【正文】 字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。也就是說高 128 字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。當(dāng)一條指令訪問高于7FH 的地址時(shí)，尋址方式?jīng)Q定 CPU 訪問高 128 字節(jié) RAM 還 是特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問特殊功能寄存器（ SFR）。 晶振特性 AT89S52 單片機(jī)有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器， XTAL1 和 XTAL2 分 別是放大器的輸入、輸出端。從外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件的話， XTAL2 可以不接，而從 XTAL1 接入。由于外部時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過二分頻觸發(fā)后作為外部時(shí)鐘電路輸入的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有其它要求，最長(zhǎng)低電平持續(xù)時(shí)間和最少高電平 圖 AT89S52內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 7 持續(xù)時(shí) 間等還是要符合要求的。 空閑模式 在空閑工作模式下， CPU 處于睡眠狀態(tài)，而所有片上外部設(shè)備保持激活狀態(tài)。這種狀態(tài)可以通過軟件產(chǎn)生。在這種狀態(tài)下，片上 RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變?？臻e模式可以被任一個(gè)中斷或硬件復(fù)位終止。由硬件復(fù)位終止空閑模式只需兩個(gè)機(jī)器周期有效復(fù)位信號(hào)，在這種情況下，片上硬件禁止訪問內(nèi)部 RAM，而可以訪問端口引腳?？臻e模式被硬件復(fù)位終止后，為了防止預(yù)想不到的寫端口，激活空閑模式的那一條指令的下一條指令不應(yīng)該是寫端口或外部存儲(chǔ)器。 中斷 AT89S52 有 6 個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中 斷（ INT0 和 INT1），三個(gè)定時(shí)中斷（定時(shí)器 0、 2）和一個(gè)串行中斷。每個(gè)中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器IE 中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無效。 IE 還包括一個(gè)中斷允許總控制位 EA，它能一次禁止所有中斷。 位是不可用的。對(duì)于 AT89S52， 位也是不能用的。用戶軟件不應(yīng)給這些位寫 1。它們?yōu)?AT89 系列新產(chǎn)品預(yù)留。定時(shí)器 2 可以被寄存器 T2CON 中的 TF2 和 EXF2 的或邏輯觸發(fā)。程序進(jìn)入中斷服務(wù)后，這些標(biāo)志位都可以由硬件清 0。實(shí)際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是 TF2 或 EXF2 激活中斷，標(biāo)志位也必須由軟件清 0。定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1 標(biāo)志位 TF0 和 TF1 在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的 S5P2 被置位。它們的值一直到下一個(gè)周期被電路捕捉下來。然而，定時(shí)器 2 的標(biāo)志位 TF2 在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期寄存器R A M 地址R A M P0 鎖存 P2 鎖存 F L A S HB 寄存器 A C C SPP C + 1PCD P T R寄存器程序地址暫存器 2 暫存器 1A L UP S W定時(shí)控制指令寄存器P3 驅(qū)動(dòng)中斷、串行口和定時(shí)器I S P 口緩沖器P3 驅(qū)動(dòng)P1 鎖存P3 鎖存看門狗D S CP0 驅(qū)動(dòng) P2 驅(qū)動(dòng)P 0. 0 P 0. 7~ P 2. 0 P 2. 7~P 3. 0 P 3. 7~ P 1. 0 P 1. 7~V C CGNDP S E NA L E / P R O GE A / V ppR S T編程邏輯 8 的 S2P2 被置位，在同一個(gè)周期被電路捕捉下來 4 溫度控制的硬件設(shè)備 溫度傳感器 的選擇 溫度傳感器 美國(guó) Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820是世界上第一片支持 一線總線 接口的溫度傳感器，在其內(nèi)部使用了在板（ ONB0ARD）專 利技術(shù)。 DS18B20 原理與特性本系統(tǒng)采用了 DS18B20 單總線可編程溫度傳感器 ,來實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的采集和轉(zhuǎn)換，大大簡(jiǎn)化了電路的復(fù)雜度，以及算法的要求。首先先來介紹一下 DS18B20 這塊傳感器的特性及其功能 : DSl8B20 的管腳及特點(diǎn) DS18B20可編程溫度傳感器有 3 個(gè)管腳。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL、配置寄存器。 DS18B20 的外形及管腳排列如下圖 圖 DS18B20的外形及管腳 圖 GND 為接地線， DQ為數(shù)據(jù)輸入輸出接口，通過一 個(gè)較弱的上拉電阻與單片機(jī)相連。VDD 為電源接口，既可由數(shù)據(jù)線提供電源，又可由外部提供電源，范圍 3． O～ 5． 5 V。本文使用外部電源供電。 主要特點(diǎn)有： 1. 用戶可自設(shè)定報(bào)警上下限溫度值。 2. 不需要外部組件，能測(cè)量－ 55～ +125℃ 范圍內(nèi)的溫度。 3. － 10℃ ～ +85℃ 范圍內(nèi)的測(cè)溫準(zhǔn)確度 9 為 177。