基于单片机的恒温箱温度控制系统毕业论文(2)

2019-06-02 17:03

时,锁存低8位地址的输出脉冲。在Flash编程时,此引脚(PROG)也用作编程输入脉冲。

在一般情况下,ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲,可用来作为外部定时器或时钟使用。然而,特别强调,在每次访问外部数据存储器时,ALE脉冲将会跳过。如果需要,通过将地址位8EH的SFR的第0位置“1”,ALE操作将无效。这一位置“1”,ALE仅在执行MOVX或MOV指令时有效。否则,ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位(地址位8EH的SFR的第0位)的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。

PSEN(29引脚):外部程序存储器选通信号PSEN是外部程序存储器选通信号。当STC89C52从外部程序存储器执行外部代码时,PSEN在每个机器周期被激活两次,而访问外部数据存储器时,PSEN将不被激活。

EA/VPP(31引脚):访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令,EA必须接GND。注意加密方式1时,将内部锁定位RESET。为了执行内部程序指令,EA应该接VCC。在Flash编程期间,EA也接收12伏VPP电压。

XTAL1(19引脚):振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2(18引脚):振荡器反相放大器的输入端。

3.2温度传感器的选择

DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温。这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作,由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。数字温度传感器DS18B20把采集到的温度通过数据引脚传到单片机的P3.7口,单片机接受温度并存储。此部分只用到DS18B20和单片机,硬件很简单,DS18B20引脚图如3-3所示。

图3-3 DS18B20引脚图如

3.2.1 DS18B20主要性能特点

(1) 用户可自设定报警上下限温度值。

(2)不需要外部组件,能测量-55~+125℃ 范围内的温度。

(3)-10℃ ~+85℃ 范围内的测温准确度为±0.5℃ 。通过编程可实现9~l2位的数字读数方式,可在至多750 ms内将温度转换成12 位的数字,测温分辨率可达0.0625℃。

(4)独特的单总线接口方式,与微处理器连接时仅需要一条线即可实现与微处理器双向通讯。

(5)测量结果直接输出数字温度信号,以“一线总线”串行传送给CPU,同时可传送CRC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力。

(6)负压特性:电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁,但不能正常工作。

3.2.2 DS18B20的工作原理

根据DS18B20的通讯协议,主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤:

(1)每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位。 (2)复位成功后发送一条ROM指令。

(3)最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定的操作。

复位要求主CPU将数据线下拉500微秒,然后释放,DS18B20收到信号后等待15~60微秒左右后发出60~240微秒的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序,具体工作方法如图3-4,3-5,3-6所示。

① 初始化时序

等待15-60主机主机复位脉冲最小480US最小480响应脉冲60~240

图3-4 初始化时序图

总线上的所有传输过程都是以初始化开始的,主机响应应答脉冲。应答脉冲使主机知道,总线上有从机设备,且准备就绪。主机输出低电平,保持低电平时间至少480us,以产生复位脉冲。接着主机释放总线,4.7KΩ上拉电阻将总线拉高,延时15~60us,并进入接受模式,以产生低电平应答脉冲,若为低电平,再延时480us。

② 写时序

>60us

>1us

15-45us 15us

T1 T0

图3-5 (a)写0时序

>60us >1us

15-45us T0 15us

T1 图3-5 (b)写1时序

写时序包括写0时序和写1时序。所有写时序至少需要60us,且在2次独立的写时序之间至少需要1us的恢复时间,都是以总线拉低开始。写1时序,主机输出低电平,延时2us,然后释放总线,延时60us。写0时序,主机输出低电平,延时60us,然后释放总线,延时2us。 ③ 读时序

主机写\>1>1主机写\主机采样45主机采样45

图3-6 读时序

总线器件仅在主机发出读时序是,才向主机传输数据,在主机发出读数据命令后,必须马上产生读时序,以便从机能够传输数据。所有读时序至少需要60us,且在2次独立的读时序之间至少需要1us的恢复时间。每个读时序都由主机发起,至少拉低总线1us。主机在读时序期间必须释放总线,并且在时序起始后的15us之内采样总线状态。主机输出低电平延时2us,然后主机转入输入模式延时12us,

然后读取总线当前电平,然后延时50us。

DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同,只是得到的温度值的位数因分辨率不同DS18B20 为9位~12位A/D转换精度,而DS1820为9位A/D转换,虽然我们采用了高精度的芯片,但在实际情况上由于技术问题比较难实现,而实际精度此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性,其输出用于修正计数器1的预置值。如下3-7的测温原理图不同,且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。 DS18B20测温原理如图3-7所示。

图3-7 DS18B20的测温原理框图

3.3液晶显示屏输出

液晶显示的原理是利用液晶的物理特性,通过电压对其显示区域进行控制,有电就有显示,这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点,目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。 3.3.1 LCD1602的基本参数及引脚功能

LCD1602分为带背光和不带背光两种,基控制器大部分为HD44780,带背光的比不带背光的厚,是否带背光在应用中并无差别,两者尺寸差别如下图3-8所示。

图3-8 LCD1602尺寸图

LCD1602参数:

显示容量:16×2个字符 芯片工作电压:4.5—5.5V 工作电流:2.0mA(5.0V) 模块最佳工作电压:5.0V

字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm 引脚功能说明

LCD1602采用标准的14脚(无背光)或16脚(带背光)接口,各引脚接口说明如表3-3所示。

表3-3 引脚接口说明 编号 符号 1 2 3 4 5 VSS VDD VL RS R/W 引脚说明 电源地 电源正极 液晶显示偏压 数据/命令选择 读/写选择 编号 9 10 11 12 13 符号 D2 D3 D4 D5 D6 引脚说明 数据 数据 数据 数据 数据 6 7 8 E D0 D1 使能信号 数据 数据 14 15 16 D7 BLA BLK 数据 背光源正极 背光源负极 第1脚:VSS为地电源。 第2脚:VDD接5V正电源。

第3脚:VL为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。

第4脚:RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

第5脚:R/W为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。

第6脚:E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。

第7~14脚:D0~D7为8位双向数据线。 第15脚:背光源正极。 第16脚:背光源负极。

3.3.2 LCD1602的指令说明及时序

1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令,如表3-4所示:

表3-4 控制命令表 序号 1 2 3 4 5 6 8 9 指令 清显示 光标返回 置输入模式 显示开/关控制 光标或字符移位 置功能 置数据存贮器地址 读忙标志或地址 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 BF 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 DL 0 0 0 1 N 0 0 D F 0 1 C * D0 1 * S B * * 1 I/D 1 S/C R/L * 字符发生存贮器地址 7 置字符发生存贮器地址 0 显示数据存贮器地址 计数器地址 要写的数据内容 读出的数据内容 10 写数到CGRAM或DDRAM) 1 11 从CGRAM或DDRAM读数 1 1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。(说明:1为高电平、0为低电平)

指令1:清显示,指令码01H,光标复位到地址00H位置。 指令2:光标复位,光标返回到地址00H。

指令3:光标和显示模式设置 I/D,光标移动方向,高电平右移,低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效,低电平则无效。

指令4:显示开关控制。 D:控制整体显示的开与关,高电平表示开显示,低电平表示关显示 C:控制光标的开与关,高电平表示有光标,低电平表示无光标 B:控制光标是否闪烁,高电平闪烁,低电平不闪烁。

指令5:光标或显示移位 S/C:高电平时移动显示的文字,低电平时移动光


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