【正文】 ：電源電壓。 ：地。 3. P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯電平。對 P0 端口寫 “1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下 ,P0具有內(nèi)部上拉電阻。 在 flash 編程時， P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要 外部上拉電阻 。 4. P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P1 端口寫 “1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體如表 所 9 示 : 在 flash 編程和校驗時， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 表 P1 口的第 二功能 引腳號 第二功能 T2（定時器 /計數(shù)器 T2 的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P2 端口寫 “1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻 的原因，將輸出電流（ IIL）。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時， P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號 。 6. P3 口： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p3 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫 “1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如表 所示。 在 flash 編程和校 驗時， P3 口也接收一些控制信號。 表 P3 口的第二功能 端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時 /計數(shù)器 0) T1(定時 /計數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲 器寫選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗的控制信號。 10 RST——復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG——當(dāng)訪問外部程存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 對 FLASH 存儲器編程期間，該 引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。 PSEN——程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。 EA/VPP——外部訪問允 許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。 FLASH 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 傳感器的介紹 傳感器的定義及作用 一、 廣義地來說，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件。國際電工委員會 (IEC:International Electrotechnical Committee)的定義為： “傳感器是測量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測量的信號 ”。按照 Gopel 等的說法是： “傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件 ”，而 “傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理 (模擬或數(shù)字 )能力的傳感器 ”。傳感器是傳感器系統(tǒng)的一個組成部分，它是被測信號輸入的第一道關(guān)口。 二、傳感器的作用 ； ； 。 傳感器的特性 靈敏度高、可靠性強(qiáng)、穩(wěn)定性好； 防塵耐濕、耐高低溫、 耐沖擊、耐振動等嚴(yán)酷環(huán)境條件； 11 收發(fā)兼用，使用方便。 溫度傳感器 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 是 美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的 DS18B20 可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。 一、主要特性 DS18B20 溫度傳感器是美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫。這一部分主要完成對溫度信號的采集和轉(zhuǎn)換工作，由 DS18B20 數(shù)字溫 度傳感器及其與單片機(jī)的接口部分組成。數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 把采集到的溫度通過數(shù)據(jù)引腳傳到單片機(jī)。 (1) DS18B20 的性能特點(diǎn)如下 [9]： 1) 獨(dú)特的單線接口僅需要一個端口引腳進(jìn)行通信； 2) 多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能； 3) 無須外部器件； 4) 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ～ ； 5) 零待機(jī)功耗； 6) 溫度以 3 位數(shù)字顯示； 7) 用戶可定義報警設(shè)置； 8) 報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件； 9) 負(fù)電壓特性，電 源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 (2) DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 采用 3 腳 PR－ 35 封裝， DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖 所示 引腳說明：地數(shù)據(jù)線可選 圖 DS18B20 封裝 12 圖 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 二 DS18B20 的工作原理 1 DS18B20 的工作時序 根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換須經(jīng)過三個步驟： 1） . 每一次讀寫之前都 必須 要對 DS18B20 進(jìn)行復(fù)位 ； 2） . 復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令 ； 3） . 最后發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對 DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。 