【正文】 而 40H 中存放自定義字符的第一行編碼， 47H 中存放該字符的第八行編碼。 CGRAM地址為 40H～ 7FH。 ”字符，需要向 CGRAM 中寫 入自定義字符，然后再調(diào)入 DDRAM 即可顯示。每次寫命令或?qū)憯?shù)據(jù)時，必須調(diào)用該子程序才能完成相應(yīng)的功能。即先指定顯示數(shù)據(jù)應(yīng)顯示的位置，然后調(diào)用顯示數(shù)據(jù)寫入子程序，把 DB 塊內(nèi)容逐字符送出。 17 顯 示 數(shù) 據(jù) → P 0清 W R 寫 有 效R S ← 1調(diào) 使 能 脈 沖子 程 序返 回 圖 39 寫數(shù)據(jù)子程序流程圖 寫數(shù)據(jù) 子程序的工作流程是： 首先判斷累加器的內(nèi)容是否為 1，如果為 1，把LM016L 的 DDRAM 首行首列地址 80H 送入累加器 A 中，調(diào)命令寫入子程序，把DDRAM 的首地址 80H 通過 AT89C51 的 P0 口送給 LM016L。 16 溫 度 為 正 ？清 C Y溫 度 值 取 反 加 1 0 A H 放 入 指 定 地 址L B 的 小 數(shù) 部 分 轉(zhuǎn) 換 B C D 碼十 位 數(shù) 和 百 位 的 B C D 碼 放 同 一 地 址 0 0 H 放 入 指 定 地 址M B 的 低 四 位 放 指 定 地 址 的 高 四 位L M 的 高 四 位 放 指 定 地 址 的 低 四 位將 整 數(shù) 部 分 轉(zhuǎn) 化 成 B C D 嗎個 位 和 小 數(shù) 點 的 B C D 放 同 一 個 地 址返 回NY 圖 38 溫度值轉(zhuǎn)換 BCD碼流程圖 LCD 的 子程 序設(shè)計 寫數(shù)據(jù)子程序流程圖如圖 39 所示。 15 送 入 報 警 上 限帶 借 位 減 當(dāng) 前 溫 度 值C = 1 ?顯 示 當(dāng) 前 溫 度 值帶 借 位 減 報 警 下 限 值C = 1 ？調(diào) 正 常 顯 示 子 程 序調(diào) 高 溫 報 警 子 程 序返 回返 回返 回調(diào) 低 溫 報 警 子 程 序NYNY 圖 37 溫度報警子程序流程圖 溫 度值轉(zhuǎn)換 BCD 碼流程圖如圖 38 所示。打開或關(guān)閉一定數(shù)量互相獨立的電路 ， 是利用由電壓控制的線圈繞組所產(chǎn)生的電磁場來實現(xiàn)的。先將設(shè)定溫度報警上限值與當(dāng)前溫度帶借位相減，如果借位標(biāo)志位為 1，調(diào)高溫度報警程序，溫度值后面顯示“ H”否則順序執(zhí)行，把當(dāng)前溫度值與下限報警溫度值相減，如果借位標(biāo)志位為 1，調(diào)低溫報警程序，溫度值后面顯示“ L”，否則順序執(zhí)行，溫度值后顯示“ ！ ”。也就說，本系統(tǒng)的溫度精確到了 度。 由于 DS18B20 轉(zhuǎn)換后的代碼并不是實際的溫度值，所以要進行 數(shù)據(jù)處理 。數(shù)據(jù)處理子程序流 程圖如圖 32所示。 13 圖 35 讀取 DS18B20溫度 子程序流程圖 數(shù) 據(jù) 傳 輸B C D 碼 轉(zhuǎn) 換返 回求 補 運 算溫 度 是 否 為 負(fù) ？否是 圖 36 數(shù)據(jù)處理子程序流程圖 首先程序判斷溫度是否是零下，如果是，則 DS18B20 保存的是溫度的補碼值， 14 需要對其低 8 位（ LS Byte）取反加一變成原碼。 I = 8D A T A L I N E 置 0延 時 7 u sA 帶 C 右 移 一 位C Y 送 入 D A T A L I N E延 時 1 0 0 u sD A T A L I N E 置 1返 回I = 0 ？YN 圖 34 DS18B20的 寫 操作流程圖 （ 4） DS18B20 的 數(shù)據(jù)處理 讀取 DS18B20 溫度 子程序流程圖 如圖 35 所示 。數(shù)據(jù)線先置低電平“ 0”延時 7 微秒，按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位），延時時間為 62 微秒。將數(shù)據(jù)線拉高“ 1”，之后再將數(shù)據(jù)線拉低，延時 18 微秒，將數(shù)據(jù)線拉高“ 1”，同時端口應(yīng)為輸入狀態(tài)， 讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到一個狀態(tài)位，并進行數(shù)據(jù)處理 ，延時 100 微秒，按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位），分別把讀出的數(shù)據(jù)存放在兩個單元中，最后返回。