【正文】 在本次綜合設(shè)計(jì)中讓我重新學(xué)習(xí)了單片機(jī)、模擬電子 數(shù)字電子 、 數(shù)字電子技術(shù)的知識(shí)，以及按鍵 、 顯示的原理，掌握了一些常用的器件的管腳功能和連接方法，提高了自己的編程能力，學(xué)習(xí)了 RS－ 232 串行通信原理，并且進(jìn)一步鍛煉和培養(yǎng)了我們的理論應(yīng)用能力，當(dāng)我在設(shè)計(jì)期間當(dāng)遇到困難和不明白之處， 張勝群 老師總是耐心的幫我解決問題，在此對(duì) 張勝群 導(dǎo) 師的細(xì)心指導(dǎo)表示最衷心的感謝 ! 在這里，還要感謝所有因?yàn)槲业漠厴I(yè)設(shè)計(jì)而付出工作和時(shí)間的老師和同學(xué)們 ,特別是我們的室友， 正是因?yàn)樗麄兊膸椭?，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才得已順利完成。 本論文的編寫上有很多的不足，真誠的希望得到各位老師指導(dǎo)。特別是在資料的查找方面 ，更能體現(xiàn)出一個(gè)人知識(shí)面的寬廣。所以在這些過程中我們要學(xué)會(huì)怎樣子去解決錯(cuò)誤和發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。因?yàn)樵谶@些過程中總是回碰到各種各樣的問題。 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 后記 23 后 語 在導(dǎo)師和室友的幫助下，我們在編寫論文的過程，經(jīng)過不斷的討論和修改，最終確定編寫關(guān)于恒溫控制的論文。這才是一個(gè)合格的硬件工程師。 在調(diào)試過程中，我們制作了一個(gè) 仿 真板，利用串口和單片機(jī)相連，將程序?qū)懭?ATM單片機(jī) 芯片進(jìn)行調(diào)試，結(jié)果在工作一段時(shí)間后該模塊出現(xiàn)錯(cuò)誤，無法傳輸數(shù)據(jù)，我 們 一直找不到原因。所以在想調(diào)試的過程中，沒有制作負(fù)壓芯片，所以最后沒有調(diào)試起來。 液晶顯示是一個(gè)麻煩的過程，因?yàn)轵?qū)動(dòng)芯片的不同，所要用到的驅(qū)動(dòng)程序也不同。 在時(shí)鐘控制模塊中，軟件調(diào)試也出不來，檢查了一下硬件，確定輸入時(shí)序出現(xiàn)問題，硬件一直不轉(zhuǎn)換工 作狀態(tài)。 在溫度采集模塊（ DS18B20）的調(diào)試上，原先的程序?qū)懭胝{(diào)試是總是沒有出現(xiàn)信號(hào)，然后我們借了塊開發(fā)板進(jìn)行調(diào)試軟件，結(jié)果有信號(hào)輸入，則初步判斷了硬件上的問題。在器件的選擇上 都與采購上，由于地區(qū)原因有寫東西根本就買不到。 1） 外接； 2） DCDC變換 ......在這里我介紹一塊大家常用的芯片： MAX232 是 TTLRS232 電平轉(zhuǎn)換的典型芯片，按照芯片的推薦電路，取振蕩電容為 uF的時(shí)候，若輸入為 5V,輸出可以達(dá)到 14V 左右，輸入為 0V ,輸出可以達(dá)到 14V,在扇出電流為 20mA 的時(shí)候，處處電壓可以穩(wěn)定在 12V 和 此，在功耗不是很大的情況下，可以將 MAX232 的輸出信號(hào) 經(jīng)穩(wěn)壓塊后作電源使用 。 12V, 數(shù)字和模擬控制轉(zhuǎn)換接口部件的小功率電源 。30V 輸入電平 5） 低電源電流：典型值是 8mA 6） 符合甚至優(yōu)于 ANSI 標(biāo)準(zhǔn) EIA/TIA232E 及 ITU 推薦標(biāo)準(zhǔn) 、 ESD 保護(hù)大于 MILSTD883（方法 3015）標(biāo)準(zhǔn)的 2021V。每一個(gè)發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成 TIA/EIA232F 電平 。由于電腦串口 rs232 電平是 10v～ +10v，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號(hào)電壓是 ttl電平 0～ +5v,MAX232 就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的 ,該器件包含 2 驅(qū)動(dòng)器、 2 接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供 TIA/EIA232F 電平。 我們采用了三線制連接串口，也就是說和電腦的 9 針串口只連接其中的 3 根線：第5腳的 GND、第 2 腳的 RXD、第 3腳的 TXD。 2） 在選有二 極管方面，產(chǎn)生 +5V 電壓的電路選用 IN4001，而產(chǎn)生 +15V 電壓的電路選用IN4004，這主要也是耐壓值方面的考慮，也可以采用集成的橋式整流片。直流電就很不穩(wěn)定，在增加了穩(wěn)壓電路后，得到是基本上不受外界影響的、穩(wěn)定的直流電源。 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 20 D 經(jīng)過整流濾波電路后舊得到了較平滑的直流電，可以充當(dāng)電路的電源。 C 在濾波部分中，可以將脈動(dòng)大的直流電處理成平滑的、脈 動(dòng)小的 直流電 ，需要利用濾波電路將其中的交流部分濾掉，只留下直流成分。