本科畢業(yè)設(shè)計(jì)蔬菜大棚參數(shù)控制小模型設(shè)計(jì)

1、吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文47吉 林 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)學(xué) 士 學(xué) 位 論 文 論文題目： 蔬菜大棚參數(shù)控制小模型設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 專業(yè)年級： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)教師： 職稱 副教授 2007年06月09日目 錄題目i摘要及關(guān)鍵詞i1 前 言11.1 題目的來源與開發(fā)的意義11.2 課題功能概述12 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)22.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)概述22.2 方案論證22.2.1 方案一22.2.2 方案二32.3 系統(tǒng)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)32.3.1 at89c51單片機(jī)的簡介32.3.2 器件及芯片介紹52.3.2.1 溫度傳感器ds18b20簡介52.3.2.2 濕敏電容hs110192.3.2.3

2、tlc555定時(shí)器92.3.2.4 光耦112.3.2.5 電磁繼電器112.3.3 溫濕度采集模塊122.3.3.1 溫度采集模塊122.3.3.2 濕度采集模塊132.3.4 鍵盤顯示132.3.5 報(bào)警電路152.3.6 控制模塊163 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)163.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)思路163.2 各功能模塊軟件程序的設(shè)計(jì)173.2.1溫度檢測模塊173.2.2 濕度檢測模塊183.2.3 鍵盤掃描194 結(jié)論20參考文獻(xiàn)21致 謝22附錄一 系統(tǒng)總體硬件原理圖23附錄二 系統(tǒng)程序流程24附錄三 資源分配26附錄四 系統(tǒng)程序清單27附錄五 外文科技文獻(xiàn)閱讀41蔬菜大棚參數(shù)控制小模型設(shè)計(jì) 學(xué) 生

3、： 專 業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)老師： 摘 要：本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)at89c51為核心，利用溫度傳感器ds18b20和濕度傳感器hs1101采集模擬的溫度信號和濕度信號，單片機(jī)對采集到的溫度和濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理，送入串行靜態(tài)顯示電路中進(jìn)行顯示。溫度和濕度傳感器對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警檢測，如果滿足報(bào)警條件，則響應(yīng)單片機(jī)發(fā)出的報(bào)警查詢命令，進(jìn)入相應(yīng)的報(bào)警。進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)后，針對不同的報(bào)警狀態(tài)有相應(yīng)的補(bǔ)償操作，高溫時(shí)啟動(dòng)風(fēng)扇降溫，低溫時(shí)啟動(dòng)加熱爐升溫，超過濕度下限時(shí)啟動(dòng)灑水增加濕度，從而實(shí)現(xiàn)溫度和濕度的自動(dòng)循環(huán)控制。關(guān)鍵詞：單片機(jī) 溫濕度傳感器 溫度測量 濕度測量 自動(dòng)控制a small model

4、 design on the vegetable canopy parameter control name：ma qiaojuan major：electronics information science and technology tutor：shi huanzhiabstract：this design takes the microprocessor at89c51 as coreby taking use of the temperature sensor ds18b20 and the humidity sensor hs1101 to collect the signal o

5、f the analog temperature and humidity，single chip microcomputer will convert and deal with themthese data are displayed in the string static display circuitthe temperature and the humidity sensor refer the alarming check to the data which have measuredif the alarming state has get，single chip microc

6、omputer will send the alarming check demand to the alarming circuitas soon as it is the alarming state，the compensating operation will correspond with the statewhen the temperature is high，it is going to set up the fan to decrease itif it is the opposite state，it will start up the heating ovenwhen t

7、he humidity gets over the bottom data，it will water to increase humiditythen the temperature and the humidity realize the automatic cycle controlkeyword：single chip microcomputer temperature and humidity sensor temperature measurement humidity measurement automatic control 1 前 言 1.1 題目的來源與開發(fā)的意義近幾年來，

8、單片機(jī)應(yīng)用廣泛，生產(chǎn)量大，在單片機(jī)領(lǐng)域里具有重要的影響。其它新型單片機(jī)產(chǎn)品的出現(xiàn)，使單片機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)了日新月異的景象。單片機(jī)是為滿足工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，具有良好的實(shí)時(shí)控制性能和靈活的嵌入品質(zhì)，近年來在智能儀器儀表、機(jī)電一體化產(chǎn)品、實(shí)時(shí)工業(yè)控制、分布系統(tǒng)的前端模塊和家用電器等領(lǐng)域都獲得了極為廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)作為一片集成電路芯片，它自身沒有開發(fā)功能，必須借助開發(fā)機(jī)完成應(yīng)用系統(tǒng)的硬件故障和軟件錯(cuò)誤的排除，調(diào)試完的程序還要固化到單片機(jī)內(nèi)部或外部程序存儲器芯片中。新的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)在近年來也有了較快的發(fā)展。此外，溫度和濕度的高低對我們的生活和工作有很大的影響，也是各門學(xué)科與工程研究設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的

