水箱恒溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-07-07 14:59本頁(yè)面
【正文】 系統(tǒng)及時(shí)響應(yīng)外部事件的發(fā)生，并及時(shí)給出處理結(jié)果。近年來(lái)，由于硬件的集成度與速度的提高，配合相應(yīng)的軟件，實(shí)時(shí)性比較容易滿足設(shè)計(jì)的要求。 ③準(zhǔn)確性。準(zhǔn)確性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)具有重要意義，尤其是測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)要進(jìn)行一定量的運(yùn)算。算法的正確性和準(zhǔn)確性對(duì)結(jié)果有著直接的影響，因此再算法的選擇、計(jì)算的精度等方面都要附和設(shè)計(jì)的要求 系統(tǒng)主程序流程圖 STC89C52單片機(jī)上電復(fù)位后，即進(jìn)入歡迎界面顯示程序，顯示“dian zu lu wen kong zhi xi tong”,按切換鍵可以進(jìn)行溫控溫控1時(shí)間、溫控溫控2時(shí)間及報(bào)警溫度的設(shè)置，按運(yùn)行鍵啟動(dòng)溫控。主程序的作用是完成溫度的檢測(cè)，并把檢測(cè)結(jié)果通過(guò)LCD1602顯示出來(lái)。主程序首先要做初始化，包括DS18B20測(cè)量開(kāi)始命令的初始化，LCD1602顯示初始化，串口通信初始化等等。主程序的流程圖如圖41所示 圖41 系統(tǒng)主流程圖 液晶顯示模塊液晶顯示模塊主要完成人機(jī)交互界面的顯示及系統(tǒng)相關(guān)的操作指示。具體能顯示預(yù)設(shè)溫度值、預(yù)設(shè)溫控時(shí)間、當(dāng)前的溫度值。液晶工作流程如圖42 液晶顯示流程 圖43 DS18B20模塊程序流程圖 DS18B20測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的讀取程序設(shè)計(jì)對(duì)水箱內(nèi)溫度的檢測(cè)通過(guò)數(shù)字溫度傳感器DS18B20實(shí)現(xiàn)的，在溫度模塊硬件電路的設(shè)計(jì)中已經(jīng)對(duì)的硬件電路做了設(shè)計(jì)，現(xiàn)在設(shè)計(jì)DS18B20的軟件部分。 ①.DS18B20的內(nèi)部數(shù)據(jù)部件 1) 光刻ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的, 它可以看作是DS18B20的地址序列碼。64位光刻的ROM排列是:開(kāi)始8位(24H)是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào), 接著的48位是該DS18B20自身的序列號(hào), 最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC=X8+X5+X4+1)。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同, 這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。 2) 2)DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量, 以12位轉(zhuǎn)化為例用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供, ℃/LSB的形式表達(dá), 其中S為符號(hào)。如圖所示 DS18B20溫度值格式這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù), 存儲(chǔ)在的兩個(gè)8比特的RAM中, 二進(jìn)制中的前面5位是符號(hào)位, 如果測(cè)得的溫度大于0, 這位為0, ,如果溫度小于0, 這位為1, 。例如+125℃的數(shù)字輸出為,07D0H,+ ℃的數(shù)字輸出為,0191H,℃的數(shù)字輸出為,FF6FH 55℃的數(shù)字輸出為FC90H。 ②.單總線協(xié)議 單總線協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸, 操作包括數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)和復(fù)位功能。下面對(duì)各個(gè)方面進(jìn)行具體的介紹。 1) 總線復(fù)位,首先必須對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位，由單片機(jī)給DS18B20單總線至少480Us的低電平信號(hào)當(dāng)DS18B20接到此復(fù)位信號(hào)后延時(shí)1560us，通過(guò)大地總線60240us來(lái)產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。主機(jī)接收到從機(jī)的應(yīng)答脈沖后，說(shuō)明有單總線器件在線，通信雙方達(dá)成基本協(xié)議。復(fù)位時(shí)序如圖所示 2) 控制器發(fā)送ROM指令。一旦總線主機(jī)檢測(cè)到應(yīng)答信號(hào)，便可以發(fā)起ROM操作指令。ROM指令為8位長(zhǎng)度，功能是對(duì)片內(nèi)的64位光刻ROM進(jìn)行操作。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接多少個(gè)DS18B20并做出處理。