【正文】 的《 DS18B20單總線數(shù)字溫度計(jì)》 [6] 趙亮 .液晶顯示模塊 LCD1602 的應(yīng)用 [J].學(xué)習(xí)單片機(jī) ,2022,3: 58 59 [7]張曉青。 她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)的榜樣， 循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。編程時(shí)，對(duì)單片機(jī)知識(shí)的生疏，照成了很多 沒有必要的時(shí)間浪費(fèi)，歸根結(jié)底，還是基礎(chǔ)掌握不夠好。也發(fā)現(xiàn)了許多不足。雖然整個(gè)程序編寫并不是很好，但從中我也學(xué)到了很多東西。在后面開始軟硬件調(diào)試的時(shí)候，經(jīng)常出現(xiàn)一些錯(cuò)誤以及一些不懂的地方，也請(qǐng)教了在這一方面較強(qiáng)的同學(xué)。在剛開始確定題目時(shí)，有一種難以下手的感覺，之前雖然有去看一些書籍及相關(guān)資料，但是所學(xué)并不是都能掌握，只是懂一些基礎(chǔ)的知識(shí)，一些最基本的知識(shí)點(diǎn)，深一點(diǎn)的并沒有去太多的涉及，特別是 16 C語言編程能力， 有所欠缺。故 PWM波得頻率不能過高，本設(shè)計(jì)的 PWM 波頻率為 。 由于 DS18B20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送方式，因此，在對(duì)DS18B20進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須 嚴(yán)格地保證讀寫時(shí)序，否則，將無法正確讀取測(cè)溫結(jié)果。 2： P3 口作為 AT89C52 的一些特殊功能口 ，最好是不要使用 P3 口連接電路，會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。 檢查電路后，發(fā)現(xiàn)排阻焊反了，排阻上有個(gè)圓點(diǎn)的那一腳應(yīng)接 40 腳，將它反過來焊上后可以正常使用了。 在這個(gè)過程中遇到了許多的問題。 5. 軟件的調(diào)試 及問題分析 首先，先把各部分功能單獨(dú)完成，包括風(fēng)扇三檔風(fēng)速的實(shí)現(xiàn)、 LCD的顯示功能、倒計(jì)時(shí)功能、溫度采集功能、溫度控制功能。 （ 7）在調(diào)試整機(jī)電路時(shí)，在排除故障中，檢測(cè)不出故障，可就對(duì)各個(gè)芯片進(jìn)行獨(dú)立檢測(cè)。置 PWM 輸出為 1，風(fēng)扇是否 能正常轉(zhuǎn)動(dòng) （ 5）在調(diào)試硬件電路時(shí)，注意各部分電路之間的時(shí)序配合關(guān)系。 （ 3）調(diào)試硬件電路，燒寫程序看各項(xiàng)功能是否正常實(shí)現(xiàn)，分析未實(shí)現(xiàn)原因。用萬用表測(cè)試所有芯片的電源和地是否確實(shí)接電源和接地了，測(cè)試各個(gè)芯片是否處于正常的工作電壓，并測(cè)試電路是否有短路、斷路、虛焊，有無接錯(cuò)線，同時(shí)要特別注意過孔是否連接正確。板子做好后對(duì)照原理圖和 PCB檢查，再用萬用表檢查是否有虛焊或斷路，保證所制作出來的線路與原設(shè)計(jì)線路的一致性。 . 當(dāng)睡眠風(fēng)鍵按下時(shí)， M=2，即產(chǎn)生了 2*（ 6553657536） * 的高電平， 10*（ 6553657536）* 的低電平，因此占空比為 1:6。 當(dāng)強(qiáng)風(fēng)鍵按下時(shí)， M=9，即產(chǎn)生了 9*（ 6553657536） * 的高電平， 3*（ 6553657536） *的低電平，因此占空比為 3:4。 } 單片機(jī)晶振為 ，周期是 ，根據(jù)程序可知，定時(shí)器每（ 6553657536） * 產(chǎn)生一次中斷， PWM 波的 頻率為 1/【 12*（ 6553657536） *】 *106hz ,即 。 if(N==M) PWM=0。 if(N11)N=0。 程序如下： void t0_int() interrupt 3 { TH1=0xe0。 +12V電源為 L298N供 電 ， 四路 +5V 電源分別 為 單片機(jī)， 數(shù)字 溫度 、 光電耦合器 供電。五個(gè)按鍵的功能分別為 按鍵 1：強(qiáng)風(fēng) 按鍵 2：自然風(fēng) 按鍵 3：睡眠風(fēng) 按鍵 4： 定時(shí)時(shí)間選擇 按鍵 5：定時(shí)開始 直流穩(wěn)壓電源 在本設(shè)計(jì)中， 需一路 +12V和四路 +5V電源為系統(tǒng)供電。獨(dú)立式鍵盤配置比較靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，擔(dān)當(dāng)案件較多時(shí)，輸入口線浪費(fèi)較大。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAS c a l e S he e tS i z e F C S M N o. D W G N o . R e v0 o f 0CBLK16BLA15DB714DB613DB512DB411DB310DB29DB18DB07E6R/W5RS4VEE3VDD2Vcc1J8L C D 16 0 212345678 J9l c d da t aV C Cl c d 控制線 l c d 數(shù)據(jù)線LC D16 0 2L CD 顯示部分P1.0P1.1P1.2R61 00+5 圖 215 LCD顯示電路 鍵盤模塊 本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立式按鍵。 圖 213 MAX 芯片引腳圖 串口下載電路如下圖 214。 STC系列單片機(jī)的下載編程電路非常簡(jiǎn)單，只要通過單片機(jī)的串口的發(fā)送和接收引腳，再經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換與電腦連接，通過專用軟件下載程序，就可以實(shí)現(xiàn)程序的可在線編程，程序下載速度快。 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。注意加密方式 1時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程 序存儲(chǔ)器。但在訪問外部數(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)。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。