【正文】 sbit KEY1=P1^0。最后還要感謝幫助我的同學(xué)，在我遇到困難時(shí)給予我耐心的幫助。同時(shí)。數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的必然產(chǎn)物?？傊?，不論在哪個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)采集與處理將直接影響工作效率和所取得的經(jīng)濟(jì)效益。 隨著工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展，多路數(shù) 據(jù)采集勢(shì)必將得到越來(lái)越多的應(yīng)用，為適應(yīng)這一趨勢(shì)，作這方面的研究就顯得十分重要。數(shù)據(jù)采集是工、農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)，在醫(yī)藥、化工、食品、等領(lǐng)域的生產(chǎn)過(guò)程中，往往需要隨時(shí)檢測(cè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的溫度、濕度、流量及壓力等參數(shù)。但是由于時(shí)間的關(guān)系，設(shè)計(jì)的軟、硬件的許多功能還有待完善和改進(jìn)。多路溫度測(cè)量在工業(yè)生產(chǎn)和交通設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控中起著相當(dāng)重要的作用，由于誤操作或是器件的性能問(wèn)題導(dǎo)致的設(shè)備引起的意外事故，通過(guò)對(duì)多個(gè)器件的溫度檢測(cè)和實(shí)時(shí)溫度的數(shù)據(jù)采集，獲得溫度值，可以有效的避免事故的發(fā)生，同時(shí)也為技術(shù)分析提供重要的實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)記錄資料。 總結(jié)與體會(huì) 本設(shè)計(jì)以單總線技術(shù)為主線，詳盡的討論了單總線技術(shù)的軟、硬件基礎(chǔ)及單總線協(xié)議、單總線芯片的相關(guān)指令系統(tǒng)，并將其運(yùn)用到多路溫度測(cè)控系統(tǒng)。將單片機(jī)從 DS18B20中讀取的溫度與報(bào)警溫度進(jìn)行比較。鍵盤掃描流程圖如下圖 53 所示。不同類型的單總線芯片有不同的功能命令，也有的芯片無(wú)功能命令 (如可尋址開關(guān)芯片 DS2405)，在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)設(shè)計(jì)的需要加以選擇。這些命令允許主機(jī)寫入或讀出 DS18B20 暫存器、啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換以及判斷從機(jī)的供電方式。③在復(fù)位脈沖發(fā)送以前，必須寫入全部的三個(gè)字節(jié)。 表 51 DS18B20 的 ROM 命令表 指令 說(shuō)明 讀 ROM 命令 (33H) 讀總線上 DS18B20 命令 匹配 ROM 命令 (55H) 對(duì)總線上 DS18B20 尋址 跳過(guò) ROM 命令 (CCH) 該命令執(zhí)行后，將省去每次與 ROM 有關(guān)的操作 搜索 ROM 命令 (F0H) 控制機(jī)識(shí)別總線上多個(gè)器件的 ROM 編碼 報(bào)警搜索命令 (ECH) 控制機(jī)搜索有報(bào)警的器件 (3) 功能命令 表 52 DS18B20 功能命令表 注 釋 :①在溫度轉(zhuǎn)換和復(fù)制暫存器數(shù)據(jù)至 EEPROM 期間，主機(jī)必須在單總線上允許強(qiáng)上拉，并且在此期間，總線上不能進(jìn)行其它數(shù)據(jù)傳輸。主機(jī)在發(fā)出功能命令之前，必須送出合適的ROM 命令。這些命令還允許主機(jī)能檢測(cè)到總線上有多少個(gè)從機(jī)設(shè)備以及其設(shè)備類型，或者有沒(méi)有設(shè)備處于報(bào)警狀態(tài)。 在主機(jī)檢測(cè)到應(yīng)答脈沖后，就可以發(fā)送 ROM 命令。 (2) ROM 命令 基于單總線上的所有傳輸過(guò)程都是以初始化開始的，初始化過(guò)程由主機(jī)發(fā)出復(fù)位脈沖 和從機(jī)響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組成。 (1) 初始化 基于單總線上的所有傳輸過(guò)程都是以初始化開始的，初始化過(guò)程由主機(jī)發(fā)出復(fù)位脈沖和從機(jī)響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組成。 由 DS18B20完成溫度檢測(cè)模塊 運(yùn)用單總線協(xié)議 (一線協(xié)議 )構(gòu)建的單總線指令系統(tǒng)是單總線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的軟件基礎(chǔ)，典型的單總線指令序列如下 : 第一步 ：初始化 第二步 ： ROM 命令 (跟隨需要交換的數(shù)據(jù) ) 第三步 ：功能 命令 (跟隨需要交換的數(shù)據(jù) ) 每次訪問(wèn)單總線器件，必須嚴(yán)格遵守這個(gè)命令序列，如果出現(xiàn)序列混亂，則單總線器件不會(huì)響應(yīng)主機(jī)。 