【正文】 定前溫度為25℃）表52 靜態(tài)溫度數(shù)據(jù)測試表組數(shù)分組12345678910111213顯示溫度25293439424853586267707375測量溫度25283438424953596367717475通過上表可看出在加熱的過程中,顯示的溫度與實測的溫度近似一樣,說明系統(tǒng)的設計達到精度要求,但還是略有偏差,基本不影響設計結果。記錄表如下：表51 靜態(tài)溫度數(shù)據(jù)測試表溫度℃123456顯示溫度234763778490測量溫度244763808491有測試數(shù)據(jù)可知，本系統(tǒng)測溫結果與溫度計測溫基本一致，能滿足設計，證明了設計的合理性。此時單片機通過數(shù)碼管顯示實時檢測的溫度并和預設置溫度進行對比，如果實測溫度大于或等于預設置溫度，則單片機發(fā)出停止加熱信號并熄滅加熱指示燈，點亮保溫指示燈，且當超過預設溫度時發(fā)出報警；當溫度下降到預設置溫度以下5度時，單片機再次發(fā)出加熱信號，同時熄滅保溫指示燈，點亮加熱指示燈，依次循環(huán)控制。圖51 單片機功能調試圖硬件與軟件調試相結合，仔細檢查各個模塊的設計，舊能順利完成任務，實現(xiàn)設計要求，在調試過程中必須認真耐心，不能有一點馬虎，否則遺漏一個小的問題就會導致整個設計的失敗。本人在設計的時候在偉福仿真軟件進行調試，通過此軟件進行調試可以很方便的觀察單片機內(nèi)部各個寄存器及內(nèi)部存儲器變化情況，以方便進行調試。 軟件調試如果硬件電路檢查后，沒有問題卻實現(xiàn)不了設計要求，則可能是軟件編程的問題，首先應檢查初始化程序，然后是讀溫度程序，顯示程序，以及繼電器控制程序，對這些分段程序，要注意邏輯順序，調用關系，以及涉及到了標號，有時會因為一個標號而影響程序的執(zhí)行，除此之外，還要熟悉各指令的用法，以免出錯。蜂鳴器是低電平有效。另外要注意的是，由單片機輸出的控制信號比較小，需要進行放大才能驅動繼電器工作，否則就不能實現(xiàn)升溫過程，通常選用8550三極管來進行放大。圖44 報警子程序流程圖5 系統(tǒng)調試 硬件電路調試仔細檢查所接電路，按照硬件原理圖接線，理論上是能實現(xiàn)的，如果數(shù)碼管不顯示，則應該檢查線路是否正確，或是因為單片機沒有工作，還有集電極和發(fā)射極是否接對。我們可以在程序里設定溫度上限值，當采集到的外界溫度高于當前所設定溫度上限值時，程序就會進入報警子程序，觸發(fā)蜂鳴器進行報警。鍵盤管理程序的功能是檢測是否有按鍵閉合，如果有按鍵閉合，消除抖動，根據(jù)鍵號轉到相應的鍵處理程序，按鍵流程圖如圖43所示。發(fā)出讀溫度命令 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200 。準備讀溫度前先復位 MOV A,0CCH 。發(fā)出溫度轉換命令 LCALL WRITE_1820LCALL DISPLAY 。判斷DS1820是否存在?若DS18B20不存在則返回TSS2: MOV A,0CCH 。讀出轉換后的溫度值 LCALL INIT_1820 。 系統(tǒng)程序設計主要包括三部分：讀出溫度子程序、溫度轉換命令子程序、顯示溫度子程序。DS18B20的寫時序：（1）對于DS18B20的寫時序仍然分為寫0時序和寫1時序兩個過程。 （2）對于DS18B20的讀時隙是從主機把單總線拉低之后，在15秒之內(nèi)就得釋放單總線,以讓DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴格的時序要求。因此系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進行。圖 41 主程序流程圖由于DS18B20采用的是一根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對AT89S52單片機來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時序來完成對DS18B20芯片的訪問。