【正文】 信號電纜傳輸長度超過50m時，讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當(dāng)單總線上所掛DS18B20超過8個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進(jìn)行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意。在使用PL/M、C等高級語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計時，對DS18B20操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器1的預(yù)置值減到0時，溫度寄存器的值將加1，計數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值。則高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。 DS18B20測溫原理如圖43所示。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。8. DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。6. 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以一線總線串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯能力。 4. 通過編程可實現(xiàn)9～l2位的數(shù)字讀數(shù)方式，可在至多750 ms內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)換成12 位的數(shù)字，測溫分辨率可達(dá)0．0625℃ 。 3. －10℃ ～+85℃ 范圍內(nèi)的測溫準(zhǔn)確度為177。圖42 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20內(nèi)部功能模塊圖主要特點有：1. 用戶可自設(shè)定報警上下限溫度值。VDD為電源接口，既可由數(shù)據(jù)線提供電源，又可由外部提供電源，范圍3．O～5．5 V。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。 DS18B20原理與特性本系統(tǒng)采用了DS18B20單總線可編程溫度傳感器,來實現(xiàn)對溫度的采集和轉(zhuǎn)換，大大簡化了電路的復(fù)雜度，以及算法的要求。S7：當(dāng)S6按下時，報警停止。S6：當(dāng)S6按下時，命令執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動加熱器。S5：當(dāng)S5按下時，命令執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動噴水機(jī)。S4：當(dāng)S4按下時，命令執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動鼓風(fēng)機(jī)。S3：當(dāng)S3按下時，命令二氧化碳執(zhí)行機(jī)構(gòu)放出二氧化碳。此功能便于對溫濕度，二氧化碳濃度的變化經(jīng)行觀察。鍵盤功能如下：然而，矩陣鍵盤中的每條行線與4 條列線相交，交點的按鍵按下與否均影響該鍵所在行線和列線的電平，各按鍵間將相互影響，鍵分析時必須將行線、列線信號配合起來作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。當(dāng)無鍵按下時，行線處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時，行、列線在交點導(dǎo)通，此時，行線電平將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。其中交叉點的行列線是不連接的，當(dāng)按鍵按下的時候，此交叉點處的行線和列線導(dǎo)通。對于比較復(fù)雜的系統(tǒng)或按鍵比較多的場合，可以用到矩陣鍵盤，圖32（b） 中所示的為44的矩陣式鍵盤，其他矩陣式鍵盤的設(shè)計方法類似。從圖2（a） 中可以看出，按鍵和單片機(jī)引腳連接并加了上拉電阻，這樣當(dāng)沒有按鍵按下的時候，I/O 輸入的電平是高電平，當(dāng)有按鍵按下的時候，I/O 輸入的電平是低電平。（a）獨立鍵盤 （b）4*4矩陣式鍵盤圖32鍵盤原理圖從圖32 中可知獨立式按鍵采用每個按鍵單獨占用一根I/O 口線結(jié)構(gòu)。鍵盤真正被按下才可進(jìn)行相應(yīng)的處理程序，此時基本就算實現(xiàn)了按鍵輸入，進(jìn)一步的話可以判斷按鍵是否釋放。一般來說，在鍵數(shù)較少時，可采用硬件去抖，而當(dāng)鍵數(shù)較多時，采用軟件去抖。即按鍵一次按下或釋放被錯誤地認(rèn)為是多次操作，這種情況是不允許出現(xiàn)的。其抖動過程如圖1 所示，抖動時間的長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5 ～ 10 ms。單片機(jī)可以采用查詢或中斷方式了解有無按鍵輸入并檢查是哪一個按鍵按下，若有鍵按下則跳至相應(yīng)的鍵盤處理程序處去執(zhí)行，若無鍵按下則繼續(xù)執(zhí)行其他程序。因此，鍵信息輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的過程。此外，除了復(fù)位按鍵有專門的復(fù)位電路及專一的復(fù)位功能外，其它按鍵都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)。 按鍵的輸入原理在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常使用機(jī)械觸點式按鍵開關(guān)，其主要功能是把機(jī)械上的通斷轉(zhuǎn)換成為電氣上的邏輯關(guān)系。