【正文】 平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。常用數(shù)碼顯示字形段碼如下表 43 所示，通常顯示字符段碼順序排列，存放在存儲器中的固定區(qū)域，構(gòu)成段碼表，當(dāng)要顯示某字符時(shí)，可根據(jù)地址查表。表 43 7 段 LED 數(shù)碼管顯示字型表顯示字符 共陰極字符碼 共陽極字符碼 顯示字符 共陰極字符碼 共陽極字符碼0 3FH C0H C 39H C6H1 06H F9H D 5EH A1H2 5BH A4H E 79H 86H3 4FH B0H F 71H 8EH4 66H 99H P 73H 8CH5 6DH 92H U 3EH C1H6 7DH 82H T 31H CEH7 07H F8H Y 6EH 91H8 7FH 80H H 76H 89H9 6FH 90H L 38H C7HA 77H 88H 不顯示 00H FFHB 7CH 83H數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。18 單片機(jī)可調(diào)溫度控制器的設(shè)計(jì) (1) 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，、十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O 端口多，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。(2) 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃“a，b，c ，d，e，f，g，dp”的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1~2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。 鍵盤設(shè)計(jì)方案獨(dú)立式按鍵是直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根 I/O 口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它 I/O 口線的狀態(tài)。所以本設(shè)計(jì)采用的是獨(dú)立按鍵式鍵盤，方案如下圖所示。圖 49 本設(shè)計(jì)中獨(dú)立按鍵式鍵盤結(jié)構(gòu)單片機(jī)可調(diào)溫度控制器的設(shè)計(jì) 19 聲音報(bào)警電路設(shè)計(jì)聲音報(bào)警電路通過驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲實(shí)現(xiàn)，當(dāng)其接通 5V 的電壓會(huì)發(fā)出蜂鳴叫聲。原理圖如圖 410，PNP 型三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，當(dāng) 輸出高電平時(shí)蜂鳴器發(fā)聲。圖 410 報(bào)警電路20 單片機(jī)可調(diào)溫度控制器的設(shè)計(jì)5 系統(tǒng)軟件介紹及設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的重要性毋庸贅述，因?yàn)樗且粋€(gè)必不可少的部分。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)原則應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件是根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)的，應(yīng)可靠實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。在本系統(tǒng)中，軟件設(shè)計(jì)要求做到以下幾點(diǎn)：(1) 軟件結(jié)構(gòu)清晰，簡捷，流程合理。(2) 各功能程序?qū)崿F(xiàn)模塊化，子程序化。這樣，即便于調(diào)試，連接，修改。(3) 程序存儲區(qū)，數(shù)據(jù)存儲區(qū)要合理規(guī)劃，既能節(jié)約內(nèi)存容量，又使操作方便。(4) 運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)標(biāo)志化管理。各個(gè)功能程序運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行結(jié)果以及運(yùn)行要求都要設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志以便查詢，程序的轉(zhuǎn)移，運(yùn)行，控制都可通過狀態(tài)標(biāo)志條件來控制。(5) 經(jīng)過調(diào)試修改后的程序應(yīng)進(jìn)行規(guī)范化，除去修改的痕跡，以便于交流和借鑒，也為以后的軟件模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化打下基礎(chǔ)。(6) 實(shí)現(xiàn)全面軟件抗干擾設(shè)計(jì)。軟件抗干擾是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)提高可靠性的有利措施。 程序流程圖介紹流程圖是流經(jīng)一個(gè)系統(tǒng)的信息流、觀點(diǎn)流或部件流的圖形代表。在企業(yè)中，流程圖主要用來說明某一過程。這種過程既可以是生產(chǎn)線上的工藝流程，也可以是完成一項(xiàng)任務(wù)必需的管理過程。　 　 例如，一張流程圖能夠成為解釋某個(gè)零件的制造工序，甚至組織決策制定程序的方式之一。這些過程的各個(gè)階段均用圖形塊表示，不同圖形塊之間以箭頭相連，代表它們在系統(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)方向。