【正文】 X5045 讀 /寫操作時序 （ 1） 讀時序 ① 把 CS 拉低以選擇芯片 ② 發(fā)送 8位的讀 (READ)指令 ③ 送 8位的字節(jié)地址 ④ 將所選定地址的存儲器中的數(shù)據(jù)移到期 SO 線上 （ 2） 寫時序 在寫時序之前，必須先發(fā)出 WREN 指令使“寫使能”鎖存器置位。 N 開始 拉低數(shù)據(jù)線 500181。 DS18B20 的初始化流程圖如圖 33所示 。 T1 中斷程序的主要任務(wù)就是 LED 顯示程序，且每進一 次中斷只讓一個數(shù)碼管工作，下次進中斷時再讓下一位數(shù)碼管工作，依次輪流循環(huán)下去。這樣我們可以發(fā)送第二個數(shù)據(jù)，同樣我們應(yīng)使其對應(yīng)的位碼為低電平且保證其它位為高電平。本設(shè)計采用軟件延時的方法進行消除抖動。 T0中斷服務(wù)子程序 在 T0中斷程序中，調(diào)用鍵盤掃描子程序，如有按鍵按下，就進入鍵值處理子程序，執(zhí)行完畢后就重裝 T0 計數(shù)初值，然后中斷返回。主流程圖如圖 31所示。 軟件程序的設(shè)計是根據(jù)硬件電路圖的連接和各個元器件的功能進行設(shè)計。 臨沂師范學院 2020屆本科畢業(yè)論文 26 + 5V KR2 KR3 KR4S W P BS1S W P BS2S W P BS3P P P 圖 220 按鍵對單片機的接口電路圖 輸出驅(qū)動接口電路 將繼電器接到單片機 AT89S52 的 、 口，開關(guān)輸出控制加濕或者加溫裝置電路，單片機將采集到的溫濕度數(shù)字量與預(yù)設(shè)的進行基準 上下限進行運算比較處理后，從 、 口輸出驅(qū)動電磁繼電器，對溫濕度裝置進行調(diào)節(jié)，以及電源通斷等控制。它的優(yōu)點是：硬件電路簡單，占用較少的 I/O 口，但其傳輸數(shù)速度較慢 A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713C L K8MR974L S 164ab fcgde8 7 6 5 4 3 2abcdefg1dpdpab fcgdedpab fcgdedpab fcgdedpL19L210L311L412D P Y _7 S E G _D PD S ?vc cR 10R9R8R7R6V C CV C CP P 4.7K4.7K4.7K4.7K4.7K4.7K4.7K4.7KR 11R 12R 13Q1Q2Q3Q4P P P P 圖 219 顯示電路的連接 鍵盤的設(shè)計 前面設(shè)計的控制面板中帶一個鍵盤，這里的鍵盤我并沒有用專業(yè)的鍵盤。 LED 動態(tài)顯示的原理：首先以串行方式向 LED 顯示器數(shù)據(jù)端口臨沂師范學院 2020屆本科畢業(yè)論文 25 發(fā)送第一個 8位數(shù)據(jù)，這時發(fā)送位碼數(shù)據(jù)到 P0 口，此時由于 位低電平而其他口都為高電平，因此 LED1 數(shù)碼管顯示該數(shù)碼。串行輸入時，先將數(shù)據(jù)在 A、 B 端準備好，在 CLK 端產(chǎn)生一上升沿，則一位數(shù)據(jù)移至最低位 Q0；再將下一位數(shù)據(jù)準備好后，在 CLK 端產(chǎn)生下一上升沿，則下一位數(shù)據(jù)移至次低位 Q1，其余位順次從低位 到高位移動。 CLK— 時鐘信號，高電平有效。靜態(tài)驅(qū)動編程簡單，但占用 I/O 口較多。這些發(fā)光二極管共用一個或兩個公共極，為數(shù)字信息的顯示提供了方便。 圖 216 所示為 TLC549 工作的時序圖。第 8 個 I/O CLOCK 后， CS 必須為高，或 I/O CLOCK 保持低電平，這種狀態(tài)需要維持 36 個內(nèi)部系統(tǒng)時鐘周期以等待保持和轉(zhuǎn)換工作的完成。 ② 前四個 I/O CLOCK 周期的下降沿依次移出第 4 和第 5 個位 (D D DD3)，片上采樣保持電路在第 4 個 I/O CLOCK 下降沿開始采樣模擬輸入。 當 CS 為高時，數(shù)據(jù)輸出 (DATA OUT)端處于高阻狀態(tài)，此時 I/O CLOCK 不起作用。采用差分參考電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準轉(zhuǎn)換范圍， VREF接地， VREF+－ VREF≥ 1V，可用于較小信號的采樣。 