【正文】 0xCC 搜索 ROM 0xF0 多個 DS18B20在線時 , 可用此命令匹配一個給定序列號，此后命令就針對該芯片 忽略序列號 , 對所有在線的 DS18B20進行配置 用于讀出在線的 DS18B20的序列號 報警 ROM 0xEC 對溫度超過上限或者下限時，讀出報警的 DS18B20 3)DS18B20 共有 9個 RAM,每個字節(jié)為 8 位。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接多少個 DS18B20并做出處理。一旦總線主機檢測到應(yīng)答信號，便可以發(fā)起 ROM操作指令。復(fù)位時序如圖 43 所示。 1)總線復(fù)位 ,首先必須對 DS18B20 進行復(fù)位，由單片機給 DS18B20 單總線至少 480Us 的低電平信號，當(dāng) DS18B20 接到此復(fù)位信號后，延時 1560us，通過大地總線 60240us 來產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。 ② .單總線協(xié)議 單總線協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸 , 操作包括數(shù)據(jù)的讀寫和復(fù)位功能。如 表 41所示： 表 41 DS18B20溫度值格式表S S S S S 2625 24232221202 1 2 22 32 4B i t 7 B i t 6 B i t 5 B i t 4 B i t 3 B i t 2 B i t 1 B i t 0B i t 1 5 B i t 8B i t 1 4 B i t 9B i t 1 1B i t 1 3 B i t 1 0B i t 1 2L S B y t eM S B y t e 這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù) , 存儲在的兩個 8 比特的 RAM 中 , 二進制中的前面5 位是符號位 , 如果測得的溫度大于 0, 這位為 0, 只要將測到的數(shù)值乘以 即可得到實際溫度 ,如果溫度小于 0, 這位為 1, 測到 的數(shù)值需要取反加 1再乘以 實際溫度。光刻 ROM 的作用是使每一個 DS18B20都各不相同 , 這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20的目的。 液晶驅(qū)動函數(shù) 寫命令函數(shù) 寫數(shù)據(jù)函數(shù) 液晶管腳定義 溫度讀取顯示子函數(shù) 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 16 ① .DS18B20 的內(nèi)部數(shù)據(jù)部件 1)光刻 ROM中的 64位序列號是出廠前被光刻好的 , 它可以看作是 DS18B20的地址序列碼。具 體能顯示預(yù)設(shè)溫度值、預(yù)設(shè)溫控時間、當(dāng)前的溫度值。主程序首先要做初始化，包括 DS18B20 測量開始命令的初始化， LCD1602 顯示初始化，串口通信初始化等等。 主程序的設(shè)計 STC89C52 單片機上電復(fù)位后，即進入歡迎界面顯示程序，顯示“ dian zu lu wen kong zhi xi tong” ,按切換鍵可以進行溫控 溫控 1 時間、溫控 溫控 2 時間及報警溫度的設(shè)置，按運行鍵啟動溫控。 ③ 準(zhǔn)確。 ② 實時。 所以 會有 DCAC、 ACAC、 ACDC 等 型式，它們分別在 直流 或 交 流電源上做負載的開關(guān)，不 可以 混用 . 這里使用 交流固態(tài)繼電器 (AC—SSR)，單片機高電平驅(qū) 動三極管 9014 的基極 ，固態(tài)繼江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 14 電器的一端接在三極管的發(fā)射極。固態(tài)繼電器的控制信號所要 的功率 很 低， 所以 可以用弱信號控制強電流。相對于以往的 “線圈 —簧片觸點式 ”繼電器， SSR 中 沒有任何可 以 動的機械零件，具有超越 EMR 的優(yōu)勢，如 可靠度高 、 反應(yīng)快 、壽命長、 耐機械沖擊 、具有 優(yōu)秀 的防潮防霉 等 特性。觸發(fā)電路的作用是給輸出器件提供觸發(fā)信號。高頻變壓器耦合，是在一定的輸入電壓下，形成 10MHz 的自激振蕩，通過變壓器磁芯將高頻信號傳遞到變壓器次級。隔離耦合電路，目前多采用光電耦合器和高頻變壓器兩種電路形式。主要 是 由 負載電路 ，驅(qū)動電路和 控制電路 三部分組成 的 。 繼電器驅(qū)動電路 設(shè)計 固態(tài)繼電器的分類 和 工作原理 固態(tài)繼電器是一種無觸點電子開關(guān)，由 芯片 、膜固定電阻網(wǎng)絡(luò)和 分立元器件 組成 ，采用混合工藝組裝來實現(xiàn)控制回路 和 負載回路的電隔離，由固態(tài)器件實現(xiàn)負 載的通斷切換功能，內(nèi)部 沒有 任何可動部件。 