【導讀】本次設計是基于16F877單片機的散熱器控制系統(tǒng)設計。片機作為主控制器。按照設計任務要求完成了系統(tǒng)的硬件結構設計；并給出了軟。件程序的設計思想和主控程序流程。很好的完成了溫度的設定、檢測與顯示以及溫度控制報警等功能。實現(xiàn)對散熱器電阻絲的控制。

　　

【正文】 +5 +5G N D G N DR B 2 圖 31 溫度采集電路 根據前面章節(jié)中的方案論證，我們知道 DS18B20 有獨特的單線接口方式，與單片機連接非常簡單，只需將 DS18B20 信號線與單片機一位 I/O 線相連，且一位 I/O 線可連接多個 DS18B20，以實現(xiàn)單點或多點溫度測量。 另外 DS18B20有 2 種方式供電：外加電源方式和寄生電源方式。前者需要外加電源，電源的正負極分別與 DS18B20 的 VDD 和 GND 相連接。后者采用寄生電源，將DS18B20 的 VDD 與 GND 接在一起，當總線上出現(xiàn)高電平時，上拉電阻提供電源；當總線低電平時，內部電容供電。由于采 用外加電源方式更能增強DS18B20 的抗干擾性，故 本部分設計中我們采用外部 +5V 電源供電的方式。 畢業(yè)設計說明書 18 獨立式鍵盤電路的控制設計 獨立式鍵盤是指將每個按鍵一對一的方式直接連接到單片機的 I/O 端口上所構成的鍵盤。根據軟硬件的不同實現(xiàn)方法，可以為中斷鍵盤程序查詢鍵盤定時查詢鍵盤中斷查詢鍵盤?；诒敬卧O計的任務要求，我選用了獨立式查詢鍵盤的方式進行設計，它是較為常用的一種鍵盤接口方式，電路簡單，查詢程序簡單，具有很好的穩(wěn)定性。在程序查詢方式下，通過 I/O 端口讀入鍵狀態(tài)，當有鍵按下時，相應的 I/O 端口變?yōu)榈碗娖剑?而未被按下時的鍵對應的 I/O 口線保持為高電平，這樣通過讀 I/O 端口狀態(tài)可判斷是否有鍵按下和哪一個鍵被按下。鍵盤設計電路如下圖 32 所示 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAS2S W P BS3S W P B1+1R34 . 7 kR44 . 7 kV C C +5GNDS4S W P BS E TR54 . 7 k 圖 32 鍵盤控制電路 因 本設計所需要的溫度范圍不是很大，溫度設定在 16~22℃， 而時間范圍也 不會超過 12 個小時。所以 我們在采用獨立式按鍵方式時，其 鍵盤 的 設定 主要 是 為了 定溫工作方式， 我們 定溫方式 中 設定兩個按鍵，溫度自增 1 鍵 和溫度自減 1 鍵 。通過按下自增 1 按鍵。使溫度設定從 16 開始往上增加，通過延時程序來實現(xiàn)按鍵按下的溫度自增功能，而自減按鍵原理 也 是一樣的，只是在人為的 誤 操作使 其 溫度超過理想值 時 ，需要將溫度自減下去。 顯示電路模塊設計 顯示電路主要用來顯示室內實際溫度和設定溫度的狀態(tài)，室內實際溫度顯示需要 2 位顯示，設定溫度顯示需要 2 位顯示，顯示器選用數(shù)碼管 LED 顯示，其中兩個用來反映指 令溫度， 2 個用來反映實際溫度。在本設計中，我們采用PIC 單片機直接驅動 LED 顯示接口的方式。 LED（發(fā)光二極管顯示器）是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。常用的7 段 LED 如圖 33 所示，若包含小數(shù)點時，則附加一只發(fā)光二極管顯示小數(shù)點。 畢業(yè)設計說明書 19 圖 33 7 段 LED 顯示塊（ a）管腳配置（ b）共陰極（ c）共陽極 LED 數(shù)碼管的 a～ g 七個發(fā)光二極管。加正電壓的發(fā)光，加零電壓的不能發(fā)光，不同亮暗的組合就能形成不同的字型，這種組合稱為字型碼。共陽極和共陰極的字型碼是不同的，對于共陰極 LED，當管腳接高電平，其對應的發(fā)光二極管點亮；對于共陽極，剛好相反，當管腳接低電平，其對應的發(fā)光二極管點亮。共陽極管腳 8 接電源，共陰極管腳 8 接地。采用適當?shù)木幋a，可 以控制 LED 顯示所希望的符號。通常把控制 LED 顯示的 8位控制碼稱為段選碼。不同的段選碼控制 LED 顯示不同的符號。段選碼表如 表 31 所示： a b c d e f g dp GND a b c d e f g dp + 5V a b f c g d e 3 C O M e 1 d 2 c 4 dp 5 b 6 a 7 8 f 9 g 10 C O M ( a ) ( b) ( c ) 畢業(yè)設計說明書 20 表 31 LED 字型顯示代碼表 顯示 段 符 號 十六進制代碼 dp g f e d c b a 共陰極 共陽極 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F H P 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH 6FH 77H 7CH 39H 5EH 79H 71H 76H F3H C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 90H 88H 83H C6H A1H 86H 8EH 89H 8CH 基于前面章節(jié)的方案論證，我們最終采用的是動態(tài)掃描方法，它是用其接口電路把所有數(shù)碼管的 8 個筆劃段 a～ g 和 dp 同名端連在一起 ,而每一個數(shù)碼管的公共極 COM 各自獨立地受 I/O 線控制。 