9、和必須精確測量的物理量。因此溫度和濕度傳感器的應(yīng)用也尤為廣泛，隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，人們對溫濕度傳感器的要求日益提高1。本設(shè)計(jì)基于教學(xué)，源于生產(chǎn)，受應(yīng)于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。在生活中因大棚蔬菜產(chǎn)量高，投入大，對水、溫度要求高，菜農(nóng)對棚內(nèi)這些因素方便觀察，但很難做到適時(shí)控制，進(jìn)而會影響到蔬菜的生長和品質(zhì)。因此，菜農(nóng)需要了解蔬菜對水、溫度以及養(yǎng)分需求知識，并且做到合理控制913。為了滿足這一生產(chǎn)需求，該小模型就針對蔬菜在棚內(nèi)的生長因素，建立了蔬菜光合作用的數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合環(huán)境控制成本綜合分析，應(yīng)用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件，智能器件進(jìn)行周年環(huán)境優(yōu)化控制。欲將大棚作物生長模型與環(huán)境控制的經(jīng)濟(jì)模型結(jié)合起來，開發(fā)出環(huán)境優(yōu)

10、化控制的系統(tǒng)。該系統(tǒng)以微型計(jì)算機(jī)為核心，通過單片機(jī)系統(tǒng)采集大棚濕度/溫度參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控，其具有簡單、低功耗、高可靠性、易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其廣泛適用于各種類型的農(nóng)業(yè)種植大棚。1.2 課題功能概述 該蔬菜大棚小模型試驗(yàn)其主要內(nèi)容是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)及單片機(jī)技術(shù)的溫室監(jiān)控系統(tǒng)，以設(shè)定的溫度/濕度參數(shù)為基準(zhǔn)，通過傳感器將現(xiàn)場采集的信息通過i/o口發(fā)送到微處理器，同時(shí)接受微處理器傳來的控制信息，使其實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制棚內(nèi)的二因素，自動(dòng)調(diào)節(jié)大棚氣候因子，為種植作物提供最佳生長發(fā)育環(huán)境。首先，該設(shè)計(jì)采用滴灌技術(shù)，它不僅具有節(jié)水、節(jié)能、降溫、增產(chǎn)、高效的性能。同時(shí)還可以調(diào)節(jié)小氣候，改善作物生長環(huán)境，且其

11、價(jià)廉，抗堵塞性能好等優(yōu)點(diǎn)廣泛受到菜農(nóng)歡迎；其次，采用智能化器件溫度傳感器ds18b20和濕敏電容hs1101將采集到的棚內(nèi)氣候因子參數(shù)通過串口去顯示；同時(shí)運(yùn)用了光電隔離器降低了輸入輸出信號之間的干擾，提高了輸出信號的信噪比；此外，在該小模型中棚內(nèi)的溫度是靠繼電器控制風(fēng)扇，加熱棒，雨刷的開與斷來實(shí)現(xiàn)的 ，加熱棒來升溫風(fēng)扇來降溫，同時(shí)若棚內(nèi)水分過多風(fēng)扇還用于吹走多余的水分，然而在投入真正的種植大棚時(shí)，采用電熱線加溫的環(huán)境調(diào)控技術(shù)，具有低功耗，高效的優(yōu)點(diǎn)。諸如在江南地區(qū)一般蔬菜大棚冬季夜間保溫效果差，喜溫作物不能越冬栽培，夏季高溫條件下，不能使用因而周年生產(chǎn)水平較低。因此，該模型為以后更大規(guī)模的普及

12、蔬菜等農(nóng)作物的大棚種植打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)概述 以微處理器at89c51為核心，有溫度和濕度的采集和控制模塊，靜態(tài)顯示電路，報(bào)警電路，鍵盤輸入等模塊。將溫度傳感器ds18b20和濕度傳感器hs1101采集到的溫濕度值經(jīng)轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)的i/o口中，在七段數(shù)碼管中實(shí)時(shí)顯示采集到的溫濕度值。同時(shí)可以通過功能鍵查看已設(shè)定的初值，并且將實(shí)時(shí)值和初值比較，開啟控制模塊。硬件框圖如圖2-1所示。單片機(jī)at89c51溫度傳感器555定時(shí)器濕敏傳感器灑水模塊風(fēng)扇加熱模塊顯示模塊報(bào)警模塊鍵盤模塊圖2-1 硬件框圖fig.2-1 the hardware frame drawi

