【正文】 數(shù)據(jù)線)方式，而SPI總線采用同步串行三線(時(shí)鐘線，輸入線，數(shù)據(jù)輸入線)方式。這兩種總線需要至少兩根或兩根以上的信號(hào)線。美國(guó)達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司推出了一項(xiàng)特有的單線技術(shù)。該技術(shù)于上述總線不同，它采用單根信號(hào)線，即可傳輸時(shí)鐘，又能傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸時(shí)是雙向的，因而這種單線技術(shù)具有線路簡(jiǎn)單，硬件開(kāi)銷(xiāo)少，成本低廉。便于擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)。單線技術(shù)適用以單主機(jī)系統(tǒng)，單主機(jī)能夠控制一個(gè)或多個(gè)從機(jī)設(shè)備。主機(jī)可以是微控制器，從機(jī)可以是單線器件，它們之間的數(shù)據(jù)交換，控制都由這根線完成。主機(jī)或從機(jī)通過(guò)一個(gè)漏極開(kāi)路或三態(tài)端口連至該數(shù)據(jù)線，以允許設(shè)備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)能夠釋放線，而讓其它設(shè)備使用。單線通常要求外接一個(gè)約5kΩ的上拉電阻，這樣，當(dāng)該線閑置時(shí)，器件狀態(tài)為高電平。主機(jī)和從機(jī)之間的通信主要分為3個(gè)步驟：初始化單線器件，識(shí)別單線器件和單線數(shù)據(jù)傳輸。由于只有一根線通信，所以它們必須是嚴(yán)格的主從結(jié)構(gòu)，只有主機(jī)呼叫從機(jī)時(shí)，從機(jī)才能應(yīng)答，主機(jī)訪問(wèn)每個(gè)單線器件都必須嚴(yán)格遵循單線命令序列，從機(jī)遵守上述三個(gè)步驟的順序。如果命令序列混亂，單線器件將不會(huì)響應(yīng)主機(jī)。所有的單線器件都有遵循嚴(yán)格的協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。單線協(xié)議有復(fù)位脈沖，其他均由主機(jī)發(fā)起，并且所有命令和數(shù)據(jù)都是字節(jié)的地位在前。3 系統(tǒng)的硬件選擇及設(shè)計(jì) AT89C51的簡(jiǎn)介對(duì)于單片機(jī)的選擇，可以考慮使用8031與8051系列，由于8031沒(méi)有內(nèi)部RAM，系統(tǒng)又需要大量?jī)?nèi)存存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，因而不適用。所以，我們選用51系列單片機(jī)AT89C51。AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kbytes的可編程的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳，并集成了 Flash 程序存儲(chǔ)器，既可在線編程(ISP)，也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程，因此，低價(jià)位AT89C51單片機(jī)可應(yīng)用于許多高性價(jià)比的場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域，對(duì)于簡(jiǎn)單的測(cè)溫系統(tǒng)已經(jīng)足夠。單片機(jī)AT89C51具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。AT89C51的主要特性如下：▲ 與MCS51 兼容；▲ 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器；▲ 壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)；▲ 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年；▲ 全靜態(tài)工作：0Hz24Hz；▲ 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定；▲ 128*8位內(nèi)部RAM；▲ 32根可編程I/O線；▲ 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；▲ 5個(gè)中斷源；▲ 可編程串行通道；▲ 低功耗的閑置和掉電模式；▲ 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。（1） AT89C51引腳圖 圖 AT89C51單片機(jī)引腳圖 （2）AT89C51引腳功能介紹單片機(jī)芯片AT89C51為40引腳雙列直插式封裝。其各個(gè)引腳功能[5]介紹如下：(1) VCC：供電電壓；(2) GND：接地；(3) P0口P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每個(gè)管腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳寫(xiě)”1”時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部電位必須被拉高。(4) P1口P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入”1”后，電位被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。(5) P2口P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)”1”時(shí)，其管腳電位被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入時(shí)，P2口的管腳電位被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址”1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。(6) P3口P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入”1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入時(shí)，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流(ILL)，也是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，同時(shí)P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 P3口的特殊功能端口定義符號(hào)表示功能描述RXD串行輸入口TXD串行輸出口INT0外部中斷0INT1外部中斷1T0定時(shí)器0外部輸入T1定時(shí)器1外部輸入WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通(7) RST：復(fù)位輸入端。當(dāng)振蕩器復(fù)位時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。(8) ALE / PROG當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時(shí)ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。(9) PSEN外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取址期間，每個(gè)機(jī)器周期PSEN兩次有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。(10) EA/VPP當(dāng)EA保持低電平時(shí)，訪問(wèn)外部ROM；注意加密方式1時(shí)，EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部ROM。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)。(11) XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。(12) XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。該復(fù)位電路采用手動(dòng)復(fù)位與上電復(fù)位相結(jié)合的方式。當(dāng)按下按鍵S1時(shí)，VCC通過(guò)R1電阻給復(fù)位輸入端口一個(gè)高電平，實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能，即手動(dòng)復(fù)位。上電復(fù)位就是VCC通過(guò)電阻R2和電容C構(gòu)成回路，該回路是一個(gè)對(duì)電容C充電和放電的電路，所以復(fù)位端口得到一個(gè)周期性變化的電壓值，并且有一定時(shí)間的電壓值高于CPU復(fù)位電壓，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位功能[7]。 單片機(jī)復(fù)位電路 。XTAL1（X1）為反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2(X2)是來(lái)自反向振蕩器的輸出。按照理論上AT89C51使用的是12MHz的晶振。 單片機(jī)晶振電路由于傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件測(cè)出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度，需要比較多的外部元件支持，且硬件電路復(fù)雜，制作成本相對(duì)較高。這里采用DALLAS公司的數(shù)字溫度傳感器DS18B20作為測(cè)溫元件。 DS18B20的簡(jiǎn)介 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，體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。DS18B DS1822 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器同DS1820一樣，支持“一線總線”接口，測(cè)量溫度范圍為55176。C~+125176。C，在10~+85176。C范圍內(nèi)，精度為177。176。C，而DS1822的精度較差為177。 2176。C ?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。DS18B20可以程序設(shè)定9~12位的分辨率，精度為177。176。C，分辨率設(shè)定，以及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPROM中，掉電后依然保存。DS1822與 DS18B20軟件兼容，是DS18B20的簡(jiǎn)化版本。省略了存儲(chǔ)用戶定義報(bào)警溫度、分辨率參數(shù)的EEPROM，精度降低為177。2176。C