【正文】 蜂鳴報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警，同時(shí)，發(fā)光二級(jí)管發(fā)光。4位數(shù)碼管顯示可由單片機(jī)控制顯示－30～＋50℃之間的溫度范圍，℃，數(shù)碼管第一位顯示正負(fù)號(hào)，后三位顯示溫度值大小。其電路原理圖如圖36所示。MC1413工作電壓高，工作電流大，灌電流可以達(dá)到500mA,并且能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承受50V的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。同時(shí)因驅(qū)動(dòng)能力的限制，本設(shè)計(jì)采用MC1413驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。動(dòng)態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用CPU時(shí)間較多，但是占用硬件資源少，能節(jié)省線路板空間，且可以實(shí)時(shí)的顯示動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。而動(dòng)態(tài)顯示則需要CPU時(shí)刻對(duì)顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新，顯示數(shù)據(jù)具有閃爍感，占用的CPU時(shí)間多。在本次設(shè)計(jì)中采用的是共陽(yáng)極LED數(shù)碼管顯示器。 LED數(shù)碼管工作原理LED數(shù)碼管是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，根據(jù)內(nèi)部發(fā)光二極管的接線形式，LED數(shù)碼管可以分為共陽(yáng)極和共陰極兩種，共陽(yáng)極LED顯示器的發(fā)光二級(jí)管的陽(yáng)極連接在一起，此共陽(yáng)極接正電壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二級(jí)管的陰極處于低電平時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二級(jí)管就會(huì)發(fā)亮，從而相應(yīng)的段被顯示出來(lái)。圖35 鍵盤(pán)輸入模塊電路圖 顯示電路 數(shù)碼管的選擇LED數(shù)碼管以其低廉的價(jià)格，穩(wěn)定的顯示效果，被廣泛應(yīng)用在顯示模塊中。本次設(shè)計(jì)采用獨(dú)立式鍵盤(pán)，四個(gè)按鍵控制系統(tǒng)程序的運(yùn)行，溫度控制調(diào)節(jié)與顯示等。按鍵的開(kāi)關(guān)通過(guò)一定電路轉(zhuǎn)換為高，低電平狀態(tài)，閉合過(guò)程在相應(yīng)的端口形成一個(gè)負(fù)脈沖。鍵盤(pán)可分為編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)，非編碼鍵盤(pán)有兩種結(jié)構(gòu)：獨(dú)立式鍵盤(pán)和矩陣鍵盤(pán)。STC89C52圖34 串口通信電路圖 輸入模塊單片機(jī)系統(tǒng)中，按鍵式鍵盤(pán)是最常用的，行線上輸出電壓的高低電平反應(yīng)出鍵的閉合與否，如果輸出低電平表示按鍵斷開(kāi)，反之為閉合。串口通信電路如圖34所示。計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳輸方式有串行通信和并行通信兩種，串行通信方式相對(duì)占用的線路比較少，成本也相對(duì)的比較低，所以串行通信的方式被廣泛采用，在串行通信中，為了使不同的設(shè)備之間可以方便的連接起來(lái)，因此通訊雙方必須采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口。其與單片機(jī)的連接電路圖如圖33所示。在本次的設(shè)計(jì)中，采用的就是外接電源的工作方式，因?yàn)橐獙?duì)溫度進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)，所以要使用多個(gè)傳感器，以便對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)不同的地點(diǎn)采集溫度，在本次設(shè)計(jì)中使用了兩個(gè)智能溫度傳感器，智能溫度傳感器之間通過(guò)DQ管腳并聯(lián)在一起，每個(gè)傳感器的VDD管腳都與5V電源相連，GND管腳接地。另一種連接方式為外部電源供電，傳感器工作電源由VDD引腳接入，GND接地，DQ管腳與單片機(jī)連接。存儲(chǔ)器和控制器64位ROM和單線接口溫度靈敏元件高速緩存存儲(chǔ)器低溫觸發(fā)器TL電源檢測(cè)高溫觸發(fā)器TH配置寄存器8位CRC生成器圖32 DS18B20工作原理圖 DS18B20與單片機(jī)連接DS18B20有兩種工作方式，一種是寄生電源工作方式，在這種供電方式下，GND管腳和VDD管腳都要接地，DS18B20從單線信號(hào)線上汲取能量：在信號(hào)線DQ處于高電平期間把能量?jī)?chǔ)存在內(nèi)部電容里，在信號(hào)線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來(lái)再給寄生電源（電容）充電。斜率累加器的主要工作是修正并且補(bǔ)償溫度測(cè)量過(guò)程中的非線性，斜率累加器的輸出可以修正減法計(jì)數(shù)器 的預(yù)置值，重復(fù)以上過(guò)程直到計(jì)數(shù)器關(guān)閉，當(dāng)溫度寄存器的值到達(dá)被測(cè)溫度時(shí)測(cè)量過(guò)程停止。因?yàn)榫д竦臏囟认禂?shù)比較低，所以振蕩頻率受溫度變化的影響不大，生成的脈沖信號(hào)的頻率是固定不變的，并會(huì)將此脈沖信號(hào)傳送給減法計(jì)數(shù)器1；另一方面，當(dāng)晶振的溫度系數(shù)比較高時(shí)，所受到的溫度的變化的影響就會(huì)比較大，會(huì)將生成的脈沖信號(hào)傳送給減法計(jì)數(shù)器2，當(dāng)打開(kāi)計(jì)數(shù)門(mén)之后，DS18B20就會(huì)開(kāi)始對(duì)由低溫度系數(shù)振蕩器所產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)，從而完成對(duì)溫度的測(cè)量。 