13、ng2.2 方案論證2.2.1 方案一 該方案中，在采集溫濕度數(shù)據(jù)方面，用數(shù)字溫度傳感器ds18b20和濕敏電容hs1101。ds18b20是美國dallas半導(dǎo)體公司繼ds1820之后最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式?？梢苑謩e在93.75 ms和750 ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從ds18b20讀出的信息或?qū)懭雂s18b20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫,溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的ds18b20供電，而無需額外電源。因而使用ds18b20可使系

14、統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。他在測溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較ds1820有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。但是濕度電容hs1101在不同的相對濕度中的電容值不同，而hs1101容值的改變，使輸出的頻率發(fā)生相應(yīng)的變化，它和tlc555定時(shí)器相連，然后再和單片機(jī)的定時(shí)器t0相接。在控制模塊，將單片機(jī)先和光耦相連，以防模數(shù)信號之間的干擾，然后接繼電器，控制風(fēng)扇，加熱爐，雨刷的通斷。2.2.2 方案二該方案中，在溫濕度采集上，運(yùn)用由瑞士公司生產(chǎn)的集成數(shù)字溫濕度傳感器sht11。sht11的濕度檢測運(yùn)用電容式結(jié)構(gòu)，并采用具有不同保護(hù)的“微型結(jié)構(gòu)”檢測電極系統(tǒng)與聚

15、合物覆蓋層來組成傳感器芯片的電容，除保持電容式濕敏器件的原有特性外，還可抵御來自外界的影響。由于它將溫度傳感器與濕度傳感器結(jié)合在一起而構(gòu)成了一個(gè)單一的個(gè)體，因而測量精度較高且可精確得出露點(diǎn)，同時(shí)不會產(chǎn)生由于溫度與濕度傳感器之間隨溫度梯度變化引起的誤差。comsenstm技術(shù)不僅將溫濕度傳感器結(jié)合在一起，而且還將信號放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲器、標(biāo)準(zhǔn)i2c總線等電路全部集成在一個(gè)芯片內(nèi)。sht11的每一個(gè)傳感器都是在極為精確的濕度室中校準(zhǔn)的。sht11傳感器的校準(zhǔn)系數(shù)預(yù)先存在otp內(nèi)存中。經(jīng)校準(zhǔn)的相對濕度和溫度傳感器與一個(gè)14位的a/d轉(zhuǎn)換器相連，可將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字溫濕度值送給二線i2c總線

16、器件，從而將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為符合i2c總線協(xié)議的串行數(shù)字信號。該方案中控制模塊的設(shè)計(jì)和方案一相同。將以上兩方案對比，前者在硬件實(shí)現(xiàn)上較后者麻煩，控制部分設(shè)計(jì)的相同，結(jié)合實(shí)際情況從各個(gè)方面考慮之后本設(shè)計(jì)采用了方案一，方案二可作為改進(jìn)型。2.3 系統(tǒng)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)2.3.1 at89c51單片機(jī)的簡介該系列單片機(jī)是采用高性能的靜態(tài)80c51設(shè)計(jì)。由先進(jìn)cmos工藝制造并帶有非易失性flash程序存儲器。全部支持12時(shí)鐘和6時(shí)鐘操作。p89c51x2和p89c52x2/54x2/58x2分別包含128字節(jié)和256字節(jié)ram、32條i/o口線、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、6輸入4優(yōu)先級嵌套中斷結(jié)構(gòu)、1個(gè)串行

17、i/o口（可用于多機(jī)通信、i/o擴(kuò)展或全雙工uart）以及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。at89c51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機(jī)。at89c2051是一種帶2k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，atmel的at89c51是一種高

18、效微控制器，at89c2051是它的一種精簡版本。at89c51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。一 主要特性：1. 80c51核心處理單元4k字節(jié)flash（89c51x2）8k字節(jié)flash（89c52x2）16k字節(jié)flash（89c54x2）32k字節(jié)flash（89c58x2）128字節(jié)ram（89c51x2）256字節(jié)ram（89c52x2/54x2/58x2）布爾處理器全靜態(tài)操作2. 12時(shí)鐘操作，可選6個(gè)時(shí)鐘（通過軟件或并行編程器）3. 存儲器尋址范圍64k字節(jié)rom和64k字節(jié)ram二管腳說明：  p0口：p0口為一個(gè)8位漏極開路雙

19、向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時(shí)，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0輸出原碼，此時(shí)p0外部必須被拉高。  p1口：p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口作為第八位地址接收。   p2口：p2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8

20、位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)ttl門電流，當(dāng)p2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。  p3口：p3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個(gè)ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為

21、高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。/ea/vpp：當(dāng)/ea保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時(shí)，/ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)/ea端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。  xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。  xtal2：來自反向振蕩器的輸出。三振蕩器特性

