【正文】 要可以通過普通 I/O 口模擬串口進(jìn)行擴(kuò)展。 DS18B20 溫度傳感器介紹 DS18B20 引腳及特點(diǎn)DS18B20 的引腳及封裝如圖 23 所示。DS18B20 與單片機(jī)的連接有兩種方法，外部電源供電和寄生電源供電方式，在實(shí)際使用時(shí)只需要在數(shù)據(jù)線上接上 的上拉電阻即可。圖 24 DS18B20 外部供電電路圖 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及寄存器介紹DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 25 所示。溫度靈敏原件，用于接收最初的溫度模擬量，即電阻隨溫度變化?？赏ㄟ^軟件寫入用戶報(bào)警上泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）7下限值。圖 26 分辨率設(shè)置寄存器下面是對 DS18B20 高速暫存存儲器介紹：高速 RAM 由 9 個(gè)字節(jié)組成如表 21 所示。這時(shí)單片機(jī)按照低位在前，高位在后的方式讀取兩字節(jié)數(shù)據(jù)，就可以通過一定的轉(zhuǎn)換規(guī)則得到十進(jìn)制溫度。數(shù)據(jù)格式如圖27 所示。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）8圖 28 DS1302 時(shí)序圖由圖可知，使用 DS18B20 時(shí)首先對其復(fù)位，復(fù)位信號至少為 480us 的低電平，若 DS18B20 接收到復(fù)位信號則會在 15~60us 內(nèi)發(fā)出一個(gè)回復(fù)脈沖，脈沖時(shí)間為60~240us，此時(shí)控制器數(shù)據(jù)線應(yīng)是高電平以便對其接收，至此，通信協(xié)議已經(jīng)基本達(dá)成，接下來開始數(shù)據(jù)通信。工作電壓寬度 ～5V ,用來保持片內(nèi)數(shù)據(jù)時(shí)功率控制在1 毫瓦內(nèi)。DS1302 的引腳如圖 29 所示。DS1302 關(guān)于時(shí)間和日期的寄存器如圖 210 所示，共有 12 個(gè)，編程時(shí)注意讀和寫的地址有所不同。表 22 DS1302 控制字1 RAM A4 A3 A2 A1 A0 RD/WR控制字最高字節(jié)應(yīng)該為 1，為 0 時(shí)不能向芯片寫入數(shù)據(jù)，控制字從低位開始輸出，第 6 位為 0 表示讀取時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示讀 RAM 數(shù)據(jù)，A4 ——A0 為操作地址。 DS1302 讀寫時(shí)序DS1302 讀寫時(shí)序如圖 211 所示。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）10圖 211 DS1302 讀寫時(shí)序 HS0038 紅外一體接收器介紹 HS0038 特點(diǎn)介紹紅外通信有紅外發(fā)射裝置和接收裝置組成，本設(shè)計(jì)的紅外發(fā)射裝置為載波38KHz 的普通紅外遙控器。單片機(jī)經(jīng)過一定的算法把接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。應(yīng)當(dāng)注意 HS0038 輸出的數(shù)據(jù)正好和發(fā)射端的電平反向。圖 212 HS0038 實(shí)物圖從左到右，引腳依次是：I/O 數(shù)據(jù)端口、GND 接地、 VCC 接+5V 電源。圖 213 HS0038 應(yīng)用電路圖 LCD12864 液晶介紹 LCD12864 性能概述及引腳功能 本設(shè)計(jì)采用帶漢字字庫的液晶模塊，內(nèi)置 8192 個(gè)漢字 128 個(gè)字符還具有64*256 的 GDRAM 可以用來繪制圖形。應(yīng)用中可以通過寫入命令字來實(shí)現(xiàn)多種功能，如：開關(guān)光標(biāo)，反白顯示，屏幕移位，睡眠等。LCD12864 具有 20 個(gè)引腳其功能如表 23 所示。此時(shí)，RS 引腳為指令 /數(shù)據(jù)選擇引腳。