【正文】 在使用中不需要任何外圍元件?？刂破饔糜诳刂茊纹瑱C(jī)各部分的運(yùn)行，由程序計(jì)數(shù)器 PC，指令寄存器、譯碼器及定時(shí)控制邏輯和數(shù)據(jù)指針 DPTR組成。 89C51基本結(jié)構(gòu)見圖 36所示。 (3) 控制總線 (CB)。 16位，尋址范圍 64KB。 (4) P3口（ ～ ）： ? 第一功能：通用的 I/O口。 (2) P2口（ ～ ）： ? 第一功能：不擴(kuò)展片外存儲(chǔ)器時(shí)，作為 通用 I/O口。 ? 信號(hào)頻率為振蕩器的 1/6； ? ALE端可以驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL負(fù)載； ? 對 Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，用于輸入編程脈沖信號(hào)。 2. 外接晶體引腳 XTALl和 XTAL2 (1) XTAL1：片內(nèi)振蕩電路的輸入端； (2) XTAL2：片內(nèi)振蕩電路的輸出端。 圖 32（ a）為引腳排 列圖。比 51 擁有更高的性能。 ? 111條指令，喊乘法指令和除法指令。 ? 4個(gè) 8位的并行 I/O接口： P0、 P P P3。 ? 程序存儲(chǔ)器的尋址空間為 64KB。 其主要特點(diǎn)如下： ? 8位 CPU。 系統(tǒng)的硬件部分 主要包括：電源、晶振、復(fù)位、單片機(jī)、數(shù)碼管、DS18B 74LS138和 74LCX573。 控制要求 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)，溫度測量精確到一度。 《 單片機(jī) 原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)的目的就是讓同學(xué)們在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過完成一個(gè)涉及 MCS51單片機(jī)多種資源應(yīng)用并具有綜合功能的小系統(tǒng)目標(biāo)板的設(shè)計(jì)與編程應(yīng)用，使學(xué)生不但能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，而且能夠?qū)﹄娮与娐?、電子元器件、印制電路板等方面的知識(shí)進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)，同時(shí)在軟件編程、排錯(cuò)調(diào)試、焊接技術(shù)、相關(guān)儀器設(shè)備的使用 技能等方面得到較全面的鍛煉和 提高。 課程設(shè)計(jì)在教學(xué)計(jì)劃中的地位和作用 本課程是生物醫(yī)學(xué)工程的一門主要專業(yè)課之一?；?18B20 的溫度測量儀 1 目 錄 第一章 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)的目的意義 ............... 2 設(shè)計(jì)目的 ....................................................2 課程在教學(xué)計(jì)劃中的地位和作用 ................................... 2 第二章 基于 18B20 的溫度測量儀設(shè)計(jì) 任務(wù) ......................... 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 .................................................. 2 課程設(shè)計(jì)的要求 .................................................. 2 控制要求 ................................................2 設(shè)計(jì)要求 ................................................2 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 與選型 ...................................... 3 總體設(shè)計(jì)思想與選型 ..........................................3 硬件設(shè)計(jì)方案 ..................................................... 3 硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理圖 ..........................................3 選型芯片及其各自功能說明 ....................................5 89C51 的引腳與功能簡介 ..................................5 DS18B20 的引腳與功能簡介 ................................8 74LS138 的引腳與 功能 簡介 ...............................13 74LC573 的引腳與功能簡介 ...............................15 數(shù)碼管簡介 .............................................15 第四章 軟件設(shè)計(jì) ..................................................... 17 源程序 說明 ....................................................... 17 第 五 章 系統(tǒng)調(diào)試及使用說明 ........................................ 20 系統(tǒng)使用說明 .................................................... 20 系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................ 25 收獲、體會(huì) ............................................................. 26 附錄 系統(tǒng)源程序 及實(shí)物圖 ................................................... 27 基于 18B20 的溫度測量儀 2 第一章 單片機(jī)原理與技術(shù)應(yīng)用 課程設(shè)計(jì)的目的意義 課程設(shè)計(jì)目的 《單片機(jī)原理及技術(shù) 應(yīng)用》 主要內(nèi)容包括 MCS51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語言和 C語言程序設(shè)計(jì)、并行接口和并行設(shè)備的擴(kuò)展、中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與應(yīng)用、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器原理與應(yīng)用、串行接口與串行通信、模擬量接口以及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。