22、：  xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，xtal2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。四、定時(shí)器0和1的操作定時(shí)和計(jì)數(shù)功能由特殊功能寄存器tmod的控制位c/t進(jìn)行選擇。這兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器有4種操作模式，通過tmod的m1和m0選擇。兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的模式0、1和2都相同，模式3不同。如下所述：模式0將定時(shí)器設(shè)置成模式0時(shí)類似8048定時(shí)器，即8位計(jì)數(shù)器帶32分頻的預(yù)分頻器。此模式下，定時(shí)器

23、寄存器配置為13位寄存器。當(dāng)計(jì)數(shù)從全為“1”翻轉(zhuǎn)為全為“0”時(shí)，定時(shí)器中斷標(biāo)志位tfn置位。當(dāng)trn=1同時(shí)gate=0或intn=1時(shí)定時(shí)器計(jì)數(shù)。置位gate時(shí)允許由外部輸入intn控制定時(shí)器，這樣可實(shí)現(xiàn)脈寬測量。trn為tcon寄存器內(nèi)的控制位。該13位寄存器包含thn全部8個(gè)位及tln的低5位。tln的高3位不定，可將其忽略。置位運(yùn)行標(biāo)志（trn）不能清零此寄存器。模式0的操作對于定時(shí)器0及定時(shí)器1都是相同的。兩個(gè)不同的gate位（tmod.7和tmod.3）分別分配給定時(shí)器0及定時(shí)器1。2.3.2 器件及芯片介紹2.3.2.1 溫度傳感器ds18b20簡介 ds18b20是美國dall

24、as半導(dǎo)體公司繼ds1820之后最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式?？梢苑謩e在93.75 ms和750 ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從ds18b20讀出的信息或?qū)懭雂s18b20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫,溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的ds18b20供電，而無需額外電源。因而使用ds18b20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。他在測溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較ds1820有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。1.d

25、s18b20主要性能（1）獨(dú)特的單線接口方式：ds18b20與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與ds18b20的雙向通訊。  （2）在使用中不需要任何外圍元件。  （3）可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍：+3.0+5.5 v。  （4）測溫范圍：-55+125 。固有測溫分辨率為0.5 。    （5）通過編程可實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字讀數(shù)方式。    （6）用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值。    （7）支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)ds18b20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測

26、溫。    （8）負(fù)壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。2.ds18b20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)    ds18b20采用3腳pr35封裝或8腳soic封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2-2所示。 圖2-2 ds18b20內(nèi)部結(jié)構(gòu)fig.2-2 the chart of ds1820 interior structure    (1) 64 b閃速rom的結(jié)構(gòu)如下：8b檢驗(yàn)crc48b序列號8b工廠代碼(10h) msb lsb msb lsb msb lsb開始8位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個(gè)器

27、件的惟一的序號，共有48位，最后8位是前56位的crc校驗(yàn)碼，這也是多個(gè)ds18b20可以采用一線進(jìn)行通信的原因。    (2) 非易市失性溫度報(bào)警觸發(fā)器th和tl，可通過軟件寫入用戶報(bào)警上下限。    (3) 高速暫存存儲器    ds18b20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個(gè)高速暫存ram和一個(gè)非易失性的可電擦除的e2ram。后者用于存儲th，tl值。數(shù)據(jù)先寫入ram，經(jīng)校驗(yàn)后再傳給e2ram。而配置寄存器為高速暫存器中的第5個(gè)字節(jié)，他的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率，ds18b20工作時(shí)按此寄存器

28、中的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如下：tmr1r011111低5位一直都是1，tm是測試模式位，用于設(shè)置ds18b20在工作模式還是在測試模式。在ds18b20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動(dòng)，r1和r0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，即是來設(shè)置分辨率，如表2-1所示（ds18b20出廠時(shí)被設(shè)置為12位）。表2-1 r1和r0模式表table2-1 the mode list of r1 and r0 r1r0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間/mm009位93.750110位187.51011位275.001112位750.00由表2-2可見，設(shè)定的分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間

29、就越長。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要在分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。    高速暫存存儲器除了配置寄存器外，還有其他8個(gè)字節(jié)組成，其分配如下所示。其中溫度信息（第1，2字節(jié)）、th和tl值第3，4字節(jié)、第68字節(jié)未用，表現(xiàn)為全邏輯1；第9字節(jié)讀出的是前面所有8個(gè)字節(jié)的crc碼，可用來保證通信正確。溫度低位溫度高位thtl配置保留保留保留8位crclsb msb 當(dāng)ds18b20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲在高速暫存存儲器的第1，2字節(jié)。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.06

30、2 5 /lsb形式表示。溫度值格式如下：232221202-12-22-32-4msb lsbsssss262524msb lsb對應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號位s=0時(shí)，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)s=1時(shí)，先將補(bǔ)碼變換為原碼，再計(jì)算十進(jìn)制值。表22是對應(yīng)的一部分溫度值。表2-2 部分溫度值table2-2 the part temperature data溫度/二進(jìn)制表示十六進(jìn)制表示+12500000111 1101000007d0h+25.062500000001 100100010191h+0.500000000 000010000008h000000000 000000000000h0.