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）12表 23 LCD12864 引腳功能圖 LCD12864 讀寫時(shí)序及用戶指令集對 LCD12864 液晶的操作不外乎通過單片機(jī)不斷進(jìn)行讀寫，單片機(jī)寫數(shù)據(jù)到液晶模塊的時(shí)序圖如圖 215 所示。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）13圖 216 單片機(jī)讀取液晶模塊數(shù)據(jù)由圖 314 可知寫數(shù)據(jù)或命令的操作大致如下，RS 為高時(shí)寫數(shù)據(jù)，RS 為低時(shí)寫指令；RW 引腳為低電平進(jìn)行寫操作；E 引腳設(shè)置為高允許數(shù)據(jù)傳送，接著便把所傳數(shù)據(jù)放于數(shù)據(jù)引腳，E 引腳再次拉低便完成了寫操作。通過正確的時(shí)序?qū)懼噶羁梢栽O(shè)置 LCD12864 的很多功能，如寫入 0x01 指令即可清屏并把 DDRAM 地址計(jì)數(shù)器調(diào)整為“00H”,再如寫入指令“0xc”即可打開顯示關(guān)閉游標(biāo)。最小系統(tǒng)晶振電路如圖 217 所示。最小系統(tǒng)復(fù)位電路如圖 218 所示。本最小系統(tǒng)采用 10uf 的電容，經(jīng)驗(yàn)證完全滿足要求。另外，由于本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)內(nèi)部存儲器存儲程序，故單片機(jī)的第 31 引腳（EA）接高電平，用來訪問片內(nèi)程序。輸出電壓 ，最大輸入電壓 35v，壓差 35v時(shí)工作在理想狀態(tài)。本設(shè)計(jì)中L7805cv 的應(yīng)用電路如圖 219 所示。支持匯編語言，C 語言及其混合編程，能夠兼容絕大多數(shù) 51 系列單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)和仿真。 程序總體結(jié)構(gòu)由于整個(gè)系統(tǒng)涉及到的外設(shè)模塊較多，故采用了多文件模塊化編程，這樣大大提高了程序的可讀性，也為以后可能遇到的程序移植和升級提供了方便。圖 31 程序結(jié)構(gòu)圖其中， 是設(shè)計(jì)主函數(shù)包含了各種外設(shè)的初始化及其功能函數(shù)的調(diào)用，、 、 分別為溫度傳感器、紅外接收器、時(shí)鐘芯片和液晶的驅(qū)動程序， 是用來定時(shí)、定溫的功能模塊。DS18B20 操作流程如圖 32 所示。for(i=8。i){Tmep=1。 //低電平,產(chǎn)生讀信號for(j=2。j)。 //釋放總線,準(zhǔn)備讀數(shù)據(jù)for(j=4。j)。}for(j=30。j)。 //拉高數(shù)據(jù)線，準(zhǔn)備讀下一位}return(Tmep)。另外，應(yīng)當(dāng)注意在每次獲取溫度值時(shí)都要對 DS18B20 進(jìn)行復(fù)位操作。 圖 33 DS1302 操作總流程泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）18DS1302 讀寫操作流程如圖 34 所示。下面是讀寫函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。DS1302_CLK = 0。DS1302_WriteByte(Addr)。 // 寫 1Byte 數(shù)據(jù)DS1302_CLK = 1。} /**********************************************************/讀取 DS1302 某地址的數(shù)據(jù) ,**********************************************************/ uchar Read1302(unsigned char Addr){ uchar Dat。DS1302_CLK = 0。DS1302_WriteByte(Addr|0x01)。 // 讀取數(shù)據(jù)到變量 DatDS1302_CLK = 1。return(Dat)。typedef struct { unsigned char Week。unsigned char Hour。unsigned char Hour。unsigned char Day。unsigned char Str_Time[9]。unsigned char Str_Month[3]。}struct_TIM。