0 ． 5℃ 。 4. 通過編程可實(shí)現(xiàn) 9～ l2 位的數(shù)字讀數(shù)方式，可在至多 750 ms內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)換成 12 位的數(shù)字，測(cè)溫分辨率可達(dá) 0． 0625℃ 。 5. 獨(dú)特的單總線接口方式，與微處理器連接時(shí)僅需要一條線即可實(shí)現(xiàn) 與微處理器雙向通訊。 6. 測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以 一線總線 串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 。 7. 負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 8. DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫 。 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 內(nèi)部功能模塊如圖 所示， 圖 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20內(nèi)部功能模塊 圖 DS18B20 工作原理 DS18B20 的讀寫時(shí)序和測(cè) 溫原理與 DS1820 相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同 DS18B20 為 9位～ 12位 A/D轉(zhuǎn)換精度 ， 而 DS1820為 9位 A/D轉(zhuǎn)換 ,雖然我們采用了高精度的芯片 ,但在實(shí)際情況上由于技術(shù)問題比較難實(shí)現(xiàn) ,而實(shí)際 精度 此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置值。 如下 不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由 2s減為 750ms。 DS18B20 測(cè)溫原理如圖 所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給 計(jì)數(shù)器 1。 則 高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器 1和溫度寄存器被預(yù)置在－ 55℃ 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值 時(shí) 。計(jì)數(shù)器 1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置值減到 0 時(shí)，溫度寄存器的值將加 1，計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器 1 重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直 到計(jì)數(shù)器 2計(jì)數(shù)到 0時(shí)，停止溫度寄存器值 。 10 圖 DS18B20的測(cè)溫原理框圖 DS18B20 使用中注意事項(xiàng) DS18B20 雖然具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題： 1) 較小的硬件開銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于 DS18B20 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對(duì) DS18B20進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測(cè)溫結(jié)果。在使用 PL/M、 C等高級(jí)語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì) DS18B20操作部分最好采用匯編語言實(shí)現(xiàn)。 2) 在 DS18B20 的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛 DS18B20 數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè) DS18B20，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛 DS18B20超過 8 個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。 3) 連接 DS18B20 的總線電纜是有長(zhǎng)度限制的。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長(zhǎng)度超過 50m 時(shí)，讀取的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá) 150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長(zhǎng)。這種情況主要是由總線分布電容使信號(hào)波形產(chǎn)生畸變?cè)斐傻?。因此，在?DS18B20 進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè) 計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。 4) 在 DS18B20 測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序要等待 DS18B20 的返回信號(hào)，一旦某個(gè) DS18B20 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS18B20 時(shí)，將沒有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。這一點(diǎn)在進(jìn)行 DS1820 硬件連 11 接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。 測(cè)溫電纜線建議采用屏蔽 4 芯雙絞線，其中一對(duì)線接地線與信號(hào)線，另一組接 VCC 和地線，屏蔽層在源端單點(diǎn)接地。 