31、511111111 11111000fff8h25.062511111110 01101111fe6fh5511111100 10010000fc90h ds18b20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測得的溫度值與th，tl作比較，若t>th或t<tl,則將該器件內(nèi)的告警標(biāo)志置位，并對主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令作出響應(yīng)。因此，可用多只ds18b20同時(shí)測量溫度并進(jìn)行告警搜索。    (4) crc的產(chǎn)生    在64 b rom的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（crc）。主機(jī)根據(jù)rom的前56位來計(jì)算crc值，并和存入ds18b20中

32、的crc值做比較，以判斷主機(jī)收到的rom數(shù)據(jù)是否正確。圖2-3 ds18b20的內(nèi)部測溫電路結(jié)構(gòu)fig.2-3 the interior circuit structure of the temperature measurement in ds18b203.ds18b20的測溫原理    ds18b20的測溫原理如圖2-2所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計(jì)數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，ds18b20就對低溫度系數(shù)

33、振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將-55 所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在-55 所對應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。減法計(jì)數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)溫度寄存器的值將加1，減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖2-2中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計(jì)

34、數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測溫度值，這就是ds18b20的測溫原理。    另外，由于ds18b20單線通信功能是分時(shí)完成的，他有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。系統(tǒng)對ds18b20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化ds18b20（發(fā)復(fù)位脈沖）發(fā)rom功能命令發(fā)存儲器操作命令處理數(shù)據(jù)。4.ds1820使用中注意事項(xiàng) ds1820雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題： (1)較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于ds1820與微處理器間采

35、用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對ds1820進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使用pl/m、c等高級語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對ds1820操作部分最好采用匯編語言實(shí)現(xiàn)。 (2)在ds1820的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛ds1820數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè)ds1820，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛ds1820超過8個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。 (3)連接ds1820的總線電纜是有長度限制的。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過50m時(shí)，讀取的測溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽

36、電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá)150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。因此，在用ds1820進(jìn)行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。 (4)在ds1820測溫程序設(shè)計(jì)中，向ds1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待ds1820的返回信號，一旦某個(gè)ds1820接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該ds1820時(shí)，將沒有返回信號，程序進(jìn)入死循環(huán)。這一點(diǎn)在進(jìn)行ds1820硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。2.3.2.2 濕敏電容hs1101   hs1101型濕度傳感器是hum

37、irel公司生產(chǎn)的變?nèi)菔较鄬穸葌鞲衅鳎搨鞲衅骶哂袡z測速度快、高精度、高可靠性、長期穩(wěn)定性和使用方便、體積小等特點(diǎn)。hs1101型傳感器在不同的相對濕度中的電容值不同，而hs1101容值的改變，使輸出的頻率發(fā)生相應(yīng)的變化，hs1101的容值隨著相對濕度值的變大而變大，因此，輸出頻率將隨著相對濕度值的增大而減小，即頻率降低。輸出頻率的典型值見表2-3。 表2-3 典型頻率值table2-3 the type frequency data（參考點(diǎn)：25，相對濕度：50，輸出頻率：6366khz）相對濕度值/01020304050輸出頻率值/khz7.3517.2247.1006.9766.853

38、6.278相對濕度值/60708090100輸出頻率值/hz6.6006.4686.3306.1866.03 通過測量輸出頻率值，由公式算出相對濕度值。fmes(hz)=f55(hz)(1.10381.9368103×rh3.0114106×rh23.4403108×rh3)相對而言，公式比較麻煩，也可由查表的方法計(jì)算相對濕度值，將2個(gè)對應(yīng)相鄰相對濕度值的頻率值的變化當(dāng)作線性變化，從而算出相對濕度值。2.3.2.3 tlc555定時(shí)器 555定時(shí)器是一種功能強(qiáng)大的模擬數(shù)字混合集成電路，其組成電路框圖如圖2-3所示。圖2-4 555內(nèi)部電路框圖fig.2-

39、4 the inside circuit frame picture of 555它的各個(gè)引腳功能如下：1腳：外接電源負(fù)端vss或接地，一般情況下接地。8腳：外接電源vcc，雙極型時(shí)基電路vcc的范圍是4.516v，cmos型時(shí)基電路vcc的范圍為318v。一般用5v。3腳：輸出端vo2腳：低觸發(fā)端6腳：th高觸發(fā)端4腳：是直接清零端。當(dāng)端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論、th處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。5腳：vc為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01f電容接地，以防引入干擾。7腳：放電端。該端與放