//低四位是秒的個(gè)位，高三位是秒的十位（原來是BCD 碼）TimeSecond = ((temp amp。0x0F)。039。039。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）20 LCD12864 液晶驅(qū)動程序 LCD12864 初始化LCD12864 初始化流程如圖 35 所示。 寫數(shù)據(jù)到 LCD12864 功能函數(shù)LCD12864 的功能函數(shù)主要是顯示從其他模塊采集到的并轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)，這里主要提供了兩種顯示函數(shù)，writestring()和 writedat()兩個(gè)函數(shù)，writestring() 用來顯示從一個(gè)地址開始的字符串，writedat() 函數(shù)用來在某個(gè)地址顯示一個(gè)字符。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）21//從地址 addr_12864 開始，寫字符串到 LCD void writestring(uchar addr_12864 ,uchar * str){uchar i = 0。while(str[i] != 39。){Write12864_Cmd_Dat(str[i++],1)。Write12864_Cmd_Dat(dat,1)。遙控器發(fā)送一組完整數(shù)據(jù)（如圖 36 所示） ，首先是 9ms 高電平和 低電平組成的前導(dǎo)碼，緊接著是 8 位地址碼及其反碼，最后便是 8 位操作碼及其反碼。 圖 36 遙控器發(fā)送一組完整數(shù)據(jù)泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）22圖 37 遙控器編碼的 0 和 1 紅外解碼程序流程及重要代碼分析本設(shè)計(jì)中紅外遙控器作為控制單片機(jī)運(yùn)行的按鍵，為了更好的實(shí)現(xiàn)按鍵功能紅外接收端接在了單片機(jī)的外部中斷 0 引腳，另外遙控器編碼采用脈寬調(diào)制方式，為了更精確的記錄脈寬時(shí)間需要啟用定時(shí)器功能，所以程序開始要進(jìn)行中斷和定時(shí)器的初始化。中斷觸發(fā)方式采用下降沿觸發(fā)，中斷程序只需要記錄兩個(gè)中斷之間時(shí)間值并保存，然后對相應(yīng)脈沖的時(shí)間值與標(biāo)準(zhǔn)的脈沖時(shí)間進(jìn)行比較，這樣得出了是 0 還是 1。下面是中斷函數(shù)。 }/**********************************************************startflag 初始值位 0，第一次進(jìn)入中斷標(biāo)記為 1，同時(shí)時(shí)間清零，如果經(jīng)判斷有引導(dǎo)碼出現(xiàn)，就開始記錄了。}ir_time_data[ir_num]=timer。irnum++。Ir_end=1。 //第一次進(jìn)來時(shí)被標(biāo)記為 1，timer 清 0timer=0。按鍵按下后把得到的數(shù)據(jù)分別與操作碼和操作反碼比較，每次比較通過后要立即清零。if (ircode[3]==0xf6) ircode[3]=0x00。 定時(shí)定溫功能的程序?qū)崿F(xiàn)本系統(tǒng)具有隨時(shí)設(shè)定時(shí)間值和溫度值的功能，要達(dá)到這樣的目的需要滿足這樣幾個(gè)條件，第一、能進(jìn)入設(shè)置模式，第二、能通過按鍵選擇要修改的項(xiàng)并能對其數(shù)值增大和減小，第三、能順利返回。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）24返回修改項(xiàng)切換增減修改設(shè)置模式圖 38 時(shí)間溫度設(shè)置流程以上工作完成后，設(shè)置功能已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)，只需要在主函數(shù)中調(diào)用Compare_temp_time()函數(shù)就可以通過比較設(shè)定值與實(shí)際值，來執(zhí)行繼電器開關(guān)燈和開關(guān)空調(diào)動作了。最小系統(tǒng)的正常運(yùn)行是整個(gè)系統(tǒng)得以正常運(yùn)行的前提。