【正文】 如下圖 所示 。狀態(tài) 0 控制菜單的翻頁，狀態(tài) 1 控制具體的數(shù)值設(shè)定 。 該鍵盤程序采用狀態(tài)機(jī)的編程思想，分為狀態(tài) 0 和 1 對鍵盤進(jìn)行管理。當(dāng)要設(shè)定某個參數(shù)時，首先按下菜單鍵，接著按加或減進(jìn)行菜單的 翻頁，找到要設(shè)置的參數(shù)時，按下確認(rèn)鍵，接著按加或減就會對參數(shù)的值進(jìn)行加或減。 圖 鍵盤模塊電路 本系統(tǒng)的按鍵只有 4 個，用普通按鈕接 10 千歐上拉電阻，用查詢法完成讀鍵功能。而矩陣鍵盤兩端都與單片機(jī) I/O理想波形 實際波形 穩(wěn)定閉合 按下抖動 釋放抖動 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 口連接，因此在檢 測時需人為通過單片機(jī) I/O 口送出低電平。 無論獨立鍵盤還是矩陣鍵盤，單片機(jī)檢測其是否被按下的依據(jù)都是一樣的， 也就是檢測該鍵對應(yīng)的 I/O 口是否為低電平。 圖 按鍵電路原理波形圖 從上圖可以看出，理想波形與實際波形之間是有區(qū)別 的，實際波形在按和釋放的瞬間都有抖動現(xiàn)象，抖動時間的長短和按鍵的機(jī)械特性有關(guān)，一般為 5～ 10ms。彈性按鍵被按下時閉合，松手后自動斷開。 獨立式按鍵與 51 的接口：獨立式按鍵是直接把每個按鍵與輸入端口的一位 I/O 線連接組成，計算機(jī)直接讀取鍵的狀態(tài)，然后，進(jìn)行譯碼，執(zhí)行相應(yīng)的服務(wù)程序。這種鍵盤易于使用，但硬件較復(fù)雜。同時產(chǎn)生一選通脈沖信號通知單片微機(jī)系統(tǒng)讀取鍵值。 鍵盤的工作任務(wù)可以用硬件或軟件來完成，相應(yīng)地 分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。當(dāng)檢測出有鍵閉合時，先執(zhí)行一個延時子程序產(chǎn)生數(shù)毫秒的延時（通常為 10~20 ms ），讓接通時的抖動消失后再來判別是否有鍵按下?？梢圆捎密浖蛴布椒ㄏ存I抖動現(xiàn)象（既去抖動）。按鍵釋放時也同樣存在抖動的問題。而實際上，按鍵 從最初去除按鍵抖動，在讀取鍵值時，應(yīng)得到一個穩(wěn)定的讀數(shù)。每個按鍵都有一定的功能定義，將讀取的鍵值解釋為定義鍵的功能過程稱為鍵值譯碼。 第二 ,N 鍵輪回法：當(dāng)前面所識別的鍵被釋放以后，才可以對其它閉合的鍵作別。如果同時有兩個或兩個以上的按鍵按下，就會產(chǎn)生同時按鍵的問題。非編碼鍵盤有獨立式鍵盤和矩陣式（行列式）鍵盤兩種 。人們通過它往計算機(jī)輸入信息，鍵盤是按鍵或開關(guān)的有序組合，按照工作原理的不同，鍵盤可分為編碼鍵盤和解碼鍵盤。 主要特點 1A， 5V， 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 ， ， 提供工作電源 。 D1T1220uFC5220uFC8C6C778051 2 3～ 220V輸出 5V 直流電壓5V470R3Res2D2VCC電源指示 圖 電源連接電路圖 H7805 系列為 3 端穩(wěn)壓器件，能提供 5V 的輸出電壓。穩(wěn)壓電路的功能是使輸出直流電壓基本不受電網(wǎng)電壓波動和負(fù)載電阻變化的影響，從而獲得穩(wěn)定性足夠高的直流電壓。由于經(jīng)整流電路整流后的電壓含有 較大的交流分量，會影響到負(fù)載電路的正常工作。 由于輸入電壓為電網(wǎng)電壓，一般情況下所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而電源變壓器的作用顯現(xiàn)出來起到降壓作用。 電源輸入部分 控制系統(tǒng)主控制部分電源需要用 5V 直流電源供電，其電路如下圖所示，把頻率為 50Hz、有效值為 220V 的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的 5V直流電壓。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 第 4章 系統(tǒng) 總體 設(shè)計 系統(tǒng)電路主要功能包括：多點溫度測試及其相關(guān)處理，實時顯示溫度信息，上位機(jī)通訊傳輸溫度數(shù)據(jù)，與超溫報警。 本章小結(jié) 本章主要針對本設(shè)計所選用的主控制器 STC12C5A60S2 單片機(jī) 及溫度傳感器 的主要性能做了簡單介紹，為后面設(shè)計測試程序作準(zhǔn)備。這一點在進(jìn)行DS1820 硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予一定的重視。因此，在用 DS1820 進(jìn)行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計時要充分考 慮總線分布電容和阻抗匹配問題。