40、電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個(gè)比較器a1、a2基準(zhǔn)電壓分別為的情況下，555時(shí)基電路的功能表如表2-4所示： 表2-4 功能表table2-4 the function list清零端高觸發(fā)端th低觸發(fā)端qn+1放電管t功能00導(dǎo)通直接清零10導(dǎo)通置011截止置11qn不變保持555定時(shí)器有二個(gè)比較器a1和a2，有一個(gè)rs觸發(fā)器，r和s高電平有效。三極管vt1對清零起跟隨作用，起緩沖作用。三極管vt2是放電管，將對外電路的元件提供放電通路。比較器的輸入端有一個(gè)由三個(gè)5kw電阻組成的分壓器，由此可以獲得 和 兩個(gè)分壓值，一般稱為閾值。555定時(shí)器的1腳是

41、接地端gnd，2腳是低觸發(fā)端tl，3腳是輸出端out，4腳是清除端rd，5腳是電壓控制端cv，6腳是高觸發(fā)端th，7腳是放電端dis，8腳是電源端vcc。555定時(shí)器的輸出端電流可以達(dá)到200ma，因此可以直接驅(qū)動(dòng)與這個(gè)電流數(shù)值相當(dāng)?shù)呢?fù)載，如繼電器、揚(yáng)聲器、發(fā)光二極管等。2.3.2.4 光耦 光耦隔離是采用什么原理？光耦隔離就是采用光耦合器進(jìn)行隔離,光耦合器的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于把發(fā)光二極管和光敏(三極)管封裝在一起。發(fā)光二極管把輸入的電信號轉(zhuǎn)換為光信號傳給光敏管轉(zhuǎn)換為電信號輸出，由于沒有直接的電氣連接，這樣既耦合傳輸了信號，又有隔離作用。只要光耦合器質(zhì)量好，電路參數(shù)設(shè)計(jì)合理，一般故障少見。如果系統(tǒng)中出

42、現(xiàn)異常，使輸入、輸出兩側(cè)的電位差超過光耦合器所能承受的電壓，就會使之被擊穿損壞。光耦合器（optical coupler，英文縮寫為oc）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（led），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電光電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因

43、而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。 光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是：信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號對輸入端無影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無觸點(diǎn)，使用壽命長，傳輸效率高。光耦合器是70年代發(fā)展起來產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級間耦合、驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離 、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠(yuǎn)距離信號傳輸、脈沖放大、

44、固態(tài)繼電器(ssr)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。在單片開關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。2.3.2.5 電磁繼電器 電磁繼電器是自動(dòng)控制電路中常用的一種元件。實(shí)際上它是用較小電流控制較大電流的一種自動(dòng)開關(guān)，廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中。電磁繼電器一般由一個(gè)線圈、鐵芯、一組或幾組帶觸點(diǎn)的簧片組成。觸點(diǎn)有動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)之分，在工作過程中能夠動(dòng)作的稱之為動(dòng)觸點(diǎn)，不能動(dòng)作的稱為靜觸點(diǎn)。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)

45、（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。繼電器的主要特性參數(shù)：額定工作電壓或額定工作電流：這是指繼電器工作時(shí)線圈需要的電壓或電流。一種型號的繼電器的構(gòu)造大體是相同的。為了適應(yīng)不同的電壓的電路應(yīng)用，一種型號的繼電器通常有多種額定工作電壓或額定工作電流，并用規(guī)格型號加以區(qū)別。直流電阻：這是指線圈的直流電阻。有些產(chǎn)品說明書中給出額定工作電壓和直流電阻，這時(shí)可根據(jù)歐姆定律求出額定工作電流。若已知額定工作電流和直流電阻，亦可求出額定工作電壓。吸合電流：它是指

46、繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流。在實(shí)際使用中，要使繼電器可靠吸合，給定電壓可以等于或略高于額定工作電壓。一般不要大于額定工作電壓的1.5倍，否則會燒毀線圈。釋放電流：它是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流。減小處于吸合狀態(tài)的繼電器的電流，當(dāng)電流減小到一定程度時(shí)，繼電器恢復(fù)到未通電時(shí)的狀態(tài)，這個(gè)過程稱為繼電器的釋放動(dòng)作。釋放電流比吸合電流小得多。2.3.3 溫濕度采集模塊2.3.3.1 溫度采集模塊ds18b20是dallas公司生產(chǎn)的1款可編程，使用1-wire協(xié)議的數(shù)字化溫度傳感器。通過編程，可以選擇9位12位精度的溫度值輸出。電源電壓范圍是3v5.5v，測量的溫度范圍為55125，在1085

