【正文】 表示復位成功 。 本系統(tǒng) 對 DS18B20 的操作分為 3 個步驟：初始化、 ROM 命令 和 DS18B20 功能命令。單片機 要與 DS18B20 通信，首先必須完成初始化 ：單片機 產生復位信號， DS18B20 返回響應脈沖。 ROM命令 完成 單片機 與總線上的某一 DS18B20 建立聯系 ， 有搜尋 ROM、讀 ROM、匹配ROM、忽略 ROM、報警查找等命令。這里， 單片機 只連接 1個 DS18B20，因此只使用讀 ROM命令來讀取 DS18B20 的 48位 ID號。 DS18B20 功能命令在該步驟中完成溫度轉換、寫暫存寄存器、讀暫存寄存器、拷貝暫存寄存器、裝載暫存器寄存器、讀供電模式命令 [6]。 本系統(tǒng) 不用溫度報警功能，因此在本步驟中只需完成溫度轉換，然后通過讀暫存寄存器命令完成溫度轉化的結果。 所以， 本系統(tǒng)對 DS18B20進行的操作主要包括 兩 個子過程： （ 1）讀取 DS18B20的序列號 。 主機首先發(fā)一復位脈沖，等收到返回的存在脈沖后，發(fā)出搜索器件的序列號命令，讀取 DS18B20的序列號； （ 2） 啟動 DS18B20作溫度轉換并讀取溫度值 。 主機在收到返回的存在脈沖后，發(fā)出跳過器件的序列號命令，跟著發(fā)出溫度轉換命令，再次復位并收到返回的存在脈沖后，發(fā)送 DS18B20的序列號，讀出數據 （如圖 ）。 鍵盤模塊的處理是通過對 K2， K3， K4進行操作的。 K2是溫度上調按 鈕 , K3是溫度發(fā)送讀暫存器命令讀取溫度值 讀取 48 位 ID 號 啟動溫度轉換 開 始 返 回 初 始 化 圖 22 下調按鈕 , K4 是輸入數據確認按鈕。首先對 K4 數據輸入確認鍵進行掃描判斷是否被按下 ,并且對 K4鍵設置了一個標志位 ,當其標志位為 1時，表示 K4被按下 ,否則 K4沒有被按下，具體流程圖 所示 。 23 讀取 18B20的實時數據與設定值的比較，開始進行加熱，在加熱的過程中需要進行每 2秒一次的跟蹤檢測，并 把 檢測到的實時數據 與設定值比較，根據比較結果 進行不同方式的加熱 ， 其具體流程如圖 。 24 該模塊首先判斷系統(tǒng)是否處于設定狀態(tài)，如果處于設定狀態(tài)則顯示設定溫度，否則顯示當前實際溫度。顯示子程序的功能是將顯示緩沖區(qū)內的二進制數據先轉化成對應的BCD 碼，分別存入十位和個位顯示區(qū)，然后通過串行通信口送出顯示。顯示模塊程序的流程見圖 。 25 第 5 章 抗干擾的設計 影響單片機系統(tǒng)可靠安全運行的主要因素主要來自系統(tǒng)內部和外部的各種電氣干擾，并受系統(tǒng)結構設計、 元器件選擇、安裝、制造工藝影響。這些都構成單片機系統(tǒng)的干擾因素，常會導致單片機系統(tǒng)運行失常，輕則影響產品質量和產量，重則會導致事故，造成重大經濟損失。 形成干擾的基本要素有三個： （ 1）干擾源 指產生干擾的元件、設備或信號 ， 如 ： 雷電、繼電器、可控硅、電機、高頻時鐘等都可能成為干擾源 ； （ 2）傳播路徑 指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介 ， 典型的干擾傳播路徑是通過導線的傳導和空間的輻射 ； （ 3）敏感器件 指容易被干擾的對象 ， 如： A/D、 D/A變換器 、 單片機 、 數字 IC、弱信號放大器等。 26 電源抗干擾措施 控制設備中很多干擾都來自電源系統(tǒng) ， 現在的單片機系統(tǒng)，大都使用市電（ 220V，50Hz）。在工業(yè)現場中，由于生產負荷的變化，如大電機的啟、停，強電繼電器的通、斷等，往往造成電源電壓的波動，嚴重時直接影響單片機的正常工作 [6]。因此，必須對交流供電采取一些措施，以抑制由電源引起的干擾。 