【正文】 采集、過(guò)程控制、模糊控制等智能系統(tǒng)到人類的日常生活，到處都離不開(kāi)單片機(jī)。其主要的應(yīng)用領(lǐng)域如下： (1)在測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用 單片機(jī)可以用于構(gòu)成各種工業(yè) 控制系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。例如，工業(yè)上的鍋爐控制、水閘自動(dòng)控制、及軍事上的雷達(dá)、導(dǎo)彈系統(tǒng)等。 (2)在智能化儀器儀表中的應(yīng)用 單片機(jī)應(yīng)用于儀器儀表設(shè)備中促使儀器儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化和綜合化等方向發(fā)展。單片機(jī)的軟件編程技術(shù)使長(zhǎng)期以來(lái)測(cè)量?jī)x表中的誤差修正阿、線性化的處理等難題迎刃而解。 (3)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用 單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)合使傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，控制走向智能化，構(gòu)成新一代的機(jī)電一體化產(chǎn)品。這是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的方向。 (4)在智能接口中的應(yīng)用 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，特別是較大型的 工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中采用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制管理，單片機(jī)與主機(jī)并行工作，可大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度。如數(shù)字濾波、誤差修正、線性化處理等。 (5)在人類生活中的應(yīng)用 單片機(jī)由于其價(jià)格低廉、體積小巧，被廣泛應(yīng)用在人類生活的諸多場(chǎng)合，如 4 洗衣機(jī)、空調(diào)器、視聽(tīng)音響設(shè)備、信用卡、樓宇防盜系統(tǒng)等。單片機(jī)將使人類的生活更加方便舒適，豐富多彩。 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 由于 8 位機(jī)價(jià)格便宜，且在速度與功能上逐步與 16 位機(jī)逼近，可以預(yù)計(jì)，在未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)， 8 位單片機(jī)仍將是單片機(jī)的主流機(jī)型。從發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，單片機(jī)正朝著低功耗微型化方 向發(fā)展。 (1)低功耗 CMOS 化 在許多應(yīng)用場(chǎng)合，單片機(jī)不僅要由很小的體積，而且還需要較低的工作電壓和績(jī)效的功耗。現(xiàn)在各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了 CMOS 工藝，并設(shè)有空閑和掉電兩種工作方式。 (2)內(nèi)部資源豐富，外圍電路內(nèi)裝化，整體微型化 近年來(lái)，世界各大半導(dǎo)體廠商熱衷于開(kāi)發(fā)增強(qiáng)型 8 位單片機(jī)，片內(nèi)新增了A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器，監(jiān)視定時(shí)器， DMA 通道和總線接口等。有些廠家還把晶振和LCD 驅(qū)動(dòng)電路集成到芯片之中，還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。片內(nèi)資源豐富，功能強(qiáng)大，構(gòu)成單 片機(jī)控制系統(tǒng)的硬件開(kāi)銷越來(lái)越少。 (3)大容量 ,高性能 單片機(jī)片內(nèi)存儲(chǔ)器的容量進(jìn)一步擴(kuò)大 ，存儲(chǔ)器種類也從普通的 ROM 或 EPROM向 FLASH 方向發(fā)展，具有在線編程功能。 CPU 字長(zhǎng)增加，總線速度提高，硬件功能擴(kuò)充，指令執(zhí)行速度加快。對(duì)外部存儲(chǔ)器， I/O 口尋址能力增強(qiáng)，更利于系統(tǒng)的擴(kuò)展和開(kāi)發(fā)。 5 2 硬件介紹 8051 簡(jiǎn)介 如圖 1— 2 所示為 8051 的管腳圖 (一 ) 引腳簡(jiǎn)要說(shuō)明 (1) 主電源 引腳 Vcc 和 Vss ◆ Vcc（ 40 腳）：主電源接＋ 5V ◆ Vss（ 20 腳）：接地 (2) 時(shí)鐘電路引腳 XTAL1 和 XTAL2 ◆ XTAL2（ 18 腳）：接外部晶體振蕩器的一端。片內(nèi)是一個(gè)振蕩電路反相放大器的輸出端。 ◆ XTAL1（ 19 腳）：接外部晶體振蕩器的另一端。片內(nèi)是一個(gè)振蕩電路反相放大器的輸入端。 6 (3) 控制信號(hào) RST/Vpd、 ALE/(/PROG) 、 / PSEN 和 (/EA)/Vpp ◆ RST/Vpd（ 9 腳）：復(fù)位端。高電平有效，寬度在 24 個(gè)時(shí)鐘周期寬度以 上，使單片機(jī)復(fù)位。該引腳有復(fù)用功能， Vpd 為備用電源輸入端，防止主電源掉電。 ◆ ALE/（ /PROG）（ 30腳）：地址鎖存信號(hào)端。訪問(wèn)片外存貯器時(shí)， ALE 作低八位地址的鎖存控制信號(hào)。平時(shí)不訪問(wèn)片外存貯器時(shí)，該端以六分之一的時(shí)鐘振蕩頻率固定輸出脈沖。 