VDD：當(dāng)采用寄生電源工作方式時(shí)，接地；當(dāng)采用外接供電電源工作方式時(shí)，作為輸入端。 DS18B20引腳定義 DQ：數(shù)字信號(hào)的輸出/輸入端。 DS18B20是可編程的，分辨率為9到12位，12位最多在750ms內(nèi)吧溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。 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，最多只能并聯(lián)8個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，如果數(shù)量過(guò)多，會(huì)使供電電源電壓過(guò)低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。 溫度傳感器的設(shè)計(jì) DS18B20溫度傳感器的特點(diǎn) 獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。/EA在加密方式為1時(shí)將會(huì)鎖定RESET；另一方面，/EA是高電平時(shí)，內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。然而，在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效信號(hào)是無(wú)效的。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，則置位無(wú)效。ALE只有在執(zhí)行MOVX,MOVC指令時(shí)ALE才起作用。所以他可以用于對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)。在Flash編程期間，用于輸入編程脈沖。當(dāng)P3口作為特殊功能口時(shí)，其具體功能如表31所示。當(dāng)P3口寫(xiě)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(yàn)時(shí)接受高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P2口也可用作外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，P2口輸出地址的高八位。與AT89C51不同之處是， 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入（）和輸入（）。P1口管腳寫(xiě)入“1”后，電位被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這時(shí)由于內(nèi)部上拉的緣故。P1口：P1口是一個(gè)8位雙向I/O口，可以由內(nèi)部提供上拉電阻。也可定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路雙向I/O口，每個(gè)管腳可吸收8TTL門(mén)電流。VCC（40 腳）和GND（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。 引腳功能(摘自參考目錄中《單片機(jī)原理及應(yīng)用》一書(shū)）STC89C52為8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能與通用的8xc52相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。 4個(gè)外部中斷源，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)。3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷。32個(gè)雙向I/O口。圖31 STC89C52單片機(jī)管腳圖 STC89C52單片機(jī)功能特性 兼容MCS51指令系統(tǒng)。第三章 硬件電路設(shè)計(jì)第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的選擇STC89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用STC公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，在電子行業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。以PC機(jī)作為上位機(jī)檢測(cè)模塊，單片機(jī)作為下位機(jī)控制模塊，同時(shí)外圍模塊包括鍵盤(pán)輸入模塊，智能溫度傳感器DS18B20，溫度控制模塊，報(bào)警模塊，LED顯示模塊以及串口通信模塊。與其他方案相比，方案三不易受到周圍環(huán)境的干擾，且測(cè)量精度高，系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低，能夠達(dá)到任務(wù)要求，所以本次設(shè)計(jì)采用方案三。DS18B20溫度傳感器是一種分布式溫度測(cè)量系統(tǒng)智能溫度傳感器，提供9位（二進(jìn)制）溫度讀數(shù)，數(shù)據(jù)經(jīng)單線接口送入DS18B20或從DS18B20送出，因此從處理器到DS18B20僅需要一條線，減少系統(tǒng)布線。同時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)可用數(shù)碼管顯示倉(cāng)庫(kù)內(nèi)實(shí)際溫度，可用鍵盤(pán)輸入所需要的控制值。其原理框圖如圖23所示。其工作原理圖如圖22所示。繼電器信號(hào)放大比較器溫度傳感器溫度預(yù)置負(fù)載信號(hào)放大圖21 方案一原理框圖采用傳統(tǒng)的二位式模擬控制方案，其基本思想與方案一相同，但是采用上下限比較電路，所以控制精度有所提高。此方案是傳統(tǒng)的一位式模擬控制方案，采用模擬電路