據(jù)該狀態(tài)可以來確定他的存在， 但是不能無限的進行等待，不然會使程序進入死循環(huán)，所以要進行超時控制。 子程序 設(shè)計 DS18B20 的 子程序設(shè)計 （ 1） DS18B20 的初始化 如圖 32 所示。甚至有些必須采用很復(fù)雜的硬件電路才能完成的工作，用軟件編程有時會變得很簡單，如數(shù)字濾波，信號處理等。 一個應(yīng)用系統(tǒng)要完成各項功能，首先必須有較完善的硬件作保證。 讀取 DS18B20 溫度模塊子程序 ， 每次對 DS18B20操作時多要 按照 DS18B20 工作過程中的協(xié)議進行。 主程序?qū)δK進行初始化，而后調(diào)用讀溫度、處理溫度、顯示、鍵盤、和繼電器各模塊。 圖 26 單片機與顯示電路連接圖 9 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計 主程序設(shè)計 系統(tǒng)主流程圖如圖 31 所示，主要完成 LCD 初始化、內(nèi)容顯示、對 溫度 的讀寫和對 DS18B20 的初始化和精度設(shè)置、溫度值 BCD 碼的轉(zhuǎn)換、報警判斷子程序。 采用技術(shù)成熟，價格便宜的 1602 液晶顯示器做為輸出顯示 [10]。 第 15～ 16 腳：空腳 在本設(shè)計中 LCD1602 與單片機的連接如圖 26 所示。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平，液晶模塊執(zhí)行命令。 8 第 5 腳： RW 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。15%的范圍內(nèi)；可以用僅 80μA的待機電流，實現(xiàn)外部斷電；具有自我保護電路（一個兩級降頻限流保護和一個在異常情況下斷電的過溫完全保護電路） 。 該器件還有其他一些特點：在特定的輸入電壓和輸出負(fù)載的條件下，輸出電壓的誤差可以保證在 177。 該器件內(nèi)部集成頻率補 償和固定頻率發(fā)生器，開關(guān)頻率為 150KHz，與低頻開關(guān)調(diào)節(jié)器相比較，可以使用更小規(guī)格的濾波元件。 7 圖 25 電路工作原理圖 由于該系統(tǒng)需要穩(wěn)定的 5V 電源，因此設(shè)計時必須采用能滿足電壓、電流和穩(wěn)定性要求的電源。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，都可以通過編程實驗來驗證。因此， 結(jié)合電路我們可以 通過程序控制 腳的電平來使 它 發(fā)出聲音和關(guān)閉。 P1 端口的作用和接法與 P2 端口相同，不同的是在 Flash編程和程序校驗期間， P1 接收低 8 位地址數(shù)據(jù) ，如圖 24 所示 。 對該端口寫 “1”，可通過內(nèi)部上拉電阻將其端口拉至高電平，此時可作為輸入口使用，這是因為內(nèi)部存在上拉電阻，某一引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 圖 23 DS18B20與單片機連接圖 如圖 23 所示， DS18B20 與單片機的接口電路非常簡單。 表 21 DS18B20詳細 引腳功能描述 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數(shù) 字 輸入輸出 引腳 ,開漏單總線接口引腳 ,當(dāng)使用寄生電源時 ,可向電源提供電源 3 VDD 可 選擇 的 VDD引腳 ,當(dāng)工作于寄生電源時 ,該引腳必須接地 溫度傳感器與單片機的連接 溫度傳感器的單總線 (1Wire)與單片機的 連接， 是單片機的高位地址線。圖 22 為其外形及管腳排列。讀寫及溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線 5 本身也可以向所掛接的 DS18B20 供電，而無需額外 電源。由于每片 DS18B20條總線上可掛接任意多個 DS18B20 芯片。 P0 口是三態(tài)雙向口 ,通稱數(shù) 據(jù)總線口 ,因為只有該口能直接用于對外部存儲器的讀 /寫操作 。該芯片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器值保持不變 , 一直到掉電模式被終止。