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達(dá) 150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通 訊距離進(jìn)一步加長。 DS1820 的總線電纜是有長度限制的。 DS1820 的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛 DS1820 數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個 DS1820，在實際應(yīng)用中并非如哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 此。 DS18B20 的使用中注意事項 DS1820 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題 : ，由于 DS1820 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對 DS1820 進(jìn)行讀寫編程時，必須嚴(yán)格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。站長推薦大家在開發(fā)中使用外部電源供電方式，畢竟比寄生電源方式只多接一根 VCC 引線。注意：在外部供電的方式下， DS18B20 的 GND 引腳不能懸空 ，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是 85℃ 。并且工作電源 VCC 必須保證在 5V，當(dāng)電源電壓下降時，寄生電源能夠汲取的能量也降低，會使溫度誤差變大。 圖 DS18B20 電源連接電路 要想使 DS18B20 進(jìn)行精確的溫度轉(zhuǎn)換 ， I/O 線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由于每個 DS18B20 在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達(dá)到 1mA，當(dāng)幾個溫度傳感器掛在同一根 I/O 線上進(jìn)行多點測溫時，只靠 上拉電阻就無法提供足夠的能量，會造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。 (2) 可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取 ROM。 R1 和 R0 用來設(shè)置分辨率，如下表所示：（ DS18B20 出廠時被設(shè)置為 12 位） 表 39 溫度分辨率設(shè)置表 R1 R0 分辨率 溫度最大轉(zhuǎn)換時間 0 0 9 位 0 1 10 位 1 0 11 位 375ms 1 1 12 位 750ms 寄生電源供電方式 如下面圖 所示，在寄生電源供電方式下， DS18B20 從單線信號線上汲取能量：在信號線 DQ 處于高電平期間把能量儲存在內(nèi)部 電容里，在信號線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來再給寄生電源（電容）充電。 該字節(jié)各位的意義如下： 表 38 配置寄存器結(jié)構(gòu) TM R1 R0 1 1 1 1 1 低五位一直都是 1， TM 是測試 模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測試模式。例如 +125℃ 的數(shù)字輸出為 07D0H， +℃ 的數(shù)字輸出為 0191H， ℃ 的數(shù)字輸出為 FE6FH， 55℃ 的數(shù)字輸出為FC90H。 累加器 預(yù)置 計數(shù)器 1 低 溫度系數(shù)振蕩 器 比較器 計數(shù)器 1=0 計數(shù)器 2 計數(shù)器 2=0 高溫度系數(shù)振蕩 器 溫度寄存器 增加 停止 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以 12 位轉(zhuǎn)化為例：用 16 位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB形式表達(dá)，其中 S 為符號位。 64 位光刻 ROM 的排列是：開始 8 位 （ 28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號，接著的 48 位是該 DS18B20 自身的序列號，最后 8 位是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。下圖中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器 1的預(yù)置值。計數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在－ 55℃ 所對應(yīng)的一個基數(shù)值。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器 1。