抑制交流電源的干擾，除了與 功率 大的用電設備分開供電外，還經常采用穩(wěn)壓、隔離、濾波和屏蔽等措施，可根據電網的質量及設備要求，采用適當的措施。 采用濾波和屏蔽的供電電源 在交流 220V進線處，設置一個低通濾 波器，它對 50Hz的市電影響很小，而對頻率很高的干擾波具 有很強的抑制力。濾波器要加屏蔽外殼， 使其接地良好；進線端與出線端要嚴格分開，以防止感應和輻 射耦合。電源變壓器的初級繞組和次級繞組需分別 加 屏蔽層，初、次級 間 再加屏蔽層，且初級的屏蔽層接交流電網的零線，次級屏蔽層和初、次級間的屏蔽層接至直流地端。對于要求較高的系統(tǒng)，可在濾波和屏蔽之前，采取交流穩(wěn)壓及隔離措施，以將交流電網的地與設備地隔離開來。 采用串聯開關式穩(wěn)壓電源 串聯開關式穩(wěn)壓電源是使電路中的串聯調整管工作于開關狀態(tài)，即調整管主要工作在飽和導 通和截止兩種狀態(tài)。由于管子飽和導通時的管壓降和截止時流經管子的電流都很小，管耗主要發(fā)生在狀態(tài)轉換過程中，所以，效率可高達 80％～ 90％。因此，這種電源具有體積小、重量輕、隔離性能好及抗干擾性能強的優(yōu)點，常被單片機系統(tǒng)采用。另外還有一種開關型電源，它是先把直流電壓經過調制和整流，而后再穩(wěn)壓，因而具有很強的抗干擾能力，在智能化儀器和單片機系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。 采用高抗干擾電壓電源和干擾抑制器 如 應 用反激變換器的開關穩(wěn)壓電源，采用頻譜均衡法制成的抗干擾抑制器 ， 目前已經有成品出售。 對于要求更高的控制 系統(tǒng)，如大型單片機系統(tǒng)，可以考慮采用不間斷電源（ UPS）供電。但 UPS電源造價較高，所以在一般中小型系統(tǒng)中不宜采用。 27 對輸入輸出通道進行電氣隔離，為了防止電氣干擾信號從輸入及輸出通道進入單片機系統(tǒng)程序跑飛（俗稱“死機”），通常在輸入輸出通道上采用隔離技術。用于隔離的主要器件有隔離放大器、隔離電壓器和光電耦合器等，其中應用的最多的是光電耦合器。光電耦合器由一只發(fā)光二極管和一只光電晶體管封裝構成。利用光耦合，把兩個電路的地環(huán)隔開，兩電路即擁有各自的地電位基準，它們相互獨立而不會造 成干擾 [14]。 考慮到控制系統(tǒng)裝入生產現場，設備安裝就緒后，在改動硬件較困難，我們采用了以下軟件可靠性措施，加之和硬件相結合，就可以使許多干擾得到抑制和消除。 設置軟件陷阱 由于系統(tǒng)干擾可能破壞程序指針 PC， PC 一旦失控，使程序“亂飛”，可能進入非程序區(qū)，造成系統(tǒng)運行的一系列錯誤。設置軟件陷阱，可防止程序“亂飛”。具體的做法是：在 ROM或 RAM中，每隔一些指令，就把連續(xù)幾個單元設置成空操作。 增加程序監(jiān)視系統(tǒng) 設置陷阱在一定程度上解決了程序“亂飛”，但不能有效的解 決死循環(huán)問題，采用單片機內部定時器進行監(jiān)視。具體做法是：在程序一開始就啟動定時器工作，在主程序中增設定時器賦值指令，使該定時器維持在非溢出工作狀態(tài)。定時時間要少大于程序一次循環(huán)的執(zhí)行時間。程序正常循環(huán)執(zhí)行一次初值，使其不能溢出。但若程序失控，定時器則記滿溢出中斷，在中斷服務程序中使主程序自動復位又進入初始狀態(tài) [14]。 軟件冗余措施 對于那些多次使用同一功能的軟件指令，為了保證指令執(zhí)行的可靠性，采用了以下措施： （ 1） 采用多次讀入法，確保開關量輸入正確無誤。對于按鈕和開關狀態(tài)讀入時，配合軟件延時， 配合軟件延時可消除抖動和誤動作 ； （ 2） 不斷查詢輸出狀態(tài)寄存器 ，及時糾正輸出狀態(tài)，防止由于干擾引起的輸出量 28 變化導致設備誤動作； （ 3） 把對控制條件的一次采樣、處理控制輸出改為循環(huán)的采樣、處理，這樣對于慣性較大的控制部分具有良好的抗干擾作用 [8]。 