【正文】 脈沖信號計數(shù)，此后會一直循環(huán)此過程，直到減法計數(shù)器2計數(shù)到0，這時才會終止溫度存儲器的累加，溫度寄存器中的數(shù)值就是當時所測得的溫度值。其工作原理如圖32所示。在溫度轉(zhuǎn)換期間，DS18B20工作電流可達1mA，因此，當多個傳感器使用同一根I/O線時，造成較大誤差。此時I/O不需要強上拉，沒有電源欠流問題，可以保證測量精度。當DS18B20完成對溫度的采集之后，會在內(nèi)部將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號，然后通過DQ管腳將數(shù)字量直接傳送到單片機中，單片機就會對傳送來的數(shù)字信號進行處理。圖33 DS18B20與單片機連接原理圖 串口通信設計中，需要實現(xiàn)單片機與上位機之間的信息傳輸，所以需要設計專門的通信模塊。其中，RS232串行接口是目前使用最為廣泛的通信接口。由于單片機的串口是TTL電平的，信號電壓是+5V，而上位機的串口是RS232電平，信號電壓+10～10V，所以，為了使兩者之間能完成正常的通信，采用MAX232電平轉(zhuǎn)換電路進行電平轉(zhuǎn)換，MAX232是美信公司專為RS232標準串口設計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片。通過檢測行線高低電平，來確認按鍵是否閉合。獨立式鍵盤的特點是一鍵一線，每個按鍵分別接一條I/O口線，每個鍵之間是相互獨立的，相互之間沒有影響，通過檢測各I/O口線的電平狀態(tài)即可判斷按鍵是否被按下。但是，按鍵的閉合與釋放都需要一定的過程才能達到穩(wěn)定狀態(tài)，此時處于閉合與釋放之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動，為了避免多次處理一次按鍵閉合，應該采取措施消除抖動。其工作原理圖如圖35所示。同時其具有使用靈活，顯示清晰，設計簡單等特點，并符合本設計顯示要求，因此，本設計中采用LED數(shù)碼管顯示器作為顯示電路。共陰極LED顯示器則與共陽極恰好相反，共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，共陰極接地，若發(fā)光二級管的陽極為高電平，那么這個二極管就會發(fā)亮，相應的段就會被顯示出來，由此起到顯示電路的功能。 LED數(shù)碼管顯示方式用單片機驅(qū)動LED顯示，按顯示方式分，有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動電路具有輸出鎖存功能，單片機將要顯示的數(shù)據(jù)輸出后就不再管，直到下一次顯示數(shù)據(jù)需要更新是時，再傳送一次數(shù)據(jù)，此種顯示方式顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，同時占用很少的CPU時間。兩種顯示方式各有利弊，靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用CPU時間少，但每個顯示單元都需要單獨的顯示驅(qū)動電路，占用硬件資源較多，且不能實時的對數(shù)據(jù)進行顯示。數(shù)碼管顯示需要對單片機出來的數(shù)據(jù)進行譯碼后才能顯示，本設計使用74LS138譯碼器進行譯碼。74LS138 為3線－8線譯碼器，當一個選通端（E1）為高電平，另兩個選通端（(/E2))和/(E3)）為低電平時，可將地址端（A0、AA2）的二進制編碼在Y0至Y7對應的輸出端以低電平譯出。根據(jù)設計要求，顯示模塊要做到四位實時顯示，若采用靜態(tài)顯示方式，不僅電路設計復雜，還不能實時的顯示溫度數(shù)據(jù)，所以采用動態(tài)顯示方式，而因為閃爍頻率和人眼視覺暫留效應，并沒有較高的閃爍感，同時，節(jié)省了硬件資源，降低成本。本設計采用4位數(shù)碼管顯示，由按鍵控制分時顯示實時溫度或設定溫度值。圖36 LED 數(shù)碼管與單片機連接電路圖 蜂鳴報警器設計報警電路設計較為簡單，主要由三極管、蜂鳴器、發(fā)光二極管組成。相反，如果溫度在要求范圍之內(nèi)，報警電路不會發(fā)出報警信號。圖37 報警電路圖 繼電器電路設計繼電器是一種電控制器件，是當輸入量（激勵量）的變化達到規(guī)定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預定的階躍變化的一種電器。所謂電磁繼電器就是利用輸入電路內(nèi)電路在電磁鐵鐵芯與銜鐵之間產(chǎn)生的吸引力而工作的一種電氣繼電器。