器的脈沖計 數(shù) ,低溫時 ,振蕩器的脈沖可以通過門電路。而當?shù)?達某一設(shè)置高溫時 , 振蕩器的 脈沖無法通過門電路。計數(shù)器設(shè)置為 55℃。同時 , 計數(shù)器復位在當前的溫度值 時 , 電路對振蕩器的溫度系數(shù)進行補償 , 計數(shù)器重新開始計數(shù)直到回零。如果門 電路仍未關(guān)閉 , 則系統(tǒng)重復上述過程。 （ 3） DS18B20 的操作協(xié)議 DS18B20 單純通信功能是分時完成的。單線信號包括復位脈沖 ,響應(yīng)脈沖 ,寫 。它們有嚴格的時隙概念。系統(tǒng)對 DS18B20 的操作以 ROM “ 0” ,寫“ 1” ,讀“ 1” 命令 (5 個 )和存儲器命令 (6 個 )形式出現(xiàn)。對它的操作協(xié)議是： 初始化 DS18B20 發(fā)復位脈沖 )→發(fā) ROM 功能命令→處理數(shù)據(jù)→發(fā)存儲器命令處理數(shù)據(jù)。各種操 作都有相應(yīng)的時序圖。 DS18B20 在使用時，一般都采用單片機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。只需將 DS18B20 信號線與單片機 1 位 I/O 線相連，且單片機的 1 位 I/O 線可掛接多個 DS18B20， 就可實現(xiàn)單點或多點溫度檢測。 DS18B20 傳感器精度高、互換性好 。它直接將溫 度數(shù)據(jù)進行編碼，可以只使用一根電纜傳輸溫度數(shù)據(jù)，通信方便，傳輸距離遠且 抗干擾性好：與用傳統(tǒng)溫度傳感器組成的多點測溫系統(tǒng)相比可節(jié)省大量電纜，而 且 系統(tǒng)得以簡化，系統(tǒng)擴充維護十分方便。 DS18B20 可以廣泛用于工廠工業(yè)過 程、大型糧倉、釀酒廠，食品加工廠的溫度檢測以及賓館、儀器儀表室等處的溫 度檢測和控制。 19 第五章 軟件設(shè)計 控制軟件設(shè)計 主程序流程圖如圖所示。子程序流程圖如圖所示。主程序首先完成串行口、定時 器、中斷源的初始化，設(shè)置初始運行參數(shù)、開中斷，然后循環(huán)讀取鍵盤狀態(tài)、檢 測系統(tǒng)是否漏電。一旦檢測到系統(tǒng)漏電，進行聲音和顯示報警，將所有執(zhí)行機構(gòu) 斷電；若系統(tǒng)不漏電則根據(jù)存儲的鍵盤狀態(tài)和檢測的水溫、水 位等狀態(tài)信號進行 相應(yīng)得處理并等待中斷服務(wù)程序的執(zhí)行。 系統(tǒng)正?？刂茣r， 首先顯示水溫和水位， 若檢測到水流開關(guān)打開用水時，自動斷開上水閥和電加熱體電源，即實現(xiàn)水電聯(lián) 動，用水停電。當檢測到水位過低時打開電磁閥上水；到達最高水位后，自動關(guān) 閉電磁閥。在水位超過第二檔時，將檢測的實際水溫與設(shè)置水溫進行比較，若實 際水溫低于設(shè)置水溫，則加熱體通電進行輔助電加熱；若實際水溫高于設(shè)置水溫 時，切斷加熱體電源；若檢測到水位低于第二檔，不管設(shè)置溫度高低，總是停止 加熱，以防止加熱體干燒。 20 21 LED 顯示子程序： DISI: SETB MOV MOV ADD MOVC MOV DL1: JNB CLR INC MOV ADD MOVC ANL MOV DL2: JNB CLR INC MOV ADD MOVC MOV DL3: JNB CLR MOV MOV DL4: JNB CLR CLR RET SEGTAB: DB DB DB 11H,0D7H,32H 92H,0D4H,98H 18H,0D3H,10H,0D0H R0, SBCD A, A, @R0 2DH 。取出要顯示 的數(shù) 。加上偏移量 。查表取出段選碼 。送出顯示 。輸出完否 ? 。完 ,清中斷標志 @R0 21H @A + PC OEFH 。個位加小數(shù)點 。滅顯示 A , @A+PC SBUF, A TI, DL1 TI R0 A, A, A, A, SBUF, A TI, DL2 TI R0 A, @R0 A, 13H A, @A+PC SBUF, A TI, DL3 TI A, 0FFH SBUF, A TI, DL4 TI ；亮顯示 22 參考文獻 [1]劉 福才、劉豐、劉立偉 AVR 單片機在太陽能熱水器智能控制器中的應(yīng)用。微 計算機信息， 1999， 4。 [2] 王長胤、 文軍 [3] 向奇汝 [4] 何立民 [5] 郭廷瑋 單片單板機原理及應(yīng)用 [M ] 武漢大學出版社， 1993。 自動化與儀器儀表， 1999 北京航空航天出版社 1999 科學普及出版社 1986 2021 多功能溫度控制器 [J ] 單片機中、高級教程 太陽能利用和前景 [6]萬福君、潘松峰 [8] 何克忠、李偉 [9] 周政新 [11]金偉正 單片機原理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用 科學 技術(shù)大學出版社 計算機控制系統(tǒng) 清華大學出版社 中國民航出版社 1990 電子技術(shù)應(yīng)用， 2021 1998 1998 沙河、 劉向河 電子線路 CAD 實用教程 [7] 潘永雄、 電子設(shè)計自動化實踐與訓練 西安電子科技出版社 2021 [10]丁志剛、李剛民 單片微型計算機原理與應(yīng)用 單線數(shù)字溫度傳感器的原理及應(yīng)用 23 心得體會 這次畢業(yè)設(shè)計是對所學知識的一次綜合性運用。 