【正文】 或更多 RAM、20M 以上空閑的硬盤空間、 WIN9 NT、 WIN20 WINXP 等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用 51 系列單片機(jī)的愛(ài)好者來(lái)說(shuō)是十分必要的，如果你使用 C語(yǔ)言編程，那么 Keil 無(wú)疑是最佳之 選（目前，即使不使用 C 語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令 工作 事半功 4 倍 ）。 C 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)單片機(jī) C語(yǔ)言是一種編譯型的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，具有簡(jiǎn)單的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的處理功能，具有運(yùn)行速 度快、編譯效率高，移 植性好和可讀性強(qiáng)等多種優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)器 件的直接操作。用 C 語(yǔ)言來(lái)編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，可以大大縮短開(kāi)發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而開(kāi)發(fā)出大規(guī)模、高性能的應(yīng)用系統(tǒng)。其優(yōu)勢(shì)如下： （ 1） 可以大幅度加快開(kāi)發(fā)進(jìn)度，程序量越大，用 C 語(yǔ)言就越有優(yōu)勢(shì)。 （ 2） 無(wú)需精通單片機(jī)指令集和具體的硬件，也能夠編出符合硬件實(shí)際專業(yè)水平的程序。 （ 3） 可以實(shí)現(xiàn)軟件的結(jié)構(gòu)化編程，使得軟件的邏輯結(jié)構(gòu)變得清晰、有條理、便于開(kāi)發(fā)小組計(jì)劃任務(wù)、分工合作。源程序的可讀性和可維護(hù)性都很好。 （ 4） 省去了人工分配單片機(jī)資源的工 作，在匯編語(yǔ)言中要為每一個(gè)子程序分配單片機(jī)的資源。在使用 C語(yǔ)言后，只要在代碼中申明一下變量的類型，編譯器就會(huì)自動(dòng)分配相關(guān)資源，根本不需要人工干預(yù)，從而有效地避免了人工分配單片機(jī)資源的差錯(cuò)。 （ 5） 匯編語(yǔ)言的可移植性很差，而 C 語(yǔ)言只要將一些與硬件相關(guān)的代碼作適當(dāng)?shù)男薷?，就可以方便地移植到其它種類的單片機(jī)上。 （ 6） C 語(yǔ)言提供 auto、 static、 flash 等存儲(chǔ)類型，針對(duì)單片機(jī)的程序存儲(chǔ)空間、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間及 EEPROM 空間自動(dòng)為變量合理地分配空間，而且 C 語(yǔ)言提供復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，極大地增強(qiáng)了程序處理能力和靈活 性。 C編譯器能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)中斷服務(wù)程序的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和恢復(fù)，并且提供常用的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)，供用戶使用。并且 C編譯器能自動(dòng)生成一些硬件的初始化代碼。 （ 6） 對(duì)于一些復(fù)雜系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，可以通過(guò)移植 (或 C 編譯器提供 )的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 5 3 系統(tǒng)器件選擇 單片機(jī)的選擇 現(xiàn)在的單片機(jī)市場(chǎng)是百花齊放，按位數(shù)劃分，有 8 位的單片機(jī)有 16 位的單片機(jī)；按類型劃分，有 PIC 單片機(jī) [3]，有 AVR單片機(jī)等。我們?cè)诖嗽O(shè)計(jì)的無(wú)線屏顯溫度計(jì)由于用的場(chǎng)所比較單一，所以選用物憂價(jià)廉的 ATMEL 公司生產(chǎn)的單片機(jī)。 ATMEL 公司是世界 上有名的生產(chǎn)高性能、低功耗、非易失性存儲(chǔ)器和各種數(shù)字模擬 IC 芯片的半導(dǎo)體制造公司。在單片機(jī)微控制器方面， ATMEL 公司有 AT89, AT90 和 ARM 三個(gè)系列單片機(jī)的產(chǎn)品。 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89 系列單片機(jī)在生產(chǎn)生活中運(yùn)用十分廣泛，但是這一系列的單片機(jī)早期產(chǎn)品由于定時(shí)器比較少，只有兩個(gè)，難以應(yīng)付我們?cè)O(shè)計(jì)的要求。所以我們選用該系列發(fā)展型產(chǎn)品 AT89S52 單片機(jī)，該型號(hào)的單片機(jī)具有定時(shí)器三個(gè)，而且定時(shí)器 2可以用來(lái)捕捉發(fā)送的無(wú)線信號(hào)。 