【正文】 CRC=X8+X5+X4+1）。它把中央處理器、存儲器、輸入/輸出接口電路以及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器集成在一塊芯片上，從而具有體積小、功耗低、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)且可靠性高等特點(diǎn)，因此，適合應(yīng)用于工業(yè)過程控制、智能儀器儀表和測控系統(tǒng)的前端裝置正是由于這一原因，國際上逐漸采用微控制器(MCU)代替單片微型計(jì)算機(jī)(SCM)這一名稱。其典型的應(yīng)用領(lǐng)域有：（1）工業(yè)控制（2）儀器儀表（3）電信技術(shù)（4）辦公自動化和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備（5）汽車和節(jié)能（6）制導(dǎo)和導(dǎo)航（7）商用產(chǎn)品（8）家用電器因此，在本課題設(shè)計(jì)的溫度測控系統(tǒng)中，采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度的控制。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。通過在單塊芯片上組合通用的CPL1和快閃存儲器，ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C2051是一強(qiáng)勁的微型計(jì)算機(jī)，它對許多嵌入式控制的應(yīng)用，提供了一種高度靈活和成本低的解決辦法。然而，當(dāng)我們用某些指令對AT89C2051進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，一定要牢記某些特點(diǎn)。CJNE、DJNE、JB、JNB等無條件分支指令，也須遵從上述規(guī)則、另外對于MOVX指令，AT89C2051不可外擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲器，亦不可外擴(kuò)程序存儲器。掌握了單片機(jī)的編程特性并知道可編程模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的具體操作要求之后，就可以對芯片進(jìn)行初始化編程。對外接電容C1, C2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pF177。采用外部時(shí)鐘的電路如圖42右圖所示。這兩種方式是控制專用寄存器CPU(即電源控制寄存器)中的PD ()和IDL(PCON. 0)位來實(shí)現(xiàn)的。 在空閑工作模式狀態(tài)，CPU保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。程序會首先響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨RETI(中斷返回)指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入空閑模式那條指令后而的一條指令。（六）掉電模式在掉電模式下，振蕩器停比工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終比掉電模式前被凍結(jié)。此外，加密位只能通過整片擦除的方法清除。AT89C2051單片機(jī)中，有些屬于低電壓編程方式，而有些則是高電壓編程方式，用戶可從芯片上的型號和讀取芯片內(nèi)的簽名字節(jié)獲得該信息，見下表。系統(tǒng)選用的AT89C2051單片機(jī)內(nèi)含4kB FLASH ROM，32個(gè)I/O口，時(shí)鐘頻率為12M，且開發(fā)環(huán)境友好，大大提高了本系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)效。由于本次設(shè)計(jì)的時(shí)間比較有限，系統(tǒng)還有很多地方需要進(jìn)一步完善，如系統(tǒng)在串口通信、VB采集和監(jiān)控操作界面的功能等方面還可以進(jìn)一步擴(kuò)展，使其應(yīng)用到更多的領(lǐng)域當(dāng)中。大學(xué)時(shí)代的老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。在這里尤其要感謝張慧坤老師，從論文題目的選定到論文寫作的指導(dǎo),經(jīng)由您悉心的點(diǎn)撥,再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟,常常讓我有“山重水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村”的頓悟。在這三年的求學(xué)生涯中師長、親友給與了我大力支持，在這個(gè)翠綠的季節(jié)我將邁開腳步走向遠(yuǎn)方，懷念，思索，長長的問號一個(gè)個(gè)在求學(xué)的路途中被知識的拳手擊碎，而人生的思考才剛剛開始。另外，LCD顯示電路的設(shè)計(jì)，使得采集的溫度信息能夠?qū)崟r(shí)顯示；4*4鍵盤的使用，還使系統(tǒng)溫度的設(shè)定變得更為方便和簡潔。結(jié) 論多路溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是利用主從分布式思想而設(shè)計(jì)的一種大規(guī)模溫度檢測系統(tǒng)。編程接口可接收高電壓（+12 V）或低電壓(Vcc)的允許編程信號。表41 空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài) 模式程序存儲器ALEPSENP0P1P2P3空閑模式內(nèi)部11數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)空閑模式外部11浮空數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)掉電模式內(nèi)部00數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)掉電模式外部00浮空數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)（七）程序存儲器的加密AT89C2051可使用對芯片上的3個(gè)加密位LB1, LB2, LB3進(jìn)行編程（P）或小編程(U)來得到如下表所示的功能表42 加密位保護(hù)功能表程序加密位保護(hù)類型LB1LB2LB31UUU沒有程序保護(hù)功能2PUU禁止從外部程序存儲器中執(zhí)行MOVC指令讀取內(nèi)部程序存儲器的內(nèi)容3PPU除上表功能外，還禁止程序校驗(yàn)4PPP除以上功能外，同時(shí)禁止外部執(zhí)行 注：U——表示未編程 P——表示編程 當(dāng)加密位LB1被編程時(shí)，在復(fù)位期間，EA端的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機(jī)掉電后一直沒有復(fù)位，則鎖存起的初始值是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，且這個(gè)隨機(jī)數(shù)會一直保存到真正復(fù)位為止。