此 設(shè)計出于簡化電路，電路系統(tǒng)原理圖如圖 315 所示： 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 13 圖 315 電路系統(tǒng)原理圖 控制執(zhí)行單元設(shè)計 控制執(zhí)行 單元 所完成的功能是根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果 而決定的 ，單片機對應(yīng)的 I/O 輸出高電平或者低電平，控制繼電器的 通斷 ，達到控制電爐的啟動 與停止，然而 I/O 口的輸出電流僅 僅 為 20mA，不 能夠 驅(qū)動繼電器，同時也為 了能 提高 它的 驅(qū)動能力 與 抗干擾能力， 就此設(shè)計了繼電器驅(qū)動電路，在 此 控制電路中 是 由三極管 Q2 和 電阻 R13 組成 的 放大電路，而二極管 D2 則 構(gòu)成泄放回路， 以備 在系統(tǒng)斷電時 能 迅速將繼電器自感電動勢迅速拉低，起到保護 的 作用。 C11 與 C12 用于濾波，在這基礎(chǔ)上，還可 以增加二極管 D5 和 D6，分別連接在 7805的 1 端 與 3 端，與此 形成反饋，當(dāng)電路中出現(xiàn)短路 德 情況時，能對電路起到保護作用。 此 設(shè)計中采用的直流穩(wěn)壓電路如圖 315 所示，其中 7805 起到電壓變化作用。 它 采用三端穩(wěn)壓片 7805 制作輸出為 +5V 的電源，為單片機提供正常的 工作電源。 因此 在單片機電源 系統(tǒng) 設(shè)計中經(jīng) 常使用輸出電壓 值為 固定的集成穩(wěn)壓器， 做 為穩(wěn)壓器件。此處為 P0 口輸出，因為 P0 口的電壓過于微弱，所以添加上拉電阻使其能夠驅(qū)動 LCD 液晶顯示屏。 第 6 腳： E（或 EN）端為使能（ enable）端。 第 4 腳： RS 是 寄存器選擇，高電平時 選擇 數(shù)據(jù)寄存器、低電平時 選擇 指令寄存器。其中： DL=1， 8 位數(shù)據(jù)接口； DL=0，四位數(shù)據(jù)接口； N=1，兩行顯示； N=0，一行顯示； F=1， 5?11 點陣字符； F=0， 5?7 點陣字江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 11 符。其中： S/C=1：畫面平移一個字符位； S/C=0：光標(biāo)平移一個字符位； R/L=1：右移； R/L=0：左移。其中： D 表示顯示開關(guān)： D=1 為開，D=0 為關(guān)； C 表示光標(biāo)開關(guān)： C=1 為開， C=0 為關(guān)； B 表示閃爍開關(guān)： B=1 為開， B=0 為關(guān)。 LCD1602 控制指令如表 39 所示： 表 32 LCD1602 控制指令 指令 功能 清屏 清 DDRAM 和 AC 值 輸入方式設(shè)置 設(shè)置光標(biāo)、畫面移動方式 顯示開關(guān)控制 設(shè)置顯示、光標(biāo)及閃爍開、關(guān) 光標(biāo)、畫面位移 光標(biāo)、畫面移動，不影響 DDRAM 功能設(shè)置 工作方式設(shè)置（初始化指令） CGRAM 地址設(shè)置 設(shè)置 CGRAM 地址。 R/W：當(dāng) RS 和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址；當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 LCD1602 實物圖 如 38 所示： 圖 38 LCD1602 實物 圖 LCD1602管腳功能介紹 主要管腳介紹： V0：液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度 是 最弱 的 ，接地電源時對比度 是 最高 的 ，對比度過高時會產(chǎn)生 影響 ， 所以 可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。硬件連接圖如 37 所示 ： 圖 37 矩陣鍵盤電路 顯示電路 設(shè)計 LCD1602簡介 液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點，因此，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件了。 最后將上述兩者進行或運算即可確定被按下的鍵的位置。 然后讓 P1 口高四位為 0，低四位為 1,。 ② 高低電平翻轉(zhuǎn)法 首先讓 P1口高四位為 1，低四位為 0,。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。 將全部行線置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。 列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機的 I/O 口作為輸出端，而列線所接的 I/O 口則作為輸入。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。 在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。穩(wěn)壓器 LM7805 電源電路設(shè)計如圖 36 所示。經(jīng)穩(wěn)壓器 LM7805 穩(wěn)壓后， 輸出端輸出穩(wěn)定的 +5V 直流電壓。穩(wěn)壓器 LM7805 由三個管腳 組成 的串聯(lián)型降壓式電源芯片。 然 后的電流經(jīng)過穩(wěn)壓器 LM7805 輸出穩(wěn)定的 +5V 電壓。 +220V 的交流電壓需要經(jīng)過變壓器降到15V 左右。 