89S52 簡(jiǎn)介 89S52 單片機(jī)是 Atmel 公司生產(chǎn)的 一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 89S52 是一種高效微控制器， 它為 很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 89S52 主要特性 （ 1） 向下可以與 MCS51系列 兼容 ； （ 2） 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ,壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ； （ 3） 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz ； （ 4） 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 ； （ 5） 128*8 位內(nèi)部 RAM； （ 6） 32 可編程 I/O 線 ； （ 7） 三 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ； 6 （ 8） 6個(gè)中斷源 ； （ 9） 可編程串行通道 ； （ 10） 低功耗的閑置和掉電模式 ； （ 11） 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 ； 89S52 硬件結(jié)構(gòu) （ 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 ， P0 口 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。 （ 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 口管腳寫入 1 后，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)，輸出電流。 （ 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)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 （ 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。當(dāng) P3口寫入“1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89S52 的一些特殊功能口，如表 31所示： 表 31 P3 口特殊功能 P3 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（外部中斷 0） INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí) 器 1 外部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 7 （ 4） RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 （ 5） 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)。 （ 6） /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 （ 7） /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。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)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 （ 8） 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。 （ 9） XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出 。 圖 31 89S52單片機(jī)管腳圖 單片機(jī)的中斷系統(tǒng) （ 1） 89S52 的中斷系統(tǒng)有 6 中斷源 ， 2個(gè)優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套 ，5 個(gè)中斷包括外部中斷 0、定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 中斷、外部中斷 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1中斷、串行口中斷。 CPU 對(duì)中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個(gè)中斷源的開(kāi)放和屏蔽是由中斷允許寄 存器 IE 控制的。 8 圖 32 單片機(jī)的中斷允許寄存器 EX0()，外部中斷 0允許位； ET0()，定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0中斷允許位； EX1()，外部中斷 0允許位； ET1()，定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1中斷允許位； ES（ )，串行口中斷允許位； EA ()， CPU 中斷允許（總允許）位。 （ 2）單片機(jī)的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的工作原理 加 1 計(jì)數(shù)器輸入的計(jì)數(shù)脈沖有兩個(gè)來(lái)源 ,一個(gè)是由系統(tǒng)的時(shí)鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng) 12 分頻后送來(lái)；一個(gè)是 T0 或 T1 引腳輸入的外部脈沖源。每來(lái)一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器加 1，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器為全 1 時(shí)，再輸入一個(gè)脈沖就使計(jì)數(shù)器回零，且計(jì)數(shù)器的溢出使 TCON 中 TF0或 TF1 置 1，向 CPU 發(fā)出中斷請(qǐng)求（定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷允許時(shí)）。