【正文】 unsigned int ReadTemperature(void){unsigned char a=0。圖 42DS18B20 的初始化跳過讀序列號的操作讀取溫度寄存器啟動溫度轉(zhuǎn)換跳過讀序列號的操作開 始DS18B20 的初始化RETLOW低八位 HIGH高八位 圖 42 18B20 讀取溫度流程圖讀取溫度子程序的主要功能是讀出 RAM 中的 9 個(gè)字節(jié)，在讀出時(shí)需進(jìn)行CRC 校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。開 始18B20 溫度檢測初始化馬達(dá)帶動風(fēng)扇LCD1602 顯示溫度發(fā)出報(bào)警信號結(jié) 束溫度大于 20℃溫度大于 35℃圖 41 軟件設(shè)計(jì)流程圖 溫度檢測DSl8B20 可以從單總線獲取電源，當(dāng)信號線為高電平時(shí)，將能量貯存在內(nèi)部電容器中；當(dāng)單信號線為低電平時(shí)，將該電源斷開，直到信號線變?yōu)楦唠娖街匦陆由霞纳娫礊橹?。這里將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義。四是當(dāng)溫度大于 35℃，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號。二是顯示部分，用來顯示所檢測到的溫度。本系統(tǒng)運(yùn)用的是高級語言所編寫，也就是 C 語言。因此充分利用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源。同時(shí)還必須得到相應(yīng)設(shè)計(jì)合理的軟件的支持，尤其是微機(jī)應(yīng)用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完成的工作，都可通過軟件編程而代替。由此可知，蜂鳴器的控制和 LED 的控制對單片機(jī)而言是沒有區(qū)別的。 報(bào)警電路系統(tǒng)采用的報(bào)警器件是蜂鳴器，用引腳 控制。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管在此處的作用。三極管有一個(gè)重要參數(shù)就是電流放大系數(shù) β。集電極按電源正極，發(fā)射極接馬達(dá)正極。 圖 36 驅(qū)動電路 圖中三極管采用的是 S9012，用于放大電流。直流馬達(dá)廣泛的用在消費(fèi)電子產(chǎn)品及玩具，如電動刮胡刀、錄音機(jī)、CD 唱機(jī)等，而大輸出功率的直流電動機(jī)則是用在電車，快速電梯，工作母機(jī)等。 驅(qū)動電路系統(tǒng)使用的是直流馬達(dá)，包含周圍磁場、電刷、整流子等元件，電刷和整流子將外部所供應(yīng)的直流電源，持續(xù)地供應(yīng)給轉(zhuǎn)子的線圈，並適時(shí)地改變電流的方向，使轉(zhuǎn)子能以同一方向持續(xù)旋轉(zhuǎn)。因此連接一 10K 的電阻用以調(diào)整。接正電源時(shí)對比度最落，接地電源時(shí)，對比度最高。圖 35 為 LCD1602 的硬件連接。 圖 34 DS18B20 檢測電路 LCD1602顯示模塊用 AT89C52 的 P0 口作為數(shù)據(jù)線，用 、 分別作為 LCD 的E、R/W、RS 。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源，GND 為地信號；VCC 為電源信號。 單總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20檢測電路DQ 為數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳，連接 。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，以防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復(fù)位。在通電瞬間，電容 C 通過電阻 R 充電，RST 端出現(xiàn)正脈沖，用以復(fù)位[10] 。 AT89C52的復(fù)位電路AT89C52 單片機(jī)通常采用上電自動復(fù)位和開關(guān)手動復(fù)位兩種方式。選擇的晶振是頻率為 12MHZ。但石英晶體本身的標(biāo)定頻率才是單片機(jī)震蕩頻率的決定因素。在 TXAL1 和 XTAL2 兩端跨接由石英晶體及兩個(gè)電容構(gòu)成的自激震蕩器 [10]，如圖 32 所示。 時(shí)鐘電路AT89C52 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，用于構(gòu)成震蕩器。Protues 軟件有豐富的元件庫，智能的器件搜索，智能化的連線，可輸出高質(zhì)量的圖紙。電路原理圖如 31 所示： 圖 31 電路原理圖 電路原理圖用 Protues 軟件繪制而成。首先對溫度采集，將采集到的溫度轉(zhuǎn)換數(shù)字，采集到的溫度由 LCM 液晶顯示屏顯示。AT89C52連接各模塊的主控制端口，初步選定將要運(yùn)用到的電子元器件，再用Protues繪制原理圖，再根據(jù)原理圖捍接電路板。另外，改變輸出電平的高低電平占空比，則可以控制蜂鳴器的聲音大小。蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過電磁鐵圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場來驅(qū)動振動膜發(fā)聲的。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動臘片及外殼等組成。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁化蜂鳴器兩種類型。 定子與轉(zhuǎn)子繞上線圈，通上電流產(chǎn)生磁場，就成為電磁鐵，定子和轉(zhuǎn)子其中之一亦可為永久磁鐵 [8]。 定子在空間中靜止不動，轉(zhuǎn)子則可繞軸轉(zhuǎn)動，由軸承支撐。 電刷:通常使用碳制成，集電環(huán)接觸固定位置的電刷，用以接至電源。 集電環(huán):線圈約兩端接至兩片半圓形的集電環(huán)，隨線圈轉(zhuǎn)動，可供改變電流方向的變向器。 