參考文獻 [1] 李葉紫．王喜斌 .胡輝 .孫東輝 .編著 MCS_51 單片機應用教程清華大學出版社． . 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[9] 劉守義，王靜霞?！秵纹瑱C應用技術》 .西安電子科技大學出版社， 2022. 致 謝 首先，感謝我的論文指導老師，我的論文在 的悉心的指導下完成的，讓我懂得了更多，受益匪淺，老師的嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣，他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。在此期間，讓我系統(tǒng)性的認識和全面的掌握了單片機的原理。 在剛開始準備做畢業(yè)設計的時候， 我一頭霧水不知道該如何著手，是繆老師教我如何一步一步的完成直至最后的完善。尋找有關的資料和課題并研究設計方案，進行設計的總體規(guī)劃，理清課程設計思路，但是將這些具體的方案落實到每一個設計環(huán)節(jié)和步驟中，難免會出現一些錯誤，這就需要在進行設計的過程中利用所掌握的知識認真排查錯誤原因，這些都和繆老師的耐心指導是分不開的。同時，我也非常感謝三年里教育我的每一位老師和幫助我的每一位同學，正是有了他們的幫助和支持，我三年的大學時光過 30 的才是如此的充實。 在這次設計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現一個問題的時候，需 要做大量的工作，花大量的時間才能解決。為以后的工作積累了經驗，增強了信心，既讓我們懂得了怎樣把理論應用于實際，又讓我們懂得了在實踐中遇到問題怎樣用理論去解決，它更是自己綜合運用所學知識，發(fā)現、提出、分析和解決實際問題，鍛煉實際能力的重要環(huán)節(jié)。 最后再次真誠感謝給予我熱情幫助和關心的所有人！ 附錄 1 單片機源程序 。********************************** FLAG1 BIT F0 。DS18B20 存在標志位 DQ BIT MARK BIT 01H MARK1 BIT 02H SHUCHU BIT TEMPER_L EQU 29H TEMPER_H EQU 28H 。************程序起始 ******************** ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H LJMP ZHSF ORG 000BH LJMP PWM ORG 0100H 。**************主程序開始 ************ 31 MAIN: MOV SP,60H CLR MARK CLR MARK1 CLR SHUCHU MOV SCON,50H MOV TMOD,21H MOV PCON,80H MOV TH0,0D8H MOV TL0,0EFH MOV TH1,0F3H MOV TL1,0F3H SETB TR1 SETB IT0 SETB EX0 SETB ET0 SETB EA LCALL INIT_18B20 LCALL RE_CONFIG LCALL GET_TEMPER LCALL DELAY ZD2:JNB MARK1,ZD1 SETB TR0 AJMP ZD3 ZD1:CLR ZD3:AJMP ZD2 ZHSF: SETB CLR TR0 JB MARK, PD3 CLR SHUCHU PD3: LCALL READ MOV R6,2 MOV R0,29H MOV R1,30H ZH: MOV A,@R0 ANL A,0FH LCALL ASC