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口作為 AT89C52的一些特殊功能口，管腳備選功能 如下： RXD（串行輸入口） ， TXD（串行輸出口） ， /INT0（外部中斷 0） ， /INT1（外部中斷 1） ， T0（記時(shí)器 0外部輸入） ， T1（記時(shí)器 1外部輸入） ， /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） ， /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 。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(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 在 FIASH編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。 GND：接地。 STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng) 如圖 212所示 【 1】【 2】 。 而 作 為從機(jī)的 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20 則在檢測(cè)到總線被拉低 15us 后 ，在緊接著的 15us～ 45us 開始對(duì)總線采樣，在采樣時(shí)間內(nèi)總線若為高電平則表示寫 1，在采樣時(shí)間內(nèi)總線若為低電平則表示寫 0。若主機(jī)想寫0，在主機(jī)先把總線拉低 1us 后 ， 則繼續(xù)拉低電平最少 60us 直至寫周期結(jié)束，然后釋放總線為高電平。 圖 210 DS18B20的讀操作時(shí)序 （ 3） 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20的寫操作 寫周期最 短 為 60us，最長(zhǎng)不超過 120us。若從機(jī)要往總線送出 1，在主機(jī)把總線拉低 1us 后，就釋放總線為高電平，一直到讀周期結(jié)束。對(duì)于讀操作分為讀 0 和讀 1 操作 兩個(gè)過程。若沒有檢測(cè)到就一直在檢測(cè)等待 。 作 為從機(jī)的 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20在一上電后，就一直在檢測(cè)總線上是否有 480～ 960us的低電平（復(fù)位脈沖）出現(xiàn)。如果有低電平出現(xiàn)，說明總線上有 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20 已做出應(yīng)答。初始化過程就是單片機(jī)發(fā)出一個(gè)復(fù)位脈沖，跟著 如果 檢測(cè)到 數(shù)字溫度 計(jì) DS18B20 的存在脈沖，表明 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20 已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送 或 接收數(shù)據(jù)。所有這些信號(hào)，除存在脈沖是由 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20（從機(jī)）發(fā)出的外，其余都是由單片機(jī)（主機(jī)）發(fā)出的。 如二進(jìn)制數(shù) 1111 1100 1001 0000，除前 5 位符號(hào)位外，先取反加 1 得 011 0111 0000，轉(zhuǎn)成十進(jìn)制數(shù)得 880，再乘以 得 55，因?yàn)?16 位二進(jìn)制數(shù)的前 5 位是 1，所以實(shí)際溫度為 55 度。溫度為負(fù)時(shí)，將測(cè)得的溫度值所表示的二進(jìn)制數(shù)，取反加 1 先變成原碼，然后轉(zhuǎn)成十進(jìn)制數(shù)，再乘以 ，就可以得到實(shí)際的溫度值。這 16 位二進(jìn)制數(shù)的最前面 5 位表示溫度的正負(fù)，若 S=0 表示測(cè)得的溫度大于或等于 0，若 S=1 表示測(cè)得的溫度小于 0。 表 22 高速緩存 RAM 溫度傳感器測(cè)得的溫度值，以 16 位二進(jìn)制數(shù)表示，低 8 位存放于高速緩存 RAM 的第 1 個(gè)字節(jié)，高 8 位存放于 高速緩存 RAM 的 第 2 個(gè)字節(jié)。第 9 個(gè)字節(jié)是 前面 8 個(gè)字節(jié)的 CRC 檢驗(yàn)碼，用來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，保證通信數(shù)據(jù)的正確性 。 其內(nèi)部的高速緩存 RAM 是 9 個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)器 ， 如表 21 所示。 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20引腳排列如圖 28所示。F ~+257176。C ~+125176。 7 光 電耦合器的作用 是 免干擾由輸出通道傳入控制微機(jī) ， 吸收尖峰干擾信號(hào)，所以具有很強(qiáng)的抑制噪聲干擾能力 ， 作為開關(guān)時(shí)，耐用，可靠性高和 轉(zhuǎn)換速度 高 ， 作高壓開關(guān)，信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換脈沖系統(tǒng)間的匹配 。 TLP5214是內(nèi)部含有獨(dú)立的四個(gè)光電耦合器構(gòu)成的芯片。 圖 25 L298N的驅(qū)動(dòng)電路 光電耦合器 TLP521 芯片介紹 光電耦合器是一種把紅外光發(fā)射器件和紅外光接受器件以及信號(hào)處理電路等封裝在同一管座內(nèi)的器件。 PWM 波 的占空比由單片機(jī)控制 ， 從而可達(dá)到智能控制電風(fēng)扇轉(zhuǎn) 速 ，而產(chǎn)生不同強(qiáng)度的風(fēng)。其原理 是由單片機(jī)控制 L298N的使能端，使 風(fēng)扇電機(jī)輸入電 壓為 PWM電壓，則 電風(fēng)扇兩端的平均電壓 U=Vcc*（ t/T） =qVcc,q 為 PWM 波的占空比 。 6 電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài) 與 L298N的 輸入 編碼如表 21所示： 表 21 電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)編碼 IN1 IN2 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài) 1 0 正轉(zhuǎn) 0 1 反轉(zhuǎn) 1 1 停止 表中 IN1和 IN2為 轉(zhuǎn) 動(dòng) 控制信號(hào)， 由單片機(jī)控制并通過 光電 耦合器進(jìn)行耦合。 圖 24 L298N的引腳