【正文】 好了。 （ 5）腐蝕線路板 ,回流焊機(jī)。一般來說經(jīng)過 23 次轉(zhuǎn)印，電路板就能很牢固 的轉(zhuǎn)印在覆銅板上。 （ 4）轉(zhuǎn)印電路板。 （ 3）預(yù)處理覆銅板。在其中選擇打印效果最好的制作線路板。 PCB 制作 2 當(dāng)通過 PROTEL 繪制出完整的電路原理圖后，就可以按照繪制好的原理圖制作 PCB了，具體步驟如下： （ 1）打印電路板。其具有的打印功能，可以輕松修改打印設(shè)置控制打印結(jié)果。新增的層堆棧管理功能，可以設(shè)計(jì) 32 個(gè)信號(hào)層， 16 個(gè)地電層， 16 個(gè)機(jī)械層 。 Protel 99SE采用數(shù)據(jù)庫(kù)的管理方式。因此在 PROTEL 上對(duì)原理圖進(jìn)行了繪制，從而得出了最終的完整電路原理圖 [附錄 1]。在前面已分析 了系統(tǒng)并繪制了框圖，并根據(jù)框圖分別設(shè)計(jì)了各部分電路。對(duì)于 DS18B20 寫 0時(shí)序和寫 1 時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫 0時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20 能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO 總線上的 “0” 電平，當(dāng)要寫 1 時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在 15us 之后就得釋放單總線。DS18B20在完成一個(gè)讀時(shí)序過程，至少需要 60us才能完成。 DS18B20的復(fù)位時(shí)序 : 圖 42 DS18B20復(fù)位時(shí)序圖 DS18B20 的讀時(shí)序 : 對(duì)于 DS18B20的讀時(shí)序分為讀 0時(shí)序和讀 1時(shí)序兩個(gè)過程。和 DS18B20間的任何通訊都需要以初始化序列開始。協(xié)議包括幾種單線信號(hào)類型：復(fù)位脈沖、存在脈沖、寫 0、寫 1 、讀 0和讀 1。 （ 5）執(zhí)行或數(shù)據(jù)讀寫：一個(gè)存儲(chǔ)器操作指令結(jié)束后則將進(jìn)行指令執(zhí)行或數(shù)據(jù)的讀寫，這個(gè)操作要視存儲(chǔ)器操作指令而定。 Read Power Supply（工作方式切換） [B4H]：此指令發(fā)出后發(fā)出讀時(shí)間隙，芯片會(huì)返回它的電源狀態(tài)字， “0” 為寄生電源狀態(tài)， “1” 為外 部電源狀態(tài)。另外，此指令將在芯片上電復(fù)位時(shí)將被自動(dòng)執(zhí)行。 Recall EEPROM（將 EEPROM中的報(bào)警值復(fù)制到 RAM） [B8H]：此指令將 EEPROM中的報(bào)警值復(fù)制到 RAM中的第 4個(gè)字節(jié)里。此后由于芯片忙于溫度轉(zhuǎn)換處理，當(dāng)控制器發(fā)一個(gè)讀時(shí)間隙10 時(shí)，總線上輸出 “0” ，當(dāng)儲(chǔ)存工作完成時(shí)，總線將輸出 “1” 。在寄生工作方式時(shí)必須在發(fā)出此指令后立刻超用強(qiáng)上拉并至少保持 10MS，來維持芯片工作。 Copy Scratchpad （將 RAM數(shù)據(jù)復(fù)制到 EEPROM中） [48H]：此指令將 RAM中的數(shù)據(jù)存入EEPROM中，以使數(shù)據(jù)掉電不丟失。 Read Scratchpad （從 RAM中讀數(shù)據(jù)） [BEH]：此指令將從 RAM中讀數(shù)據(jù)，讀地址從地址 0開始，一直可以讀到地址 9，完成整個(gè) RAM數(shù)據(jù)的讀出。 Write Scratchpad （向 RAM中寫數(shù)據(jù)） [4EH]：這是向 RAM中寫入數(shù)據(jù)的指令，隨后寫入的兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)將會(huì)被存到地 址 2（報(bào)警 RAM之 TH）和地址 3（報(bào)警 RAM之 TL）。 （ 4）控制器發(fā)送存儲(chǔ)器操作指令：在 ROM指令發(fā)送給 18B20之后，緊接著（不間斷）就是發(fā)送存儲(chǔ)器操作指令了。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個(gè)器件并作處理。只要芯片不掉電，報(bào)警狀態(tài)將被保持，直到再一次測(cè)得溫度值達(dá)不到報(bào)警條件為止。 Search ROM（搜索芯片） [F0H]: 在芯片初始化后，搜索指令允許總線上掛接多芯片時(shí)用排除法識(shí)別所有器件的 64位 ROM。 Skip ROM（跳躍 ROM指令） [CCH]: 這條指令使芯片不對(duì) ROM編碼做出反應(yīng)，在單總線的情況之下，為了節(jié)省時(shí)間則可以選用此指令。 Match ROM（指定匹配 芯片） [55H]: 這個(gè)指令后面緊跟著由控制器發(fā)出了 64位序列號(hào)，9 當(dāng)總線上有多只 DS18B20時(shí)，只有與控制發(fā)出的序列號(hào)相同的芯片才能做出反應(yīng)，其它芯片將等待下一次復(fù)位。各自功能如下： Read ROM（讀 ROM） [33H] （方括號(hào)中的為 16進(jìn)制的命令字） : 這個(gè)命令允許總線控制器讀到 DS18B20的 64位 ROM。至此， 通信雙方已經(jīng)達(dá)成了基本的協(xié)議，接下來將會(huì)是控制器與 18B20間的數(shù)據(jù)通信。