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圖5 RTCC原理圖
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件采用PIC16C5X精簡(jiǎn)指令編寫。由于PIC16C57沒(méi)有中斷功能,因此本系統(tǒng)中鍵盤掃描、漏電檢測(cè)等子程序都通過(guò)查詢實(shí)現(xiàn),并采用 4MHz的時(shí)鐘頻率,對(duì)指令的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行了精確計(jì)算和設(shè)計(jì),保證軟件的可靠性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)主程序框圖如圖4所示,本文討論鍵盤顯示與水溫測(cè)量?jī)蓚�(gè)模塊。
鍵盤和顯示
本系統(tǒng)中,有四個(gè)功能按鍵：定時(shí)加水、恒溫控制、手動(dòng)加水和手動(dòng)加熱;三個(gè)七段碼顯示與四個(gè)LED燈指示。
a) 按下定時(shí)加水按鈕時(shí),定時(shí)LED變亮,并以當(dāng)前時(shí)間為定時(shí)時(shí)標(biāo),每24小時(shí)自動(dòng)加水至設(shè)定水量;若長(zhǎng)按此鈕超過(guò)5秒,定時(shí)LED滅,并聽(tīng)到“嘟”一聲進(jìn)行水量設(shè)定,此后每按一下鈕,水量顯示加一檔,1~4檔循環(huán)顯示,不按此鈕超過(guò)5秒,再次聽(tīng)到“嘟”一聲,水量設(shè)定完畢。系統(tǒng)的定時(shí)功能主要通過(guò)軟件完成。 PIC16C5X內(nèi)帶一個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器RTCC,在進(jìn)行24小時(shí)定時(shí)加水時(shí)采用了該定時(shí)器,RTCC及其相關(guān)電路如圖5所示。
由圖5可知,RTCC工作狀態(tài)由OPTION寄存器控制,其中OPTION寄存器的RTS位用來(lái)選擇RTCC的計(jì)數(shù)信號(hào)源,當(dāng)RTS為“1”時(shí),信號(hào)源為來(lái)自RTCC引腳的外部信號(hào),RTS為“0”時(shí),信號(hào)源為內(nèi)部時(shí)鐘。OPTION寄存器的PSA位控制預(yù)分頻器分配對(duì)象,當(dāng)PSA為“1”,分配給 RTCC,即外部或內(nèi)部信號(hào)經(jīng)過(guò)預(yù)分頻器分頻后再輸出給RTCC。預(yù)分頻器的分頻比率由OPTION內(nèi)的PS0~PS2決定。OPTION的RTE位用于選擇外部計(jì)數(shù)脈沖的觸發(fā)沿,當(dāng)RTE為"1"時(shí)下降沿觸發(fā),“0“時(shí)為上升沿觸發(fā)。RTCC計(jì)數(shù)器采用遞增方式計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)至FFH時(shí),在下一個(gè)計(jì)數(shù)發(fā)生后,將自動(dòng)復(fù)零,重新開(kāi)始計(jì)數(shù),以此循環(huán)下去。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,OPTION寄存器為“00100111“,即定時(shí)器的信號(hào)源來(lái)自RTCC引腳的外部信號(hào),預(yù)分頻器的分頻比率為1：256,上升沿觸發(fā)。RTCC引腳信號(hào)的輸入頻率為1kHz,因此RTCC計(jì)數(shù)至FFH時(shí)需65536ms。通用寄存器 F0EH、F0FH用作定時(shí)暫存。
當(dāng)設(shè)置定時(shí)加水功能時(shí),初始化RTCC、OPTION、F0EH、F0FH,開(kāi)始進(jìn)行定時(shí),每隔256ms查詢一次RTCC的值,RTCC每循環(huán)一次,F0EH－F0FH增1,當(dāng)增到1318時(shí),24小時(shí)定時(shí)到,寄存器復(fù)位,自動(dòng)加水。
b) 按下恒溫控制鈕,恒溫LED變亮,表示進(jìn)行恒溫控制,再按一下LED滅,取消恒溫控制。與水量設(shè)定類似,長(zhǎng)按后,進(jìn)行溫度設(shè)定。
c) 按下手動(dòng)加熱鈕時(shí),加熱LED變亮,加熱至65℃,如水量少于1檔,則先加水到1檔,再按一次取消加熱。
d) 按下手動(dòng)加水鈕時(shí),加水至設(shè)定水量值,長(zhǎng)按可設(shè)定水量。手動(dòng)加水過(guò)程中,再次按下取消加水。
正常情況下,兩個(gè)七段碼顯示當(dāng)前水溫,另一個(gè)顯示當(dāng)前水位。
水溫測(cè)量
溫度讀取是通過(guò)與DS1820通信完成。DS1820通信功能是分時(shí)完成的,它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念。因此系統(tǒng)對(duì)DS1820的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化DS1820(發(fā)復(fù)位脈沖 →發(fā)ROM功能命令 →發(fā)存儲(chǔ)器操作命令 →處理數(shù)據(jù))。各操作時(shí)序圖如圖6和圖7所示。
本程序中需用到的操作命令如下：
SKIPROM命令(CCH)：此命令執(zhí)行后,表示以后的存儲(chǔ)器操作命令將針對(duì)在線的所有DS1820,由于本系統(tǒng)中只有一片DS1820,因此發(fā)出此命令后,就可對(duì)其進(jìn)行操作。
CONVERT命令代碼［44H］：?jiǎn)?dòng)在線DS1280進(jìn)行溫度A/D轉(zhuǎn)換。
READSCRATCHPAD命令代碼[BEH]：讀取溫度寄存器的溫度值。
對(duì)DS1820操作的總體流程圖如圖8所示。
其他功能程序
漏電檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理、定時(shí)計(jì)數(shù)等其他功能程序都根據(jù)程序運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行了統(tǒng)籌設(shè)計(jì),在此不再進(jìn)行詳述。
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圖6 讀寫時(shí)序圖
