單片機水溫控制系統(tǒng)(模板)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 ，向CPU發(fā)出中斷請求（定時器/計數(shù)器中斷允許時）。如果定時器/計數(shù)器工作與定時模式，則表示定時時間已到；如果工作與計數(shù)模式，則表示計數(shù)值已滿[5]。定時器/計數(shù)器工作方式寄存器TMOD定時器/計數(shù)器工作方式寄存器在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為89H，不能位尋址，TMOD用來確定定時器的工作方式及功能選擇，單片機復位時TMOD全部被清0，各位定義如下。表5 TMOD位定義位序號D7D6D5D4D3D2D1D0位符號GATEC/M1M0GATEC/M1M0每個定時器/計數(shù)器都有4種工作方式，由M1M0設定，對應關系如下。表6 定時器/計數(shù)器工作方式定義M1M0工作方式00方式0，為13位定時器/計數(shù)器01方式1，為16位定時器/計數(shù)器10方式2，8位初值自動重裝的8位定時器/計數(shù)器11方式3，僅適用于T0，分成兩個8位計數(shù)器，T1停止計數(shù)定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON定時器/計數(shù)器控制寄存器在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為88H，位地址分別是88H～8FH，該寄存器可以進行位尋址，TCON寄存器用來控制定時器的啟、停，標志定時器溢出和中斷情況，單片機復位時TCON全部被清0，各位定義如表7所示[6]。表7 TCON各位定義位序號D7D6D5D4D3D2D1D0位符號TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H 單片機的最小系統(tǒng)是由電源、復位、晶振、EA=1組成。如下圖所示圖25 單片機最小系統(tǒng) 按鍵按鍵，在單片機外圍電路中，通常用到的按鍵都是機械彈性開關，當開關閉合時，線路導通，開關斷開時，線路斷開，圖26是集中單片機系統(tǒng)常見的按鍵。圖26 單片機系統(tǒng)常見的按鍵單片機檢測按鍵的原理是：當檢測按鍵時，用的是單片面積的輸入功能，把按鍵的一段接地，另一端與單片機的某個I/O口相連，讓單片機不斷地檢測該I/O是否變?yōu)榈碗娖剑敯存I閉合時，即當該I/O口通過按鍵與地相連，變?yōu)榈碗娖剑绦蛞坏z測到I/O口變?yōu)榈碗娖絼t說明按鍵被按下，然后執(zhí)行相應的指令。按鍵的連接方法如圖27所示，右側的I/O端與單片機的任一I/O口相連，按鍵在被按下時，其觸點的電壓變化過程如圖28所示。 圖27按鍵與單片機連接圖 圖28按鍵被按下時電壓的變化由圖48可看出，理想波形與實際波形之間是有區(qū)別的，實際波形在按下和釋放的瞬間都有抖動現(xiàn)象，抖動時間的長短和按鍵的機械特性有關，一般為5～10ms，通常我們手動按下鍵后立即釋放，這個動作中穩(wěn)定閉合的時間超過20ms。因此單片機在檢測鍵盤是否按下時要加上去抖動操作，通常我們用軟件延時的方法就能很容易解決抖動問題。編寫單片機的鍵盤檢測程序時，一般在檢測按下時加入去抖延時，檢測松手時就不用加了。檢測流程圖如圖29所示。圖29 按鍵檢測流程圖 鍵盤電路設計鍵盤是單片機應用系統(tǒng)中的主要輸入設備，單片機使用的鍵盤分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。編碼鍵盤采用硬件線路來實現(xiàn)鍵盤的編碼，每按下一個鍵，鍵盤能夠自動生成按鍵代碼，并有去抖功能。因此使用方便，但硬件較復雜。非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(chǎn)生相應的代碼，轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序。非編碼鍵盤中鍵的數(shù)量較少，硬件簡單，在單片機中應用非常廣泛。圖為按鍵和AT80C51的接線圖，檢測儀共設有3個按鍵，每個按鍵由軟件來決定其功能，3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1)(3) SW3：減法按鍵(當前位減1）單片機按鍵和AT80C51的接線圖見圖210 圖210 單片機按鍵和AT80C51的接線圖（1）數(shù)碼管顯示說明各個數(shù)碼管的段碼都是單片機的數(shù)據(jù)口輸出，即各個數(shù)碼管輸入的段碼都是一樣的，為了使其分別顯示不同的數(shù)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(jīng)過一段延時，再只讓次低位顯示1，如此類推。由視覺暫留，只要我們的延時時間足夠短，就能夠使得數(shù)碼的顯示看起來非常的穩(wěn)定清楚，過程如表8。表8數(shù)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4個數(shù)碼管，其中前三位使用動態(tài)掃描顯示實測溫度，在到達設置加熱溫度的時候，4個數(shù)碼管是閃爍，以提示目前處在溫度到達設置度數(shù)。加熱保溫狀態(tài)時第4位數(shù)碼管顯示符號“℃”，在設置上限溫度時顯示“H”，在設置下限溫度時則顯示“L”。數(shù)碼管顯示電路圖見圖211 圖211 LED數(shù)碼管顯示電路圖（1） DS18B20介紹 Dallas最新單線數(shù)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(jīng)濟。Dallas半導體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構建引入全新概念。DS18BDS1822“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器同DS18B20一樣，DS18B20也支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 55℃~+125℃，在10℃~+85℃范圍內(nèi),精度為177。℃。DS1822的精度較差為177。2℃。現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。其DS18B20的管腳配置和封裝結構如圖212所示。 圖212 DS18B20封裝引腳定義： ① DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端； ② GND為電源地； ③ VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。 （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。從兩個角度來理解單線總線：第一，單線總線只定義了一個信號線，而且DS18B20智能程度較低（這點可以與微控制器和SPI器件間的通信做一個比較），所以DS18B20和處理器之間的通信必然要通過嚴格的時序控制來完成。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。這種設計使總線上的器件在合適的時間驅(qū)動它。顯然，總線上的器件與（wired AND）關系。這就決定：（1）微控制器不能單方面控制總線狀態(tài)。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(shù)據(jù)之前的I/O口的置1操作是為了給DS18B20一個發(fā)送數(shù)據(jù)的信號。這是一個錯誤的觀點。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。置1操作是為了是I/O口截止（cut off），以確保微控制器正確讀取數(shù)據(jù)。（2）除了DS18B20發(fā)送0的時間段，其他時間其輸出口自動截止。自動截止是為確保：1時，在總線操作的間隙總線處于空閑狀態(tài)，即高態(tài)。2時，確保微控制器在寫1的時候DS18B20可以正確讀入。由于DS18B20采用的是1－Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對AT89S52單片機來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時序來完成對DS18B20芯片的訪問。① DS18B20的復位時序，如圖213 圖213 DS18B20的復位時序圖② DS18B20的讀時序?qū)τ贒S18B20的讀時序分為讀0時序和讀1時序兩個過程。對于DS18B20的讀時隙是從主機把單總線拉低之后，在15秒之內(nèi)就得釋放單總線，以讓DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。DS18B20在完成一個讀時序過程，至少需要60us才能完成。DS18B20的讀時序圖如圖214所示。圖214 DS18B20的讀時序③ DS18B20的寫時序?qū)τ贒S18B20的寫時序仍然分為寫0時序和寫1時序兩個過程。對于DS18B20寫0時序和寫1時序的要求不同，當要寫0時序時，單總線要被拉低至少60us，保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確地采樣IO總線上的“0”電平，當要寫1時序時，單總線被拉低之后，在15us