當(dāng) 18B20接到此復(fù)位信號(hào)后則會(huì)在 15～ 60us后回發(fā)一個(gè)芯片的存在脈沖。 溫度信息 的采集 通過 DS18B20單線總線的所有執(zhí)行處理都從一個(gè)初始化序列開始?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。 AT89S52 具有以下的特點(diǎn) : 主要性能 ● 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容 ● 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 ● 1000 次擦寫周期 ● 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz ● 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 ● 32個(gè)可編程 I/O 口線 ● 三個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ● 八個(gè)中斷源 ● 全雙工 UART 串行通道 8 ● 低功耗空閑和掉電模式 ● 掉電后中斷可喚醒 ● 看門狗定時(shí)器 ● 雙數(shù)據(jù)指針 ● 掉電標(biāo)識(shí)符 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 7 單片機(jī)模塊 AT89S52 是 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes的可系統(tǒng)編程的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳，它集 Flash 存儲(chǔ)器既可在線編輯（ ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編輯及通用 8位微處理器于單片芯片中，功能強(qiáng)大 AT89S52 單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合。 ○3 蜂鳴器的電路圖形符號(hào)：蜂鳴器在電路中用字母 “H” 或 “HA” （舊標(biāo)準(zhǔn)用 “FM” 、“LB” 、 “JD” 等）表示。 蜂鳴器模塊 蜂鳴器模塊是本設(shè)計(jì)中體現(xiàn)人機(jī)交互的又一大設(shè)計(jì)亮點(diǎn)，其電路原理圖如下圖： 圖 310 蜂鳴器模塊 （ 1）蜂鳴器的介紹 ○1蜂鳴器的作用：蜂 鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。雖然 Tack Switch有 4個(gè)引腳，但實(shí)際上，其內(nèi)部只有一對(duì) a接點(diǎn)，即其中兩個(gè)引腳是內(nèi)部相連通的，而另外兩個(gè)引腳內(nèi)部也是相連通的。當(dāng)我們按下按鈕時(shí)，其中的接點(diǎn)接通（或切斷），放開按鈕后，接點(diǎn)恢復(fù)為切斷（或接通）。 獨(dú)立鍵盤模塊 鍵盤是人與萬年歷實(shí)現(xiàn)信息交互的接口，本設(shè)計(jì)中，我們采用 3 個(gè)獨(dú)立鍵盤，電路原理如下圖 39： 6 圖 39 獨(dú)立鍵盤 當(dāng)按鍵按下，與主控芯片連接的端口被降為低電平，按鍵松開則也升為高電平。 5 顯示模塊 本設(shè)計(jì)顯示模塊主要采用 LCD12864 液晶顯示器，其電路原理圖如下： 圖 35 LCD12864 模塊 LCD12864液晶顯示器通過數(shù)據(jù)端口也即端口 7～ 14與主控芯片 AT89S52 的 I/O端口 P3相連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與指令的傳輸，再通過控制端口 RS、 RW、 EN也即端口 4～ 6與主控芯片 ， 端口相接實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)和指令傳輸 的控制 。 EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長(zhǎng)期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報(bào)警值和校驗(yàn)數(shù)據(jù)， DS18B20共 3位 EEPROM，并在 RAM都存在鏡像，以方便用戶操作。第 8個(gè)字節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計(jì)算的暫存單元。在上電復(fù)位時(shí)其值將被刷新。 DS18B20共64位 ROM， RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計(jì)算和數(shù)據(jù)存取，數(shù) 據(jù)在掉電后丟失， DS18B20共 9個(gè)字節(jié) RAM，每個(gè)字節(jié)為 8位。 DS18B20共有三種形態(tài)的存儲(chǔ)器資源 ,分別是： ROM 只讀存儲(chǔ)器，用于存放 DS18B20ID編碼，其前 8位是單線系列編碼（ DS18B20的編碼是 19H），后面 48位是芯片唯一的序列號(hào)，最后 8位是以上 56位的 CRC碼（冗余校驗(yàn)）。 DS18B20 的工作原理 DS18B20的溫度檢測(cè)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個(gè)芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。 