【正文】 注冊(cè)碼單總線期間的ROM注冊(cè)的數(shù)據(jù)格式如表22所示表22 單總線器件ROM注冊(cè)碼數(shù)據(jù)格式MSB64位ROM注冊(cè)碼LSB8位CRC校驗(yàn)碼MSBLSB48位序列號(hào)MSBLSB8位家族碼MSBLSB 單總線數(shù)字溫度傳感器DS1820和濕度檢測(cè)電路　DS1820 的主要特性 DS1820 有下列主要特性 : 1）只需一根 I/ O 線就能完成通信 。 2）多個(gè)分散的 DS1820 可以共用一線進(jìn)行通信。 3）不需外部元器件 。 4）可以通過(guò)數(shù)據(jù)線供電 。 5）檢測(cè)溫度范圍為 55～ + 125176。C ,精度在0. 5度 。 6）用 9bit 數(shù)字量來(lái)表示溫度 。 7）每次將溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字量需 200ms 。 8）可定義一個(gè)不變化的溫度設(shè)置為報(bào)警溫度?！S1820 內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS1820 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 28 所示。圖28 DS1820內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖由圖28 可知 ,DS1820 由以下幾部分組成: 1）64 位激光只讀存貯器。在這里存放著每個(gè) DS1820 的唯一的序號(hào) ,開(kāi)始 8 位是產(chǎn)品類型的編號(hào)(DS1820 為 10H） ,接著是每個(gè)器件的唯一的序號(hào) ,共有 48 位 ,最后 8 位是前 56 位的 CRC 校驗(yàn)碼這也是多個(gè) DS1820 可以采用一線進(jìn)行通信的原因。 2）溫度傳感器。它是將溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的關(guān)鍵部分。 3）DS1820 的存貯器。它由高速存貯器RAM和EERAM(高溫TH和低溫TL報(bào)警觸發(fā)器）組成,數(shù)據(jù)首先寫入高速存貯器 RAM 中 ,然后通過(guò)復(fù)制命令將數(shù)據(jù)寫入 EERAM 中。高速存貯器 RAM 由8 個(gè)字節(jié)組成 ,頭兩個(gè)字節(jié)存放檢測(cè)溫度的值,0號(hào) (LSB） 為存放溫度的值,1 號(hào) (MSB） 存放溫度值的符號(hào) ,如果溫度為負(fù) ,則1號(hào)存貯器全為1 ,否則全為0，這也是可用 9bit 來(lái)表示溫度的原因。最低位先讀出。若LSB最低位為1 , ,求值的方法根據(jù)MSB中的值將LSB中的二進(jìn)制數(shù)求補(bǔ)再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)除以 2 即得被測(cè)溫度的值。表 2是溫度和數(shù)字量的關(guān)系。第二和第三字節(jié)是從TH和TL中復(fù)制的值,當(dāng)上電被更新。接下來(lái)兩個(gè)字節(jié)沒(méi)用 ,若讀它應(yīng)全為1 。第六和第七字節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器。最后一個(gè)字節(jié)為 CRC 校驗(yàn)。 DS1820的工作原理DS1820的引腳排列如圖29所示。I/O位數(shù)據(jù)輸入/輸出端（即單線總線），它屬于漏極開(kāi)路輸出，外接上拉電阻后，常態(tài)下呈高電平。是可供選用的外部+5V電源端，不用時(shí)需接地。GND為地，NC為空腳。圖 29 DS1820的引腳圖DS1820測(cè)量溫度時(shí)使用特有的溫度測(cè)量技術(shù)，其測(cè)量溫度框圖如圖210所示。內(nèi)部計(jì)數(shù)器對(duì)一個(gè)受溫度影響的振蕩器的脈沖計(jì)數(shù)，低溫時(shí)振蕩器的脈沖可以沖過(guò)門電路，而當(dāng)達(dá)到某一設(shè)置高溫時(shí)，振蕩器的脈沖無(wú)法通過(guò)門電路。圖 210 DS1820測(cè)溫原理框圖 DS1820使用中注意事項(xiàng)DS1820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(wèn)題： 1）較小的硬件開(kāi)銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對(duì)DS1820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(wú)法讀取測(cè)溫結(jié)果。 2）當(dāng)單總線上所掛DS1820超過(guò)8個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問(wèn)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）在DS1820測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號(hào)，一旦某個(gè)DS1820接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS1820時(shí)，將沒(méi)有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán) 濕度檢測(cè)電路本例中采用8255來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。EL7556由積分電路、基準(zhǔn)電路、頻率轉(zhuǎn)換電路及頻率—電壓（F/V）轉(zhuǎn)換電路等組成，積分電路及RRC1用于產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號(hào)并從5腳送至8腳。調(diào)節(jié)R2可對(duì)該脈沖信號(hào)頻率進(jìn)行調(diào)整，從而使?jié)穸葌鞲衅鞯木€性和靈敏度處于較好狀態(tài)；基準(zhǔn)電路和頻率轉(zhuǎn)換電路可將濕度傳感器的電容變化轉(zhuǎn)換成頻率變化，再經(jīng)頻率—電壓轉(zhuǎn)換電路后從9腳輸出與頻率成線性的電壓，然后經(jīng)C3等濾波后送入A/D轉(zhuǎn)換器，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換以將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。