一、程序组成及流程

分析系统功能要求以及各功能模块电路的特点，把程序部分也划分为相对独立的功能模块，分别是主程序、温度采集转换、LCD显示、键盘、加热控制和报警等。每个模块包含若干个相关的函数。

1.主程序

主程序按照系统的控制顺序，将功能函数进行连接。其流程图如图6.9所示。

2.温度采集转换程序

由于DS18B20与单片机间采用串行数据传送，因此，在对DS18B20进行读写编程时，必须严格地保证读写时序，否则将无法读取测温结果。温度控制程序有初始化init_DS18B20（　）、读字节readbyte（　）、写字节writebyte（　）、温度转换readtempcon（　）等函数组成，控制顺序如图6.10所示。

图6.9　主程序流程图

图6.10　DS18B20测温流程

（1）DS18B20初始化。

根据DS18B20的通信协议，每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位。

①初始化时序。复位要求主CPU将数据线下拉500μs，然后释放，DS18B20收到信号后等待15～60μs后发出60～240μs的存在低脉冲，控制器收到此信号表示复位成功。初始化时序如图6.11所示。

②初始化流程。分析DS18B20的初始化时序，制定的初始化流程图如图6.12所示。

（2）写字节操作。

图6.11　DS18B20初始化时序

①DS18B20的写时序。在主机产生写时信号后，DS18B20会在其后的15～60μs的一个时间段内采样单总线（DQ）。在采样的时间窗口内，如果总线为高电平，主机会向DS18B20写入1；如果总线为低电平，主机会向DS18B20写入0。写时序如图6.13所示。

②写字节函数。由低位至高位，向DS18B20写入一个字节的数据，无返回值，形参byte是待写入的字节数据，读取8次，移位8次，保证每位都传输至DQ。

（3）读操作。

图6.12　初始化流程图

图6.13　写操作时序图

①读操作时序。控制器发起读时序时，DS18B20仅被用来传输数据给控制器。所有读时序必须最少60μs，包括两个读周期间至少1μs的恢复时间。当总线控制器把数据线从高电平拉到低电平时，读时序开始，数据线必须至少保持1μs，然后总线被释放。DS18B20通过拉高或拉低总线上来传输”1”或”0”。当传输逻辑”0”结束后，总线将被释放，通过上拉电阻回到上升沿状态。从DS18B20输出的数据在读时序的下降沿出现后15μs内有效。因此，总线控制器在读时序开始后必须停止把I／O口驱动为低电15μs，以读取I／O口状态。读时序如图6.14所示。

图6.14　读操作时序图

②读字节函数。由低位至高位，读取DS18B20所采集到的数据，带返回值，byte是读取到的字节数据。其中，此函数读取8次，移位8次。

（4）温度读取并转换函数。

启动转换，待转换完成，将DS18B20暂存寄存器1、2字节中的温度信息读出并组合，因设定的是12位转换，则可分辨的温度为0.0625℃，将组合值乘以0.0625并进行四舍五入处理，得到实时温度值的10倍。即c＝t*0.0625*10＋0.5，其中为读取的转换值。程序流程图如图6.15所示。

图6.15　温度转换程序流程图(www.daowen.com)

3.LCD显示程序

本系统的显示采用的是LCD1602液晶显示器，用于显示实时温度值以及设定的上下限温度值。其控制程序由初始化lcd_init（　）、写命令write_1602com（uchar com）、写数据write_1602dat（uchar dat）、测温值显示display（　）等函数组成。

（1）LCD初始化。LCD1602初始化功能设置，包括工作方式、显示状态、清屏、输入方式。初始化的操作除完成初始设置外，还使LCD在指定的位置显示固定的信息，即第1行“Now Tem：　.C”，第2行“TH：　C　TL：　C”。

（2）写命令函数。

设置为LCD1602的写命令状态，将命令字写入指令寄存器。

（3）写数据函数。

设置为LCD1602的写数据状态，将数据写入指令寄存器。

（4）实时温度显示函数。

在无温度设置状态下，按设定格式显示实时温度及上下限的设定温度。

4.按键设置程序

系统中使用三个按键用来完成门限设置选择、上门限设置和下门限设置，分别与单片机P1口的P1.5、P1.6、P1.7连接，温控系统的操作模式分为三种，其中模式0为实时显示；模式1为上限设置，可进行加1减1调节；模式2为下限设置，也可进行加1减1调节。操作顺序为：温度设置→确定模式→上下限调节及其显示。流程图如图6.16所示。

5.继电器控制及报警程序

在实时控制模式下，若实际温度高于设定温度时启动报警，加热继电器断开加热电路；若实际温度低于设定温度时启动报警，加热继电器接通电路，且加热状态二极管点亮；若实际温度在设定范围内则停止报警，继电器保持原来的工作状态。通过这样的控制过程，使系统的温度维持在设定温度的范围内。控制程序流程图如图6.17所示。

二、系统控制程序

经过以上的程序功能模块的划分以及控制流程的确定，编写的控制系统源程序如下：

图6.16　门限设置流程图

图6.17　继电器与报警程序流程图