HA17358 其引腳圖如 臨沂師范學院 2020屆本科畢業(yè)論文 21 圖 214 HA17358引腳圖 HA17358F 其引腳功能如下： 引腳 的 主要功能 1運放 A輸出 ； 2運放 A 反相輸入 ； 3 運放 A同相輸入 ； 4 地 ； 5運放 B同相輸入 ； 6 運放 B反相輸入 ； 7運放 B 輸 出 ； 8電源 Vcc A/D轉(zhuǎn)換電路 本電路設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換部分主要核心部分就是我精選的高性價比的 A/D 轉(zhuǎn)換芯片TLC549 ，以下進行詳細介紹 （ 1） A/D轉(zhuǎn)換芯片介紹 TLC549 是德州儀器公司生產(chǎn)的 8位串行 A/D轉(zhuǎn)換器芯片，可與通用微處理器、控制器通過 I/O CLOCK、 CS 、 DATA 三條口線進行串行接口。 HIH3610 濕度傳感器的輸出電壓與相對濕度值有一定的比例關(guān)系，圖 213所 示給出了幾種溫度下的線形關(guān)系。 O P A M PA R ?R 14R 15R E S 4R?V C CV C CV C CP 2. 5P 2. 4P 2. 3V C CR E S E T WP V S S CSSIS C KSOT L C 54 9 圖 211 濕度檢測模塊與單片機的連接圖 HIH3610相對濕度傳感器 Honeywell 相對濕度傳感器是熱固聚脂電容式具有信號處理功能的傳感器，線形放大輸出、工廠標定，獨特的多曾結(jié)構(gòu)能非常好地抵環(huán)境的侵蝕，諸如濕氣、塵埃、贓物、油、及一些化學品。采集到的濕度信號再配以進行適當?shù)姆糯?，?jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換送至單片機。另一種是 外部供電方式 (VDD 接 +5V)，相應(yīng)的完成溫度測量的時間較短。因而主機在讀時隙期間，必須釋放總線，并且在時隙起始后的 15us 之內(nèi)采樣總線狀態(tài) 。每個讀時隙都有主機發(fā)起，至少拉低總線 1us。寫 0和寫 1時隙如圖 24所示。在寫時隙期間，主機向 DS18B20 器件寫入數(shù)據(jù)，而 在讀時隙期間，主機讀入來自 18B20的數(shù)據(jù)。該協(xié)議定義了幾種信號類型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖時隙；寫“ 0”寫“ 1”時隙；讀“ 0”讀“ 1” 時隙。在每臺分機上都有一個登記注冊端口， DS18B20 在接入系統(tǒng)前，先接到登記注冊端口，確認后， CPU 將 DS18B20的物理位址 (8 個 BYTE)讀出 , 然后存入到 E2PROM 中剛才設(shè)定的邏輯地址上， DS18B20 在E2PROM 中邏輯地址定義見表 211。若 TTH 或 TTL，則將該器件內(nèi)的報警標志置位，并對主機發(fā)出的告警搜索命令作出響應(yīng)。字節(jié) 4 是配置寄存器控制字的格式，當主機發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令（ 44H）時，啟動溫度轉(zhuǎn)換過程，轉(zhuǎn)換時間最長 750 ms。溫度傳感器的測量結(jié)果被用戶定義為 9, 10， 11或 12 位，其各自的準確度為 、 、 0. 0625。使測溫系統(tǒng)的線路結(jié)構(gòu)設(shè)計和硬件開銷大為簡化。本設(shè)計中溫度傳感器之所以選擇單線數(shù)字器件 DS18B20，是在經(jīng)過多方面比較和考慮后決定的，主要有以下幾方面的原因： （ 1）系統(tǒng)的特性：測溫范圍為 55℃～ +125℃ ，測溫精度為士 ℃；溫度轉(zhuǎn)換精度 9～ 12 位可變，能夠直接將溫度轉(zhuǎn)換值以 16 位二進制數(shù)碼的 方式串行輸出； 12 位精度轉(zhuǎn)換的最大時間為 750ms；可以通過數(shù)據(jù)線供電，具有超低功耗工作方式。 （ 1） 該芯片在其上電后自產(chǎn)生復(fù)位信號，這樣就實現(xiàn)單片機的上電自動復(fù)位； （ 2） 當電源 VCC低于規(guī)定值時，（如 VCC=5V，則規(guī)定值為 ～ ），將產(chǎn)生復(fù)位信號。 X5045與 AT89S52 單片機的連接電路圖見圖 214。其中，讀指針和寫指針的工作 方式完全不同，讀指針的全部 8 位用來計數(shù)， 0FFH 溢出后變成 00H；寫指針只用最低兩位計數(shù)， XXXXXX11B 溢出后變成 XXXXXX00B，所以連續(xù)寫的實際結(jié)果是在 4個單元中反復(fù)寫入。 （ 2） RDSR 和 WRSR 是狀態(tài)寄存器的讀 /寫指令。包括： ① WP 寫保護引腳，當引腳被拉低時，內(nèi)部存儲單元狀態(tài)寄存器都禁止寫入； ② 存儲區(qū)域?qū)懕Ｗo模式，通過對狀態(tài)寄存器的 BLBL0 位的設(shè)置，可以選擇對不同的存儲區(qū)域進行寫保護； ③ 在進行任何寫操作前都必須打開寫使能開關(guān)，而且在上電初始化寫操作完成時，寫使能開關(guān)自動關(guān)閉。對看門狗的復(fù)位由 CS 輸入電平的下降沿完成。 