如果定時(shí) /計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)模式，則表示定時(shí)時(shí)間已到；如果工作于計(jì)數(shù)模式，則表示計(jì)數(shù)值已滿。 溫度傳感器的選擇 傳統(tǒng)上熱敏電阻是最常見(jiàn)的溫度傳感元件，而 IC 溫度傳感器的廠商也在同樣的應(yīng)用領(lǐng)域中推出了 IC 傳感器。 許多廠商的溫度傳感器件較大，而且我們這里設(shè)計(jì)的無(wú)線溫度計(jì)的場(chǎng)所很靈活，如果器件太大，移動(dòng)性能就很差，所以我們?cè)谶x用的溫度傳感器時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇一些體積比 較小的，接口比較簡(jiǎn)便的。我們?cè)诖诉x用的 18B20 溫度傳感器正好具備這樣的特點(diǎn)，體積小、一線總線式的連接方式使接口更簡(jiǎn)便。 DS18B20 簡(jiǎn)介 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的單總線式數(shù)字溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、搞干擾能力強(qiáng)、易配處理器等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于構(gòu)成多點(diǎn)溫度測(cè)控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)（提供 9位二進(jìn)制數(shù)字）給單片機(jī) 9 處理，且在同一總線上可以掛接多個(gè)傳感器芯片。它具有 3 引腳 TO－ 92 小體積封裝形式，溫度測(cè)量范圍為－ 55℃～＋ 125℃，可編程為 9位～ 12 位 A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá) ℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的 16位數(shù)字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生，采用一線總線式的方式，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點(diǎn)使DS18B20 非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。 DS18B20 引腳功能如表 34 所示： 表 32 DS18B20詳細(xì)引腳功能描述 序號(hào) 名稱 引腳功能描述 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。 圖 33 DS18B20實(shí)物與管腳排列圖 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 18B20 共有三種形態(tài)的存儲(chǔ)器資源，它們分別是： （ 1） ROM 只讀存儲(chǔ)器 用于存放 DS18B20ID 編碼，其前 8 位是單線系列編碼（ DS18B20 的編碼是 19H），后面 48 位是芯片唯一的序列號(hào)，最后 8 位是以上 56 的位的 CRC 碼（冗余校驗(yàn)）。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時(shí)設(shè)置不由用戶更改。 DS18B20 共 64 位 ROM。 （ 2） RAM 數(shù)據(jù)暫存器 用于內(nèi)部計(jì)算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失，DS18B20 共 9 個(gè)字節(jié) RAM，每個(gè)字節(jié)為 8 位。第 2 個(gè)字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第 4 個(gè)字節(jié)是用戶 EEPROM（常用于溫度報(bào)警值儲(chǔ)存）的鏡像。在上電復(fù)位時(shí)其值將被刷新。第 5 個(gè)字節(jié)則是用戶第 3 個(gè) EEPROM 的鏡像。第 10 8 個(gè)字 節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計(jì)算的暫存單元。第 9 個(gè)字節(jié)為前 8 個(gè)字節(jié)的 CRC碼。 （ 3） EEPROM 電可擦寫可編程只讀存儲(chǔ)器 用于存放長(zhǎng)期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報(bào)警值和校驗(yàn)數(shù)據(jù)， DS18B20 共 3位 EEPROM，并在 RAM 都存在鏡像，以方便用戶操作。 DS18B20 芯片存儲(chǔ)器指令表 （ 1） [4Eh] Write Scratchpad（寫暫存存儲(chǔ)器） 這個(gè)命令向 DS18B20 的暫存器中寫入數(shù)據(jù)，開(kāi)始位置在地址 2。接下來(lái)寫入的兩個(gè)字 節(jié)將被存到暫存器中的地址位置 2和 3?？梢栽谌魏螘r(shí)刻發(fā)出復(fù)位命令來(lái)中止寫入。 （ 2） [BEh] Read Scratchpad（讀暫存存儲(chǔ)器） 這個(gè)命令讀取暫存器的內(nèi)容。讀取將從字節(jié) 0 開(kāi)始，一直進(jìn)行下去，直到第9（字節(jié) 8， CRC）字節(jié)讀完。如果不想讀完所有字節(jié)，控制器可以在任何時(shí)間發(fā)出復(fù)位命令來(lái)中止讀取。 (3)[48h] Copy Scratchpad（復(fù)制暫存存儲(chǔ)器） 這條命令把暫存器的內(nèi)容拷貝到 DS18B20 的 E2 存儲(chǔ)器里，即把溫度報(bào)警觸發(fā)字節(jié)存入非易失性存儲(chǔ)器里。如果總線控制器在這條命令之后跟 著發(fā)出讀時(shí)間隙，而 DS18B20 又正在忙于把暫存器拷貝到 E2 存儲(chǔ)器， DS18B20 就會(huì)輸出一個(gè)“ 0”，如果拷貝結(jié)束的話， DS18B20 則輸出“