【正文】 焊接要特別小心，要仔細(xì)的對照電路圖，既不能使電路短路也不能是電路開路，保持電路的暢通，并在相應(yīng)的位置裝上發(fā)光二級管提示電路通電，可以減輕硬件電路的調(diào)試?yán)щy，還有芯片的焊接要根據(jù)芯片資料了解管腳的功能去焊接，不然很容易燒壞芯片，如過芯片的工作不正常先觀察芯片管腳有無接觸，或者芯片的使能是不是根據(jù)相應(yīng)的要求接的，在用萬用表去測試電源管腳是否通電，通電后在去測相應(yīng)的管腳是否輸出相應(yīng)的電平，如果沒有就是芯片有問題，如果相應(yīng)位置的二極管沒有點亮，先觀察二級管有沒接反，如果沒接反就用萬用表去測看是否有電壓，如果沒有電壓說明沒通電，如果有電壓說明二極管壞了，當(dāng)然也要根據(jù)軟件結(jié)合，測試數(shù)碼管給以程序，8段數(shù)碼管一段一段的觀察，看是否管腳接錯，如果斷碼接錯了等顯示數(shù)據(jù)就會錯亂。 獲取被測物體的溫度主要依靠DS18b20數(shù)字溫度傳感器，獲取的數(shù)字溫度信號直接送給單片機處理，就可以獲得當(dāng)前溫度，因為DS18b20是依靠單總線傳輸數(shù)字溫度信息，所以要遵守嚴(yán)格的單總線協(xié)議，其流程為：開始→程序初始化→等待應(yīng)答脈沖→發(fā)送ROM操作指令→延時、等待溫度轉(zhuǎn)化→延時、讀取溫度→結(jié)束。每次訪問單總線器件必須嚴(yán)格遵守這個命令序列如果出現(xiàn)序列混亂則單總線器件不會響應(yīng)主機但是這個準(zhǔn)則對于搜索ROM命令和報警搜索命令例外在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后主機不能執(zhí)行其后的功能命令必須返回至第一步，復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋DS18B20收到信號后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序。程序流程：開始→判斷當(dāng)前溫度是否越限→發(fā)出報警，程序主要函數(shù)見附錄。在這次設(shè)計中蜂鳴器是通過三極管電流放大IC來控制。液晶顯示方便、靈活。 顯示軟件設(shè)計采用技術(shù)成熟，價格便宜的 1602 液晶顯示器做為輸出顯示。采樣次數(shù)越大，平滑效果越好，但系統(tǒng)的靈敏度要下降。算術(shù)平均濾波法是對目標(biāo)參數(shù)進行連續(xù)采樣，然后求其算術(shù)平均值作為有效采樣值。每次采樣后都和上次的有效采樣值進行比較，如果變化幅度不超過經(jīng)驗值，本次采樣有效，否則，本次采樣值應(yīng)視為干擾而放棄，以上次采樣值為準(zhǔn)。在本系統(tǒng)設(shè)計中，采用了數(shù)字濾波的軟件抗干擾措施，所采用的數(shù)字濾波算法是去極值平均濾波法。附錄中給出了延時程序的源程序，同時延時程序還作為通用功能模塊被其他模塊調(diào)用。另一種是用軟件延時的方法來解決，即利用軟件的延時避開按鍵的按下與抬起時都有的抖動期，從而避免檢測到干擾信號。其特點之一就是它的抖動性，這是由按鍵的機械特性所決定的，抖動的時間一般約為10ms一20ms。： 外部中斷INT0中斷程序流程圖 本系統(tǒng)中，在軟件方面的抗干擾措施主要從以下兩個個方面來考慮（1）按鍵的軟件消抖按鍵是一個機械開關(guān)，當(dāng)鍵按下時，開關(guān)閉合。中斷系統(tǒng)在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中占有非常重要的角色，其中前后臺的應(yīng)用最為實用，中斷系統(tǒng)能幫助我們及時處理重要事務(wù)，出現(xiàn)故障能進行實時處理，中斷還能夠節(jié)約大量的CPU資源，就比如查詢方式來說中斷查詢方式要比軟件查詢方式要來得方便，可靠且節(jié)約內(nèi)存等，中斷系統(tǒng)對單片機來說是占有不可或缺的地位，限于篇幅，只介紹中斷處理子程序。因為數(shù)字溫度傳感器DS18B20能將外界的溫度直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，直接送入單片機處理就行了，就不用在經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)化器將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，這樣就方便了很多而且抗干擾能力強。 