【正文】 返回 圖12讀溫度流程圖 (二)按鍵處理子程序 按鍵處理子程序主要是負責參數(shù)的設置，主程序每循環(huán)一次都要對按鍵進行掃描,判斷是否有輸入鍵按下則進行一系列的按鍵輸入操作。開始初始化啟動DS18B20讀溫度計算溫度LED顯示圖11系統(tǒng)程序流程圖(一)計算溫度子程序 讀出溫度子程序的主要功能包括初始化,判斷DS18B20是否存在,若存在則進行一系列的讀操,作若不存在則返回。主程序對模塊進行初始化，而后調用讀溫度、處理溫度、顯示、鍵盤等模塊。在該溫度控制系統(tǒng)中，其電源電路設計如下圖8所示。穩(wěn)壓電路的功能是使輸出直流電壓基本不受電網電壓波動和負載電阻變化的影響，從而獲得穩(wěn)定性足夠高的直流電壓。由于經整流電路整流后的電壓含有較大的交流分量，會影響到負載電路的正常工作。 由于輸入電壓為電網電壓，一般情況下所需直流電壓的數(shù)值和電網電壓的有效值相差較大，因而電源變壓器的作用顯現(xiàn)出來起到降壓作用。 圖6 DS18B20內部結構圖(4)DS18B20程序設計否是發(fā)出溫度轉換命令寫入18B20讀溫度前復位顯示測溫點位置18B20復位開始18B20存在？延時發(fā)出讀溫度命令寫入18B20讀入溫度值數(shù)據(jù)返回延時 圖7程序流程圖(五)系統(tǒng)電源電路的設計 控制系統(tǒng)主控制部分電源需要用5V直流電源供電，其電路如圖8所示，把頻率為50Hz、有效值為220V的單相交流電壓轉換為幅值穩(wěn)定的5V直流電壓。UDD是可供選用的外部電源端，不用時接地，GND為地，NC空腳。在本設計中采用外部供電方式實現(xiàn)DS18B20傳感器與單片機的連接，其接口電路如圖4所示。出廠前產品序號存入其ROM中。當在10℃～+85℃范圍內，℃，在55～+125℃范圍內，測量誤差也不超過2℃；（5）通過編程可實現(xiàn)9～12位的數(shù)字讀數(shù)方式；（6）用戶可自設定非易失性的報警上下限值；（7）支持多點的組網功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點測溫（8）負壓特性，即具有電源反接保護電路。DS18B20的性能特點如下：（1） 采用DALLAS公司獨特的單線接口方式：DS18B20與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊； （2）在使用中不需要任何外圍元件；（3）可用數(shù)據(jù)線供電，供電電壓范圍：+～+；（4）測溫范圍：55～+125℃。這種情況下，用單片機的一個I/O口來完成對DS18B20總線的上拉。DS18B20溫度傳感器只有三根外引線：單線數(shù)據(jù)傳輸總線端口DQ ，外供電源線VDD，共用地線GND。（4）系統(tǒng)的調試和維護：由于引線的減少，使得系統(tǒng)接口大為簡化，給系統(tǒng)的調試帶來方便。一支DS18B20的體積與普通三極管相差無幾，價格只有十元人民幣左右。本設計中溫度傳感器之所以選擇單線數(shù)字器件DS18B20，是在經過多方面比較和考慮后決定的，主要有以下幾方面的原因：（1）系統(tǒng)的特性：測溫范圍為55℃～+125℃ ，℃；溫度轉換精度9～12位可變，能夠直接將溫度轉換值以16位二進制數(shù)碼的方式串行輸出；12位精度轉換的最大時間為750ms；可以通過數(shù)據(jù)線供電，具有超低功耗工作方式。(1)DS18B20溫度傳感器簡介DS18B20溫度傳感器是美國達拉斯(DALLAS)半導體公司推出的應用單總線技術的數(shù)字溫度傳感器。P0口（Pin39～Pin32）：8位雙向I/O口線，～P1口（Pin1～Pin8）：8位準雙向I/O口線，～ P2口（Pin21～Pin28）：8位準雙向I/O口線，～ P3口（Pin10～Pin17）：8位準雙向I/O口線，～綜上所述，MCS—51系列單片機的引腳作用可歸納為以下兩點：1).