非編碼鍵盤按連接方式可分為獨立式和矩陣式兩種，其它工作都主要由軟件完成。編碼鍵盤主要是用硬件來實現(xiàn)對鍵的識別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實現(xiàn)鍵盤的識別。目前，微機(jī)系統(tǒng)中最常見的是觸點式開關(guān)按鍵（如本學(xué)習(xí)板上所采用按鍵）。 按鍵介紹一般來說，按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類，一類是觸點式開關(guān)按鍵，如機(jī)械式開關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等；另一類是無觸點式開關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。我們可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令來實現(xiàn)簡單的人機(jī)通信。所以，在三端集成穩(wěn)壓器上要加上大功率的散熱片，及時的釋放熱量，以保證系統(tǒng)的正常工作。電路中CC5是濾波電容，起平滑作用，降低脈動系數(shù)；CC8為高頻濾波電容，抵消輸入導(dǎo)線較長時的電感效應(yīng)，C5有抑制高頻噪聲作用。因為交流電源由10%的波動，所以UI也有10%的波動。(UI— UO)min應(yīng)為23V。W7805內(nèi)部電路屬于串聯(lián)穩(wěn)壓電路，內(nèi)部結(jié)構(gòu)由啟動電路、取樣電路、比較放大電路、基準(zhǔn)環(huán)節(jié)、調(diào)整環(huán)節(jié)和過流保護(hù)等組成，此外它還有過熱和過壓保護(hù)電路。 濾波穩(wěn)壓電路介紹濾波穩(wěn)壓電路原理圖如圖21所示：圖21電源電路本電源設(shè)計方案采用集成穩(wěn)壓電源原理制作，應(yīng)用集成穩(wěn)壓器設(shè)計穩(wěn)壓電源，使電路元件數(shù)目大大的減少，簡化了穩(wěn)壓電源的設(shè)計。圖13復(fù)位電路 電源電路AT89C51是低電壓工作的單片機(jī)，其工作電壓范圍為5V177。在本次設(shè)計中如果需要按鍵進(jìn)行復(fù)位，就按下按鈕BUTTON3，C3通過BUTTON3和R2放電，RST端電位將會上升到高電平，從而實現(xiàn)人工復(fù)位，BUTTON3松開后C3重新充電，當(dāng)結(jié)束充電后，CPU將會重新工作。本設(shè)計采用放電型的進(jìn)行人工復(fù)位的電路，如圖13按鍵復(fù)位電路，上電時C3通過R2充電，維持寬度大于10ms的正脈沖，就可以完成復(fù)位操作。 AT89C51復(fù)位電路復(fù)位的作用是使程序自動從0000H開始執(zhí)行，因此我們只要在AT89C51單片機(jī)的RST端加上一個高電平信號，并持續(xù)10ms以上即可，RST端接有一個上電復(fù)位電路，它是由一個小的電容和一個接地的電阻組成的。這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，引腳XTAL2則懸空。 AT89C51的時鐘振蕩器AT89C51中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入端和輸出端，這個放大器與作為反饋元件的篇外石英晶體或者陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路如圖33所示：圖12內(nèi)部震蕩電路（左）與外部震蕩電路（右）外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路，對外接電容雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但是電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，電容使用30Pf，如使用陶瓷振蕩器電容使用40pF。如EA端為高電平，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。如有必要，可通過對待特殊寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作，該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能使ALE激活。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或者數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。RST：復(fù)位輸入，當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。P3口除作為I/O口外，更重要的用途是它的第二功能，如表11所示：端口引腳第二功能RXD 串行輸入口TXD 串行輸出口INT0 外部中斷0INT1 外部中斷1T0 定時/計數(shù)器0T1 定時/計數(shù)器1WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通表11 AT89C51單片機(jī)P3口第二功能P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器的編程和程序校驗的控制信號。P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。Flash編程或者校驗時，P2口亦接收高位地址和其他控制信號。在訪問外部程序存儲器或者16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。對端口寫1，通過內(nèi)部上拉電阻吧端口拉到高電平，此時可做輸入口。圖11 AT89C51引腳圖作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流I。P1口：P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I