以 MCS51系列的 8位單片機(jī)為教學(xué)對象，介紹單片機(jī)的發(fā)展概況、原理及應(yīng)用。使學(xué)生增進(jìn)對單片機(jī)的感性認(rèn)識(shí)，加深對單片機(jī)理論方面的理解， 為以后設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ) 。 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)出硬件電路，說明工作原理，編寫程序，調(diào)試、得到要求現(xiàn)象 。 硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理圖 硬件電路原理圖反映了所用到的芯片的連接情況， 也可以清楚看到各硬件是如何連接的，具體請看圖基于 18B20 的溫度測量儀 4 基于 18B20 的溫度測量儀 5 選型芯片及其各自功能說明 芯片列表 依照設(shè)計(jì)思路，本次設(shè)計(jì)使用了如下芯片： 1. 微處理器 89C51 2. 溫度傳感器 DS18B20 3. 譯碼器 74LS138 4. 集成芯片 74LC573 89C51的引腳與功能簡介 MCS51 系列單片機(jī)是美國 Intel 公司在 1980 年推出的高性能 8 位單片機(jī)，它包含 51和 52 兩個(gè)子系列。 ? 工作頻率最高為 24M。 ? 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址空間為 64KB。 ? 兩個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器。 ? 較強(qiáng)的位處理能力 。 基于 18B20 的溫度測量儀 6 圖 11是 51單片機(jī)的接口硬件分布圖 我們此次采用的是 AM51H學(xué)習(xí)板（如圖 12），板載的芯片是 89C52芯片，擁有豐富功能模塊及外接電路，如圖的標(biāo)注。 圖 32（ b）為邏輯符號(hào)圖。 3. 控制信號(hào)引腳 (1) RST / VPD： RST是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。 (3) /PSEN：片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) ? 低電平有效，可驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL負(fù)載 。 ? 第二功能：擴(kuò) 展片外存儲(chǔ)器時(shí)，輸出片外存儲(chǔ)器的 高 8位地址。 ? 第二功能： 控制功能。高 8位 (A15～ A8)由 P2口輸出，低 8位 (A7 ～ A0)由 P0口輸出。由 4條控制線和 P3口的第二功能狀態(tài)組成。 圖 36 89C51單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)圖 CPU是單片機(jī)的核心部件，由運(yùn)算器和控制器等部件組成。 DS18B20溫度傳感器簡介 DS18B20 是 DALLAS公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器芯片，具有 3引腳 TO92小體積封裝形式；溫度測量范圍為 55℃ ~+125℃，可編程為 912為 A/D轉(zhuǎn)換精度，測量分辨率可達(dá) ℃，被測溫度用 16位補(bǔ)碼方式串行輸出；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；多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)到 3根或 2根線上， CPU只需一根端口線就能與諸多 DS18B20通信，占用微處理器的端口較少。 獨(dú)特的單線接口方式： DS18B20與微處理器連接時(shí)僅需要一條信號(hào)線既可實(shí)現(xiàn)微處 理器與 DS18B20的雙向通信。 在 9 位分辨率時(shí)最多在 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12 位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字。 （二） DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL、配置寄存器。 圖 15 DS18B20 溫度值格式 表 （四） DS18B20采用一線通信接口。 若指令成功地使 DS18B20完成溫度測量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 DS18B20的存儲(chǔ)器。如果 DS18B20不使用報(bào)警檢查指令，這些寄存器可作 為一般的用戶記憶用途。所有數(shù)據(jù)的讀，寫都是從最低位開始。 （ 2） DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以 12位轉(zhuǎn)化為例：用 16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB形式表達(dá)，其中 S為符號(hào)位。當(dāng)確認(rèn)以后就可以用復(fù)制寄存器的命令來將這些數(shù)字轉(zhuǎn)移到可電擦除 RAM中。用讀寄存器的命令能讀出第九個(gè)字節(jié)，這個(gè)字節(jié)是對前面的八個(gè)字節(jié) 進(jìn)行校驗(yàn)。 64位光刻 ROM的結(jié)構(gòu)圖如圖 。連接圖如圖 、圖 。 溫度的讀取 基于 18B20 的溫度測量儀 11 DS18B20 在出廠時(shí)以配置為 12位，讀取溫度時(shí)共讀取 16 位，所以把后 11位的 2 進(jìn)制轉(zhuǎn)化為 10進(jìn)制后在乘以 ，還需要判斷正負(fù)。 讀暫存器 0BEH 讀內(nèi)部 RAM中 9字節(jié)的內(nèi)容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM的 4字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。 跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 發(fā)溫度變換命令。 重調(diào) EEPROM 0B8H 將 EEPROM中內(nèi)容恢復(fù)到 RAM中的第 3 、 4字節(jié)。 DS18B20控制方法 指令約定代碼操作說明 溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動(dòng) DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 讀暫存器 BEH 讀暫存器 9個(gè)字節(jié)內(nèi)容 寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的 TH、 TL 字節(jié) 復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的 TH、 TL字節(jié)寫到 E2RAM中 重新調(diào) E2RAM B8H 把 E2RAM中的 TH、 TL字節(jié)寫到暫存器 TH、 TL字節(jié) 讀電源供電方式 B4H 啟動(dòng) DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號(hào)給主 CPU （ 1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平 “1” 。 （