其中包括對模擬電子技術(shù)基 礎(chǔ)、 和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)、 單片機、 傳感器等知識的運用。 從而完成了本次設(shè)計。 在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自身知識的不足，也發(fā)現(xiàn)我們必須具備專業(yè)基礎(chǔ)知識以 外， 才能成功的設(shè)計出一件合格的東西。 這次畢業(yè)設(shè)計收獲很多， 體會也很深刻， 并且對我們所學的東西也產(chǎn)生了濃厚的興趣。在設(shè)計過程中，也學會了很多新的 東西，比如傳感器的知識，以及一些仿真軟件的應(yīng)用。當然最重要的是學到了關(guān) 于基本電子設(shè)計的一些基本方法， 同時也加深了對一些常用的電子元件的理解及 其基本用法的掌握。除此之外，我覺得在這次設(shè)計的過程中，我發(fā)現(xiàn)團隊精神的 重要性，很多時候一個人的力量是有限的，一個人不可能 什么都會，什么都能自 己解決，還是有需要他人幫助的時候，我覺得伙伴的相互幫助很有必要，這樣不 僅能幫助大家很快的解決問題，還能提高我們每個人的實際水平，也培養(yǎng)了我們 的團隊合作精神，這些能力對于我們今后的學習和工作都很有幫助。這次畢業(yè)設(shè) 計是對三年來大學學習的檢驗和總結(jié)，我感覺到要學習的還有很多。雖然學習生 涯結(jié)束了這并不代表就可以停止學習，有句話叫 :活到老學到老，所以我會在今 后的生活工作中繼續(xù)學習。 由于時間關(guān)系，本次設(shè)計中還有不盡完善之處。希望在以后的學習和工作生 涯中不斷的完善和改進。 在本次設(shè)計過程中遇到不少問題， 在周紹平老師和同學的幫助和配合下才順 利的完成了本次畢業(yè)設(shè)計。 周老師在我們做設(shè)計的過程中，給予了我們極大的幫助，不僅從知識方面引導了 我們的設(shè)計思路，同時，在人生觀上也給了我們不少的啟示。非常感謝老師和伙 伴們給我的幫助。 24 附錄 鍵盤輸入主程序： 鍵盤輸入主程序： MOV MOV SJMP 中斷服務(wù)程序： ORG LJMP IO51K16: CALL LCALL JNZ RETI LKOUT: CONU: MOV MOV MOV MOV JB MOV AJMP LONE: JB MOV AJMP LTWO: JB MOV AJMP LTHR: LKP: WKFE: JB MOV ADD PUSH LACLL JNZ POP A R2, 0EFH R4, 00H P1, R2 A, P1 ,LONE A, 00H 0013 IO51K16 D10MS KEYIN LKOUT ； INT1 中斷入口地址 ；從中斷入口轉(zhuǎn)移鍵盤處理程序 IO51K16 ；延時 10 秒 ；調(diào)鍵輸入檢查子程序 ；有鍵輸入，轉(zhuǎn)查鍵號 ；無鍵輸入，中斷返回 ；首列掃描字寫如 R2 ；首列偏移值如 R4 ；列掃描字寫入列線中 ；讀入 P1 口狀態(tài)到 A 中 ；檢查第 0 行是否為 0 狀態(tài)，不為 0 表 示按下鍵不在此行，轉(zhuǎn)下行 ；第 0 行為 0 狀態(tài)，表明按下鍵在此行， 首列號如 A LKP , LTWO A, 04H LKP , LTHR A, 08H LKP , NEXT A, 0CH A, A KEYIN WKFE R4 ；該列所有行都無鍵按下，轉(zhuǎn) NEXT ；有鍵按下，該行首列號入 A 中 ；求鍵號，鍵號位首列號加列偏移值 ；鍵 號入棧保護 ；等待鍵釋放 ；鍵未釋放轉(zhuǎn) WKFE 等待 ；鍵釋放，鍵號如 A ；轉(zhuǎn)求鍵號 ；檢查第 1 行有無鍵按下 ；有鍵按下，該行首列號入 A ；轉(zhuǎn)求鍵號 P1, 0FH IE, 84H $ ；鍵盤初始化， ~ 置輸入方式， ~ 為 0 狀態(tài) ；開 CPU 中斷，開 INT1 中斷 ；中斷等待 25 LJMP NEXT: INC MOV JNB RL MOV LJMP KND: KEYIN: RETI MOV MOV CPL ANL RET KJMP: SUB JC ADD CLR SUB JC ADD CLR SUB JC ADD CLR SUB JC ADD CLR SUB JC RETI ORG JMP RET R4 A, A KJMP R2 KND ；轉(zhuǎn)鍵操作轉(zhuǎn)處理 ；轉(zhuǎn)查下一列，列偏移值加 1 ；最后一列查完？查完中斷返回 ；未查完，列掃描字左移 1 位 ；掃描字如 R2 繼續(xù)查找 , R2, A CONU P1, 0FH A, P1 A A, 0FH A,OFH W riteTemp A, 0FH C A, 0EH StoreTemporTime A, 0EH C A, ODH Waterpoistion A, ODH C A, 0CH Vtemp A, 0CH C A, OBH StoreTime 0003H Heat ；查完有無鍵按下， A 不為 0，有鍵按下 26 1