STC89C52 單片機 與 DS18B20 溫度傳感器芯 片工作電壓范圍是 ～ 。報警電路結(jié)構(gòu)如 圖 所示 圖 35 報警電路 接線圖 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 7 電源電路設(shè)計 系統(tǒng)溫度測量的 電源 為 直流電源 。 報警電路設(shè)計 報警電路的功能是 指 在 AT89C52 單片機的控制下 達到 聲光報警或解除報警 的目的 。硬件 電路如圖 34 所示 。 采集 模塊的硬件設(shè)計 當(dāng) DS18B20 正在執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換或從高速暫存器 EPPROM 傳送數(shù)據(jù)時，工作電流可達， 這個電流可能會引起連接單總線的弱上拉電阻的不可接受的壓降，這需要更大的電流，而此時 Cpp（寄生電源儲能電容）無法 提供，為了保證 DS18B20 有充足的供電，當(dāng)進行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝數(shù)據(jù)到 EEPROM 操作時，必須給單總線一個上拉電阻，一般為 的上拉電阻， 根據(jù) 距離遠 近 可以適當(dāng) 調(diào)節(jié) 阻值 ，距離近時 減小 阻值 ，但不能低于 ， 否則DS18B20 將無法復(fù)位。 ②獨 一 無二 的單線接口方式 , DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與的雙向通訊 。 64 位R O W和一線端口存儲和控制邏輯高速暫存器8 位 CRC 生成器溫度傳感器高溫觸發(fā)器 TH低溫觸發(fā)器 TL配置寄存器供電方式選擇V C CDQ 圖 33 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 DS18B20 中的溫度傳感器 可以 完成對溫度的測量，用 十六 位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /lsb 形式表達，其中 S 為符號位。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 34 所示，主要由 四 部分組成： 溫度傳感器， 64 位 ROM、 非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 與 TL、配置寄存器 。 DS18B20 是 一種 一線式數(shù)字溫度傳感器， 也 是世界上第一片支持“ 一線總線”接口的溫度傳感器 , 在其內(nèi)部使用了在板 (ONBOARD)專利技術(shù)。 復(fù)位電路如圖 32 所示： 圖 32 復(fù)位電路 溫度 采集 模塊的硬 件設(shè)計 DS18B20概述 溫度傳感器是將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置，型號有很多，數(shù)字式溫度傳感器常用的有 DS18B20 等。 手動 復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端 RST 上加入高電平 ， 一般采用的辦法是在 RST 端和正電源 Vcc 之間接一個按鈕。 因為 微機電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號， 所以 在電源上電時，只有 VCC 超過 且 低于 以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時，復(fù)位信號才 可以 被撤除，微機電路 才能 開始正常工作。 晶振 電路 如圖 31 所示 圖 31 晶振電路 復(fù)位電路 電路正常工作需要供電電源為 5V177。 電容 C2 和 C1 對頻率有微 調(diào)整 作用。在 XTAL0江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)技術(shù)報告 4 和 XTAL1 兩端跨接晶振， 和 內(nèi)部的反相器構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。他 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器， 這個 放大器的輸入和輸出端分別是引腳 XTAL1 與 XTAL0,在 XTAL1 和XTAL0 端口 接上時鐘電源即可構(gòu)成時鐘電路。晶振回路電容、陶瓷諧振器晶振兩部分組成。 晶振回路 為 STC89C52 單片機 正常 工作需要的時鐘電路 創(chuàng)造穩(wěn)定的 工作頻率 這是晶振回路的目的 。因為把多功能 8位 CPU 與閃速內(nèi)存組合在單個芯片中， 所以 AT89C52 是一種高效的微控制器，為許多嵌入式控制系統(tǒng)創(chuàng)造了一種靈活性高的方式。 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 STC89C52 構(gòu)成的最小系統(tǒng) STC89C52 是一種 高性能 、 低功耗的 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后送入單片機與設(shè)計溫度比較，其偏差經(jīng)運算后輸 出， 控制晶體管三相調(diào)功模塊通斷時間的不同以此來控制電熱元件的時間，由此來控制加熱電阻的加熱溫度。大