分布式單片機蔬菜大棚溫度檢測系統(tǒng)的電路設(shè)計與仿真調(diào)試案例目錄TOC\o"1-3"\h\u21425分布式單片機蔬菜大棚溫度檢測系統(tǒng)的電路設(shè)計與仿真調(diào)試案例 [18]：bitNext(void) //二叉樹遍歷 { bits1=0,s2=0;//S1表原碼，S2表反碼 ucharBitCount=1; //1-64 ucharRightShift=0x01; ucharn=0;//循環(huán)變量 ucharDiscrepMarker=0; bitTureCode;//該位真正的ROM編碼 bitnxt;//ROM碼搜索完成標(biāo)志位，1表示搜索完成 bitflag;//DS18B20復(fù)位成功標(biāo)志位，1表示復(fù)位成功 nxt=FLASE; dowcrc=0; flag=Ds18b20_Reset(); if(flag==FLASE||doneflag==FLASE)//初始化失敗或者未完成搜索ROM {LastDiscrap=0; returnFLASE;} DS18B20_WriteByte(0xf0); //搜索ROM（單片機識別所有DS18B20的64位編碼） do {s1= DS18B20_ReadBit()//發(fā)送搜索命令后，全體器件發(fā)送64位ROM碼第1位 s2=DS18B20_ReadBit(); //全體器件發(fā)送64位ROM碼的第1位的反碼 if(s1==1&&s2==1) //無器件未與總線相接 {break;} else {if(s1==0&&s2==0) //檢測到差異位，確定搜索方向（0or1） {if(BitCount<LastDiscrap)//BitCount當(dāng)前搜索位LastDiscrap上次 TureCode=ROM[n]&RightShift;最后走零位 elseTureCode=(BitCount==LastDiscrap); //選1BitCount==LastDiscrap if(TureCode==0) DiscrepMarker=BitCount;} else TureCode=s1; //01或10情況看第一個 if(TureCode==1) ROM[n]|=RightShift; else ROM[n]&=~RightShift; DS18B20_WriteBit(TureCode);//器件ROM編碼在該位上的數(shù)據(jù)與寫入BitCount++;的數(shù)據(jù)相同，則繼續(xù)保持與總線聯(lián)系 RightShift<<=1; if(RightShift==0) //已經(jīng)移動了7次，7*8次循環(huán) {ow_crc(ROM[n]); //最高8位為CRCn++; RightShift=1;} //返回初值 } }while(n<8); if(BitCount<65||dowcrc) //64位ROM碼還沒發(fā)完或循環(huán)冗余校驗碼非零 LastDiscrap=0; else { LastDiscrap=DiscrepMarker; doneflag=(LastDiscrap!=0); //搜索完成 nxt=TURE; } returnnxt;}測溫程序流程圖如圖3-3所示：YY

開始轉(zhuǎn)換(0x44)匹配ROM（0x55）DS18B20復(fù)位N

DS18B20復(fù)位匹配ROM（0x55）讀溫度（0xBE）讀低字節(jié)TL讀高字節(jié)TL溫度負(fù)？取反加一計算十進制數(shù)開始結(jié)束圖3-3測溫過程流程圖程序如下：/*****啟動溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)*****/voidStartDs18b20(uchar*ROMCODE){uchari;DS18B20_DQ=1;Ds18b20_Reset();DS18B20_WriteByte(0x55)；//匹配ROM，接著MCU發(fā)出64位編碼，符合的DS18B20做出響應(yīng)for(i=0;i<8;i++){DS18B20_WriteByte(ROMCODE[i]);}DS18B20_WriteByte(0X44);//發(fā)送溫度轉(zhuǎn)化命令}/*****讀取溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)*****/voidReadDs18b20(uchar*ROMCODE){uchari;ucharTLV=0;//采集到的溫度高8位ucharTHV=0;//采集到的溫度低8位unsignedinttemp;Ds18b20_Reset();//再次復(fù)位，等待從機應(yīng)答DS18B20_WriteByte(0x55); for(i=0;i<8;i++){DS18B20_WriteByte(ROMCODE[i]);}DS18B20_WriteByte(0XBE);//發(fā)送讀溫度命令TLV=DS18B20_ReadByte();//讀出溫度低8位THV=DS18B20_ReadByte();//讀出溫度高8位temp=THV;temp<<=8; //高8位左移4位temp|=TLV;temp&=0X07FF; //16位中前五位為符號位，保留11位數(shù)據(jù)位if(THV&0x80) //溫度為負(fù){temp=0x0800-temp; //數(shù)據(jù)位取反加一tflag=0x2d;}elsetflag=43; //溫度為正TD=(float)(temp&0x000f)*10/16; //小數(shù)部分溫度 ，LSB為0.0625TZ=temp>>4; //整數(shù)部分溫度DS18B20_DQ=1;//釋放總線}1.1.2顯示電路設(shè)計1.1.2.1顯示電路硬件設(shè)計 RS接P2.6,RW接P2.5,EN接P2.7,數(shù)據(jù)口接P0口，單個測溫電路顯示部分硬件設(shè)計如圖3-4所示：圖3-4顯示電路設(shè)計1.1.2.2顯示電路軟件設(shè)計軟件設(shè)計如下：/*****從LCD1602某個位置寫字符串子函數(shù)*****/ voidwritestring(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*s){ if(y==0)command(0x80+x);//在第一行顯示數(shù)據(jù) else command(0xC0+x);//在第二行顯示數(shù)據(jù) while(*s) //判斷是否字符串的結(jié)尾{write_dat(*s);//顯示當(dāng)前字符 s++;} //字符串地址加1}/*****向LCD1602某個位置寫字符子函數(shù)*****/voidwriteChar(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchars){ if(y==0)command(0x80+x);//在第一行顯示數(shù)據(jù) else command(0xC0+x);//在第二行顯示數(shù)據(jù){write_dat(s);}//顯示當(dāng)前字符}在主函數(shù)中利用for循環(huán)，每次使一個DS18B20工作，并將結(jié)果顯示在顯示屏上，部分程序如下：for(k=0;k<number;k++){StartDs18b20(&Ds18b20Rom[k][0]); //開始溫度轉(zhuǎn)化ReadDs18b20(&Ds18b20Rom[k][0]); //讀取溫度值TP1=TZ;tf1=tflag;writestring(0,0,"A1");writeChar(2,0,tflag);writeChar(3,0,TZ/10%10+'0'); //十位writeChar(4,0,TZ%10+'0');//個位writeChar(5,0,'.');writeChar(6,0,TD+'0');//小數(shù)位}1.1.3存儲電路設(shè)計1.1.1.1存儲電路硬件設(shè)計 24C02的SCK、SDA引腳分別接P2.1、P2.0，A0、A1、A2接地，電路如圖3-5所示：圖3-5存儲電路設(shè)計1.1.1.2存儲電路軟件設(shè)計 存儲電路寫一個字節(jié)數(shù)據(jù)和讀一個字節(jié)數(shù)據(jù)程序流程圖分別如圖3-6和3-7所示：等待響應(yīng)等待響應(yīng)發(fā)送地址（0XA0）發(fā)送具體地址（0x00~0xff）產(chǎn)生開始信號等待響應(yīng)寫入數(shù)據(jù)等待響應(yīng)產(chǎn)生結(jié)束信號開始結(jié)束圖3-6向24C02寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)等待響應(yīng)等待響應(yīng)發(fā)送地址（0XA0）讀取一字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送訪問具體地址（0x00~0xff）產(chǎn)生開始信號等待響應(yīng)產(chǎn)生開始信號發(fā)送地址（0XA1）等待響應(yīng)產(chǎn)生非應(yīng)答信號產(chǎn)生結(jié)束信號開始結(jié)束圖3-7從24C02讀取一字節(jié)數(shù)據(jù) 