本設(shè)計(jì)的濕敏傳感器為MXS型電容式濕敏傳感器，濕度為76%RH時(shí)的電容值為500pF，電容相對(duì)變化率為＋ pF/%。當(dāng)濕度為0%～100%RH時(shí)，9腳輸出的相應(yīng)信號(hào)頻率為0～1000Hz，精度為2%，F(xiàn)/V電路輸出的電壓為0～5V。調(diào)整時(shí)，可先設(shè)定濕度為5%RH，然后調(diào)節(jié)R2，使9腳輸出100mV電壓即可。主要特性：1）與MCS51 兼容 ；2）4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器；3） 壽命：1000寫/擦循環(huán)；4）數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年圖 211 濕度傳感器外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖第3章 系統(tǒng)主控器件部分設(shè)計(jì) AT89C51的工作原理（1）CPU的結(jié)構(gòu)CPU是單片機(jī)內(nèi)部的核心部分，是單片機(jī)的指揮和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它決定了單片機(jī)的主要功能特性。從功能上看，CPU包括兩個(gè)基本部分：運(yùn)算器和控制器。下面說(shuō)明控制器和運(yùn)算器。 1）運(yùn)算器 運(yùn)算器包括算術(shù)邏輯運(yùn)算部件ALU、累加器ACCC、B寄存器、暫存寄存器TMP1和TMP程序狀態(tài)寄存器PSW、BCD碼運(yùn)算調(diào)整電路等。 2）時(shí)鐘電路AT89C51芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，用于構(gòu)成振蕩器。反向放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2。在TXAL1和XTAL2兩端跨接由石英晶體及兩個(gè)電容構(gòu)成的自激振蕩器，如圖21所示。電容器C1和C2通常都取30pF左右，選用不同的電容量對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用。但石英晶體本身的標(biāo)定頻率才是單片機(jī)振蕩頻率的決定因素。其振蕩頻率范圍是1～12MHz。本設(shè)計(jì)考慮系統(tǒng)的獨(dú)立完整性，選用內(nèi)部時(shí)鐘方式，石英震蕩頻率選用12MHZ，ALE信號(hào)頻率為2MHZ。（2）I/O口結(jié)構(gòu)：AT89C51單片機(jī)有4個(gè)8位并行I/O接口，記作P0、PP2和P3，每個(gè)端口都是8位準(zhǔn)雙向口，共占32根引腳。每一條I/O線都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。每個(gè)端口都包括一個(gè)鎖存器（即特殊功能寄存器P0～P3），一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器，作輸出時(shí)數(shù)據(jù)可以鎖存，作輸入時(shí)數(shù)據(jù)可以緩沖，但是這四個(gè)通道的功能完全不同。（3）程序存儲(chǔ)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1）程序存儲(chǔ)器對(duì)AT89C51芯片來(lái)說(shuō)，片內(nèi)有4K字節(jié)ROM/EPROM，片外可擴(kuò)展60K字節(jié)EPROM，片內(nèi)和片外程序存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址。在程序存儲(chǔ)器中，有6個(gè)地址單元被保留用于某些特定的地址，如下表21所示。2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器AT89C51數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間也分為內(nèi)片和外片兩大部分，即片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM。如何區(qū)別片內(nèi)、片外RAM空間呢？片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器最大可以尋址256個(gè)單元，片外最大可擴(kuò)展64K字節(jié)RAM，并且片內(nèi)使用的是MOV指令，片外64K ROM空間專門為MOVX指令所用。（4）定時(shí)器AT89C51單片機(jī)的內(nèi)部有兩個(gè)16位可變成定時(shí)器0（T0）和定時(shí)器1（T1），它們都有定時(shí)或是事件計(jì)數(shù)的功能，可用于定時(shí)控制、延時(shí)、對(duì)外部事件計(jì)數(shù)和檢測(cè)等場(chǎng)合。表31 AT89C51的復(fù)位、中斷入口地址 入口地址 說(shuō)明 0000H復(fù)位后，PC=0000H 0003H外部中斷 入口 000BH定時(shí)器T0溢出中斷入口 0013H外部中斷 入口 001BH 定時(shí)器T1溢出中斷口 0023H串行口中斷入口它們具有計(jì)數(shù)和定時(shí)兩種工作方式以及四種工作模式。定時(shí)器T0具有方式0、方式方式2和方式3四種工作方式。T1具有方式0、方式1和方式2三種工作方式。（5）中斷系統(tǒng)AT89C51單片機(jī)有五個(gè)中斷請(qǐng)求源。其中，兩個(gè)外部中斷源；兩個(gè)片內(nèi)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（T0、T1）的溢出中斷源TE0和TF1；一個(gè)片內(nèi)串行口接受或發(fā)送中斷源RI或TI。這些中斷請(qǐng)求分別由單片機(jī)的特殊功能寄存器TCON和SCON的相應(yīng)位鎖存。