繼電器 固態(tài)繼電器的原理及結(jié)構(gòu) SSR 按使用場(chǎng)合可以分成交 流型和直流型兩大類，它們分別在交流或直流電源上做負(fù)載的開關(guān)，不能混 。 交流型的 SSR 的工作原理，圖 是它的工作原理框圖，圖 成交流 SSR 的主體，從整體上看， SSR 只有兩個(gè)輸入端 (A和 B)及兩個(gè)輸出端 (C和 D)，是一種四端器件。工作時(shí)只要在 A、 B上加上一定的控制信號(hào)，就可以控制 C、 D兩端之間的“通”和“斷”，實(shí)現(xiàn)“開關(guān)”的功能，其中耦合電路的功能是為 A、 B 端輸入的控制信號(hào)提供一個(gè)輸入 /輸出端之間的通道，但又在電氣上斷開 SSR 中輸入端和輸出端之間的 (電 )聯(lián)系， 以防止輸出端對(duì)輸入端的影響， 耦合電路用的元件是“光耦合器”，它動(dòng)作靈敏、響應(yīng)速度高、輸入 /輸出端間的絕緣 (耐壓 )等級(jí)高；由于輸入端的負(fù)載是發(fā)光二極管，這使 SSR 的輸入端很容易做到與輸入信號(hào)電平相匹配，在使用可直接與計(jì)算機(jī)輸出接口相接，即受“ 1”與“ 0”的邏輯電平控制。觸發(fā)電路的功能是產(chǎn)生合乎要求的觸發(fā)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路工作，但由于開關(guān)電路在不加特殊控制電路時(shí)，將產(chǎn)生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等污染電網(wǎng)，為此特設(shè)“過零控制電路”。所謂“過零”是指，當(dāng)加入控制信號(hào)，交流電壓過零時(shí)， SSR 即為通態(tài)；而當(dāng)斷開控制信號(hào)后， SSR 要等待交流電的正 半周與負(fù)半周的交界點(diǎn) (零電位 )時(shí)， SSR 才為斷態(tài)。這種設(shè)計(jì)能防止高次諧波的干擾和對(duì)電網(wǎng)的污染。吸收電路是為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌(電壓 )對(duì)開關(guān)器件雙向可控硅管的沖擊和干擾 (甚至誤動(dòng)作 )而設(shè)計(jì)的，一般是用“ RC”串聯(lián)吸收電路或非線性電阻 (壓敏電阻器 )。 圖 固態(tài)繼電器的工作原理圖 直流型的 SSR 與交流型的 SSR 相比，無過零控制電路，也不必設(shè)置吸收電路，開關(guān)器件一般用大功率開關(guān)三極管，其它工作原理相同。不過，直流型 SSR 在使用時(shí)應(yīng)注意：負(fù)載為感性負(fù)載時(shí)，如直流電磁閥或電磁鐵，應(yīng)在負(fù)載兩端并聯(lián)一只二 極管，二極管的電流應(yīng)等于工作電流，電壓應(yīng)大于工作電壓的 4 倍。 SSR工 12 作時(shí)應(yīng)盡量把它靠近負(fù)載，其輸出引線應(yīng)滿足負(fù)荷電流的需要。使用電源屬經(jīng)交流降壓整流所得的，其濾波電解電容應(yīng)足夠大。 固態(tài)繼電器的特點(diǎn) SSR 成功地實(shí)現(xiàn)了弱信號(hào) (Vsr)對(duì)強(qiáng)電 (輸出端負(fù)載電壓 )的控制。由于光耦合器的應(yīng)用，使控制信號(hào)所需的功率極低 (約十余毫瓦就可正常工作 )，而且 Vsr所需的工作電平與 TTL、 HTL、 CMOS 等常用集成電路兼容，可以實(shí)現(xiàn)直接聯(lián)接。這使 SSR 在數(shù)控和自控設(shè)備等方面得到廣泛應(yīng)用。在相當(dāng)程度上可取代傳統(tǒng)的“ 線圈 — 簧片觸點(diǎn)式”繼電器 (簡(jiǎn)稱“ MER” )。 SSR 由于是全固態(tài)電子元件組成，與 MER 相比，它沒有任何可動(dòng)的機(jī)械部件，工作中也沒有任何機(jī)械動(dòng)作； SSR由電路的工作狀態(tài)變換實(shí)現(xiàn)“通”和“斷”的開關(guān)功能，沒有電接觸點(diǎn)，所以它有一系列 MER 不具備的優(yōu)點(diǎn)，即工作高可靠、長(zhǎng)壽命 (有資料表明 SSR 的開關(guān)次數(shù)可達(dá) 108109 次，比一般 MER 的 106 高幾百倍 )；無動(dòng)作噪聲；耐振耐機(jī)械沖擊；安裝位置無限制；很容易用絕緣防水材料灌封做成全密封形式，而且具有良好的防潮防霉防腐性能；在防爆和防止臭氧污染方面的性能也極佳。 固態(tài)繼電器 應(yīng)用電路 (1)基本單元電路 如圖 所示為穩(wěn)定的阻性負(fù)載，為了防止輸入電壓超過額定值，需設(shè)置一限流電阻 Rx；當(dāng)負(fù)載為非穩(wěn)定性負(fù)載或感性負(fù)載時(shí)，在輸出回路中還應(yīng)附加一個(gè)瞬態(tài)抑制電路，如圖 所示，目的是保護(hù)固態(tài)繼電器。通常措施是在繼電器輸出端加裝 RC 吸收回路 (例如： R=150 Ω， C= μ F或 R=39 Ω， C= μF)，它可以有效的抑制加至繼電器的瞬態(tài)電壓和電壓指數(shù)上升率 dv/dt。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，建議用戶根據(jù)負(fù)載的有關(guān)參數(shù)和環(huán)境條件，認(rèn)真計(jì)算和試驗(yàn) RC回路的選值。另一個(gè)常 用的措施是在繼電器輸出端接入具有特定鉗位電壓的電壓控制器件，如雙向穩(wěn)壓二極管或壓敏電阻 (MOV)。壓敏電阻電流值應(yīng)按下式計(jì)算：Imov=(VmaxVmov)/ZS其中 ZS為負(fù)載阻抗、電源阻抗以及線路阻抗之和， Vmax、 Vmov分別為最高瞬態(tài)電壓、壓敏電阻的標(biāo)稱電壓，對(duì)于常規(guī)的 220V 和 380V 的交流電源，推薦的壓敏電阻的標(biāo)稱電壓值分別為 440470V 和 760810V。 在交流感性負(fù)載上并聯(lián) RC電路或電容，也可抑制加至 SSR 輸出端的瞬態(tài)電壓和電壓指數(shù)上升率。 但實(shí)驗(yàn)表明， RC吸收回路，特別是并聯(lián)在 SSR 輸出端的 RC吸收回路，如果和感性負(fù)載組合不當(dāng)，容易導(dǎo)致振蕩，