這種狀態(tài)可被任何一個中斷所終止或通過硬件復(fù)位。 AT89C51 有間歇、掉電兩種工作模式。另外 ,AT89C51 還具有 MCS51 系列單片機的所有優(yōu)點?？捎?5V電 壓編程，而且寫入時間僅 10 毫秒 , 僅為 8751/87C51 的擦除時間的百分之一，與8751/87C51 的 12V 電壓擦寫相比 , 不易損壞器件 , 沒有兩種電源的要求，改寫時不拔下芯片，適合許多嵌入式控制領(lǐng)域。 AT89C51 可構(gòu)成真正的單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積 , 增加系統(tǒng)的可靠性，降低了系統(tǒng)成本。 AT89C51 是一種低損耗、高性能、CMOS 八位微處理器，片內(nèi)有 4k字節(jié)的在線可重復(fù)編程、快速擦除快速寫入程序的存儲器，能重復(fù)寫入 /擦除 1000 次，數(shù)據(jù)保存時間為十年。采用了可靠的CMOS 工藝制造技術(shù)，具有高性能的 8 位單片機，屬于標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 的 CMOS 產(chǎn) 4 品。而這種單片機對開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時間也大大縮短。 3 2 硬件部分概述 單片機 的選擇 AT89C51 基本組成及特性 AT89C51 是一種帶 4k 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器 （ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory） 的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機 [6]。 此方案硬件電路非常簡單，但程序設(shè)計復(fù)雜一些，但是在課外對 DS18B字符型液晶顯示有所了解，而且曾經(jīng)在網(wǎng)上看到過此類程序程序設(shè)計 ，并且用單片機開發(fā)板對系統(tǒng)進行了測試，達到了預(yù)期的結(jié)果。 方案論證 按照 DS18B20 的通信協(xié)議 [5]， 由主機向 DS18B20 發(fā)送命令，讀取 DS18B20 轉(zhuǎn)換的溫度，從而實現(xiàn)對環(huán)境的溫度的測量，當(dāng)溫度超過一定的值時，報警器開始報警。 D S 1 8 B 2 0 溫 度 傳感 器數(shù) 字 量A T 8 9 C 5 1 單 片 機編 碼1 6 0 2 液 晶 顯 示 器蜂 鳴 器 報 警 圖 11 溫度測量系統(tǒng)方案框 圖 如圖 11，其中主電路主要由單片機、 DS18B20 溫度傳感器，和 1602 液晶顯示電路以及報警電路組成。 2 1 系統(tǒng)方案設(shè)計 方案設(shè)計 該方案 是以 AT89C51 單片機作為 硬件系統(tǒng)的 控制核心 , 溫度測量元件 選用的是智能溫度傳感器 DS18B20， 通過溫度度傳感器對現(xiàn)場 溫度進行 實時 檢測， 并 設(shè) 定好溫度上下限 值 ， 一旦實時檢 測的溫度超過的設(shè)定的 溫度值就報警。它具有處理能力強，運行速度快，功耗低等優(yōu)點。整個系統(tǒng)中的溫度轉(zhuǎn)換、溫度處理判斷都是通過單片機來實現(xiàn)的。在學(xué)習(xí)實踐中提高對理論的認(rèn)知能力和動手解決實際問題的能力，達到 與實踐相結(jié)合的目的 。因此，在生產(chǎn)和生活中要對溫度進行嚴(yán)格的控制，使溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)變化。針對以上情況，在控制成本的前提下， 通過本設(shè)計設(shè)計 一款能夠?qū)崟r 檢測控制 溫度，又具有 對系統(tǒng) 設(shè)定不同的報警溫度的溫度控制報警系統(tǒng) 功能 ?，F(xiàn)代電子工業(yè)的飛速發(fā)展對自動測試的要 求越來越高。比如，農(nóng)業(yè)上土壤各個層面上的溫度將會影響植物的生長；在醫(yī)院的監(jiān)護中也用到溫度的測量 [3]。日本、美國、德國、瑞典等技術(shù)領(lǐng)先，都生產(chǎn)出了一批商品化的、性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表．并在各行業(yè)廣泛應(yīng)用 [2]。隨著電子技術(shù)和微型計算機的迅速發(fā)展，微機測量和控制技術(shù)得到