主程序流程圖 圖 51 主程序流程圖 開始 各數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、各標(biāo)志位初始化 調(diào)用鍵盤管理子程序 確定鍵閉合時(shí)返回 調(diào)溫度檢測(cè)子程序 當(dāng)前溫度檢測(cè)緩沖區(qū) 調(diào)顯示子程序 調(diào)報(bào)警子程序 調(diào)顯示子程序 功能模塊 根據(jù)上 面對(duì)工作流程的分析，系統(tǒng)軟件可以分為以下幾個(gè)功能模塊： （ 1）溫度檢測(cè)及溫度值變換：由單總線溫度傳感器 DS18B20 完成 （ 2）鍵盤管理：監(jiān)測(cè)鍵盤輸入，接收初始時(shí)間設(shè)置，接收?qǐng)?bào)警溫度設(shè)置，啟動(dòng)系統(tǒng)工作。顯示器顯示輸入的溫度； 報(bào)警溫度設(shè)定好后就可以按確定鍵啟動(dòng)系統(tǒng)工作了。本設(shè)計(jì)采用的是基于單總線協(xié)議的溫度測(cè)控系統(tǒng)。當(dāng)濃度正常時(shí)，管腳 P14 為高電平 和 P15 為低電平，此時(shí) D1 燈滅 ，蜂鳴器不工作；當(dāng)濃度達(dá)到報(bào)警溫度 上限 或者下限 時(shí)，管腳 P16 呈現(xiàn)低 電平，從而使 D1 燈亮，同時(shí)管腳 P14 為高電平，使三極管的集電極與發(fā)射極導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲音。用聲音或 是燈光報(bào)警時(shí)，連續(xù)的聲響或常亮的燈光往往不易被人們的警覺(jué)，只有斷續(xù)的聲音或山所的燈光才能取得最佳的報(bào)警效果。數(shù)碼管連接如下圖 310 所示。當(dāng)置于低電平時(shí)才有效，每個(gè)數(shù)碼管都會(huì)顯示一個(gè)相同的數(shù)字，所以然后需把其他三個(gè)數(shù)碼管置高電平。對(duì)于單片機(jī)端口通過(guò)晶體管驅(qū)動(dòng)負(fù)載的情況，無(wú)論負(fù)載是數(shù)碼管還是繼電器，晶體管都只能工作在截止?fàn)顟B(tài)或飽和狀態(tài)，是不能工作在放大狀態(tài)的。當(dāng) c 行高電平， 3 列低電平，其他行列都為高阻態(tài)時(shí)，第三個(gè)數(shù)碼管的 c 筆劃亮，通過(guò)掃描方式在 1/20 秒內(nèi)四個(gè)數(shù)碼管的筆劃該亮的都亮一次，由于視覺(jué)暫留，就會(huì)看到結(jié)果。 每個(gè)數(shù)碼管都有 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g七個(gè)筆劃和一個(gè)小數(shù)點(diǎn) DP，這八個(gè)聯(lián)對(duì)應(yīng)二極管陽(yáng)極，陰極都聯(lián)在一起（稱共陰極）。其中掃描分靜態(tài)掃描和動(dòng)態(tài)掃描！ 靜態(tài)掃描比動(dòng)態(tài)掃描簡(jiǎn)單些。當(dāng)按 鍵按下 時(shí)， 相應(yīng)的 I/O 為 低電平，單片機(jī)會(huì)自行判斷程序的設(shè)置值 ，并且在 LED 上顯示出來(lái)；設(shè)置按鍵與單片機(jī)的 pin 腳接口圖如圖 39 按鍵輸入電路 GNDS2SWPBS3SWPBS4SWPBS5SWPBP10P11P12P13 圖 39 按鍵輸入電路 . 數(shù)目管顯示電路 數(shù)碼管在工業(yè)控制中有著很廣泛的應(yīng)用 ,例如用來(lái)顯示溫度、數(shù)量、重量、日期、時(shí)間，還可以用來(lái)顯示比賽的比分等，具有顯示醒目、直觀的優(yōu)點(diǎn) .無(wú)論是共陰極還是共陽(yáng)極的數(shù)碼管，都分段碼和位碼，要想讓它亮必須驅(qū)動(dòng)它！ 以共陽(yáng)極 4 位數(shù)碼管為例，即首先要選中你想要電亮的數(shù)碼管的位，要想讓 4 個(gè)數(shù)碼管全亮須 4 個(gè)位全選中，所謂選中的含義就是給高電平（共陽(yáng)極）。 用 lm78系列三端穩(wěn)壓 IC 來(lái)組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來(lái)可靠、方便，而且價(jià)格便宜。 . 電源 電路 電源能否提供穩(wěn)定的電壓是一個(gè)系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行的前提，沒(méi)有一個(gè)穩(wěn)定的 硬件系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，所有的軟件控制都無(wú)從談起，所以系統(tǒng)電源必須是穩(wěn)定可靠的。 低位字節(jié) 高位字節(jié) E2ROM TH/用戶字節(jié) 1 TL/用戶字節(jié) 2 程序設(shè)置字節(jié) CRC 圖 37 DS18B20 高速暫存寄存器的存儲(chǔ)分配 NC 1 NC 2 DALLAS DS18B20 1 GND 2 DQ 3 VDD VDD 3 NC 1 8 NC 7 NC 6 NC 5 GND GND：地 VDD：電源 DQ：數(shù)據(jù)輸入 /輸出 NC：空腳 圖 38 DS18B20 的封裝 DS18B20 的供電方式有兩種： 一種是寄生電源；另一種為外電源供電，因?yàn)槎鄠€(gè)器件掛在總線上，為了識(shí)別不同的器件，在程序設(shè)計(jì)中一般有四個(gè)步驟：初始化命令；傳送 ROM 命令；傳送 RAM命令；數(shù)據(jù)交換命令。 23 22 21 20 21 22 23 24 Msb 單位 =℃ Lsb S S S S S 26 25 24 符號(hào)位 圖 DS18B20 的分辨率 （ 8） 內(nèi)部存儲(chǔ)器分配： DS18B20H 高速暫存寄存器是 DS18B20 高速暫存寄存器的存儲(chǔ)分配 溫度值低位字節(jié) 溫度值高位字節(jié) TH/用戶字節(jié) 1（報(bào)警上限） TL/用戶字節(jié) 2（報(bào)警下限） 程序設(shè)置字節(jié) 保留 保留 保留 DS18B20 采用 TO—92 封裝或 8 腳 SOIC封裝。