毕业设计(论文)--基于单片机的温度控制系统的设计与实现

(4)延时15微秒。

(5)将数据线拉高“1”。 (6)延时15微秒。

(7)读数据线的状态得到1个状态位,并进行数据处理。 (8)延时30微秒。 DS18B20的写时序:

对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。 对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同,当要写0时序时,单总线要被拉低至少60us,保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平,当要写1时序时,单总线被拉低之后,在15us之内就得释放单总线。

图10 DS18B20写时序过程

(1) 数据线先置低电平“0”。 (2) 延时确定的时间为15微秒。

(3) 按从低位到高位的顺序发送字节(一次只发送一位)。 (4) 延时时间为45微秒。 (5) 将数据线拉到高电平。

(6) 重复上(1)到(6)的操作直到所有的字节全部发送完为止。

(7) 最后将数据线拉高。

DS18B20虽然有测温简单的特点,单在实际应用中应注意一下几点: (1)较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿,由于DS18B20与微处理器间采用串行数据传送,因此,在对DS18B20进行读写编程时,必须严格的保证读写时序,否则将无法读取测温结果。在使用PL/M、C等高级语言进行系统程序设计时,对DS18B20 操作部分最好采用C语言实现。

(2) 在DS18B20的有关资料中均未提及单总线上所挂DS18B20数量问题,容易使人误认为可以挂任意多个DS18B20,在实际应用中并非如此。当单总线上所挂DS18B20 超过8个时钟,就需要解决微处理器的总线驱动问题,这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。

(3) 连接DS18B20的总线电缆是有长度限制的。试验中,当采用普通信号电缆传输长度超过50m时,读取的测温数据将发生错误。当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时,正常通讯距离可达150m,当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时,正常通讯距离进一步加长。这种情况主要是由总线分布电容使信号

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波形产生畸变造成的。因此,在用DS18B20进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。

(4) 在DS18B20 测温程序设计中,向DS18B20 发出温度转换命令后,程序总要等待DS18B20 的返回信号,一旦某个DS18B20 接触不好或断线,当程序读该DS18B20 时,将没有返回信号,程序进入死循环。这一点在进行DS18B20 硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。

2.5 LED数码管

2.5.1 LED数码管主要技术参数

图11 数码管

数码管使用条件:

a、段及小数点上加限流电阻

b、使用电压:段:根据发光颜色决定; 小数点:根据发光颜色决定 c、使用电流:静态:总电流 80mA(每段 10mA);动态:平均电流 4-5mA 峰值电流 100mA

上面这个只是七段数码管引脚图,其中共阳极数码管引脚图和共阴极的是一样的,4位数码管引脚图数码管使用注意事项说明: (1)数码管表面不要用手触摸,不要用手去弄引角; (2)焊接温度:260度;焊接时间:5S

(3)表面有保护膜的产品,可以在使用前撕下来。

2.5.2 LED数码管的引脚说明

这类数码管可以分为共阳极与共阴极两种,共阳极就是把所有LED的阳极连接到共同接点com,而每个LED的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp(小数点);共阴极则是把所有LED的阴极连接到共同接点com,而每个LED的阳极分

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别为a、b、c、d、e、f、g及dp(小数点),如下图所示。图中的8个LED分别与上面那个图中的A~DP各段相对应,通过控制各个LED的亮灭来显示数字。

图12 共阳数码管内部结构

图13 共阴数码管内部结构

对于单个数码管来说,从它的正面看进去,左下角那个脚为1脚,以逆时针方向依次为1`10脚,左上角那个脚便是10脚了,上面两个图中的数字分别与这10个管脚一一对应。注意,3脚和8脚是连通的,这两个都是公共脚。 还有一种比较常用的是四位数码管,内部的4个数码管共用a~dp这8根数据线,为人们的使用提供了方便,因为里面有4个数码管,所以它有4个公共端,加上a~dp,共有12个引脚,下面便是一个共阴的四位数码管的内部结构图(共阳的与之相反)。引脚排列依然是从左下角的那个脚(1脚)开始,以逆时针方向依次为1~12脚,下图中的数字与之一一对应。

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图14位共阳数码管内部结构

2.5.3数码管编码说明

4位数码管编码说明,如4.5表所示:

表4.5 控制命令表

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H L - C P2.7 e 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 P2.6 d 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 P2.5 dp 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 P2.4 c 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 P2.3 g 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 P2.2 b 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 P2.1 f 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 P2.0 a 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 28H EBH 32H A2H E1H A4H 24H EAH 20H A0H 61H 3DH F7H 3CH 3.硬件设计

3.1单片机最小系统电路

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图15 单片机最小系统

(1) 单片机9脚接复位电路,可按复位按钮S1给单片机复位。 (2) 晶振采用12MHZ。

(3) 由于单片机只访问片内Flash ROM并执行内部程序存储器中的指令,因此

单片机的31脚接高电平VCC。 3.2 DS18B20测温电路。

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