具體程序如下：/*****指定一個地址，對這個地址寫入一個數(shù)******/ voidwrite_e2p(ucharch,uintaddress){ Start(); //產(chǎn)生開始信號 if(address<256){Write8Bit(WriteDeviceAddress);//24C08器件的地址（A2,A1,A0均為0），0xa0表示向24C02寫數(shù)據(jù) TestAck(); //等待響應(yīng) Write8Bit(address);//寫入這個具體的地址 TestAck();} //等待響應(yīng) Write8Bit(ch);//對這個地址寫入一個數(shù)據(jù) TestAck(); //繼續(xù)等待響應(yīng) Stop(); //停止信號delayms(10);//防止兩次調(diào)用write_e2p的間隔太短導(dǎo)致數(shù)據(jù)重疊}/*****指定一個地址，并從這個地址里面讀出一個數(shù)，返回這個數(shù)*****/ucharread_e2p(uintaddress){ ucharch; Start(); if(address<256)Write8Bit(WriteDeviceAddress); TestAck(); Write8Bit(address); TestAck();}Start();//主從機改變通信模式，主機需重新發(fā)送一個開始信號 if(address<256)Write8Bit(ReadDviceAddress); TestAck(); ch=Read8Bit(); NoAck(); Stop(); return(ch);}1.1.4數(shù)據(jù)傳輸電路設(shè)計1.1.4.1數(shù)據(jù)傳輸電路硬件設(shè)計 MAX458的RO接單片機的P1.0,DI接P1.1，RE與DE相接至P2.2；A、B口分別與RS485總線的A、B線相接，A、B接至終端的MAX485的A、B接口，終端的RO和DI分別接至串口的TXD和RXD，實物中的RS485轉(zhuǎn)USB模塊代替仿真中的終端MAX485和串口，仿真中硬件電路如圖3-8所示。圖3-8數(shù)據(jù)傳輸電路設(shè)計1.1.4.2數(shù)據(jù)傳輸電路軟件件設(shè)計 RS485的軟件設(shè)計本質(zhì)上仍然是串口程序設(shè)計，故其設(shè)計與傳統(tǒng)的RS232傳輸時的程序一致，即先進行串口初始化，再發(fā)送數(shù)據(jù)，僅有的區(qū)別為，當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時需要使RE反和DE引腳設(shè)置為高電平；需要接收數(shù)據(jù)時，需要使RE反和DE引腳為低電平。在分布式測溫系統(tǒng)中為保證每次只能有一個從機傳輸數(shù)據(jù)，需要在串口中斷函數(shù)中使每個從機接收到特定的數(shù)據(jù)再變?yōu)榘l(fā)送模式，具體程序如下： /*****串口初始化函數(shù)*****/ voidUARTinit(void)//串口初始化{ EA=0;//暫時關(guān)閉中斷 TMOD&=0x0F;//定時器1模式控制在高4位高四位T1清零，T0不變 TMOD|=0x20;//定時器1工作在模式2（初值自動裝入8為計數(shù)器），自動重裝模式 SCON=0x50;//串口工作在模式1，8位異步收發(fā)波特率可變 TH1=256-fosc/(baudrate*12*16);//計算定時器重裝值 TL1=256-fosc/(baudrate*12*16); //波特率=(2^SMOD/32)*（fosc/12）/(256-x) PCON|=0x80;//串口波特率加倍，SMOD為1 ES=1;//串行中斷允許 TR1=1;//啟動定時器1 REN=1;//允許接收 EA=1;//允許中斷}/*****發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)函數(shù)*****/voidsendchar(unsignedchard){C2=0; _nop_; C1=1; SBUF=d;//將數(shù)據(jù)寫入到串口緩沖 while(!TI);//等待發(fā)送完畢TI=0;}/*****發(fā)送字符串函數(shù)*****/voidsendstring(unsignedchar*pd){ while((*pd)!