【正文】 。而且系統(tǒng)運行在調節(jié)溫度界面，如果 5 秒鐘沒有進行操作，系統(tǒng)則會直接回到溫度顯示主界面。圖 所示的仿真程序正常的結果。所以程序調試通過。對應設計要求我們可以看到仿真溫度的顯示是正常的。 圖 程 序導入對話框 點擊運行后，我們能看到一個運行的畫面。就好比我們把程序下載到單片機里面是一樣的。 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 29 系統(tǒng)程序仿真調試 軟件的調試我們主要在 Proteus7 的環(huán)境下進行仿真，讓程序能實現(xiàn)設定方案要求。首先檢查電路中是否有虛焊、假焊或 短路。經(jīng)過反復的調試實現(xiàn)了 DS18B20 的正確采溫。此部分 的調試主要是利用軟件來實現(xiàn)，所以其調試可在其它部分調試完畢后進行。 DS18B20 采溫調試 由于 DS18B20 是集成的數(shù)字溫度傳感器，其硬件電路十分簡單。若 EA 腳懸空，則 CPU 不訪問內部的程序存儲器，寫入它的程序就不能正常運行。對于內部有 8K字節(jié)程序存儲器，若 EA引腳接 VCC（＋ 5V），則程序計數(shù)器 PC的 值在 0至 1FFFH 之間時， CPU 取指令時訪問內部的程序存儲器； PC 值大于 1FFFH 時，則訪問外部的程序存儲器。首先得保證電路中線路的連接必須是正確的和每一個線路必須是導通，接著還要看看單片機的晶振電路中的晶振有沒有起振， 還有確認 單片機的 EA 端是否懸空未接。硬件 調試可分成以下幾個部分單獨調試：單片機系統(tǒng)調試， A/D 采集模塊調試，運算放大模塊，顯示電路調試。此階段的任務是排除硬件電路故障，糾正軟件設計錯誤，從而達到軟硬件之間的協(xié)調，使其很好的工作，完成系統(tǒng)功能。下邊是介紹了一下關于仿真以及調試的部分。 lcden=0。 lcden=1。 P0=date。 lcden=0。 lcden=1。 P0=。 LCD1602 的顯示程序模塊，首先將 LCD1602 進行初始化，寫控制命令，然后對LCD1602 進行讀寫命令的操作。也就是說絕大部分 1602 液晶只能工作在 5V電壓下其供電電壓必須為 5V。 HD44780S 的供電電壓為 5V177。如下圖 32 所示 DS18B20 的工作流程圖。 DS18B20 子程序 分 為： DS18B20 初始化程序、讀 DS18B20 子程序、寫 DS18B20 子程序 。其中 ROM操作命令均為 8位長，命令代碼分別為：讀 ROM（ 33H）、匹配 ROM（ 55H）、跳過 ROM（ CCH）、搜索 ROM（ F0H）和告警搜索（ ECH）命令。 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 24 圖 31 中斷服務框圖 溫度采集子程序 DS18B20 的工作遵循嚴格的單總線協(xié)議。讓標志自加， 當計時 2s時進行數(shù)據(jù)采集和刷新顯示。而在控制部分，由于硬件部分的制作臨時發(fā)生了改變，因此在編寫控制部分的程序時思路也發(fā)生了變化。讓程序的結構變的更加的簡單，同時提高程序的實用性。 由于本次設計所需要的程序量較大，因此采用模塊式的程序編寫思路會使整個程序的編寫過程更 加清晰，同時也會讓后期的修改工作更加便捷，程序的閱讀更加容易理解。 系統(tǒng)子程序分析 系統(tǒng)子程序是根據(jù)系統(tǒng) 的總體設計要求結合著硬件電路的原理，嚴格的按照硬件的連接和各個模塊芯片的特性以及如何實現(xiàn)功能的要求，本系統(tǒng)的主要流程包括四個步驟：系統(tǒng)初始化， DS18B LCD 顯示。 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 23 4 系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)軟件采用 C 語言編寫，在 Windows XP 的環(huán)境下 Keil uVision3 進行編寫，對STC89C52 進行編程以實現(xiàn)各項功能。本章就是將設計中的六大模塊的實質性內容的設計方法表達出來，同時利用對比的方法將本設計中的六 大模塊所使用用的元器件選擇出來。 工作時，由程序控制讀取某智能溫度傳感器 DS18B20 采集的溫度數(shù)據(jù)，送單片機處理。圖中給出了 4 路溫度采集電路， 4 只智能溫度傳感器 DS18B20 的信號輸出端都連接到單片機的 端，電阻 R6 作為上拉電阻。因此選用方案二，簡單易實現(xiàn)的繼電器控制電路。該電路適用驅動氣動元件中的電氣轉換閥，從而實現(xiàn)微機對氣動開關的控制。 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 21 圖 217可控硅調功器輸出功率與通斷電 T關系 對于這樣的執(zhí)行機構，單片機只要輸出能控制可控硅通斷時間的脈沖作為信號就可以了，這可用一條功線通過程序輸出控制脈沖。 當測出的溫度與設定的溫度范圍不符時，低于設定溫度 ，將由加熱控制電路（即溫度控制電路）進行調整， 溫度控制電路由以下兩種方案： 方案一：可控硅調功方法 溫度的控制電路可以采用可控硅調整功的方法來實現(xiàn)。如下圖 216 報警電路 。在圖中， 接 7404 輸入端。 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 20 方案一：利用 蜂鳴器 實現(xiàn) 峰鳴音的報警接口電路的設計只需購買市售的壓電式蜂鳴器，然后通過 MCS51 的 1根口線經(jīng)驅動器驅動蜂鳴音發(fā)聲。方案三使用了數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，其硬件簡單，測溫精度高。 圖 215 DS18B20 與單片機連接圖 方案比較： 方案一 AD590 其精度雖高，但采樣電路略顯麻煩：為了控制在輸出 0 ～ 5V 的電壓，要求有多級運放組成采樣轉換電路。 DS18B20 它與單片機的硬件接口非常簡單，如圖 215 所示，只需占用一個單片機雙向 I/O 口，在這里將其跟 進行連接，用 口進行 DS18B20 與單片機進行數(shù)據(jù)的傳輸。系統(tǒng)對 DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進行。 圖 213 DS18B20 測溫原理框圖 DS18B20 內部結構主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器 （如圖 214 所示） 。