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期末報告多功能溫度電子時鐘 夜 四 技 自 控 二乙 學生:郭信南 李奕賢 學號 前言 一、研究目的 1、LCD顯示等程式之應用 藉由這作品，了解時間、鬧鈴、鎖碼、溫度在LCD顯示等程式之應用， 再配合80S51 IC來完成燒入。 2、探討DS1821溫度IC的原理 由於科技的發展，IC的製作越來越發達，也越來越精密，所以本作品 使用的溫度感測IC是DS1821，雖然單一成本貴，但能準確的讀出溫度的 變化，功能有自動調溫式、單線控制模式，之後會詳細的介紹於此，DS1 821IC最大的優點，就是占的空間很少，輸出訊號是數位訊號，因此可以 省去AD轉換的麻煩。 三、矩陣鍵盤 矩陣型鍵盤，是由常開型按鍵開關所組成。開關的一點相互連接在一起，形成列(row)，開關的另一點亦相互連接在一起，形成形(column)。在使用時，可以用行掃描或列掃描的方式來偵測按鍵值，如果使用行掃描且為低態掃描，則所有的列必須接上提升電阻(10kΩ)，反之，如果使用行掃描且為高態掃描，則所有的列必須接下拉電阻(2.2kΩ)。 二、溫度IC DS1821 1、DS1821概述 DS1821是一顆由DALLAS公司出品的溫度感測器，解析度為1℃，可測得的溫 度範圍為-55℃～+125℃，如圖5、6所示。只要控制一接腳，就可做出DS1821 的各種功能，且可以節省使用I/O接腳，對於簡化電路來說，是非常好的選擇。 輸出訊號是數位8bits訊號，所以可以省去AD 轉換的麻煩，因此輸出的資料可 以直接給各種數位電路直接使用處理，而在單晶片程式設計方面是非常簡單易用 的。 2、DS1821的操作模式 A、1-wire bus模式 DALLAS公司把這種模式定義成一種通信協定模式，稱為單線控制模式。當 DS1821進入此模式時，可以對DS1821下達指令，包括設定DS1821各種功能 ，寫入資料或是讀出DS1821內部的暫存器資料或是溫度資料。 DS1821的資料都是存放在EEPROM中，因此資料不會因為停電後就會消失。 B、自動調溫模式（thermostat mode） 此模式可以讓DS1821依據設定在TH 及TL暫存器內的值，判斷溫度是否高低於TH，當溫度高於TH，DQ腳輸出為High（條件是狀態暫存器的POL bit=1），然後維持這個狀態，直到溫度低於TL的設定溫度時，DQ腳位電位會轉態為Low電位。 自動調溫模式的設定，也必須先在1-wire bus 模式下先做好設定後，才能使用。 而且當自動調溫模式使用後，如果溫度已經低於TL或是高於TH設定的溫度時，狀態暫存器中相對的THF及TLF旗標，也會被設定為1，並且不會歸0，必須由使用者寫入0。因此可以經由判斷THF或是THL旗標，得知溫度是否達到TL或是TH的設定。這個模式的DS1821，就像一個單純的溫度開關，所以被稱為自動調溫模式。 C、DS1821的暫存器 a、狀態/結構暫存器（status/configuration register） 這個暫存器是DS1821非常重要的一個暫存器，所有DS1821的動作模式設 定，或是旗標狀態，都跟它有關。 b、單線模式資料傳送 因為DS1821只有一條傳輸腳，因此所有的動作都只能透過串列訊號，將指 令送進DS1821中，bit（LSB）先進，bit7（MSB）最後進入。 利用單晶片這類的可程式硬體，將DS1821的指令變成串資料送進DS1821中， 以便控制DS1821的動作。 五、電路原理與分析 此作品使用組合語言來寫入89S51，並且用LCD液晶螢幕來顯示功能，功能包括時間、鬧鈴、鎖碼、溫度，其程式設計與架構以及電路圖呈現如下：1、LCD功能顯示設計架構 2、電路圖相關程式使用I/O埠規劃如下：A、LCD→P1(能夠顯示時間及提示文字)B、矩陣鍵盤→P2(容易操作的按鍵輸入界面)C、DS1821→P0.0(能夠讀取溫度資料的IC)D、峰鳴器→P3.7(蜂鳴器產生嗶音，作為提示之用)E、RS RW EN→P3.0~P3.2(為LCD傳送資料的控制腳) * * 一、8051單晶片 8051為美國Intel公司所推出的單晶片產品之一，8051單晶片CPU具有下列特點：1、有位元邏輯運算能力。2、內建128 位元的RAM，以及4K 位元的ROM。3、內建4 個8 位元I/O 埠。4、內建2 個16 位元的計時/計數器。5、內建全雙工的UART。6、內建5 個中斷源及兩層中斷優先權結構。7、內建時脈產生電路。8、可擴充程式記憶體達64K Byte