【正文】 DS18B20單總線數(shù)字溫度計》 [6] 趙亮 .液晶顯示模塊 LCD1602 的應(yīng)用 [J].學(xué)習(xí)單片機 ,2020,3: 58 59 [7]張曉青。 她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)的榜樣， 循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。編程時，對單片機知識的生疏，照成了 很多沒有必要的時間浪費，歸根結(jié)底，還是基礎(chǔ)掌握不夠好。也發(fā)現(xiàn)了許多不足。雖然整個程序編寫并不是很好，但從中我也學(xué)到了很多東西。在后面開始軟硬件調(diào)試的時候，經(jīng)常出現(xiàn)一些錯誤以及一些不懂的地方，也請教了在這一方面較強的同學(xué)。在剛開始確定題目時，有一種難以下手的感覺，之前雖然有去看一些書籍及相關(guān)資料，但是所學(xué)并不是都能掌握，只是懂一些基礎(chǔ)的知識，一些最基本的知識點，深一點的并沒有去太多的涉及，特別是 16 C語言編程能 力，有所欠缺。故 PWM波得頻率不能過高，本設(shè)計的 PWM波頻率為 。 由于 DS18B20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送方式，因此，在對DS18B20進(jìn)行讀寫編程時， 必須嚴(yán)格地保證讀寫時序，否則，將無法正確讀取測溫結(jié)果。 2： P3口作為 AT89C52 的一些特殊功能口 ，最好是不要使用 P3口連接電路，會出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。 檢查電路后，發(fā)現(xiàn)排阻焊反了，排阻上有個圓點的那一腳應(yīng)接 40腳，將它反過來焊上后可以正常使用了。 在這個過程中遇到了許多的問題。 5. 軟件的調(diào)試 及問題分析 首先，先把各部分功能單獨完成，包括風(fēng)扇三檔風(fēng)速的實現(xiàn)、 LCD的顯示功能、倒計時功能、溫度采集功能、溫度控制功能。 （ 7）在調(diào)試整機電路時，在排除故障中，檢測不出故障，可就對各個芯片進(jìn)行獨立檢測。置 PWM輸出為 1，風(fēng)扇 是否能正常轉(zhuǎn)動 （ 5）在調(diào)試硬件電路時，注意各部分電路之間的時序配合關(guān)系。 （ 3）調(diào)試硬件電路，燒寫程序看各項功能是否正常實現(xiàn)，分析未實現(xiàn)原因。用萬用表測試所有芯片的電源和地是否確實接電源和接地了，測試各個芯片是否處于正常的工作電壓，并測試電路是否有短路、斷路、虛焊，有無接錯線，同時要特別注意過孔是否連接正確。板子做好后對照原理圖和 PCB檢查，再用萬用表檢查是否有虛焊或斷路，保證所制作出來的線路與原設(shè)計線路的一致性。 . 當(dāng)睡眠風(fēng)鍵按下時， M=2，即產(chǎn)生了 2*（ 6553657536） * 的高電平， 10*（ 6553657536）* 的低電平，因此占空比為 1:6。 當(dāng)強風(fēng)鍵按下時， M=9，即產(chǎn)生了 9*（ 6553657536） * 的高電平， 3*（ 6553657536） *的低電平，因此占空比為 3:4。 } 單片機晶振為 ，周期是 ，根據(jù)程序可知，定時器每（ 6553657536） *一次中斷， PWM 波的 頻率為 1/【 12*（ 6553657536） *】 *106hz ,即 。 if(N==M) PWM=0。 if(N11)N=0。程序如下： void t0_int() interrupt 3 { TH1=0xe0。 +12V電源為 L298N供 電 ， 四路 +5V電源分別 為 單片機， 數(shù)字 溫度 、 光電耦合器 供電。五個按鍵的功能分別為 按鍵 1：強風(fēng) 按鍵 2：自然風(fēng) 按鍵 3：睡眠風(fēng) 按鍵 4： 定時時間選擇 按鍵 5：定時開始 直流穩(wěn)壓電源 在本設(shè)計中， 需一路 +12V和四路 +5V電源為系統(tǒng)供電。獨立式鍵盤配置比較靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，擔(dān)當(dāng)案件較多時，輸入口線浪費較大。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAS c a l e S he e tS i z e F C S M N o. D W G N o . R e v0 o f 0CBLK16BLA15DB714DB613DB512DB411DB310DB29DB18DB07E6R/W5RS4VEE3VDD2Vcc1J8L C D 16 0 212345678 J9l c d da t aV C Cl c d 控制線 l c d 數(shù)據(jù)線LC D16 0 2L CD 顯示部分P1.0P1.1P1.2R61 00+5 圖 215 LCD顯示電路 鍵盤模塊 本設(shè)計采用獨立式按鍵。 圖 213 MAX 芯片引腳圖 串口下載電路如下圖 214。 STC系列單片機的下載編程電路非常簡單，只要通過單片機的串口的發(fā)送和接收引腳，再經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換與電腦連接，通過專用軟件下載程序，就可以實現(xiàn)程序的可在線編程，程序下載速度快。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1時， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程 序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲器的選通 信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng) 振蕩器 復(fù)位器件時，要保持 RST腳兩個機器周期的高電平時間。 