我的單片機之路

ID:51337 · 發表于 2013-8-2 18:01

讀書時也學過單片機，不過那是應付考試用的，而且當時用的是匯編語言，太難懂了。畢業后發現單片機的用途相當廣泛，特別是想做一些功能處理，用模擬跟數字電路都要比較復雜才能解決的問題，用單片機卻可以輕松搞掂，那時已有重學之心，但后來又由于各種原因總是一拖再拖。直到上幾個月，覺得還是趁著年輕，多學一兩項技術傍身吧，自用也好，謀生也罷，懂多一點總是有用的，于是重學單片機又再放上日程了。上網查看了一下，原來現在的編譯器已經支持C語言了，大喜！一拖再拖不想學單片機，就是因為當時的編繹語言是匯編語言，難懂移植性低且枯燥，但C語言可是我的強項，讀書時就能用C語言編些小病毒來捉弄一下同學了（后來那程序還發表上《電腦愛好者》，印像中賺了100塊的稿酬）……
接著從網上訂回了一塊功能較齊全的51單片機學習板，幾天就到貨了，正式開啟了我的單片機之路。

跟著資料學習了一個星期后，接到了第一個工程任務，就是幫一臺老式的電冰箱裝控制器。這款老式的冰箱溫度控制器是機械式，就是那種熱電偶形式，通過熱電偶的熱漲冷縮去接通或斷開冰箱壓縮機，從而達到恒溫原理。但這個控制器已損壞，于是正好用51單片機做一個控制器，可以達到高精度控制。由于人家并沒有提出具體的交貨時間，所以可以邊學邊寫程序，慢慢來，畢竟這時才正式學習單片機1個星期。
然后在選材上就用DS18B20這個做溫度檢測，就一個IC，通過跟單片機的協議通信，就可以直接得出檢測溫度了，簡單可靠。于是又從網上訂來了DS18B20IC跟單片機最小系統板。順便下載了一個參考案例協助編寫程序。

看似簡單，但實際操作起來還是相當的麻煩的，因為溫度傳感器是走單總線形式，編程上還是相當的麻煩的，最重要的是，這個參考資料居然是有錯誤的！！按它的程序，完全無法得到正確的溫度，后來只能看著IC的功能介紹，一步一步慢慢調試，終于在花掉兩個晚上后，成功地在學習板上顯示出正確的溫度值了。

然后拿自家的冰箱不斷做測試跟調整程序。按照人家的要求，初步設計三檔選擇，低檔為急凍室溫度在-3度時壓縮機停機，升到-1度時壓縮機再次工作制冷，中檔是-4到-2度，高檔是-6至-3度，然后設計了一個防錯值，若選擇開關信號不良，則自動在-4到-1度運行。對于這種雙閥值的設計，若用普通的模擬電路來實現，相當困難了，但單片機來說則只是寫程序而已，輕松完成。又花了一晚的時間，總算把所有功能都在學習板上調試完成通過了。
接著畫好原理接線圖，買齊各種零件，開始實物電路組裝了。為了讓單片機更穩定地工作，所以把晶震也用慢一點的8MHZ，這個晶震就是決定單片機的工作頻率了，最高支持到40MHZ，但頻率越高，工作穩定性越差。總供電電壓為12V，而由于單片機使用工作電壓為5V，所以還要有一個5V的三端穩壓管，繼電器用12V驅動，減輕5V三端穩壓管的負載，單片機通過ULN2003驅動繼電器，原本打算用分立原元做降低成本，但后來還是覺得用IC穩定可靠一點。

原本以為這只是一件很輕松的事，畢竟外圍電路相當簡單。誰知接好后居然完全不能工作！暈得一陣陣，多方排查無果！最后實在沒法，唯有查成品的單片機最小系統的電路了，這一查還真查出問題了，原來訂回來的最小系統板訂錯了，訂的是AVR的系統板，外觀跟我要的51單片機系統板外觀幾乎一樣，但就是完全不通用的！怪不得死活不工作了！就這個最小系統板，訂的時候沒注意看，結果浪費了我大量的時間，悲~~

由于打算趕在五一放假前交貨，再訂系統板趕不及了，于是把插座焊下來，再手工搭橋吧！還好自己的焊接功底還可以，不到一個小時間就重新整理完成線路板了。橙色線就是高中低的選擇端，插到下面的三個針上代表選擇。

再次試驗，終于程序能正常運行了！但試了一會兒，問題又來了，繼電器不能保證每次都能良好吸合！測量過繼電器是沒有問題的，ULN2003也是好的，單片機也是好的！學習板上驅動繼電器的也是ULN2003，每次都工作得好好的，但在這里單片機卻有時會驅動不起ULN2003，無奈唯有給ULN2003的驅動腳接了個10K的上拉電阻，終于能每次都能可靠地通斷繼電器了。
五一時把電路板裝到冰箱上了，看到工常工作，并兩次循環正常后，才有點放下心來。但其實內心還有點小不安的，因為最大的隱患是我這個設備沒有裝上看門狗電路，萬一單片機運行到神馬時候死機了，沒看門狗那它永遠就無法自行復位，那冰箱的壓縮機要么就是一直制冷，要么就是一直不制冷，所以還是屬于有缺陷的設計，還好，現在得到的消息是，那家伙不間斷工作了一個星期，未曾死過機，且我裝上去的是52單片機，理論上比51單片機的穩定性要高得多，而且52單片機支持軟件看門狗，可以用程序做看門狗，遲點學習好后，把新的程序刷寫到這個單片機上就行了。