其電路圖如圖38所示。其原理圖如圖39所示。變壓器設計較為簡單，即將220V電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為5V交流電。下一步由濾波電路對得到的脈沖電壓進行濾波，濾波電路是由電容來實現(xiàn)的，當脈沖電壓加載到電容兩端時，對電容進行充電，相反的，電容放電，由此，電容充放電過程減緩了脈沖的變化幅度，起到濾波的作用。LM7805操作簡單，價格低廉，是我們最常使用的穩(wěn)壓芯片，其內(nèi)部設有過流保護、過熱保護，而且設計5V電源的電路比較簡單，所以在本次設計中被作為穩(wěn)壓電源。 提高代碼的使用效率，代碼的使用效率是軟件設計中一個很重要的衡量指標。提高系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性，系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性可以通過上電、掉電測試，單片機功能的完善性與系統(tǒng)的損耗性來評估。主程序作為整個檢測系統(tǒng)的監(jiān)控程序，對整個程序進行協(xié)調(diào)運行。其具體的主程序流程圖如下圖41所示。首先，DS18B20進行復位，并寫入跳過ROM的字節(jié)命令，0XCC，寫入進行轉(zhuǎn)換的功能命令，0X44，延遲750～900ms。之后整合以上操作所讀入的兩個字節(jié)，并判斷出數(shù)據(jù)的正負情況，轉(zhuǎn)化為10進制。 開始 DS18B20 初始化 溫度轉(zhuǎn)換 溫度值譯碼 結(jié)束 圖42 溫度信號處理子程序 鍵盤輸入模塊掃描子程序設計采用獨立式掃描鍵盤，獨立式鍵盤的按鍵相互獨立，每個按鍵接一個I/O口線，一根I/O口線上的工作狀態(tài)不會影響其他口線狀態(tài)。程序設計通常采用查詢法，假設鍵盤掃描子程序應具有以下功能： 判定有無按鍵動作。 確定是否真正有閉合鍵。開始 恢復閉合鍵鍵碼。同時本設計使用了MC1413作為LED的驅(qū)動器。然后送1～8個顯示數(shù)據(jù)，在傳送完控制字后，可以根據(jù)實際需要改變數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容，MC1413則會按照顯示亮度等初始化的規(guī)定與需要顯示的數(shù)據(jù)自動掃描顯示。 開始 串行口初始化 數(shù)據(jù)送至緩沖區(qū) 查斷碼 顯示溫度值 結(jié)束 圖44 數(shù)碼管顯示子程序框圖 繼電器控制子程序單片機對傳感器采集到的溫度與設定值比較，若超出溫度控制范圍，則控制相應的繼電器對溫度進行加熱或降溫處理。 串口通信子程序溫度檢測系統(tǒng)通過串口通信的方式與上位機傳送信息，以此能夠?qū)崟r向上位機傳送溫度值，以便對溫度實時監(jiān)測并控制。串口通信程序可以采用中斷和查詢的方式，因為單片機采用中斷和查詢的方式發(fā)送子程序所占用的資源是一樣的，故發(fā)送采用查詢，接收采用中斷的方式。串口通信模塊的流程圖如圖45所示。在設計中運用溫度傳感器采集溫度，通過轉(zhuǎn)換、處理與設定值進行比較，得到控制信號用以控制溫度，實現(xiàn)了溫度顯示和報警控制功能。（2） 元件選擇，根據(jù)需求分析選擇電子元器件，以達到設計的目的。（4） 軟件設計，畫好程序流程圖，設計主程序和子程序。使系統(tǒng)達到本次設計的設計要求。系統(tǒng)還有很多可以應用的資源沒有充分的得到利用，例如單片機的輸入通道還沒有完全開發(fā)，系統(tǒng)的I/O資源還沒有完全利用。例如可以將測得的溫度通過單片機與通訊模塊相連接，以手機短消息的方式發(fā)送給用戶，使用戶能夠隨時對溫度進行監(jiān)控。and Engineering Circuit Saddle River,NJ:PrenticeHall,Inc.,1999.[20]ISD(R),SingleChip Voice Record/Playback ,1999.致 謝即將畢業(yè)走向新的征程，大學四年得到的不僅是老師在專業(yè)知識上的知道，更有為人處事的道理。在設計中遇到困難是在所難免的，但是在老師以及眾多同學的幫助下，很多問題都迎刃而解。進一步提升了自己在面對問題，解決問題的能力，為今后的學習與工作打下了堅實的基礎。通過本次設計，認識到僅學有理論知識沒有實踐是不夠的，必須將理論應用到實踐中，在實踐中檢驗自己的理論知識才能完成對自己工作能力的提升，理論與實踐相結(jié)合才能真正學到屬于自己的能