圖313 單片機控制繼電器電路圖4 系統(tǒng)軟件設計本系統(tǒng)采用的是循環(huán)查詢方式，來顯示和控制溫度的。NO與COM在平時是呈開路狀態(tài)的，當繼電器動作時，NO與COM導通，NC與COM則呈開路狀態(tài)。以Com為共同點，NC與COM在平時是呈導通狀態(tài)的。輸出控制接點的共同接點。故在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用。繼電器是常用的輸出控制接口，可以做交直流信號的輸出切換。圖312 報警電路圖圖中的三極管8550的作用是增加驅動能力，比9012的驅動電流還大些，因此選用8550。圖311 系統(tǒng)電源設計圖同時可以在系統(tǒng)里設定溫度上限值，由于加熱停止后，加熱管還有余熱當采集到的外界溫度高于當前所設定溫度上限值時，程序就會進入報警子程序，觸發(fā)蜂鳴器進行報警。本設計采用兩種供電方式，一種為DC7~18V直流穩(wěn)壓電源變換成5V的直流電；另一種為四節(jié)干電池共6V經(jīng)二極管加壓后得到將近5V的直流電源，電源配以開關和指示燈，以方便使用。7805穩(wěn)壓管把高電壓轉換到低電壓，7805穩(wěn)壓管具有保護單片機的作用。圖310 DS18B20與單片機連接圖 電源電路采用L7805穩(wěn)壓塊，輸出為5V。本設計將溫度傳感器DS18B20與單片機TXD引腳相連，讀取溫度傳感器的數(shù)值。事實上，基于1Wire總線的產(chǎn)品還有很多種，如1Wire總線的E2PROM、實時時鐘、電子標簽等。實際應用中，測溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線，其中一對線接地線與信號線，另一組接VCC 和地線，屏蔽層在源端單點接地。當1Wire上所掛DS18B20超過8個時，就需要考慮微處理器的總線驅動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設計時要加以注意。因此， 在對DS18B20 進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結果。此外，在單總線上可以并聯(lián)多個 DS18B20，而且如果它們?nèi)坎捎猛獠侩娫垂ぷ鞣绞?，那么通過發(fā)出相應的命令便可以同時完成溫度變換。 圖38 DS18B20供電方式1另一種方法是 DS18B20 工作在外部電源工作方式，如圖 39 所示。第一種方法是發(fā)生溫度變換時，在 DQ 線上提供一強的上拉，這期間單總線上不能有其它的動作發(fā)生。為了使DS18B20能完成準確的溫度變換，當溫度變換發(fā)生時，DQ線上必須提供足夠的功率。當DQ或VDD引腳為高電平時，這個電路便“取”的電源。如圖37所示。圖36 DS18B20的讀時序③ DS18B20的寫時序對于DS18B20的寫時序仍然分為寫0時序和寫1時序兩個過程。DS18B20在完成一個讀時序過程，至少需要60us才能完成。① DS18B20的復位時序，如圖35 圖35 DS18B20的復位時序圖② DS18B20的讀時序對于DS18B20的讀時序分為讀0時序和讀1時序兩個過程。2時，確保微控制器在寫1的時候DS18B20可以正確讀入。（2）除了DS18B20發(fā)送0的時間段，其他時間其輸出口自動截止。如果當前DS18b20發(fā)送0，即使微控制器I/O口置1，總線狀態(tài)還是0。之所以提出這點，是因為相當多的文獻資料上認為，微控制器在讀取總線上數(shù)據(jù)之前的I/O口的置1操作是為了給DS18B20一個發(fā)送數(shù)據(jù)的信號。顯然，總線上的器件與（wired AND）關系。第二，DS18B20的輸出口是漏級開路輸出，這里給出一個微控制器和DS18B20連接原理圖。 （2）DS18B20的單線（1－wire bus）系統(tǒng)單線總線結構是DS18B20的突出特點，也是理解和編程的難點。其DS18B20的管腳配置和封裝結構如圖34所示。2℃?！?。一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系