一般只掛一個(gè)DS18B20時(shí)可以跳過(guò)ROM指令。指令表如圖所示 ROM指令表3) DS18B20共有9個(gè)RAM,每個(gè)字節(jié)為8位。第2個(gè)字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)值信息4個(gè)字節(jié)是用戶E2PROM(常用于溫度報(bào)警值存儲(chǔ))的鏡像，在上電復(fù)位時(shí)旗幟被刷新。第五個(gè)字節(jié)則是用戶第三個(gè)E2PROM的鏡像。第8個(gè)字節(jié)為計(jì)數(shù)器寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計(jì)算的暫存單元。第9個(gè)字節(jié)為前8個(gè)字節(jié)的CRC碼。E2PROM非易失性記憶體，用于存放長(zhǎng)期需要保存的數(shù)據(jù)。RAM及E2PROM結(jié)構(gòu)圖如圖所示。 RAM及E2PROM結(jié)構(gòu)圖控制器發(fā)送存儲(chǔ)器操作指令，在執(zhí)行ROM指令后才能執(zhí)行內(nèi)存指令。在ROM指令發(fā)送給DS18B20之后，緊接著就是發(fā)送存儲(chǔ)器操作指令了。操作指令同樣為8位，共6條如圖 RAM指令表 4) 數(shù)據(jù)處理DS18B20要求嚴(yán)格的時(shí)序來(lái)保證數(shù)據(jù)的完整性。在單線DQ上存在復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫(xiě)“0”、寫(xiě)“1”、讀“0”、讀“1”幾種信號(hào)類型。數(shù)據(jù)位的讀寫(xiě)是由讀寫(xiě)時(shí)序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 寫(xiě)時(shí)序：當(dāng)主機(jī)將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平時(shí)，產(chǎn)生時(shí)序，寫(xiě)時(shí)序分別為寫(xiě)“0”和寫(xiě)“1”時(shí)序圖如下圖所示。在寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)序的前15us總線需要是被控制器拉為低電平，而后則將是芯片對(duì)總線數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間，采樣時(shí)間在1560us，采樣時(shí)間內(nèi)如果控制器將總線拉高則表示寫(xiě)“1”如果控制器將總線拉低則表示寫(xiě)“0”。每一位的發(fā)送都應(yīng)該至少15us的低電平起始位，隨后的數(shù)據(jù)“0”或“1”應(yīng)該在45us內(nèi)完成。整個(gè)位的發(fā)送時(shí)間應(yīng)該保持在60120us否則不能保證通信的正常。 寫(xiě)時(shí)序圖如圖所示 寫(xiě)時(shí)序圖讀時(shí)序該時(shí)序也是必須有主機(jī)產(chǎn)生1us的低電平，表示該時(shí)間的起始。然后在總線被釋放后的15us中DS18B20會(huì)發(fā)送內(nèi)部數(shù)據(jù)位，因此再次15us內(nèi)主機(jī)必須停止把DQ引腳置底，這時(shí)控制如果發(fā)現(xiàn)總線為高電平表示讀數(shù)據(jù)“1”如果總線為低電平，則表示讀數(shù)據(jù)“0”。每一位的讀取之前都由控制器加一個(gè)起始信號(hào)。圖為讀時(shí)序圖 讀時(shí)序圖所有的讀寫(xiě)時(shí)序至少需要60us且每?jī)蓚€(gè)獨(dú)立的時(shí)序至少1us的回復(fù)時(shí)間。在寫(xiě)時(shí)序中，主機(jī)將在拉低總線15us內(nèi)釋放總線，并向DS18B20寫(xiě)“1”。若主機(jī)拉低總先后能保持至少60us的低電平，則向單總線器件寫(xiě)“0”。DS18B20僅在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)序時(shí)才產(chǎn)生向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，所以當(dāng)主機(jī)向DS18B20發(fā)出度數(shù)據(jù)命令后。必須馬上產(chǎn)生時(shí)序，以便DS18B20傳輸數(shù)據(jù)。 DS18B20溫度讀取流程單片機(jī)在實(shí)現(xiàn)DS18B20溫度轉(zhuǎn)換和讀取的程序設(shè)計(jì)中必須嚴(yán)格按照其時(shí)序來(lái)進(jìn)行，此設(shè)計(jì)中，單總線上只掛接了一個(gè)DS18B20，所以不用對(duì)ROM寄存器進(jìn)行操作，直接跳過(guò)ROM，對(duì)RAM寄存器進(jìn)行操作。在單片機(jī)發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，須延時(shí)，以便DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換，在單片機(jī)發(fā)出讀溫度命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)序接收DS18B20的發(fā)回來(lái)的數(shù)據(jù)。溫度模塊主流程圖如圖所示 溫度讀程序流程圖
語(yǔ)文相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1