【正文】 編碼鍵盤僅僅提供鍵開關狀態(tài)，由程序來識別閉合鍵，消除抖動，產生相應的代碼，轉入執(zhí)行該鍵的功能程序。圖為按鍵和AT80C51的接線圖，檢測儀共設有4個按鍵，每個按鍵由軟件來決定其功能，4個按鍵功能分別為：(1) SW1：設定按鍵(設定按鍵)(2) SW2：加法按鍵(當前位加5)(3) SW3：減法按鍵(當前位減5)(4) SW4：退出設置鍵(系統(tǒng)初始化)EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U2AT80C51112234SW3SWPB(203。)112234SW4SWPB(203。)112234SW2SWPB(203。)112234SW1SWPB(203。) 圖4－2 單片機按鍵和AT80C51的接線圖 數碼管及指示燈顯示電路（1）數碼管顯示說明各個數碼管的段碼都是單片機的數據口輸出，即各個數碼管輸入的段碼都是一樣的，為了使其分別顯示不同的數字，可采用動態(tài)顯示的方式，即先只讓最低位顯示0(含點)，經過一段延時，再只讓次低位顯示1，如此類推。表41 數碼管編碼表段碼位碼顯示器狀態(tài)08H01H□□□□□□□0abH02H□□□□□□1□12H04H□□□□□2□□22H08H□□□□3□□□a1H10H□□□4□□□□24H20H□□5□□□□□04H40H□6□□□□□□aaH80H7□□□□□□□本論文中使用了3個數碼管，其中前兩位使用動態(tài)掃描顯示實測溫度，在設置加熱溫度的時候，兩個數碼管是閃爍，以提示目前處在溫度設置狀態(tài)。（2）運行指示燈說明本熱水器溫度控制系統(tǒng)中共使用到3個LED指示燈和3個數碼管。 圖43 LED數碼管顯示電路圖 溫度采集電路（1） DS18B20介紹Dallas最新單線數字溫度傳感器DS18B20簡介新的“一線器件”體積更小、適用電壓更寬、更經濟。一線總線獨特而且經濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網絡，為測量系統(tǒng)的構建引入全新概念?！?。2℃。其DS18B20的管腳配置和封裝結構如圖44所示。 圖44 DS18B20封裝（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。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。顯然，總線上的器件與（wired AND）關系。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據之前的I/O口的置1操作是為了給DS18B20一個發(fā)送數據的信號。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。（2）除了DS18B20發(fā)送0的時間段，其他時間其輸出口自動截止。2時，確保微控制器在寫1的時候DS18B20可以正確讀入。① DS18B20的復位時序，如圖45 圖45 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。DS18B20在完成一個讀時序過程，至少需要60us才能完成。圖46 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。如圖47所示。當DQ或VDD引腳為高電平時，這個電路便“取”的電源。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。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。 圖48 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49 所示。此外，在單總線上可以并聯多個 DS18B20，而且如果它們全部采用外部電源工作方式，那么通過發(fā)出相應的命令便可以同時完成溫度變換。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。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。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。事實上，基于1Wire總線的產品還有很多種，如1Wire總線的E2PROM、實時時鐘、電子標簽等。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值。VCCEA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U2AT80C51DQ2GND1VCC3U3DS1820VCCR15圖410 DS18B20與單片機連接圖 電源電路采用L7805穩(wěn)壓塊，輸出為5V。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。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。圖411 系統(tǒng)電源設計圖 報警電路同時可以在系統(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。圖412 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。 加熱管控制電路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。故在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用。輸出控制接點的共同接點。以Com為共同點，NC與COM在平時是呈導通狀態(tài)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)。圖413 單片機控制繼電器5 軟件系統(tǒng)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。（其程序編程語言詳見附錄I）圖 51 主程序流程圖 各個模塊的流程圖 讀取溫度DS18B20模塊的流程由于DS18B20采用的是一根數據線實現數據的雙向傳輸，而對AT89S52單片機來說，硬件上并不支持單總線協議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協議時序來完成對DS18B20芯片的訪問。因此系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協議進行。由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫數據，因此，對讀寫的數據位有著嚴格的時序要求。該協議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。數據和命令的傳輸都是低位在先。 （2）對于DS18B20的讀時隙是從主機把單總線拉低之后，在15秒之內就得釋放單總線,以讓DS18B20把數據傳輸到單總線上。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。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。讀出轉換后的溫度值 LCALL INIT_1820 。判斷DS1820是否存在?若DS18B20不存在則返回TSS2: MOV A,0CCH 。發(fā)出溫度轉換命令 LCALL WRITE_1820LCALL DISPLAY 。準備讀溫度前先復位 MOV A,0CCH 。發(fā)出讀溫度命令 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200 。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，根據鍵號轉到相應的鍵處理程序，按鍵流程圖如圖53所示。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。圖54 報警子程序流程圖6 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，理論上是能實現的，如果數碼管不顯示，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。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，否則就不能實現升溫過程，通常選用8550三極管來進行放大。蜂鳴器是低電平有效。 軟件電路調試如果硬件電路檢查后，沒有問題卻實現不了設計要求，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。圖為單片機功能調試圖：圖61 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，實現設計