ALE 端負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力為 8個(gè) LSTTL 門(mén)。該引腳有復(fù)用功能， 為片內(nèi)程序存貯器編程（固化）的編程脈沖輸入。 ◆ /PSEN（ 29 腳）：片外程序存貯器讀選通信號(hào)端。負(fù)載能力為 8LSTTL 門(mén)。 ◆ (/EA)/Vpp（ 31 腳）： /EA 端接高電平時(shí)， CPU 取指令從片內(nèi)程序存貯 器自動(dòng)順延至片外程序存貯器。 /EA 端接低電平時(shí)， CPU 僅從片外程序存貯器取指令。該引腳有復(fù)用功能， Vpp 為片內(nèi)程序存貯器編程時(shí)的編程電壓。 (4) 輸入 /輸出引腳 P0、 P P2 和 P3 口 ◆ ～ （ 39～ 32 腳）：訪問(wèn)片外存貯器時(shí)作為低八位地址線和八位數(shù)據(jù)線（復(fù)用）。負(fù)載能力為 8 個(gè) LSTTL 門(mén)。 ◆ ～ （ 1～ 8 腳）： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口。負(fù)載能力為 3 個(gè) LSTTL 門(mén)。 ◆ ～ （ 21～ 28 腳）：訪問(wèn)片外存貯器時(shí)作為高八位地址線。 ◆ ～ （ 10～ 17 腳）： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口。負(fù)載能力為 3 個(gè) LSTTL 門(mén)。另外還有專門(mén)的第二功能 [2] (二 ) P3 口的第二功能 ◆ （ 10 腳）： RXD（串行口輸入端） ◆ （ 11 腳）： TXD（串行口輸出端） ◆ （ 12 腳）： /INT0（外部中斷 0輸入端） 7 ◆ （ 13 腳）： /INT1（外部中斷 1輸入端） ◆ （ 14 腳）： T0（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0外部輸入端） ◆ （ 15 腳）： T1（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1外部輸入端） ◆ （ 16 腳）： /WR（片 外數(shù)據(jù)存貯器寫(xiě)選通信號(hào)輸出端） ◆ （ 17 腳）： /RD（片外數(shù)據(jù)存貯器讀選通信號(hào)輸出端） DS18B20 簡(jiǎn)介 DS18B20 是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的可組網(wǎng)數(shù)字式溫度傳感器，在其內(nèi)部使用了在板（ ONB0ARD） 專利技術(shù)。全部傳感原件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)，與其他溫度傳感器相比， DS18B20 具有以下特性： (1)獨(dú)特的單線接口方式： DS18B20 與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 (2)DS18B20 支持多點(diǎn)組 網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 并聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫 (3)DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件。 (4)測(cè)溫范圍： 55 ～ +125 ℃ 。固有測(cè)溫分辨率為 ℃ 。 (5)通過(guò)編程可實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字 量 方式 串行傳送 。 (6)用戶可 設(shè)定 非易失性的報(bào)警上 、 下限值。 (7)負(fù)壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 TO－ 92 封裝的 DS1820 的引腳排列見(jiàn) 下 圖 8 圖 1— 3 DS18B20 的管教排列 其引腳功能描述 如下 (1) GND ： 地信號(hào) (2) DQ ： 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。開(kāi)漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 (3) VDD ： 可選擇的 VDD 引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。 DS18B20 與單片機(jī)的接口電路 由于 DS18B20 采用的是 1－ Wire 總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，且 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。 DS18B20 有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、 讀時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫(xiě)時(shí)序開(kāi)始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫(xiě)命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 將的 1腳接地， 3 腳接電源， 2腳可任接單片機(jī)的 I∕ O 口需要外加 的上拉電阻 。如下圖 1— 4 所示 9 圖 1— 4 DS18B20 與單片機(jī)的接口電路 數(shù)碼管簡(jiǎn)介 七段數(shù)碼管引腳圖 （ 1） 數(shù)碼管使用條件： a、段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻 b、使用電壓：段：根據(jù) 發(fā)光顏色決