需要注意的是，當(dāng)由硬件復(fù)位來終止空閑工作模式時(shí)，CPU通常是從激活空閑模式那條指令的下一條指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)時(shí)鐘周期)有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止CPU訪問片內(nèi)RAM，而允許訪問其它端口?？臻e模式可由任何允許的中斷請求或硬件復(fù)位終止。IDL是空閑等待方式，當(dāng)IDL=1，激活空閑工作模式，單片機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。圖42 振蕩電路 由于外部時(shí)鐘信號是通過一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號的，所以對外部時(shí)鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符介產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。10pF。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英異體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖42。通常匯編程序只管匯編，不管它所翻譯的這些指令是否違反上述規(guī)則，這就要求程序設(shè)計(jì)時(shí)在這方面特別注意。例如:LJMP 7E0H指令有效，而LJMP 900H則無效。圖41 AT89C2051 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖（三）使用AT89C2051芯片編程時(shí)的注意事項(xiàng)AT89C2051內(nèi)部有19個(gè)專用寄存器。（二）AT89C2051芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖AT89C2051是一帶有ZK字節(jié)快閃可編程可擦除存儲體(EEPROM)的低電壓、高性能8位CMOS微型計(jì)算機(jī)。 AT89C2051提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能:4k字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM, 32個(gè)I/O 口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。：（1）具有優(yōu)異的性能價(jià)格比；（2）集成度高、體積小、可靠性高；（3）控制功能強(qiáng)；（4）低電壓，低功耗。 　　(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位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，℃/LSB形式表達(dá)，其中S為符號位。所有數(shù)據(jù)的讀數(shù)，寫都是從最低位開始。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。 　　若指令成功地使DS18B20完成溫度測量，數(shù)據(jù)存儲在DS18B20的存儲器。 　　DS18B20采用一線通信接口。這使得溫度傳感器放置在許多不同的地方?！鏈囟葌鞲衅骺删幊痰姆直媛蕿?12位溫度轉(zhuǎn)換為12位數(shù)字格式最大值為750毫秒用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置應(yīng)用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費(fèi)電子產(chǎn)品溫度計(jì)，或任何熱敏感系統(tǒng)描述該DS18B20的數(shù)字溫度計(jì)提供9至12位可編程設(shè)備溫度讀數(shù)。 　　、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。這一點(diǎn)在進(jìn)行DS18B20硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá)150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長。 ，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè) DS18B20，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。初始化跳過ROM初始化等待1s變換溫度設(shè)置1820個(gè)數(shù)B匹配ROM讀存儲器存在緩沖區(qū)指針增1初始化否是B1=0？圖33 多路測溫程序框圖（六）DS18B20的主要特性 　　，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電； 　　，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊； 　　，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫；　　，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)； 　　－55℃～＋125℃，在10～+85℃時(shí)精度為177?？驁D中先有跳過ROM，即是啟動所有1820進(jìn)行溫度變換，之后，通過匹配ROM，再逐一地讀回每個(gè)1820的溫度數(shù)據(jù)。電路連接如圖32。DS18B20可通過兩種方式供電：外加電源工作方式和寄生電源方式。用戶可根據(jù)需要通過對DS18B20的結(jié)構(gòu)寄存器Rl，R0賦不同值來設(shè)定測量溫度的分辨率。圖31 DS18B20 測溫原理框圖（三）存儲器結(jié)構(gòu)在DS18B20的存儲器中包括兩個(gè)字節(jié)的溫度寄存器和一個(gè)字節(jié)的結(jié)構(gòu)寄存器，結(jié)構(gòu)分別如表31和表32。（二）工作原理DS18B20測溫原理如圖31所示。單根光纖可以將光從發(fā)射器傳輸?shù)綑z測區(qū)域，或從檢測區(qū)域傳輸?shù)浇邮掌?。不像玻璃光纖，塑料光纖具有較高的柔性，帶防護(hù)外皮的塑料光纖適于安裝在往復(fù)運(yùn)動的機(jī)械結(jié)構(gòu)上?！　　　∷芰瞎饫w由單根的光纖束（）構(gòu)成，通常有PVC外皮?！　〔ＡЧ饫w外部的保護(hù)層通常是柔性的不銹鋼護(hù)套，也有的是PVC或其他柔性塑料材料?！　〔ＡЧ饫w內(nèi)的光纖束可