電樞:可以繞軸心轉(zhuǎn)動的軟鐵芯纏繞多圈線圈。 電流進(jìn)入線圈產(chǎn)生磁場，利用電流的磁效應(yīng)，使電磁鐵在固定的磁鐵內(nèi)連續(xù)轉(zhuǎn)動的裝置，可以將電能轉(zhuǎn)換成力學(xué)能。 電動機(jī)種類非常繁多，但可大致分為交流電動機(jī)及直流電動機(jī)以用于不同的場合。指令 11：讀數(shù)據(jù)。指令 9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動顯示的文字，低電平時(shí)移動光標(biāo)。指令 4：顯示開關(guān)控制。指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置。 1602LCD的指令說明及時(shí)序 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令 [6]，如表 所示：表 控制命令表序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 *3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S4 顯示開/關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * *6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * *7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址10 寫數(shù)到 CGRAMDDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11 CGRAM 或 DDRAM 讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。第 15 腳：背光源正極。第 6 腳：E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第 5 腳：R/W 為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。第 3 腳：VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會產(chǎn)生“鬼影” ，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對比度。 LCD1602液晶顯示器 LCD1602簡介字符型LCD1602通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣，： 表 引腳接口說明表編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù)2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù)3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù)4 RS 數(shù)據(jù)/命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù)5 R/W 讀/寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù)6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù)7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 第 1 腳：VSS 為地電源。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。減法計(jì)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(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(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，減法計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置將重新被裝入,減法計(jì)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(jì)數(shù),如此循環(huán)直到減法計(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)值即為所測溫圖2中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性其輸出用，于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測溫度值，這就是DS18B20的測溫原理。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。開漏單總線接口引腳。DS18B20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(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。報(bào)警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度的器件。為數(shù)字，12位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。零待機(jī)功耗。適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫。因此用它來組成一個(gè)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(jì)，十分方便 [3]。溫度測量范圍為55～+125 攝氏度，可編程為9位～12 位轉(zhuǎn)換精度，分辨率設(shè)定參數(shù)以及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲在EEPROM 中，掉電后依然保存。 