P3 口作為 AT89C52的一些特殊功能口，管腳備選功能 如下： RXD（串行輸入口） ， TXD（串行輸出口） ， /INT0（外部中斷 0） ， /INT1（外部中斷 1） ， T0（記時器 0外部輸入） ， T1（記時器 1外部輸入） ， /WR（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） 。當(dāng) P3口寫入“1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2口在 FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH編程和校驗時， P1口作為第八位地址接收。 在 FIASH編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。 GND：接地。 STC89C52單片機最小系統(tǒng) 如圖 212所示 【 1】【 2】 。 而 作 為從機的 數(shù)字溫度計 DS18B20 則在檢測到總線被拉低 15us 后 ，在緊接著的 15us～ 45us 開始對總線采樣，在采樣時間內(nèi)總線若為高電平則表示寫 1，在采樣時間內(nèi)總線若為低電平則表示寫 0。若主機想寫0，在主機先把總線拉低 1us后 ， 則繼續(xù)拉低電平最少 60us直至寫周期結(jié)束，然后釋放總線為高電平。 圖 210 DS18B20的讀操作時序 （ 3） 數(shù)字溫度計 DS18B20的寫操作 寫周期最 短 為 60us，最長不超過 120us。若從機要往總線送出 1，在主機把總線拉低 1us后，就釋放總線為高電平，一直到讀周期結(jié)束。對于讀操作分為讀 0 和讀 1操作 兩個過程。若沒有檢測到就一直在檢測等待 。 作 為從機的 數(shù)字溫度計 DS18B20在一上電后，就一直在檢測總線上是否有 480～ 960us的低電平（復(fù)位脈沖）出現(xiàn)。如果有低電平出現(xiàn)，說明總線上有 數(shù)字溫度計 DS18B20 已做出應(yīng)答。初始化過程就是單片機發(fā)出一個復(fù)位脈沖，跟著 如果 檢測到 數(shù)字溫度 計 DS18B20 的存在脈沖，表明 數(shù)字溫度計 DS18B20已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送 或 接收數(shù)據(jù)。所有這些信號，除存在脈沖是由 數(shù)字溫度計 DS18B20（從機）發(fā)出的外，其余都是由單片機（主機）發(fā)出的。 如二進(jìn)制數(shù) 1111 1100 1001 0000，除前 5位符號位外，先取反加 1 得 011 0111 0000，轉(zhuǎn)成十進(jìn)制數(shù)得 880，再乘以 得 55，因為 16 位二進(jìn)制數(shù)的前 5 位是 1，所以實際溫度為 55 度。溫度為負(fù)時，將測得的溫度值所表示的二進(jìn)制數(shù)，取反加 1先變成原碼，然后轉(zhuǎn)成十進(jìn)制數(shù)，再乘以 ，就可以得到實際的溫度值。這 16 位二進(jìn)制數(shù)的最前面 5位表示溫度的正負(fù)，若 S=0 表示測得的溫度大于或等于 0，若 S=1 表示測得的溫度小于 0。 表 22 高速緩存 RAM 溫度傳感器測得的溫度值，以 16 位二進(jìn)制數(shù)表示，低 8 位存放于高速緩存 RAM 的第 1 個字節(jié)，高 8 位存放于 高速緩存 RAM 的 第 2 個字節(jié)。第 9 個字節(jié)是 前面 8 個字節(jié)的 CRC 檢驗碼，用來檢驗數(shù)據(jù)，保證通信數(shù)據(jù)的正確性 。 其內(nèi)部的高速緩存 RAM 是 9 個字節(jié)的存儲器 ， 如表 21 所示。 數(shù)字溫度計 DS18B20引腳排列如圖 28所示。F ~+257176。C ~+125176。 7 光 電耦合器的作用 是 免干擾由輸出通道傳入控制微機 ， 吸收尖峰干擾信號，所以具有很強的抑制噪聲干擾能力 ， 作為開關(guān)時，耐用，可靠性高和 轉(zhuǎn)換速度 高 ， 作高壓開關(guān)，信號隔離轉(zhuǎn)換脈沖系統(tǒng)間的匹配 。 TLP5214是內(nèi)部含有獨立的四個光電耦合器構(gòu)成的芯片。 圖 25 L298N的驅(qū)動電路 光電耦合器 TLP521 芯片介紹 光電耦合器是一種把紅外光發(fā)射器件和紅外光接受器件以及信號處理電路等封裝在同一管座內(nèi)的器件。 PWM波 的占空比由單片機控制 ， 從而可達(dá)到智能控制電風(fēng)扇轉(zhuǎn) 速 ，而產(chǎn)生不同強度的風(fēng)。其原理 是由單片機控制 L298N的使能端，使 風(fēng)扇電機輸入電 壓為 PWM電壓，則 電風(fēng)扇兩端的平均電壓 U=Vcc*（ t/T） =qVcc,q為 PWM波的占空比 。 6 電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動狀態(tài) 與 L298N的 輸入 編碼如表 21所示： 表 21 電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動狀態(tài)編碼 IN1 IN2 電機轉(zhuǎn)動狀態(tài) 1 0 正轉(zhuǎn) 0 1 反轉(zhuǎn) 1 1 停止 表中 IN1和 IN2為 轉(zhuǎn) 動 控制信號， 由單片機控制并通過 光電 耦合器進(jìn)行耦合。 圖 24 L298N的引腳圖 由于只需要驅(qū)動一個電機風(fēng)扇，所以本設(shè)計只用了雙