47、測量范圍內(nèi)，測量精度為±0.5。當(dāng)選用12位測量精度時(shí)，傳感器完成1次溫度值轉(zhuǎn)換的時(shí)間最多為750ms；此外，傳感器內(nèi)還具有掉電時(shí)數(shù)據(jù)不丟失的可擦寫的存儲單元，可用該單元存儲設(shè)定的報(bào)警溫度值。ds18b20型傳感器的供電方式有2種，分別是寄生供電方式和外部供電方式，如圖2-4和2-5所示。但當(dāng)所測溫度超過100時(shí)，最好用外部供電方式，因?yàn)闇囟雀哂?00時(shí)，ds18b20的漏電流增大，這樣，傳感器從i/o線上獲取的電流就不足以維持ds18b20的通訊所需的電流，因此，此時(shí)應(yīng)選用外部供電方式。 圖2-5 寄生供電方式 圖2-6 外部供電方式fig.2-5 the mode of depe

48、nding on power supply fig.2-6 the mode of exterior power supply 采用寄生電源供電方式，p1.1口接單線總線為保證在有效的ds18b20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)mosfet管和89c51的p1.0來完成對總線的上拉。當(dāng)ds18b20處于寫存儲器操作和溫度a/d變換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為10 s。采用寄生電源供電方式是vdd和gnd端均接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三態(tài)的。主機(jī)控制ds18b20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過3個(gè)步驟：初始化、rom操作指令、存儲器操作指令。假設(shè)單片機(jī)系統(tǒng)所用

49、的晶振頻率為12 mhz，根據(jù)ds18b20的初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序，分別編寫3個(gè)子程序：init為初始化子程序，write為寫（命令不用這種方式，只要在數(shù)據(jù)線上加一個(gè)上拉電阻4.7 k,另外2個(gè)腳分別接電源和地。本設(shè)計(jì)中采用了外部供電方式。2.3.3.2 濕度采集模塊hs1101型濕度傳感器是humirel公司生產(chǎn)的變?nèi)菔较鄬穸葌鞲衅?，該傳感器具有檢測速度快、高精度、高可靠性、長期穩(wěn)定性和使用方便、體積小等特點(diǎn)。該傳感器的典型應(yīng)用電路如圖2-6所示。 圖2-7 濕度采集電路fig.2-7 the circuit on gathering humidity 由于hs1101和t

50、lc555相連，在不同的濕度環(huán)境中，濕敏電容hs1101因感應(yīng)濕度電容值發(fā)生改變，使555振蕩的頻率也隨之變化1819，27，這樣就將濕度相應(yīng)轉(zhuǎn)化成容易測量的頻率值，然后和單片機(jī)的定時(shí)器t0相連，每隔一定的時(shí)間讀一次采集到的數(shù)據(jù)。   2.3.4 鍵盤顯示4×4鍵盤：· 把每個(gè)鍵都分成水平和垂直的兩端接入，比如說掃描碼是從垂直的入，那就代表那一行所接收到的掃描碼是同一個(gè)bit，而讀入掃描碼的則是水平，掃描的動(dòng)作是先輸入掃描碼，再去讀取輸入的值，經(jīng)過比對之后就可知道是哪個(gè)鍵被按下。· 比如說掃描碼送入01111111，前面的0111是代

51、表此時(shí)掃描第一行p1.0列，而后面的1111是讓讀取的4行接腳先設(shè)為vdd，若此時(shí)第一行的第三列按鍵被按下，那讀取的結(jié)果就會變成01111101（注意1111變成1101），其中l(wèi)sb的第三個(gè)bit會由1變成0，這是因?yàn)檫@個(gè)按鍵被按下之后，會被垂直的掃描碼電位short，而把讀取的lsb的bit電位拉到0，此即為掃描原理。· 由于這種按鍵是機(jī)械式的開關(guān)，當(dāng)按鍵被按下時(shí)，鍵會震動(dòng)一小段時(shí)間才穩(wěn)定，為了避免讓89c51誤判為多次輸入同一按鍵，我們必須在偵測到有按鍵被按下，就delay一小段時(shí)間，使鍵盤以達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，再去判讀所按下的鍵，就可以讓鍵盤的輸入穩(wěn)定。靜態(tài)顯示接口 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)

52、中，顯示器顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的i/o接口用于筆劃段字形代碼。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中cpu的開銷小?？梢蕴峁﹩为?dú)鎖存的i/o接口電路很多，這里以常用的串并轉(zhuǎn)換電路74ls164為例，介紹一種常用靜態(tài)顯示電路，以使大家對靜態(tài)顯示有一定的了解。mcs-51單片機(jī)串行口方式押為移們寄存器方式，外接6片74ls164作為6位led顯示器的靜態(tài)顯示接口，把89c51的rxd作為數(shù)據(jù)輸出線，txd作為移位時(shí)鐘脈沖。74ls1