對(duì)于家族代碼， DS18B20 是 28H。 （ 5） 程序設(shè)置寄存器：該寄存器主要用來(lái)設(shè)置分辨率位數(shù)的。 （ 3） 溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間： DS18B20 的轉(zhuǎn)換時(shí)間與設(shè)定的分辨率有關(guān)，當(dāng)設(shè)定為 9 位時(shí)，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為 ； 10 位時(shí)，為 ； 11 位時(shí)，為 375ms； 12位時(shí)，為750ms。 與 DALLAS 公司早期生產(chǎn)的 DS1820 相比， DS18B20 具有如下特點(diǎn)： （ 1） 精度： DS18B20 在 10℃～ +85℃范圍內(nèi)精度為 +℃。因?yàn)?DS18B20 是使用單總線協(xié)議的，所以具有單總線的優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)DS18B20 的使用，使讀者對(duì)單總線協(xié)議有了更深的認(rèn) 識(shí)。在 DS18B20 出廠時(shí)該位被設(shè)置為 0，用戶不要去改動(dòng)。 （ 3） DS18B20 溫度傳感器的存儲(chǔ)器 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存 RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的 EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、 TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。 這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在 18B20 的兩個(gè) 8比特的 RAM 中，二進(jìn)制中的前面 5位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于 0，這 5位為 0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5位為 1，測(cè)到的數(shù)值需要取反加 1再乘于 即可得到實(shí)際溫度。光刻 ROM 的作用是使每一個(gè) DS18B20 都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè) DS18B20 的目的。 圖 35 DS18B20測(cè)溫 原理框圖 DS18B20 有 4 個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件 ： （ 1）光刻 ROM 中的 64 位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20的地址序列碼。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)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，計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，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。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入。 DS18B20 與單片機(jī)接口電路如圖 34八路溫度采集電路 所示 . GND1DQ2VCC3U3DS18B20GND1DQ2VCC3U4DS18B20GND1DQ2VCC3U5DS18B20GND1DQ2VCC3U6DS18B20GNDP17 P17 P1710kR1810kR1910kR2010kR21P17VCC5GND1DQ2VCC3U7DS18B20GND1DQ2VCC3U8DS18B20GND1DQ2VCC3U9DS18B20GND1DQ2VCC3U10DS18B20GNDP17 P17 P1710kR2410kR2510kR2610kR27P17VCC5 圖 34八路溫度采集電路 DS18B20 的讀寫程序和單總線協(xié)議的實(shí)現(xiàn) DS18B20 的讀寫程序和測(cè)溫程序相同，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(shí)的延時(shí)時(shí)間由 2s 減為 750ms。 一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般 IC 的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不 能忽略。 這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。 VCC510uFC3S110KR3GNDRST 圖 32： RC 復(fù)位電路 . 晶振電路 晶振是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱，在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定 的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開關(guān)或電源插頭分 合過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 P3 口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口， P3 口管腳 備選功如下： RXD（串行輸入口） TXD