【正文】 圖 所示的仿真程序正常的結(jié)果。所以程序調(diào)試通過(guò)。對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)要求我們可以看到仿真溫度的顯示是正常的。 圖 程序?qū)雽?duì)話(huà)框 點(diǎn)擊運(yùn)行后，我們能看到一個(gè)運(yùn)行的畫(huà)面。就好比我們把程序下載到單片機(jī)里面是一樣的。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 系統(tǒng)程序仿真調(diào)試 軟件的調(diào)試我們主要在 Proteus7 的環(huán)境下進(jìn)行仿真，讓程序能 實(shí)現(xiàn)設(shè)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(guò)反復(fù)的調(diào)試實(shí)現(xiàn)了 DS18B20 的正確采溫。此部分的調(diào)試主要是利用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以其調(diào)試可在其它部分調(diào)試完畢后進(jìn)行。 DS18B20 采溫調(diào)試 由于 DS18B20 是集成的數(shù)字溫度傳感器，其硬件電路十分簡(jiǎn)單。若 EA 腳懸空，則 CPU 不訪(fǎng)問(wèn)內(nèi) 部的程序存儲(chǔ)器，寫(xiě)入它的程序就不能正常運(yùn)行。對(duì)于內(nèi)部有 8K字節(jié)程序存儲(chǔ)器，若 EA 引腳接 VCC（＋ 5V），則程序計(jì)數(shù)器 PC 的值在 0至 1FFFH 之間時(shí)， CPU 取指令時(shí)訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器； PC 值大于 1FFFH 時(shí)，則訪(fǎng)問(wèn)外部的程序存儲(chǔ)器。首先得保證電路中線(xiàn)路的連接必須是正確的和每一個(gè)線(xiàn)路必須是導(dǎo)通，接著還要看看單片機(jī)的晶振電路中的晶振有沒(méi)有起振， 還有確認(rèn) 單片機(jī)的 EA 端是否懸空未接。硬件 調(diào)試可分成以下幾個(gè)部分單獨(dú)調(diào)試：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)調(diào)試， A/D 采集模塊調(diào)試，運(yùn)算放大模塊，顯示電路調(diào)試。此階 段的任務(wù)是排除硬件電路故障，糾正軟件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，從而達(dá)到軟硬件之間的協(xié)調(diào)，使其很好的工作，完成系統(tǒng)功能。下邊是介紹了一下關(guān)于仿真以及調(diào)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(jìn)行初始化，寫(xiě)控制命令，然后對(duì)LCD1602 進(jìn)行讀寫(xiě)命令的操作。也就是說(shuō)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(xiě) DS18B20 子程 序 。其中 ROM操作命令均為 8位長(zhǎng)，命令代碼分別為：讀 ROM（ 33H）、匹配 ROM（ 55H）、跳過(guò) ROM（ CCH）、搜索 ROM（ F0H）和告警搜索（ ECH）命令。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 圖 31 中斷服務(wù)框圖 溫度采集子程序 DS18B20 的工作遵循嚴(yán)格的單總線(xiàn)協(xié)議。讓標(biāo)志自加，當(dāng)計(jì)時(shí) 2s時(shí)進(jìn)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(shí)發(fā)生了改變，因此在編寫(xiě)控制部分的程序時(shí)思路也發(fā)生了變化。讓程序的結(jié)構(gòu)變的更加的簡(jiǎn)單，同時(shí)提高程序的實(shí)用性。 軟件整體設(shè)計(jì)思路 由于本次設(shè)計(jì)所需要的程序量較大，因此采用模塊式的程序編寫(xiě)思路會(huì)使整個(gè)程序的編寫(xiě)過(guò)程更加清晰，同時(shí)也會(huì)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(shè)計(jì)要求結(jié)合著硬件電路的原理，嚴(yán)格的按照硬件的連接和各個(gè)模塊芯片的特性以及如何實(shí)現(xiàn)功能的要求，本系統(tǒng)的主要流程包括四個(gè)步驟：系統(tǒng)初始化， DS18B LCD 顯示。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件采用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)，在 Windows XP 的環(huán)境下 Keil uVision3 進(jìn)行編寫(xiě)，對(duì)STC89C52 進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)各 項(xiàng)功能。本章就是將設(shè)計(jì)中的六大模塊的實(shí)質(zhì)性?xún)?nèi)容的設(shè)計(jì)方法表達(dá)出來(lái)，同時(shí)利用對(duì)比的方法將本設(shè)計(jì)中的六大模塊所使用用的元器件選擇出來(lái)。 工作時(shí)，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(jī)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(hào)輸出端都連接到單片機(jī)的 端，電阻 R6 作為上拉電阻。因此選用方案二，簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)的繼電器控制電路。該電路適用驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)元件中的電氣轉(zhuǎn)換閥，從而實(shí)現(xiàn)微機(jī)對(duì)氣動(dòng)開(kāi)關(guān)的控制。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 圖 217 可控硅調(diào)功器輸出功率與通斷電 T 關(guān)系 對(duì)于這樣的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，單片機(jī)只要輸出能控制可控硅通斷時(shí)間的脈沖作為信號(hào)就可以了，這可用一條功線(xiàn)通過(guò)程序輸出控制脈沖。 加熱控制電路 當(dāng)測(cè)出的溫度與設(shè)定的溫度范圍不符時(shí)，低于設(shè)定溫度，將由加熱控制電路（即溫度控制電路）進(jìn)行調(diào)整， 溫度控制電路由以下兩種方案： 方案一：可控硅調(diào)功方法 溫度的控制電路可以采用可控硅調(diào)整功的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。如下圖 216 報(bào)警電路 。在圖中， 接 7404 輸入端。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 報(bào)警電路 方案一：利用 蜂鳴器 實(shí)現(xiàn) 峰鳴音的報(bào)警接口電路的設(shè)計(jì)只需購(gòu)買(mǎi)市售的壓電式蜂鳴器，然后通過(guò) MCS51 的 1根口線(xiàn)經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)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(jiǎn)單，測(cè)溫精度高。 