主程序流程圖 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計數(shù)據(jù)采集模塊的任務(wù)是負(fù)責(zé)溫度信號的采集以及將采集到的溫度模擬量信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字量信號提供給單片機。主程序在整個程序中起著至關(guān)重要的作用，是各個子程序聯(lián)系的樞紐。然后顯示當(dāng)前溫度或者溫度設(shè)定，若溫度已經(jīng)設(shè)定好了，判斷系統(tǒng)運行鍵是否按下，若系統(tǒng)運行，則依次調(diào)用各個相關(guān)模塊，循環(huán)控制直到系統(tǒng)停止運行。下面就介紹本系統(tǒng)幾個主要的程序模塊。系統(tǒng)的軟件主要由主程序模塊、溫度數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、控制算法模塊等組成。 系統(tǒng)的軟件由三大模塊組成：主程序模塊、 軟件模塊由于整個系統(tǒng)軟件相對比較龐大，為了便于編寫、調(diào)試、修改和增刪，系統(tǒng)軟件的編制采用了模塊化的設(shè)計。（4）可靠性可靠性是系統(tǒng)軟件最重要的指標(biāo)之一，作為能夠穩(wěn)定運行的系統(tǒng)，抗干擾技術(shù)的應(yīng)用是必不可少的，最起碼的要求是在軟件受到干擾出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)還能恢復(fù)正常工作。為了滿足系統(tǒng)的要求，編制軟件時一般要符合以下基本要求：（1）易理解性、易維護性 在軟件的設(shè)計方法中，結(jié)構(gòu)化設(shè)計是最好的一種設(shè)計方法，這種設(shè)計方法是由整體到局部，然后再由局部到細(xì)節(jié)，先考慮整個系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能，確定整體目標(biāo)，然后把這個目標(biāo)分成一個個的任務(wù)，任務(wù)中可以分成若干個子任務(wù)，這樣逐層細(xì)分，逐個實現(xiàn)；（2）實時性 實時性是電子測量系統(tǒng)的普遍要求即要求系統(tǒng)及時響應(yīng)外部事件的發(fā)生，并及時給出處理結(jié)果。 溫度報警電路第3章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計在微機測控系統(tǒng)中，軟件與硬件同樣重要。各個模塊電路通過主機電路控制，協(xié)調(diào)一致的進行工作。同時還采用了保護電路，在正、負(fù)電源兩端分別串聯(lián)了保險管起雙重保險，當(dāng)負(fù)載功率過大保險絲就會熔斷，三端集成穩(wěn)壓管的輸入、輸出反接了二極管保護，避免反向電流過大擊穿穩(wěn)壓管，起到了很好的保護作用，電源電路如圖217和218所示。由于電解電容器在高頻下工作存在電感特性，對于來自電源側(cè)的高頻干擾不能抑制，導(dǎo)致電流紋波很大，因此在整流電路后加入高頻電容改善紋波效果。LM780LM7808和LM790LM7908的連接方法都一樣。 串行通信接口電路 電源電路的設(shè)計系統(tǒng)所用直流電源由三端集成穩(wěn)壓器組成的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源提供。通過這樣的電平轉(zhuǎn)換實現(xiàn)主機和從機的通信，本設(shè)計的MAX232為雙列直插16腳封裝。只需巧電源供電，其內(nèi)部的電源變化成士電源用于通信。由于電平和TTL電平不匹配，因此要實現(xiàn)單片機和機之間的通信，必須在它們之間加接電平轉(zhuǎn)換器。來自的是普通的并行數(shù)據(jù)，接口電路應(yīng)具有實現(xiàn)不同串行通信方式下的數(shù)據(jù)格式化的任務(wù)。