DS18B20簡單介紹DALLAS 最新單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20是一種新型的“一線器件” ，其體積更小、更適用于多種場合、且適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。 單總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20檢測電路由于傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件測出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度，需要比較多的外部元件支持，且硬件電路復(fù)雜，制作成本相對較高。這些中斷請求分別由單片機(jī)的特殊功能寄存器 TCON 和 SCON 的相應(yīng)位鎖存。AT89C52 單片機(jī)有五個(gè)中斷請求源。由此可見，定時(shí)器是單片機(jī)中效率最高而且工作靈活的部件。 T1 具有方式 0、方式 1 和方式 2 三種工作方式。計(jì)數(shù)器的輸入脈沖源可以是外部脈沖源或系統(tǒng)時(shí)鐘震蕩器，計(jì)數(shù)器對著兩個(gè)輸入脈沖之一進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)。兩個(gè)特殊功能寄存器用于確定定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的功能和操作方式。 定時(shí)器AT89C51 單片機(jī)的內(nèi)部有兩個(gè) 16 位可變成定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1，它們都有定時(shí)或是事件計(jì)數(shù)的功能，可用于定時(shí)控制、延時(shí)、對外部事件計(jì)數(shù)和檢測等場合。AT89C51 數(shù)據(jù)存儲器空間也分為內(nèi)片和外片兩大部分，即片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM 和片外數(shù)據(jù)存儲器 RAM。在程序存儲器中，有 6 個(gè)地址單元被保留用于某些特定的地址。這似的能在 6K 地址空間內(nèi)任意尋址，但沒有指令使程序能控制從程序存儲器空間轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)存儲空間。 程序存儲器程序存儲器用于存放編好的程序和表格常數(shù)，通常該區(qū)域具有不同的保護(hù)措施，以防止該區(qū)域的內(nèi)容被破壞。每個(gè)端口都包括一個(gè)鎖存器，一個(gè)輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器，作輸出時(shí)數(shù)據(jù)可以鎖存，作輸入時(shí)數(shù)據(jù)可以緩沖，但是這四個(gè)通道的功能完全不同。 CPU的結(jié)構(gòu) I/O口結(jié)構(gòu)AT89C52 單片機(jī)有 4 個(gè) 8 位并行 I/O 接口，記作 P0、P1 、P2 和 P3，每個(gè)端口都是 8 位準(zhǔn)雙向口，共占 32 根引腳。為了提高數(shù)據(jù)處理和位操作能力，片內(nèi)設(shè)有一些專用的寄存器，而且還增強(qiáng)了為處理邏輯電路的功能。下面說明控制器和運(yùn)算器 [1]。 AT89C52的工作原理 CPU的結(jié)構(gòu)CPU 是單片機(jī)內(nèi)部的核心部分，是單片機(jī)的指揮和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它決定了單片機(jī)的主要功能特性。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基本組成單元包括：單片機(jī)控制單元，18B20 溫度檢測電路，LCD1602 顯示屏，直流馬達(dá)，蜂鳴器報(bào)警裝置。根據(jù)系統(tǒng)具體要求，可以對每一個(gè)具體部分進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。再將采集到的溫度所屬軟件設(shè)置的哪個(gè)范圍，而控制 的電平輸出。 工作原理首先對硬件系統(tǒng) 18B20 定義端口為 , 和 P0 口控制液晶LCM1602 的顯示，定義端口 為馬達(dá)控制端口， 為喇叭控制端口。馬達(dá)：主要用于帶動風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動。溫度檢測裝置：18B20數(shù)字溫度計(jì)對大棚內(nèi)溫度進(jìn)行采集，將溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字。若檢測到的溫度高于設(shè)定的值，則發(fā)出報(bào)警信號。溫度檢測裝置AT89C52顯示設(shè)備馬達(dá)控制報(bào)警裝置 圖 11 溫度自動控制主要組成部分 所示，本系統(tǒng)的核心部分是AT89C52，此芯片是該電路的樞紐。 系統(tǒng)的主要模塊 本系統(tǒng)的主要組成部分本系統(tǒng)為一個(gè)全自動溫度檢測與控制系統(tǒng)，由以下幾個(gè)部分組成：AT89C52單片機(jī)，溫度檢測，顯示電路，馬達(dá)，及報(bào)警裝置等組成。 用 protues 軟件繪制電路原理圖，再根據(jù)電路原理圖捍接電路板。當(dāng)檢測到的溫度高于 35℃時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號。 系統(tǒng)的要求 本系統(tǒng)通過單片機(jī) AT89C52 控制,用 18B20 數(shù)字溫度計(jì)采集溫度。本系統(tǒng)以 AT89C52 單片機(jī)為控制核心的測控儀，主要是為了對蔬菜大棚內(nèi)的溫度，地檢測與控制而設(shè)計(jì)的。20 世紀(jì) 80 年代初誕生了第一批溫室控制計(jì)算機(jī)，此后溫度計(jì)算機(jī)控制及管理技術(shù)便函先在發(fā)達(dá)國家得到廣泛應(yīng)用，后來各發(fā)展中國家也都紛紛引進(jìn)，開發(fā)出適合自己的系統(tǒng)。溫度計(jì)算機(jī)控制與管理系統(tǒng)正在不斷吸收自動控制和信息