圖 215 DS18B20 與單片機(jī)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(jí)運(yùn)放組成采樣轉(zhuǎn)換電路。 DS18B20 它與單片機(jī)的硬件接口非常簡(jiǎn)單，如圖 215 所示，只需占用一個(gè)單片機(jī)雙向 I/O 口，在這里將其跟 進(jìn)行連接，用 口進(jìn)行 DS18B20 與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。系統(tǒng)對(duì) DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。 圖 213 DS18B20 測(cè)溫原理框圖 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(bào)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(hào)是由減法計(jì)數(shù)器 1 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(kāi)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(cè)溫度。 DS18B20 的管腳排列如 下 : DQ 為數(shù)字信號(hào)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(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 DS18B20 的測(cè)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(jìn)行溫度的采集 本次設(shè)計(jì)采用的數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn) 型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)量元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn) 912 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。應(yīng)當(dāng)注意的是：使用運(yùn)放時(shí)，要考慮到該運(yùn)放的放大倍數(shù)是否能達(dá)到系統(tǒng)的要求，要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其放大倍數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于電橋輸出的電壓信號(hào)很小 (毫伏級(jí) )，所以應(yīng)經(jīng)過(guò)一個(gè)高精度而且放大倍數(shù)也很匹配的運(yùn)放將該信號(hào)進(jìn)行放大。 C. 該熱敏元件的特點(diǎn)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(cè)量。 C 電阻 R。 PT100 是國(guó)產(chǎn)的一種軟襯底薄膜熱敏電阻，是表面測(cè)溫的一種良好器件。該電路測(cè)溫范圍為： 0～ 100℃，輸出電壓為 0～ 5V?？梢?jiàn) V0 是隨被測(cè)物體的溫度而變化的。 5V 通過(guò) R1， R2， Rw1 加在 AD590 上，當(dāng)溫度變化時(shí)，通過(guò) AD590的電流發(fā)生變化，則 R1， Rw1 上的壓降變化，從而使運(yùn)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(shù)對(duì)芯片內(nèi)部電阻進(jìn)行調(diào)整，在 25℃（ ）時(shí)，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(huì)有不同的采樣轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換為電流的變化，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換電路將電流信號(hào)變換、放大成 0 ～ 5V的電壓信號(hào)后，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成 8 位數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)系統(tǒng)。而方案三 I/O 少，元件電路簡(jiǎn)潔，同時(shí)有能滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)的需要顯示的內(nèi)容也需要控制的按鍵所以選 擇方案三。 電路原理圖如圖 所示， 圖中有三個(gè)數(shù)碼管和九個(gè)鍵盤(pán)，三位數(shù)碼管用來(lái)顯示溫度值。 DIG0～ DIG7 和 SA～ SG 也分別 是 64 鍵盤(pán)的列線(xiàn)和行線(xiàn)端口，完成鍵 盤(pán)掃描、 譯碼和鍵碼識(shí)別。DIG0～ DIG7 為 8 個(gè) LED 管的位 選擇 端 。 HD7279 內(nèi)部含有譯碼器，可直接接收 BCD 碼或 16 進(jìn)制碼，并同時(shí)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(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 29 字符的代碼和字符的圖形對(duì)應(yīng)關(guān)系圖 方案四： HD7279 鍵盤(pán)顯示電路 此方案采用 HD7279A， 它共有 28 個(gè)引腳。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 27 獨(dú)立鍵盤(pán)原理圖 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)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(dú)立鍵盤(pán)與 LCD1602 顯示 獨(dú)立鍵盤(pán)也就是把鍵盤(pán)直接的接入到 I/O 口上 。在這種方式下， 3 個(gè)端口都可以有程序設(shè)定為輸入或者輸出。擴(kuò)展 8255 作顯示電路時(shí)，見(jiàn)如圖 所示。 PA 口為方式 2 工作時(shí)， 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(xiàn)。方式 2 僅對(duì) PA 口有意義。方式 1 適用于打印機(jī)等具有握手信號(hào)的輸入 /輸出設(shè)備。方式 0 適用于無(wú)條件傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備，如讀一組開(kāi)關(guān)狀態(tài)、控制一組顯示燈，不需要應(yīng)答信號(hào)， CPU 可以隨時(shí)讀出開(kāi) 關(guān)狀態(tài)，隨時(shí)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(gè)脈沖后，最先進(jìn)入 74LS164 的第一個(gè)數(shù)據(jù)就到達(dá)了最高位，然后再來(lái)一個(gè)脈沖，從單片機(jī) 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 deDPY1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp L E