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下 : 圖 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS18B20 1 2 3 GND I/O UDD PR35 封裝 1 8 2 7 DS18B20 3 6 4 5 I/O GND NC NC VCC NC NC NC SOSI 封裝 存 儲器 和控 制器 高速 緩存 存儲器 8 位 CRC 生成器 64 位 ROM 和 單線 接口 電源檢測 溫度靈敏元件 低溫觸 發(fā)器 TL 高溫觸發(fā)器 TH 配置寄存器 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 DS18B20 的工作原理 DS18B20 的讀寫時序和測溫原理與 DS1820 相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率 不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時的延時時間由 2s 減為750ms。 DS18B20 的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 的外形 及 引腳 排列 圖如下 圖 。 : 3~5V/DC 9~12 位數(shù)字量方式串行傳送 Φ6 DN15~25, DN40~DN250 各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測溫。 － 55℃ ～ +125℃ ，固有測溫分辨率 ℃ 。Vcc 為單片機(jī)實際工作電壓。我們?nèi)?ADJR 位 ?1?。 SPEED1,SPEED0 為 A/D 轉(zhuǎn)換速度控制位，其含義如下 : 表 34 SPEED1 SPEED0 A/D 轉(zhuǎn)換所需時間 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 1 1 70 個時鐘周期轉(zhuǎn)換一次 1 0 140 個時鐘周期轉(zhuǎn)換一次 0 1 280 個時鐘周期轉(zhuǎn)換一次 0 0 420 個時鐘周期轉(zhuǎn)換一次 由于采用 查詢方式進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)，需將 IE 寄存器 的 EADC 位設(shè)置成低電平，否則是采取中斷的方式進(jìn)行讀取。 ADC_START 為啟動 A/D 轉(zhuǎn)換位，為 ?1?時啟動，為 ?0?時關(guān)閉。 P1ASF 特殊功能寄存器如下 : 表 32 P1ASF 特殊功能寄存器 P1ASF P1ASF P1ASF P1ASF P1ASF P1ASF P1ASF P1ASF P1ASF [7:0] 7 6 5 4 3 2 1 0 因此需將 P1ASF0 設(shè)置為 ?1?，其它位設(shè)置為 ?0? 。首先需要設(shè)置 P1 口的工作模式，因為溫度檢測只有一路，因此我們選擇 口作為模擬量的輸入口，設(shè)置其位漏極開漏模式，在這種情況下 P1 口才可作為 A/D 轉(zhuǎn)換口使用，否則只能作為一般的 I/O 口。 P1M0 = _BIN (1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1)。括號中的參數(shù)依次為第 7 位～第 0 位 。 介紹一個宏定義： _BIN 作 用是給寄存器的每個位賦值，比如：ADC_CONTR = _BIN(1,0,0,0, 1,0,0,0)。 表 31 I/O 口工作模式 PxM1[7:0] PxM0[7:0] I/O 口模式 0 0 準(zhǔn)雙向口 (傳統(tǒng) 8051I/O 口模式 )，灌電流可達(dá) 20mA， 拉電流為 230uA 0 1 推挽輸出 (強(qiáng)上拉輸出 , 可達(dá) 20mA, 要加限流電阻） 1 0 僅為輸入 (高阻 ) 1 1 開漏 (Open Dra in), 內(nèi)部上拉電阻斷開，要外加 注意：雖然每個 I/O 口在弱上拉時都能承受 20mA 的灌電流（還是要加限流電阻，如 1K， 560Ω 等），在強(qiáng)推挽輸出時都能輸出 20mA 的拉電流（也要加限 流電阻），但整個芯片的工作電流推薦不要超過 55mA。 2V 以上時為高電平， 以下時為低電平。 每個口由 2 個 個控制寄存器中的相應(yīng)位控制每個引腳工作類型。 STC12C5A60S2 單片機(jī) 的應(yīng)用 STC12C5A60S2 單片機(jī) I/O 口工作模式設(shè)定 STC12C5A60S2 系列單片機(jī)其所有 I/O 口均可由軟件配置成 4 中工作類型之一 。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號 。當(dāng) P2 口用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗時， P