VTRIP的出廠值根據(jù)芯片型號不同共有 5個級別的電壓范圍。 臨沂師范學院 2020屆本科畢業(yè)論文 12 X5045 芯片功能包括以下 4 種： （ 1） 上電復(fù)位控制。 8 VCC 正電源。只要 Vcc下降到最小允許 Vcc值，這個引腳就會輸出高電平，一直到 Vcc 上升超過最小允許值之后200ms 。 5 SI 串行輸入： SI是串行數(shù)據(jù)輸入端，指令碼、地址、數(shù)據(jù)都通過這個引腳進行輸入。 3 WP 寫保護：當 WP 引 腳是低電平時，向 X5045中寫的操作被禁止，但是其它的功能正常。在 CS 是高電平時，將 CS 拉低將使器件處于選擇狀態(tài)，器件將工作于功耗狀態(tài)。 X5045 的存儲器與 CPU 可通過串行通信方式接口。 X5045 中的看門狗對系統(tǒng)提供了保護功能。 10PF 陶瓷諧振器 C1,C2=40PF177。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來一起構(gòu)成自激振蕩器。 在 Flash 編程期間， EA 也接收 12伏 VPP電壓。當 89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時， PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， PSEN 將不被激活。這一位置“ 1”，ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 指令時有效。在 Flash 編程時，此引腳（ PROG ）也用作編程輸入脈沖?？撮T狗計時完成后， RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 表 21 P1口引腳的第二功能 引腳號 第二功能 T2（定時器 /計數(shù)器 T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） 在 Flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL） 。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和定時器 /計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ），具體如下表所示。程 序校驗時，需要外部上拉電阻。對 P0端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。在單芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使其為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活的解決方案。系統(tǒng)中主要用到： AT89S52 單片機與晶振時鐘電路；看門狗復(fù)位電路；溫度傳感器 DS18B20； A/D 轉(zhuǎn)換 TLC549；放大器 HAF17358 運放器；濕度檢測傳感器 HIH3610；鍵盤與 LED 顯示等。 系統(tǒng)由以上元器件組成，通過硬件電路和軟件程序的設(shè)計，實現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能。 在設(shè)計初期找了很多溫度傳感器，在智能化的溫度傳感器中，大多是同步串行總線技術(shù)，如 I178。如果是彩色，一般是三個三原色小二極管組成的一個大二極管。 LCD 液晶顯示的像素單元是整合在同一塊液晶版當中分隔出來的小方格。 在本設(shè)計中，溫度信號的采集為模擬信號，而單片機接收的為數(shù)字信號，因此需要進行 A/D 轉(zhuǎn)換，在需要進行多路 A/D 轉(zhuǎn)換時，目前常采用多通道 A/D 轉(zhuǎn)換器，如 ADC080AD574 等。單片機種類很多，在眾多 51 系列單片機中，較為常用的是 ATMEL 公司的 AT89C51 和 AT89S52 單片機， AT89C51 片內(nèi) 4KROM 是 Flash 工藝的，使用專用的編程器自己就可以隨時對單片機進行電擦除和改寫，片內(nèi)有 128 字節(jié) 的 RAM。 對于濕度的測試本人 采用 honeywell公司的線性電壓輸出濕度傳感器 hih3610研制出一種測試精度高，能測試多點溫濕度，且可與上位機通信的溫濕度智能測試儀。而溫濕度也是最不易保障的指標，針對這一情況，研制可靠且實用的溫濕度控制器顯得非常重要。可以接收所測環(huán)境的溫度和濕度信號，檢測人員可以通過儀器的數(shù)碼顯示數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控環(huán)境的溫度和濕度情況。傳統(tǒng)的測試溫度和濕度的方法是通過一定的測試儀器人工逐點進行檢測，這種方法費時費力，效率低且誤差