但此時(shí)的直流電幅值變化大，不可以直接作為電源給電路供電，而且可能會(huì)影響電路的工作狀態(tài)。這個(gè)轉(zhuǎn)換部分 一般要分成幾個(gè)部分來實(shí)現(xiàn)。 SCL 和 SDL 分別接 和 。 AT24C02 進(jìn)行的是 I2C 的雙向傳送，所以它要具備 I2C的一些功能，我們這里選用 2個(gè)模擬口來給于 SDA和 SCL 腳，實(shí)現(xiàn)它和單片機(jī)的通信。第 7 腳為 WP 寫保護(hù)端，接地時(shí)允許芯 片執(zhí)行一般的讀寫操作。 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 18 圖 (液晶硬件接口圖 ) AT24C02 AT24C02 的 3腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址（實(shí)驗(yàn)板中直接接地只有一塊器件）；第 8腳和第 4腳分別為正、負(fù)電源。當(dāng)然前提是要作好液晶的驅(qū)動(dòng)。 其液晶硬件接口電路如下： 在實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)壓方面要考慮到位 ，若負(fù)壓沒有，液晶是無法正常工作的。但在使用時(shí)，我們要設(shè)計(jì)電源模塊為期提供工作電壓，它的驅(qū)動(dòng)電壓分正壓和負(fù)壓。蜂鳴器的聲音大小及音調(diào)可以 通過調(diào)整 腳的置高時(shí)間及輸出的波形進(jìn)行控制 。在這里與非門是作為非門來用的，這里采用一個(gè)非門的作用是為了防止系統(tǒng)上電時(shí)峰鳴器發(fā)出聲音，以為系統(tǒng)復(fù)位以后， I/O口輸出的是高電平。 報(bào)警模塊 蜂鳴器的正極性的一端聯(lián)接到 5V 電源上面，另一端聯(lián)接到三極管的集電極，三極管的基級(jí)由 單片機(jī) 的 腳通過一個(gè)與非門來控制，當(dāng) ，與非門輸出高電平，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。 DS1302 可以用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄。若進(jìn)行單字節(jié)傳送， 8 位命令字節(jié)傳送結(jié)束之后，在下 2個(gè) SCLK 周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下 8個(gè) SCLK 周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 16 圖 時(shí)鐘模塊電路接口 DS1302 與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位 MSB(D7)必須為邏輯 1，如果 D7=0，則禁止寫 DS1302，即寫保護(hù)； D6=0，指定時(shí)鐘數(shù)據(jù)， D6=1，指定 RAM 數(shù)據(jù)； D5～ D1 指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位 LSB(D0)為邏輯 0，指定寫操作 (輸入 )， D0=1，指定讀操作 (輸出 )。其中， bit7必須為１； bit0 為０時(shí)芯片寫入數(shù)據(jù)，為１時(shí)讀出數(shù)據(jù)： bit6～ bit1 選定芯片中的地址。 VCC=+5V。 （ 圖 （ 測溫原理 ） 時(shí)鐘模塊用來記錄數(shù)據(jù)及其出現(xiàn)的時(shí)間，其配合存儲(chǔ)芯片一起工作，保存數(shù)據(jù)以便查詢。減法計(jì)數(shù)器 1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0時(shí)溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器 1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2計(jì)數(shù)到 0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。 圖 DS18B20 接口圖 DS18B20 的測溫原理 所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小 ，用(a) 寄生電源工作方式 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 15 于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器 2的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)， DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量。主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過 3個(gè)步驟：初始化、 ROM 操作指令、存儲(chǔ)器操作指令。采用寄生電源供電方式是 VDD 和 GND 端均 接地。 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 14 (b) 外接電源工作方式 圖 DS18B20與微處