基于单片机的万年历加温度显示设计(3)

3.2.2 温度模块

传统的温度传感器系统大都采用放大、调理、A/D转换，转换后的数字信号送入计算机处理，处理电路复杂、可靠性相对较差，占用计算机的资源比较多，本设计测温模块采用一线制总线数字温度传感器DS18B20，可将温度信号直接转换成数字信号送给微处理器，电路简单，成本低，其电路原理图如图3-3所示：

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图3-3 DS18B20温度模块

从图中可看出，将温度传感器的一线制总线通过端口2与本设计主控芯片STC12C5A6S2的端口标号为DS18B20的相连即可实现相互之间的通信。设计中的测温元件采用的是DS18B20测温元件,DS18B20是由DALLAS(达拉斯)公司生产的一种温度传感器。超小的体积，超低的硬件开消，抗干扰能力强，精度高，附加功能强，使得DS18B20很受欢迎。这是世界上第一片支持―一线总线‖接口的温度传感器。DS18B20数字温度计提供9位(二进制)温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从单片机到DS18B20仅需一条线连接即可。它可在1秒钟(典型值)内把温度变换成数字。

3.2.2.1 DS18B20的主要特征

1）DS18B20的主要特征：

①全数字温度转换及输出；

②先进的单总线数据通信；

③最高12位分辨率，精度可达土0.5℃；

④12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒；

⑤可选择寄生工作方式；

⑥检测温度范围为–55℃——+125℃；

⑦内置EEPROM，限温报警功能；

⑧64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机挂接；

⑨多样封装形式，适应不同硬件系统。

2）DS18B20芯片其封装结构如下：

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图3-4 DS18B20芯片封装图

由其引脚可看出，其3个引脚: GND为电压地直接接地；DQ为单数据总线用来与单片机相连接,本系统中DS与单片机P2.2接口连接,仅此一个连接就能保证DS18B20与单片机之间的数据交换；VDD引脚接电源电压。

3.2.2.2 DS18B20的工作原理

DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上，从而抗干扰力更强。一个工作周期可分为两个部分，即温度检测和数据处理。

DS18B20共有三种形态的存储器资源,分别是：ROM 只读存储器，用于存放DS18B20ID编码，其前8位是单线系列编码（DS18B20的编码是19H），后面48位是芯片唯一的序列号，最后8位是以上56位的CRC码（冗余校验）。数据在出产时设置不由用户更改。DS18B20共64位ROM， RAM 数据暂存器，用于内部计算和数据存取，数据在掉电后丢失，DS18B20共9个字节RAM，每个字节为8位。第1、2个字节是温度转换后的数据值信息，第3、4个字节是用户EEPROM（常用于温度报警值储存）的镜像。在上电复位时其值将被刷新。第5个字节则是用户第3个EEPROM的镜像。第6、7、8个字节为计数寄存器，是为了让用户得到更高的温度分辨率而设计的，同样也是内部温度转换、计算的暂存单元。第9个字节为前8个字节的CRC码。EEPROM 非易失性记忆体，用于存放长期需要保存的数据，上下限温度报警值和校验数据，DS18B20共3位EEPROM，并在RAM都存在镜像，以方便用户操作。我们在每一次读温度之前都必须进行复杂的且精准时序的处理，因为DS18B20的硬件简单结果就会导致软件的巨大开消。

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3.2.3 显示模块

本设计显示模块主要采用LCD12864液晶显示器，其电路原理图如下：

图3-5 LCD12864模块

LCD12864液晶显示器通过数据端口也即端口7～14与主控芯片STC12C5A60S2的I/O端口P2相连接实现数据与指令的传输，再通过控制端口RS、RW、EN也即端口4～6与主控芯片P3.6，P3.7，P4.0端口相接实现对数据和指令传输的控制 。显示模块采用12864液晶显示器可实现对温度和时间的直接显示，清晰明了。

3.2.3.1 LCD12864的特征

带中文字库的LCD12864是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字和128个16*8 点ASCII字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字,也可完成图形显示。低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。其基本特性如下：

1低电源电压（VDD:+3.0-+5.5V） ○

2显示分辨率：128×64点 ○

3内置汉字字库，提供8192个16×16点阵汉字（简繁体可选） ○

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4内置128个16×8点阵字符 ○

52MHZ时钟频率 ○

6显示方式：SIN、半透、正显 ○

7背光方式：侧部高亮白色LED,功耗仅为普通LED的1/5—1/10 ○

8通讯方式：串行、并行可选 ○

9内置DC-DC转换电路，无需外加负压 ○

10无需片选信号，简化软件设计 ○

11工作温度：0℃—-+55℃，存储温度：-20℃—+60℃ ○

1．模块管脚是连接外部电路的纽带 ，在此模块中管脚主要由控制管脚和数据管脚等构成，现将其组成情况及相关功能介绍如下：

表3-1 12864液晶模块接口说明

2．控制器控制着模块内部指令的发出与否，存储器则对指令和数据进行存储与更换，现将分别介绍控制器各接口及各存储器的功能。

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1）RS,R/W的配合选择决定控制界面的4种模式

表3-2 RS,R/W配合功能说明

2）E信号

表3-3 E信号功能说明

忙标志BF: BF标志提供内部工作情况。BF=1表示模块在进行内部操作,此时模块不接受外部指令和数据。BF=0时,模块为准备状态,随时可接受外部指令和数据。利用STATUS RD 指令，可以将BF读到DB7总线，从而检验模块工作状态。

字型产生ROM（CGROM）: 字型产生ROM（CGROM）是用于模块屏幕显示开和关的控制。DFF=1为开显示,DDRAM的内容就显示在屏幕上，DFF=0为关显示。DFF的状态是指令DISPLAY ON/OFF信号控制的。

显示数据RAM（DDRAM ）:模块内部显示数据RAM提供64×2个位元组的空间，最多可控制4行各16字的中文字型显示，当写入显示数据RAM时，可分别显示CGROM与CGRAM 的字型；此模块可显示三种字型，分别是半角英数字型(16*8)、CGRAM 字型及CGROM的中文字型。三种字型的选择，由在DDRAM中写入的编码选择，在0000H—0006H的编码中将选择CGRAM的自定义字型，02H—7FH的编码中将选择半角英数字的字型，至于A1以上的编码将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组编码形成中文字型的编码。

字型产生 RAM(CGRAM):字型产生RAM提供图象定义(造字)功能,可以提供四组 16×16点的自定义图象空间，使用者可以将内部字型没有提供的图象字型自行定义到CGRAM中，便可和CGROM中的定义一样地通过DDRAM显示在屏幕中。

地址计数器AC: 地址计数器是用来贮存DDRAM/CGRAM 之一的地址,可由设定指令暂存器来改变,之后只要读取或写入DDRAM/CGRAM的值时，地址计数器的值就会自动加一。当RS =0且R/W=1时，地址计数器的值会被读取到DB6—DB0中。

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光标/闪烁控制电路：此模块提供硬体光标及闪烁控制电 …… 此处隐藏：1909字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……