='\0')//直到遇到0才結(jié)束 {sendchar(*pd);//發(fā)送一個字符 pd++;}//移動到下一個字符}/*****串口中斷函數(shù)*****/voidUART(void)interrupt4using1{if(RI==1){d=SBUF; if(d==0x05)//當(dāng)從機5發(fā)送完成數(shù)據(jù)后向總線發(fā)送0x55,從機一接收后 {變?yōu)榘l(fā)送模式 C1=1;//C1為使能控制端，1為發(fā)送，0為接收 RI=0;//復(fù)位標(biāo)志清零 }}1.1.5附加電路設(shè)計附加電路硬件設(shè)計如圖3-9所示： 圖3-9附加電路設(shè)計1.1.5.1按鍵電路設(shè)計 設(shè)置一個變量記錄設(shè)置鍵按下的次數(shù)，當(dāng)?shù)谝淮伟聪聲r，進入溫度上下限修改界面；在設(shè)置鍵第一次按下后，有遞增/遞減鍵按下時，溫度下限相應(yīng)變化；設(shè)置鍵第二次按下后，有遞增/遞減鍵按下時，溫度上限相應(yīng)變化；設(shè)置鍵第三次按下時，退出溫度上下限的修改界面，進入正常測溫模式。具體按鍵子程序如下：voidSetFun(void)//設(shè)置鍵子函數(shù)，Set變量記錄按鍵按下次數(shù){ if(SetKey==0) { delayms(20); if(SetKey==0)//按鍵消抖 { if(Set<2) //按鍵按下一次 {Set++; writestring(0,0,""); writestring(0,1,""); writestring(0,1,"Low=Top="); writestring(0,0,"");} elseSet=0;//按鍵按下2次后Set清零 } DispAlData();//顯示數(shù)據(jù)子函數(shù) switch(Set) {case0:writestring(0,1,"");break;//未按下 case1:writestring(0,1,">");writestring(8,1,"");break;//按了一次 case2:writestring(0,1,"");writestring(8,1,">");break;//按了兩次 } while(SetKey==0);//當(dāng)設(shè)置鍵按下未松，程序一直在此處等待 } if((UpKey==0)&&(Set!=0))//遞增鍵 {//遞增鍵按下且設(shè)置鍵不是第一次按下 delayms(20); if(UpKey==0)//按鍵消抖 {switch(Set) {case1: //設(shè)置鍵第一次按下（此時>選擇LOW）if(AlarmTempLow<125){AlarmTempLow++;//報警下限加一writestring(0,1,">");//顯示writestring(8,1,"");delayms(200);}elseAlarmTempLow=125;break; case2: //設(shè)置鍵第二次按下（此時>選擇TOP）if(AlarmTempTop<125){AlarmTempTop++;//報警上限加一writestring(0,1,"");//顯示writestring(8,1,">");delayms(200);}elseAlarmTempTop=125;break} DispAlData(); while(UpKey==0);//當(dāng)遞增鍵按下未松，程序一直在此處等待 } }if((DnKey==0)&&(Set!