其中一是美國電子工業(yè)協(xié)會正式公布的串口總線標(biāo)準(zhǔn)，也是目前最為常用的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，用來實現(xiàn)計算機與計算機之間，計算機與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通訊。 溫度控制電路圖：報警電路也是由單片機的I/O控制，當(dāng)實際溫度不在設(shè)定的范圍單片機就會執(zhí)行相應(yīng)的指令，進行實時報警，提示溫度超過或低于設(shè)定的溫度，以便及時作出處理。為了實現(xiàn)強電和弱電的隔離，要選擇光電耦合器，使輸出信號要對繼電器進行通斷控制，以便使電機工作電路導(dǎo)通，此外，當(dāng)實際溫度不在設(shè)定的范圍內(nèi)，報警電路將實時報警并作出相相應(yīng)的處理如（報警信號傳到單片機或人，單片機或人就會執(zhí)行相應(yīng)的操作），當(dāng)實際溫度低于設(shè)定的溫度時相應(yīng)黃色發(fā)光二極管點亮并且加熱器啟動低溫的電機轉(zhuǎn)動；高于設(shè)定的溫度時對應(yīng)紅色二極管亮并且高溫的電機轉(zhuǎn)動。 溫度控制執(zhí)行電路設(shè)計由輸出來控制電機工作，電機可以近似建立為具有滯后性的一階慣性環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型。s， 且在兩次獨立的讀時序之間至少需要 1181。所以主機在發(fā)出讀數(shù)據(jù) 命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便 DS18B20 能夠傳送數(shù)據(jù)。s 期間，DS18B20采樣總線的狀態(tài)。在寫時序開始后的 15181。 產(chǎn)生寫0時序： 主機拉低總線后，必須在整個時序期間保持低電平 （至 少60181。產(chǎn)生寫 1 時序：主機拉低總線后，必須在 15181。s 的恢復(fù)時間。所有寫時序至少需要60181。 圖 DS18B20 讀/寫時序圖 控制器采樣 寫時序：存在兩種寫時序：“寫 1”和“寫 0” 。在每一個時序，總線只能傳輸一位數(shù)據(jù)。初始化波形如圖 33 所示。s~240181。s~60181。當(dāng)總線被釋放后。s，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖(TX)?？偩€上傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)和命令都是以字節(jié)的低位在前。該協(xié)議定義了幾種 信號類型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫0、寫讀0 和讀1。（3）功能命令主機通過功能命令對DS18B20進行讀/寫 Scratchpad存儲器，或者啟動溫度轉(zhuǎn)換。DS18B20發(fā)出響應(yīng)主機的應(yīng)答脈沖時， 當(dāng) 即向主機表明它已處在總線上并且準(zhǔn)備工作。R1和R0 用來設(shè)置 分辨率四、 DS18B20 的工作過程 （1）初始化 DS18B20 所有的數(shù)據(jù)交換都由一個初始化序列開始。 配置寄存器，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。 DS18B20 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 號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以 ℃/LSB 形式表達(dá)，其中 S 為符號位這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在18B20的兩個8比特的 RAM 中，二進制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大于0，這 5 位為 0，；如果溫度小于 0，這5位為 1， 即可得到實際溫度，所以數(shù)字溫度傳感器不需要A/D轉(zhuǎn)化器等外圍器件就能獲取溫度值，集成度高，使用方便，測量精度高。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。