低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號是由減法計數(shù)器 1 進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器 1 的預置值減到 0 時溫度寄存器的值將加 1，減法計數(shù)器 1 的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器 1 重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行 計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器 2 計數(shù)到 0 時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。 DS18B20 的管腳排列如下 : DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端； GND 為電源地； VDD 為外接供電電源輸入端 ； 圖 212 DS18B20 外形及引腳排列圖 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 18 DS18B20 的測溫原理如圖 213 所示。 圖 211 PT100 溫度采集電路 方案三：用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 進行溫度的采集 本次設計采用的數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 是美國 DALLAS 半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測量元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn) 912 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。應當注意的是：使用運放時，要考慮到該運放的放大倍數(shù)是否能達到系統(tǒng)的要求，要能夠實現(xiàn)對其 放大倍數(shù)進行調節(jié)。由于電橋輸出的電壓信號很小 (毫伏級 )，所以應經(jīng)過一個高精度而且放大倍數(shù)也很匹配的運放將該信號進行放大。 C. 該熱敏元件的特點是體積小，重量輕，薄而柔軟，可完全和曲面相貼合，適用于平面，狹縫的溫度測量。 C 電阻 R。 PT100 是國產(chǎn)的一種軟襯底薄膜熱敏電阻，是表面測溫的一種良好器件。該電路測溫范圍為： 0～ 100℃，輸出電壓為 0～ 5V?？梢?V0 是隨被測物體的溫度而變化的。 5V通過 R1， R2， Rw1 加在 AD590 上，當溫度變化時，通過 AD590的電流發(fā)生變化，則 R1， Rw1 上的壓降變化，從而使運放反相輸入端的電壓隨溫度變化。其電路原理圖如圖 210。電路制造中利用激光修正技術對芯片內部電阻進行調整，在 25℃（ ）時，使器件產(chǎn)生電流為 A 的輸出。溫度傳感器選取的不同就會有不同的采樣轉換電路 ,以下介 紹了三種不同的方案 : 方案一：以集成溫度傳感器 AD590 作為環(huán)境溫度變化的敏感元件 它將溫度的變化轉換為電流的變化，經(jīng)過轉換電路將電流信號變換、放大成 0 ～ 5V的電壓信號后，經(jīng) A/D 轉換器轉換成 8 位數(shù)字信號送入單片機系統(tǒng)。而方案三 I/O 少，元件電路簡潔，同時有能滿足本設計的需要顯示的內容也需要控制的按鍵所以選擇方案三。 電路原理圖如圖， 圖中有三個數(shù)碼管和九個鍵盤，三位數(shù)碼管用來顯示溫度值。 DIG0～ DIG7 和 SA～ SG 也分別 是 64 鍵盤的列線和行線端 口，完成鍵 盤掃描、 譯碼和鍵碼識別。DIG0～ DIG7 為 8 個 LED 管的位 選擇 端 。 HD7279 內部含有譯碼器，可直接接收 BCD 碼或 16 進制碼，并同時具有 2 種譯碼方式 .此外 ,還具有多種控制指令 ,如消隱 ,閃爍 ,左移 ,右移 ,段尋址等 .RC 引腳用于外接振蕩元件，其典型值為R=,C=15pF 。 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 14 圖 29 字符的代碼和字符的圖形對應關系圖 方案四： HD7279 鍵盤顯示電路 此方案采用 HD7279A， 它共有 28個引腳。 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 13 圖 27 獨立鍵盤原理圖 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。 圖 三位靜態(tài)顯示器接口 方案三：獨立鍵盤與 LCD1602 顯示 獨立鍵盤也就是把鍵盤直接的接入到 I/O 口上。在這種方式下， 3 個端口都可以有程序設定為輸入或者輸出。擴展 8255 作顯示電路時，見如圖 所示。 PA 口為方式 2 工作時， PB 口仍可作方式 0 和方式 1I/O 口， PC 口高 5 位作狀態(tài)控制線。方式 2 僅對 PA 口有意義。方式 1 適用于打印機等具有握手信號的輸入 /輸出設備。方式 0 適用于無條件傳輸數(shù)據(jù)的設備，如讀一組開關狀態(tài)、控制一組顯示燈，不需要應答信號， CPU可以隨時讀出開關狀態(tài)，隨時可以把一組數(shù)據(jù)送指示燈顯示。 8255 有 3 種基本工作方式。在給出了 8 個脈沖后，最先進入 74LS164 的第一個數(shù)據(jù)就到達了最高位，然后再來一個脈沖，從單片機 RXD 端1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 3 J u n 2 0 07 S he e t o f F i l e : C : \ P r og r a m F i l e s \ D e s i gn E x p l o r e r 9 9 S E \ E xa m p l e s \ B A C K U P ~ 3 .D D BD r a w n B y:SER INA1SER IN B2Q03Q14Q25Q36CLK IN8CLR9Q410Q511Q612Q713 7 4L S 1 64abfcg deDPY1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp L E DSER INA1SER IN B2Q03Q14Q25Q36CLK IN8CLR9Q410Q511Q612Q713 7 4L S 1 64abfcg deDPY