復(fù)位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 500 微秒，然后釋放， DS18B20 收到信號后等待 15～ 60 微秒左右后發(fā)出 60～ 240 微秒的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號表示復(fù)位成功。 其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序，具體工作方法見圖， ， 所示。 (1) 初始化時序 64 位 ROM和單線端口 存儲器和控制邏輯 暫 存 器 溫度傳感器 上限觸發(fā) TH 下限觸發(fā) TL 8 位 CRC 產(chǎn)生器 電源控制 DQ VDD 13 響應(yīng)脈沖60 ~2 40等待1 5 60主機(jī) 最小4 80主機(jī)復(fù)位脈沖最小4 80 US 圖 初始化時序 總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，主機(jī)響應(yīng)應(yīng)答脈沖。應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道，總線上有從機(jī)設(shè)備，且準(zhǔn)備就緒。主機(jī)輸出低電平，保持低電平時間至少 480us，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖。接著主機(jī)釋放總線， 高，延時 15～ 60us，并進(jìn)入接受模式，以產(chǎn)生低電平應(yīng)答脈沖，若為低電平，再延時 480us[12]。 (2) 寫時序 采樣15~45采樣15~4511主機(jī)寫1 時序主機(jī)寫0 時序 圖 寫時序 寫時序包括寫 0 時序和寫 1 時序。所有寫時序至少需要 60us，且在 2 次獨(dú)立的寫時序之間至少需 要 1us 的恢復(fù)時間，都是以總線拉低開始。寫 1 時序，主機(jī)輸出低電平，延時 2us，然后釋放總線，延時 60us。寫 0 時序，主機(jī)輸出低電平，延時 60us，然后釋放總線，延時 2us[8]。 (3) 讀時序 14 主機(jī)采樣主機(jī)采樣454511主機(jī)寫1時 序主機(jī)寫0時 序 圖 讀時序 總線器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時序是，才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便從機(jī)能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有讀時序至少需要 60us，且在 2 次獨(dú)立的讀時序之間至少需要 1us 的恢復(fù)時間。每個讀時序都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總 線 1us。主機(jī)在讀時序期間必須釋放總線，并且在時序起始后的 15us 之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。主機(jī)輸出低電平延時 2us，然后主機(jī)轉(zhuǎn)入輸入模式延時 12us，然后讀取總線當(dāng)前電平，然后延時 50us[4]。 2 ROM 操作命令 當(dāng)主機(jī)收到 DSl8B20 的響應(yīng)信號后，便可以發(fā)出 ROM 操作命令之一，這些命令如表 ： ROM 操作命令。 三 DS18B20 的測溫原理 每一片 DSl8B20 在其 ROM 中都存有其唯一的 48 位序列號，在出廠前已寫入片內(nèi) ROM 中。主機(jī)在進(jìn)入操作程序前必須用讀 ROM(33H)命令將該 DSl8B20的序列號讀出。程序可以先跳過 ROM，啟動所有 DSl8B20 進(jìn)行溫度變換，之后通過匹配 ROM，再逐一地讀回每個 DSl8B20 的溫度數(shù)據(jù) 。 DS18B20 的測溫原理如圖 所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小 ，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩 頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器 2 的脈沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當(dāng)計數(shù) 門打開時， DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進(jìn)行計數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量 。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次 測量前，首先將 55 ℃ 所對應(yīng)的基數(shù) 分別置入減法計數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法計數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在 55 ℃ 所對 應(yīng)的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)減法計數(shù)器 1的預(yù)置值減到 0 時溫度寄存器的值將加 1，減法計數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，減法計數(shù)器 1 重 新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器 2 計數(shù)到 0 時， 停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù) 15 值即為所測溫度。圖 中的斜率累加器用 于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的 預(yù)置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測溫度值，這就是 DS18B20 的測溫原理。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時完成的，他有嚴(yán)格的時隙概念，因此讀寫時序很重 要。系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖 ）→發(fā) ROM 功能命令 → 發(fā)存儲器操作命令 →處理數(shù)據(jù)。 見圖 所示： 圖 DS18B20 測溫流程 圖 測溫原理內(nèi)部裝置 TLC549 特性 一． A/D 轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn) TLC549 是美國德州儀器公司生產(chǎn)的 8 位串行 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片 .可與通用微處理器控制器通過 I/O CLOCK CS DATA OUT 三條口線進(jìn)行串行接口 .具有4MHZ 片內(nèi)系統(tǒng)時鐘和軟 .硬件控制電路 .轉(zhuǎn)換時間最長 45500 次 /S,TLC549 允許的最高轉(zhuǎn)換速率為 . 40000 次 / 為 40000 次 /S. 總失調(diào)誤差最大為 ? 初始化 DS18B20 跳過 ROM 匹配 溫度變換 延時 1S 跳過 ROM 匹配 讀暫存器 轉(zhuǎn)換成顯示碼 數(shù)碼管顯示 減法計數(shù)器 斜坡累加器 減到 0 減法計數(shù)器 預(yù) 置 低溫度系數(shù) 振 蕩 器 高溫度系數(shù) 振 蕩 器 計數(shù)比較器 預(yù) 置 溫度寄存