DS18B20 的主要特征： 1） DS18B20 的主要特征： ①全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出； ②先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信； ③最高 12位分辨率，精度可達(dá)土 ℃； ④ 12位分辨率時(shí)的最大工作周期為 750毫秒； ⑤可選擇寄生工作方式； ⑥檢測(cè)溫度范圍為 – 55℃ —— +125℃； ⑦內(nèi)置 EEPROM，限溫報(bào)警功能； ⑧ 64位光刻 ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號(hào)，方便多機(jī)掛接； ⑨多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。信息經(jīng)過單線接口送入 DS18B20 或從 DS18B20 送出，因此從單片機(jī)到 DS18B20 僅需一條線連接即可。這是世界上第一片支持 “ 一線總線 ” 接口的溫度傳感器。設(shè)計(jì)中的測(cè)溫元件采用的是DS18B20測(cè)溫元件 ,DS18B20是由 DALLAS(達(dá)拉斯 )公司生產(chǎn)的一種溫度傳感器。在本設(shè)計(jì)中，它的實(shí)際電路圖如圖 32所示： 圖 32 DS1302 與單片機(jī)的連接 DS1302 需要外接 的晶振， 1 號(hào)引腳接主電源 VCC（ 5V）電源， 8 號(hào)引腳接備用電池（ 3V），當(dāng)主電源掉電后，備用電源為 DS1302 提供電源，維持 DS1302 內(nèi)數(shù)據(jù)不丟失，這正是時(shí)鐘芯片所必須的特性。 DS1302 用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄。采用 晶振。 1 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)功能模塊劃分 根據(jù)系統(tǒng)功能要求，可大致畫出系統(tǒng)所需硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖 31所示： 圖 31 系統(tǒng)功能模塊圖 主控 模塊采用性價(jià)比較高的 AT89S52 單片機(jī)芯片，在其內(nèi)部燒寫好程序，可通過程序的運(yùn)行控制測(cè)溫模塊進(jìn)行測(cè)溫；測(cè)溫模塊主要是由 DS18B20 構(gòu)成，將其與所測(cè)對(duì)象進(jìn)行接觸即可獲取被測(cè)對(duì)象的溫度數(shù)據(jù)，而所測(cè)得的溫度和時(shí)鐘芯片測(cè)得的實(shí)時(shí)日歷將通過顯示模塊的液晶顯示器以數(shù)字形式顯示；單片機(jī)調(diào)用程序，讀取 DS1302 內(nèi)寄存器，可以得到萬年歷的時(shí)間數(shù)據(jù)，經(jīng)過程序處理就可以輸出在 LCD上；鍵盤電路可對(duì)實(shí)時(shí)日歷進(jìn)行調(diào)整；蜂鳴器可以在鬧鐘定時(shí)中，作為聲音提醒。 4 電路設(shè)計(jì)最終方案確定 最終選擇 單片機(jī) AT89S52 作為主控制器；選擇 LCD12864 型液晶作為顯示模塊，此模塊可以顯示字母、數(shù)字符號(hào)、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能；選擇采用 DS1302 時(shí)鐘芯片 ,使程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒，即農(nóng)歷陽(yáng)歷時(shí)間的顯示。信息經(jīng)過單線接口送入 DS18B20 或從 DS18B20 送出，因此從單片機(jī)到DS18B20 僅需一條線連接即可。這是世界上第一片支持 “ 一線總線 ” 接口的溫度傳感器。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，附加功能強(qiáng)， 使得 DS18B20 更受歡迎。 方案二： 采用 DS18B20 溫度傳感器。 使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一個(gè)相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個(gè)電阻變化的分壓值，并進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。由于半導(dǎo)體熱敏電阻有獨(dú)特的性能，所以在應(yīng)用方面它不僅可以作為測(cè)量元件（如測(cè)量溫度、流量、液位等），還可以作為控制元件（如熱敏開關(guān)、限流器）和電路補(bǔ)償元件。熱敏電阻由半導(dǎo)體陶瓷材料組成，利用的原理是溫度引起電阻變化。 3 溫度傳感器的選擇方案和論證 方案一： 采用熱敏電阻作為溫度傳感器。采用 DS1302 只需要寫出驅(qū)動(dòng)程序，調(diào)用程序讀出寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)經(jīng)過簡(jiǎn)單的變換就可以輸出萬年歷的數(shù)據(jù)。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘 信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù)。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 方案二： 采用 DS1302 時(shí)鐘芯片。使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車電子、 PC 機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。 經(jīng)過綜合比較最終選擇方案一，即選