單片機功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳具有第2功能；2).單片機對外呈3總線形式，由PP0口組成16位地址總線；由P0口分時復用作為數(shù)據(jù)總線。ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內部程序存儲器讀指令。從上述內容可以看出，MCS51雖然是一個單片機芯片，但作為計算機應該具有的基本部件它都包括，因此，實際上它已是一個簡單的微型計算機系統(tǒng)了。時鐘電路為單片機產生時鐘脈沖序列。全部中斷分為高級和低級共兩個優(yōu)先級別。（7）中斷控制系統(tǒng)8051單片機的中斷功能較強，以滿足控制應用的需要。（6）串行口8051單片機有一個全雙工的串行口，以實現(xiàn)單片機和其它設備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。（4）定時/計數(shù)器8051共有兩個16位的定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)功能，并以其定時或計數(shù)結果對計算機進行控制。因此通常所說的內部數(shù)據(jù)存儲器就是指前128單元，簡稱內部RAM。8051的CPU能處理8位二進制數(shù)或代碼。(三)單片機的選型本課題設計的溫度控制系統(tǒng)主控制芯片選型為STC89C51單片機，其特點如下：STC89C51是由宏晶科技公司生產的與工業(yè)標準MCS51指令集和輸出管腳相兼容的單片機。電路以STC89C51單片機最小系統(tǒng)為控制核心，測溫電路由DS18B20提供，輸入部分采用三個獨立式按鍵SSS3。P0~P3口用作輸入口時，必須先寫入“1”。一般需重新設置SP值。注意：（1）復位后PC值為0000H，表明復位后程序從0000H開始執(zhí)行，這一點在實訓中已介紹。這表明單片機復位期間不會有任何取指操作。若時鐘頻率為12 MHz，每機器周期為1?μs，則只需2μs以上時間的高電平，在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個機器周期執(zhí)行復位。 （4） 單片機的復位電路單片機復位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，復位后PC=0000H，使單片機從第一個單元取指令。8051的時序定時單位共有4個，從小到大依次是：節(jié)拍、狀態(tài)、機器周期和指令周期。這時，外部的脈沖信號是經XTAL2引腳注入，其連接如圖23所示。8051在通常應用情況下，使用振蕩頻率為6MHz或12MHz。一般地，電容C1和C2取30pF左右，～12MHz。時鐘電路產生的振蕩脈沖經過觸發(fā)器進行二分頻之后，才成為單片機的時鐘脈沖信號。使用該單片機完全可以完成設計任務，其最小系統(tǒng)主要包括：復位電路、震蕩電路以及存儲器選擇模式（EA腳的高低電平選擇），電路如下圖21所示：圖21 單片機最小系統(tǒng)電路（1）內部方式時鐘電路在8051芯片內部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2。該控制系統(tǒng)其主要包括：電源模塊、溫度采集模塊、按鍵處理模塊、LED顯示模塊、以及單片機最小系統(tǒng)。通過該課程的學習使我們對計算機控制系統(tǒng)有一個全面的了解、掌握常規(guī)控制算法的使用方法、掌握簡單微型計算機應用系統(tǒng)軟硬的設計方法，進一步鍛煉同學們在微型計算機應用方面的實際工作能力。所有溫度數(shù)據(jù)均通過液晶顯示器LED顯示出來。本文采用單片機STC89C51設計了溫度實時測量及控制系統(tǒng)。本設計就是基于單片機STC89C51溫度控制系統(tǒng)的設計，通過本次課程實踐，我們更加的明確了單片機的廣泛用途和使用方法，以及其工作的原理。[關鍵詞] STC89C51單片機；DS18B20；顯示電路