其中INTERNAL VDD內(nèi)部 VDD 64BIT ROM AND 1wire PROT64 位ROM和單線端 MEMORY CONTROL LOGIC 存 儲 器 控 制 邏 輯 SCRATCHPAD 暫 存 器 TEMPERATURE SENSOR 溫度傳感器 ALARM HIGH TRIGGER( TH ） REGISTER 上限溫度觸發(fā) ALARM LOW TRIGGER( TL ） REGISTER 下 限溫度觸發(fā) 8BIT CRC GENERTOR 8 位 CRC 產(chǎn)生器 POWER SUPPLLY SENSE 電源探測 PARASITE POWER CIRCUIT 寄生電源電路。第八字節(jié)含有循環(huán)冗余碼（CRC ） 。暫存器還提供一字節(jié)的上線警報觸發(fā)（TH）和下線警報觸發(fā)（TL）寄存器（2 和 3字節(jié)）， 和一字節(jié)的配置寄存器 字節(jié)）使用者可以通過配置寄存器來設(shè)置溫度轉(zhuǎn)換的精度。64位RO 存儲器件獨一無二的序列號。數(shù)據(jù)線和時鐘線共用一根線傳輸信息即單總線。 內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。 測量溫度范圍在－ 到＋ 之間。在 DS18B20 中的每個件上都有獨一無二的序列號。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通 信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。數(shù)字溫度傳感器DS18B20只要三個端口，電路連接很簡單，一根電源線接電源，一根接地，一根接數(shù)據(jù)時鐘線接單片機的I/O口，防止時鐘數(shù)據(jù)高阻懸掛，就會得不到相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，因此也得不到準(zhǔn)確的溫度信息，從而測得的溫度也是不準(zhǔn)確，所以必須接一個47K上拉電阻，消除高阻懸掛，獲取準(zhǔn)確的溫度信息。對該端口寫“1”，可通過內(nèi)部上拉電阻將其端口拉至高電平，此時可作為輸入口使用，這是因為內(nèi)部存在上拉電阻，某一引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。溫度傳感器的單總線(1Wire)與單片機的 I／O連接。當(dāng)外部中斷1響應(yīng)，就可以進行當(dāng)前溫度的顯示與設(shè)定溫度顯示的界面切換，同時兼用溫度上限和下限溫度的值的設(shè)定。通過單片機的控制顯示出租車計費系統(tǒng)的路程和價格。寫操作時序如下圖所示： 液晶些操作時序③、 液晶1602接口信號 液晶顯示電路的設(shè)計如圖所示：液晶的數(shù)據(jù)線接P0口，用來傳輸顯示數(shù)據(jù)的信息。讀/寫控制端設(shè)置為寫模式，即低電平。 液晶的介紹①、基本操作時序 讀狀態(tài) 輸入：RS=L, R/W=H,E=H 輸出：D0~D7=狀態(tài)字讀數(shù)據(jù) 輸入：RS=H, R/W=H,E=H 輸出：無寫指令 輸入：RS=L, R/W=L,D0~D7=指令碼，E=高脈沖 輸出：D0~D7=數(shù)寫數(shù)據(jù) 輸入：RS=H, R/W=L, ,D0~D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖 輸出：無。時鐘電路如下圖所示： 時鐘電路 顯示硬件電路的設(shè)計顯示電路用液晶作為顯示電路，字符型液晶顯示直觀明了，用字符提示不像數(shù)碼管，顯示更加直觀。51系列單片機還可使用外部時鐘。該反向放大器可配置為片內(nèi)振蕩器，石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。AT89C51內(nèi)部有一個反相振蕩放大器，XTAL1 時鐘電路 時鐘電路是單片機的心臟，它控制著單片機的工作節(jié)奏。由于單片機運行過程中，其本身的干擾或外界干擾會導(dǎo)致出錯，此時我們可按復(fù)位鍵重新開始運行。其中的數(shù)據(jù)信息不會丟失，也即復(fù)位后，只影響SFR中的內(nèi)容，內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)不受影響。AT8