當(dāng)幾個(gè)中斷源同時(shí)向CPU請(qǐng)求中斷，要求CPU提供服務(wù)的時(shí)候，就存在CPU優(yōu)先響應(yīng)哪一個(gè)中斷請(qǐng)求，于是一些微處理器和單片機(jī)規(guī)定了每個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)別。 AT89C51的復(fù)位電路AT89C51單片機(jī)通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和開(kāi)關(guān)手動(dòng)復(fù)位兩種方式。本設(shè)計(jì)采用上電復(fù)位電路，所謂上電復(fù)位，是指單片機(jī)只要一上電，便自動(dòng)地進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。在通電瞬間，電容C通過(guò)電阻R充電，RST端出現(xiàn)正脈沖，用以復(fù)位。 AT89C51的引腳功能AT89C51的40條引腳中，有2條專用于主電源的引腳，4條控制和其他電源復(fù)用的引腳，32條輸入/輸出引腳。如圖23所示，下面介紹主要引腳的名稱和功能：1）主電源引腳Vcc和VssVcc：接+5V電源。Vss：接電源地。2）時(shí)鐘電路引腳XTAL1和XTAL2XTAL1：接外部晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是反相放大器的輸入端，該放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。在采用外部時(shí)鐘電路時(shí)，對(duì)于HMOS單片機(jī)上，此引腳必須接地；對(duì)AT89C51單片機(jī)，此引腳作為驅(qū)動(dòng)端。XTAL2：接外部晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端，振蕩器的頻率是晶體振蕩頻率。若采用外部時(shí)鐘電路時(shí)，對(duì)于HMOS單片機(jī)上，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖；對(duì)AT89C51單片機(jī)，此引腳應(yīng)懸空。圖31 AT89C51主要引腳圖3）控制信號(hào)引腳RST/、ALE/、和/RST/：復(fù)位/備用電源輸入端。單片機(jī)商店后，只要在該引腳上輸入24個(gè)振蕩周期（2個(gè)機(jī)器周期）寬度以上的高電平就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位；若在RST與Vcc之間接一個(gè)10F的電容，則可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)上電自動(dòng)復(fù)位。4）輸入/輸出（I/O）引腳P0、PP2和P3～：P0口是一個(gè)8位雙向I/O端口。在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，它分時(shí)提供低8位地址和作8位雙向數(shù)據(jù)總線。在EOROM編程時(shí)，從P0口輸入指令字節(jié)；在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)（驗(yàn)證時(shí)，要接上拉電阻）。P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載?！篜1是8位準(zhǔn)雙向I/O端口。在EPROM編程和程序驗(yàn)證時(shí)，它輸入低8位地址。P1口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載?！篜2是8位準(zhǔn)雙向I/O端口。在CPU訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它輸出高8位地址，在對(duì)EPROM編程和程序檢驗(yàn)時(shí)，它輸入高8位地址。P2口可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載?！篜3是8位準(zhǔn)雙向I/O端口。它是一個(gè)復(fù)用功能口，作為第一功能使用時(shí)，為普通I/O口，其功能和操作方法與P1口相同。作為第二功能使用時(shí)，各引腳的定義如下表。P3口的每一條條引腳均可以獨(dú)立的定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。P3口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。表32 功能表 口線 第二功能 RXD（串行口輸入） TXD（串行口輸出） （外部中斷0輸入） （外部中斷1輸入） T0（定時(shí)器0的外部輸入） T1（定時(shí)器1的外部輸入） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器“寫”信號(hào)輸出） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器“寫”信號(hào)輸出）第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方法本溫濕度控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遵循的是穩(wěn)定化、高效化、簡(jiǎn)單化、小型化的特點(diǎn)，最大限度提高系統(tǒng)的性價(jià)比。應(yīng)用軟件采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，這種條理清晰的設(shè)計(jì)方法免去一部分軟件的重復(fù)編程，然后組合成符合要求的應(yīng)用程序，因此本應(yīng)用軟件分為兩大部分：主程序和子程序設(shè)計(jì)。 主程序的分析與說(shuō)明主程序是調(diào)控系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，它被ROM中，系統(tǒng)上電復(fù)位后執(zhí)行一個(gè)跳轉(zhuǎn)指令條通過(guò)中斷區(qū)就開(kāi)始執(zhí)行主程序。圖41 主程序流程圖 個(gè)部分程序流程圖 讀溫度子程序圖42 讀溫度子程序流程圖 溫度求平均值子程序圖43 溫度求平均值子程序流