下一步何去何從，要取決于上一步的結(jié)果，典型做法是用“是”或“否” 的邏輯分支加以判斷。 流程圖是揭示和掌握封閉系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀況的有效方式。作為診斷工具，它能夠輔助決策制定，讓管理者清楚地知道，問題可能出在什么地方，從而確定出可供選擇的行動(dòng)方案。 程序流程圖的作用程序流程圖是人們對解決問題的方法、思路或算法的一種描述。流程圖的優(yōu)點(diǎn)：1.采用簡單規(guī)范的符號，畫法簡單； ，邏輯性強(qiáng)；，容易理解。 繪制流程圖的步驟 為了便于識別，繪制流程圖的習(xí)慣做法是：一般用橢圓表示“開始” 與“結(jié)束”，行動(dòng)單片機(jī)可調(diào)溫度控制器的設(shè)計(jì) 21方案普通工作環(huán)節(jié)用矩形表示，問題判斷或判定（審核/審批/評審）環(huán)節(jié)用菱形表示，箭頭代表工作流方向，流程圖實(shí)例圖，輸入輸出為平行四邊形。 流程圖的繪制軟件Visual graph 專業(yè)圖形系統(tǒng)：此系統(tǒng)為圖形控件， 開發(fā)平臺下可以靈活應(yīng)用，delphi 中也可以使用。簡單易用，業(yè)內(nèi)應(yīng)用較廣泛。Visio 是當(dāng)今最優(yōu)秀的繪圖軟件之一，它將強(qiáng)大的功能和易用性完美結(jié)合，可廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、通信、建筑、軟件設(shè)計(jì)和企業(yè)管理等眾多領(lǐng)域。 系統(tǒng)程序流程圖在主程序中，當(dāng)系統(tǒng)上電完成定義寄存器等初始化操作后，首先判斷是否要調(diào)整溫度設(shè)定值，也就是判斷四個(gè)按鍵是否有按下，若有按鍵按下則修改對應(yīng)的溫度上下限值，執(zhí)行設(shè)置鍵、選擇鍵、上限加、上限減、下限加、下限減的操作。之后主程序?qū)⒄{(diào)用子程序，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果換算成攝氏的溫度值。在這之后，程序?qū)⒈容^采集的溫度值是否高于上限設(shè)定值或低于下限設(shè)定值，溫度值若低于下限則啟動(dòng)暖風(fēng)機(jī)給溫室加熱，若高于上限值則停止暖風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。最后主程序?qū)⒄{(diào)用顯示子程序，將上限設(shè)定值、當(dāng)前溫度值和下限溫度值刷新。再判斷有無按鍵按下，開始下一個(gè)循環(huán)周期的工作。系統(tǒng)程序流程圖如圖 51 所示。讀溫度讀報(bào)警溫度設(shè)定判斷是否超限 報(bào)警開始初始化啟動(dòng) DS18B20LED 顯示圖 51 系統(tǒng)程序流程圖22 單片機(jī)可調(diào)溫度控制器的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)對于 51 系列單片機(jī)，現(xiàn)有四種語言支持，即匯編、PL/M、C 和 BASIC。BASIC通常附在 PC 機(jī)上，是初學(xué)編程的第一種語言。一個(gè)新變量名定義之后可在程序中作變量使用，非常易學(xué)，根據(jù)解釋的行可以找到錯(cuò)誤而不是當(dāng)程序執(zhí)行完才能顯示出來。BASIC 由于逐行解釋自然很慢，每一行必須在執(zhí)行時(shí)轉(zhuǎn)換成機(jī)器代碼，需要花費(fèi)許多時(shí)間不能做到實(shí)時(shí)性。BASIC 為簡化使用變量，所有變量都用浮點(diǎn)值。BASIC 是用于要求編程簡單而對編程效率和運(yùn)行速度要求不高的場合。當(dāng)前已經(jīng)很少使用此語言了。PL/M 是 Intel 從 8080 微處理器開始為其系列產(chǎn)品開發(fā)的編程語言。它很像PASCAL，是一種結(jié)構(gòu)化語言，但它使用關(guān)鍵字去定義結(jié)構(gòu)。PL/ M 編譯器好像匯編器一樣可產(chǎn)生緊湊代碼。PL/M 總是來說是\”高級匯編語言\” ，可詳細(xì)控制著代碼的生成。但對 51 系列，PL/M 不支持復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算、浮點(diǎn)變量而無豐富的庫函數(shù)支持。C 語言是一種源于編寫 UNIX 操作系統(tǒng)的語言，它是一種結(jié)構(gòu)化語言，可產(chǎn)生壓縮代碼。C 可以進(jìn)行許多機(jī)器級函數(shù)控制而不用匯編語言。與匯編相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：對單片機(jī)的指令系統(tǒng)不要求了解，僅要求對 51 的存儲器結(jié)構(gòu)有初步了解，寄存器分配、不同存儲器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)可由編譯器管理程序有規(guī)范的結(jié)構(gòu)，可分為不同的函數(shù)。這種方式可使程序結(jié)構(gòu)化將可變的選擇與特殊操作組合在一起的能力，改善了程序的可讀性編程及程序調(diào)試時(shí)間顯著縮短，從而提高效率。提供的庫包含許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，將已編好程序容易的植入新程序，因?yàn)樗哂蟹奖愕哪K化編程技術(shù)，C 語言作為一種非常方便的語言而得到廣泛的支持，C 語言程序本身并不依賴于機(jī)器硬件系統(tǒng)，基本上不做修改就可根據(jù)單片機(jī)的不同較快的移植過來。C51 的匯編非常像其他匯編語言，簡單實(shí)用。指令系統(tǒng)比第一代微處理器要強(qiáng)一些。