53、64為ttl單向8位移位寄存器，可實(shí)現(xiàn)串行輸入，并行輸出。其中a、b（第1、2腳）為串行數(shù)據(jù)輸入端，2個(gè)引腳按邏輯與運(yùn)算規(guī)律輸入信號，公一個(gè)輸入信號時(shí)可并接。t（第8腳）為時(shí)鐘輸入端，可連接到串行口的txd端。每一個(gè)時(shí)鐘信號的上升沿加到t端時(shí)，移位寄存器移一位，8個(gè)時(shí)鐘脈沖過后，8位二進(jìn)制數(shù)全部移入74ls164中。r（第9腳）為復(fù)位端，當(dāng)r=0時(shí)，移位寄存器各位復(fù)0，只有當(dāng)r=1時(shí)，時(shí)鐘脈沖才起作用。q1q8（第3-6和10-13引腳）并行輸出端分別接led顯示器的hg-a各段對應(yīng)的引腳上。關(guān)于74ls164還可以作如下的介紹：所謂時(shí)鐘脈沖端，其實(shí)就是需要高、低、高、低的脈沖，不管這個(gè)脈沖是

54、怎么來的，比如，我們用根電線，一端接t，一端用手拿著，分別接高電平、低電平，那也是給出時(shí)鐘脈沖，在74ls164獲得時(shí)鐘脈沖的瞬間（再講清楚點(diǎn)，是在脈沖的沿），如果數(shù)據(jù)輸入端（第1，2引腳）是高電平，則就會有一個(gè)1進(jìn)入到74ls164的內(nèi)部，如果數(shù)據(jù)輸入端是低電平，則就會有一個(gè)0進(jìn)入其內(nèi)部。在給出了8個(gè)脈沖后，最先進(jìn)入74ls164的第一個(gè)數(shù)據(jù)到達(dá)了最高位，然后再來一個(gè)脈沖會有什么發(fā)生呢？再來一個(gè)脈沖，第一個(gè)脈沖就會從最高位移出，就象車站排隊(duì)買票，欄桿就那么長，要從后面進(jìn)去一個(gè)人，前面必須要從前面走出去一個(gè)人才行。下面是具體的電路，6片7ls164首尾相串，而時(shí)鐘端則接在一起，這樣，當(dāng)輸入8個(gè)

55、脈沖時(shí)，從單片機(jī)rxd端輸出的數(shù)據(jù)就進(jìn)入到了第一片74ls164中了，而當(dāng)?shù)诙€(gè)8個(gè)脈沖到來后，這個(gè)數(shù)據(jù)就進(jìn)入了第二片74ls164，而新的數(shù)據(jù)則進(jìn)入了第一片74ls164，這樣，當(dāng)?shù)诹鶄€(gè)8個(gè)脈沖完成后，首次送出的數(shù)據(jù)被送到了最左面的164中，其他數(shù)據(jù)依次出現(xiàn)在第一、二、三、四、五片74ls164中。有個(gè)問題，在第一個(gè)脈沖到來時(shí)，除了第一片74ls164中接收數(shù)據(jù)外，其他各片在干嗎呢？它們也在接收數(shù)據(jù)，因?yàn)樗鼈兊臅r(shí)鐘端都是被接在一起的，可是數(shù)據(jù)還沒有送到其他各片呢，它們在接收什么數(shù)據(jù)呢？。其實(shí)所謂數(shù)據(jù)不過是一種說法而已，實(shí)際就是電平的高低，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)脈沖到來時(shí)，第一片164固然是從單片機(jī)接收數(shù)據(jù)了，而其它各片也接到前一片的q8上，而q8是一根電線，在數(shù)字電路中它只可能有兩種狀態(tài)：低電平或高電平，也就是“0”和“1”。所以它的下一片74ls164也相當(dāng)于是在接收數(shù)據(jù)。只是接收的全部是0或1而已。圖2-8 靜態(tài)顯示電路fig.2-8 the circuit of static display入口：把要顯示的數(shù)分別放在顯示緩沖區(qū)60h-65h共6個(gè)單元中，并且分別對應(yīng)各個(gè)數(shù)碼管led0-led5。出口：將預(yù)置在顯示緩沖區(qū)中的6個(gè)數(shù)成相應(yīng)的顯示字形碼，然后輸出到顯示器中顯示。2.3.5 報(bào)警電路在簡易自動(dòng)報(bào)警器中，常常采用蜂鳴器發(fā)聲