室温检测与万年历显示系统
本设计使用SMG12864ZK 液晶屏、DS18B20温度传感器与单片机最小系统构成的温度检测与成年历显示系统,其具有实时显示检测温度,并利用软件编程实现成年历在液晶屏上显示.
一、SMG12864ZK 液晶显示模块概述
1.1 液晶显示模块是128*64 点阵的汉字图形型液晶显示模块,可显示汉字及图形,内置国标GB2312 码简体中文字库(16X16 点阵)、128 个字符(8X16 点阵)及64X256 点阵显示RAM(GDRAM).可与CPU 直接接口,提供两种界面来连接微处理机:8-位并行及串行两种连接方式.具有多种功能:光标显示、画面移位、睡眠模式等.
1.2 显示资料RAM 提供64*2 个位元组的空间,最多可以控制4 行16 字(64 个字)的中文字型显示,当写入显示资料RAM 时,可以分别显示CGROM、HCGROM 与CGRAM 的字型;ST7920A 可以显示三种字型 ,分别是半宽的HCGROM 字型、CGRAM 字型及中文CGROM 字型 ,三种字型的选择,由在DDRAM 中写入的编码选择,在0000H—0006H 的编码中将自动的结合下一个位元组,组成两个位元组的编码达成中文字型 的编码(A140—D75F).
二、DS18B20温度传感器简介
2.1 DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,采用3引脚TO-92型小体积封装;温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9位~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出.
2.2 DS18B20的内部结构如图1所示,主要由以下几部分组成:64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH(温度高)和TL(温度低)、配置寄存器、暂存寄存器(SCRATCHPAD)、存储器控制逻辑.DQ为数字信号输入/输出端.
ROM中的64(8位产品家族编号、48位ID号、8位CRC)位序列号是出厂前刻好的,这64位序列号具有惟一性,每个DS18B20的64位序列号均不相同.
8位CRC生成器可以完成通信时的校验.暂存寄存器有9个字节,包含温度测量结果、温度报警寄存器、CRC校验码等内容.
2.3 操作步骤
对DS18B20的操作分为3个步骤:初始化、ROM命令和DS18B20功能命令.
2.3.1初始化
单片机与DS18B20通信,首先必须完成初始化.单片机产生复位信号,DS18B20返回响应脉冲.
2.3.2 ROM命令
该步骤完成单片机与总线上的某一具体DS18B20建立联系.ROM命令有搜寻ROM(SEARCH ROM)、读ROM(READ ROM)、匹配ROM(MATCH ROM)、忽略ROM(SKIP ROM)、报警查找等命令(ALARM SEARCH).单片机只连接1个DS18B20,因此只使用读ROM命令,来读取DS18B20的48位ID号.
2.3.3 DS18B20功能命令
单片机在该步骤中完成温度转换(CONVERTT)、写暂存寄存器(WRITE SCRATCHPAD)、读暂存寄存器(READ SCRATCHPAD)、拷贝暂存寄存器(COPYSCRATCHPAD).
2.3.4 操作时序
三、温度采集和显示与单片机的接口电路图设计
DS18B20采用电源供电方式,使用4.7K的上拉电阻,可以加多个DS18B20温度传感器,直接连P0.0口上,实现单总线数据传输.显示数据传输接口也接到P0口,电路如图3所示.得到的PCB电路图如图4所示.
图3 温度与显示硬件电路图
图4 电路PCB图四、软件设计
本硬件使用12MHZ的晶振源,万年历由定时器定时中断决定,中断一次为50MS,所以产生20次中断为1S,以此可以设计出万年历的秒、分、时、日、月、年,DS18B20完成一次的读写操作大约要8MS左右,读写N个DS18B20器件则要8*N(MS),由此可知中断里最多只能加上六个DS18B20器件.本设计使用两个温度传感器,大概要用17MS,所以可把温度传感器的读写放到中断里完成.而温度传感器的读写是每一秒才进行一次,也就是中断次数能被20整除的中断才进行DS18B20的读写.另外的每次中断可以利用起来作按键检测,用来调整时间或不同测温点之间的显示变换(些为扩展功能部分,还要进一步的设计).程序简单流程图如图5所示.
图5 程序流程图
五、设计结果显示
硬件调试结果如下图6.

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