51 的不同存儲區(qū)域使其復(fù)雜一些。但是利用匯編語言指令就可以充分利用片內(nèi)RAM 資源，充分利用單片機(jī)內(nèi)部的一些特殊規(guī)定，充分利用單片機(jī)的一切資源，因?yàn)閱纹瑱C(jī)資源的利用效率高。同時(shí)匯編語言是最接近機(jī)器語言的，因而代碼的執(zhí)行率高。在本系統(tǒng)中，由于單片機(jī)內(nèi)部的運(yùn)算量不大，而匯編語言簡單，執(zhí)行率高，已經(jīng)能夠滿足系統(tǒng)需求。所以選擇匯編語言來編寫相應(yīng)代碼。它層次清晰，便于按模塊化方式組織程序，易于調(diào)試和維護(hù)。C .語言的表現(xiàn)能力和處理能力極強(qiáng)。它不僅具有豐富的運(yùn)算符和數(shù)據(jù)類型，便于實(shí)現(xiàn)各類復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它還可以直接訪問內(nèi)存的物理地址，進(jìn)行位(bit)一級的操作。，能于一體。既可用于系統(tǒng)軟件的開發(fā)，也適合于應(yīng)用軟件的開發(fā)。同時(shí)，C .語言是一種通用的程序設(shè)計(jì)語言，其代碼率高，數(shù)據(jù)類型及運(yùn)算符豐富，單片機(jī)可調(diào)溫度控制器的設(shè)計(jì) 23并具有良好的程序結(jié)構(gòu)，適應(yīng)于各種應(yīng)用的程序設(shè)計(jì)，是目前工程項(xiàng)目中使用較為廣泛的單片機(jī)編程語言。單片機(jī)的 (簡稱 C51)。 產(chǎn)生的目標(biāo)代碼短，運(yùn)行速度高，所需存儲空間小， ANSI 標(biāo)準(zhǔn)，生成的代碼遵循 Intel 目標(biāo)文件格式，而且可與 A51 匯編語言或 PL/M51 語言目標(biāo)代碼混合使用。和匯編語言一樣，、L51( 或 BL51)連接/ 定位后 的目標(biāo)文件。，程序調(diào)試軟件仍然是前面提到的 Keil C51 編譯器。 DS18B20 驅(qū)動(dòng)程序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。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序。故主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對 DS18B20 進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令，最后發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對 DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 480 微秒，然后釋放，DS18B20 收到信號后等待 16～60微秒左右，后發(fā)出 60～240 微秒的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號表示復(fù)位成功。讀溫度程序主要部分如下：INIT_1820： SETB DQ ；是 DS18B20 復(fù)位初始化子程序NOPCLR DQ ；主機(jī)發(fā)出延時(shí) 537 微秒的復(fù)位低脈沖MOV R1，3TSR1: MOV R0，107DJNZ R0；$DJNZ R1；TSR1SETB DQ ；然后拉高數(shù)據(jù)線NOPNOPNOPMOV R0；25HTSR2：NB DQ：TSR3 ；等待 DS18B20 回應(yīng)DJNZ R0：SR2LJMP TSR4 ；延時(shí)TSR3：SETB FLAG1；置標(biāo)志位：表示 DS18B20 存在LJMP TSR5TSR4： CLR FLAG1；清標(biāo)志位：表示 DS18B20 不存在24 單片機(jī)可調(diào)溫度控制器的設(shè)計(jì)LJMP TSR7TSR5： MOV R0：117TSR6： DJNZ R0：TSR6 ；時(shí)序要求延時(shí)一段時(shí)間TSR7： SETB DQRETGET_TEMPER：SETB DQ；讀出轉(zhuǎn)換后的溫度值LCALL INIT_1820 ；先復(fù)位 DS18B20JB FLAG1；TSS2RET ；判斷 DS1820 是否存在?若 DS18B20 不存在則返回TSS2： MOV A：0CCH ；DS18B20 已經(jīng)被檢測到!!!!!!!!!!!!!!!跳過 ROM 匹配LCALL WRITE_1820MOV A：44H ；發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令LCALL WRITE_1820LCALL DISPLAY ；這里通過調(diào)用顯示子程序?qū)崿F(xiàn)延時(shí)一段時(shí)間：等待 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束,12 位的話 750 微秒LCALL INIT_1820 ；準(zhǔn)備讀溫度前先復(fù)位MOV A：0CCH ；跳過 ROM 匹配LCALL WRITE_1820MOV A：0BEH ；發(fā)出讀溫度命令LCALL WRITE_1820LCALL READ_18200 ；讀出的溫度數(shù)據(jù)保存到 35H/36HRET 按鍵驅(qū)動(dòng)程序和按鍵處理程序按鍵掃描同樣由定時(shí)器 1 中斷控制，并進(jìn)行四個(gè)按鍵處理操作。INT0: CLR EX0 ；中斷程序：入口：進(jìn)入中斷后：暫時(shí)關(guān)閉中斷：LCALL BAOCUNMOV TH0：18H ；延時(shí) 1MS 程序MOV TL0；0CCHSETB ET0SETB TR0SETB EX0 ；LCALL HUANYUANCPL RETI單片機(jī)可調(diào)溫度控制器的設(shè)計(jì) 25