CPU 向字段輸出口送出字形碼時，所有數(shù)碼管接收到相同的字形碼。但究竟是哪個數(shù)碼管亮，則取決于 COM 端，COM 端與單片機的 I/O 口相連接，由單片機輸出位碼到 I/O 控制何時哪一位數(shù)碼管亮。動態(tài)掃描用分時的方法輪流控制各個數(shù)碼管的 COM 端，使各個數(shù)碼管輪流點亮。在輪流點亮數(shù)碼管的掃描過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間極為短暫。但由于人的視覺暫留現(xiàn) 象及發(fā)光二極管的余輝，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據。 它的優(yōu)點：當顯示位數(shù)較多時，采用動態(tài)顯示方式比較節(jié)省 I/O 口，硬件電路也較靜態(tài)顯示簡單。 顯示電路如圖 34 所示： 畢業(yè)設計說明書 21 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eA2D a t e : 1 3 J u n 2 0 1 0 S h e e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n g s \ A d m i n i s t r a t o r \ 桌面 \ 畢業(yè)設計硬件圖徐文舉畢業(yè) 0 0 . D D BD r a w n B y :abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdp( 1 )abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdp( 2 )abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdp( 3 )abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdp( 4 )R 1 1 0 . 1 K V C C +5R 1 2R 1 3R 1 4R 1 5R 1 6R 1 7R 1 80 . 1 k0 . 1 k0 . 1 k0 . 1 k0 . 1 k0 . 1 k0 . 1 kR C 0R C 1R C 2R C 3R C 4R C 5R C 6R C 7R D 0 R D 1 R D 2 R D 3 圖 34 顯示電路連接圖 復位電路設計 單片機的復位和計算機的重起是一樣的概念。任何單片機在工作之前都要有個復位的過程，復位對單片機來說，是程序還沒開始執(zhí)行，是在做準備工作。一般的復位只需 5ms 的時間。 復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關或電源插頭分 合過程中引起抖動而影響復位。 復位電路的實現(xiàn)可以有很多方法，但是從功能上一般分為兩種：一種是電源復位，即外部的復位電路在系統(tǒng)通上電源之后直接是單片機工作，單片機的起停通過電源控制 。另一種方法是在復位電路中設計按鍵開關，通過按鍵開關觸發(fā)復位電平，控制單片機的復位。基于前章節(jié)中對單片機復位方案的分析，我們采用方法二，即人工復位的方式進行系統(tǒng)復位。其復位電路圖如圖 35 所示： 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eA2D a t e : 1 3 J u n 2 0 1 0 S h e e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n g s \ A d m i n i s t r a t o r \ 桌面 \ 畢業(yè)設計硬件圖徐文舉畢業(yè) 0 0 . D D BD r a w n B y :R22 2 kC52 0 u fS1S W P BD2D I O D EV C C +5G N DM C L R 圖 35 復位電路 畢業(yè)設計說明書 22 其工作原理：當 VCC 上電時， 電容 C 充電 ，在 1K 電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機復位；幾個毫秒后， 電容 C 充滿， 1K 電阻上電流降為 0，電壓也為 0，使得單片機進入工作狀態(tài)。工作期間，按下 S1 鍵 ， 電容 C 放電。 S 松手， C又充電，在 1K 電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機復位。 幾個毫秒后，單片機 又 進入工作狀態(tài) ，如此反復循環(huán)工作 。 晶振電路的設計 晶振電路 是 為微處理器及其他電路提供工作時鐘 的 ， 它是 系統(tǒng)必須的 組成電路 ，沒有晶振，就沒有時鐘周期，沒有時鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼，單片機就無法工作。單片機工作時，是一條一條地從 ROM 中取指令，然后一步一步地執(zhí)行的。就本次設計 來看，我們選用晶體 電路中的 晶體振蕩器來作為我們的晶振電路。 晶振即石英晶體震蕩器 ， 英文名為 Crystal。 它 是 一種能把電能和機械能相互轉化的晶體 ，它 在共振的狀態(tài)下工作， 可 以提供穩(wěn)定 、 精確的單頻振蕩。在通常 的 工作條件下，普通的晶振頻率