這時(shí)再在 引腳連接發(fā)光二極管，上電復(fù)位后，發(fā)現(xiàn)二級管能夠一秒間隔出現(xiàn)亮滅循環(huán)。 其他各模塊調(diào)試過程由于本設(shè)計(jì)的所有數(shù)據(jù)都以可見方式顯示在液晶上，所以在焊接其他模塊前需要使液晶屏能夠正常顯示。接著焊接溫度傳感器和時(shí)鐘芯片，并通過各自的程序在液晶上顯示出數(shù)據(jù)。在實(shí)際調(diào)試時(shí)鐘模塊時(shí)，時(shí)間數(shù)據(jù)經(jīng)常發(fā)生抖動和隨機(jī)跳變，但在下一次刷新時(shí)又變正常，這說明時(shí)鐘芯片與單片機(jī)的通信是正常的。 由此得出了一個(gè)結(jié)論 DS1302 的驅(qū)動能力很是有限的在和單片機(jī)的通信中，要考慮到加上拉電阻的可能。圖 51 即為調(diào)試用電路實(shí)物及顯示效果，各項(xiàng)功能均已正常。軟件部分共有，（主函數(shù)模塊文件） ，（溫度模塊文件） ，（時(shí)鐘模塊文件） ，（紅外模塊文件） ，（液晶模塊文件） ，（設(shè)置功能文件）以泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）26及相應(yīng)的頭文件組成。(2) 年月日時(shí)分秒時(shí)間信息的實(shí)時(shí)顯示以及調(diào)整。(4) 通過設(shè)定溫度值利用繼電器開關(guān)空調(diào)。(2) 由于液晶耗電量比較大，可以增加光敏電阻以及相應(yīng)電路達(dá)到根據(jù)外接光線變化自動調(diào)節(jié)背光亮度的效果，以節(jié)省電能。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）27參考文獻(xiàn)[1]桑勝舉,[M].北京：中國鐵道出版社,:1120.[2] 單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M]．北京：高等教育出版社,2022:821.[3]郭循釗,鄺帆,邵平,[J].公路交通技術(shù), 2022:529.[4]林凌,李剛,丁茹,[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2022:3034.[5]邊春遠(yuǎn), 單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序[M].人民郵電出版社,2022:4347.[6]張友德,趙志英,[M].復(fù)旦大學(xué)出版社,2022:3234.[7](簡明修訂版)[M].北京航空航天大學(xué)出版社,1998:2343.[8]黃河,李曉,劉學(xué)瑞, DS18B20 單總線數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國礦業(yè):35.[9] Dxp 電路原理圖與 PCB 設(shè)計(jì)[M].:2325.[10]袁旭軍,[J].:1921.泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）28致 謝本篇論文能夠得以順利完成，首先要感謝**老師對我的悉心指導(dǎo)。宗棟老師帶人寬厚做事認(rèn)真，在這段時(shí)間里老師的教導(dǎo)使我明白了，做事要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，要有克服困難的耐心和勇氣，當(dāng)遇到技術(shù)瓶頸時(shí)沒有這點(diǎn)素質(zhì)是萬萬不行的，同時(shí)，還要寬厚帶人，成功很大程度上來自他人直接或間接的幫助，只有與他人相處融洽我們才能得到別人更多的幫助才能更好地與他人合作。泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）29附 錄附錄 1 整體電路原理圖1 234 5U8RELAYP101P27 28P112P26 27P123P25 26P134P24 25P145P23 24P156P22 23P167P21 22P178P20 21P3010VCC 40P3111P00 39P3212P01 38P3313P02 37P3414P03 36P3515P04 35P3616P05 34P3717P06 33RSET9X218 X119GND20PSEN 39ALE30EA 31P07 32U4STC89C52132V VGNDINOUTU378L05VP10P11+12 S5SwitchVCCVCC12X212M