=0))//遞減鍵按下且設(shè)置鍵不是第一次按下 { delayms(20); if(DnKey==0)//按鍵消抖 { switch(Set) { case1: //設(shè)置鍵第一次按下（此時>選擇LOW） if(AlarmTempLow>-20) {AlarmTempLow--;//報警下限減一 writestring(0,1,"Low=Top="); writestring(0,1,">");writestring(8,1,""); delayms(200); } elseAlarmTempLow=-20;break;//溫度最低下限為-20 case2://設(shè)置鍵第二次按下（此時>選擇TOP） if(AlarmTempTop>0) {AlarmTempTop--;//溫度上限減一 writestring(0,1,"Low=Top="); writestring(0,1,"");writestring(8,1,">"); delayms(200); }elseAlarmTempTop=0;break;//溫度上限如果小于0，為0 } DispAlData(); while(DnKey==0);//當(dāng)遞增鍵按下未松，程序一直在此處等待 } }1.1.5.2報警電路設(shè)計設(shè)置一個變量用于存放溫度數(shù)據(jù)的整數(shù)部分，當(dāng)該溫度高于最高溫度或者低于最低溫度值時使蜂鳴器報警；同時設(shè)置一個變量記錄清除/恢復(fù)報警鍵按下的次數(shù)，在第一次、第三次……按下會取消報警，沒有按下或者第二次、第四次按下……會恢復(fù)報警。具體報警子程序如下：voidAlarm(void){ if(TP1!=0xff)//TP1表一號DS18B20采集溫度的整數(shù)部分 { if((TP1>(AlarmTempTop))||(TP1<(AlarmTempLow))) {Alarm1=1;} else{Alarm1=0;}//溫度低于下限或者高于上限，報警標(biāo)志為1 }else{Alarm1=0;} if(stoper%2==0)//stoper記錄alarmK按鍵按下的次數(shù){ if(Alarm1==1){BEEP=0;} elseBEEP=1;}else{BEEP=1;}}1.1.6單個系統(tǒng)程序流程圖設(shè)計 單個系統(tǒng)程序流程圖如圖3-10所示：啟動溫度轉(zhuǎn)換啟動溫度轉(zhuǎn)換顯示基本信息串口發(fā)送數(shù)據(jù)讀取24C02內(nèi)容初始化LCD、串口向24C02寫數(shù)據(jù)讀取溫度溫度顯示報警掃描按鍵掃描開始While(1)結(jié)束圖3-10單個系統(tǒng)程序流程圖設(shè)計1.2系統(tǒng)整體程序設(shè)計 首先是從機一工作（發(fā)送狀態(tài)），其余從機處于監(jiān)聽狀態(tài)，當(dāng)其開始測溫并將溫度傳遞至總線上，總線再將溫度傳遞至串口，當(dāng)從機一的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，緊接著向總線發(fā)送0X01，隨后處于監(jiān)聽狀態(tài)；當(dāng)總線上其余處于監(jiān)聽狀態(tài)的從機均會接收到信號，并觸發(fā)中斷函數(shù)，但只有從機二在接收到0X01后，在主函數(shù)中才會執(zhí)行測溫傳輸?shù)纫幌盗胁僮?，從機二向總線傳遞完成數(shù)據(jù)后隨即發(fā)送0X02，并將自身設(shè)置為接收狀態(tài)；從機三接收到數(shù)據(jù)后開始工作，從機四開始工作，當(dāng)從機四發(fā)送完溫度數(shù)據(jù)后，發(fā)送0X05至總線，從機一接收數(shù)據(jù)后開始工作，五個從機不斷依次傳遞數(shù)據(jù)。從機一中相關(guān)程序如下：while(1) { Alarm();//報警函數(shù) SetFun();//按鍵設(shè)置函數(shù) clean();//報警清除/恢復(fù)函數(shù) if((d==0x05)||(q==0x04)) { C1=1; write_e2p(AlarmTempTop,0x25); write_e2p(AlarmTempLow,0x26); writestring(0,0,""); writestring(0,1,""); clean(); if(Set==0) //設(shè)置鍵沒有按下 { for(k=0;k<number;k++) { StartDs18b20(&Ds18b20Rom[k][0]);//開始溫度轉(zhuǎn)化 ReadDs18b20(&Ds18b20Rom[k][0]); //讀取溫度值 writestring(0,0,"A1"); TP1=TZ;tf1=tflag; writeChar(2,0,tflag);//顯示溫度正負(fù) writeChar(3,0,TZ/10%10+'0'); //溫度十位 writeChar(4,0,TZ%10+'0');//溫度個位 writeChar(5,0,'.');