【正文】 志由串行口控制寄存器 SCON的 D0和 D1位來(lái)設(shè)置。由硬件自動(dòng)將 TI位置 1。 AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位后， TCON和 SCON中各位均清 0，應(yīng)用時(shí)要注意各位的初始狀態(tài)。 EA＝ 1， CPU開(kāi)放中斷； EA＝ 0,CPU屏蔽所有中斷請(qǐng)求。 — ： ET1。外部中斷 1允許位。 ET0＝ 1,允許 T0中斷； ET0＝ 0,禁止 T0中斷。 系統(tǒng)復(fù)位后， IE中各中斷允許位均被清零，即禁止所有中斷。一種中斷 (不管什么優(yōu)先級(jí) )一旦得到響應(yīng)，與它同級(jí) 的中斷不能再中斷它。 當(dāng) CPU 同時(shí)收到幾個(gè)同一優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)內(nèi)部的硬件查詢順序， CPU 將按自然優(yōu)先級(jí)順序確定該響應(yīng)哪個(gè)中斷請(qǐng)求。同級(jí)或高優(yōu)先級(jí)的中斷正在進(jìn)行中； 否則，在緊接著的下一個(gè)機(jī)器周期，中斷查詢結(jié)果變?yōu)橛行АＳ兄袛嘣窗l(fā)出中斷請(qǐng)求； 如果中斷響應(yīng)條件滿足，而且不存在中斷受阻的情況下，則 CPU將響應(yīng)中斷。 在使用時(shí)，通常在這些地址單元中存放一條絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令，使程序轉(zhuǎn)移到用戶安排的中斷服務(wù)程序入口處。 編寫中斷服務(wù)程序時(shí)需注意到： ③ 中斷返回 中斷處理程序的最后一條指令是中斷返回指令 RET1。定時(shí)器 T0中斷函數(shù)每隔 5ms執(zhí) 行 1次；定時(shí)器 T1中斷函數(shù)每隔 50ms中斷 1次，每中斷 20次（ 1秒）即讀取 DS18B20的溫度代碼，轉(zhuǎn)換為溫度值，再拆分成單個(gè)數(shù)碼后送入顯示緩沖區(qū)。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。 對(duì)于 DS18B20的讀時(shí)序是從主機(jī)把單總線拉低之后，在 15秒之內(nèi)就得釋放單總線，以讓 DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。 圖 15主 CPU寫 0、 1時(shí)序 紅外發(fā)送和接收 由于通用紅外遙控系統(tǒng)發(fā)射和接收實(shí)際是兩個(gè)相反的過(guò)程，所以在這里只給出了發(fā)射部分原理和設(shè)計(jì)，接收部分原理與其相同只要做一個(gè)逆反過(guò)程便可得到相應(yīng)的結(jié)果。 紅外 抄表系統(tǒng)中，紅外通信的一方是 測(cè)溫端 ，另一方是手持抄表器，雙方遵循表 6格式的通信協(xié)議。第一種格式為 191 901 1621 格式；第二種為 3010 格式。該芯片的用戶識(shí)別碼固定為十六進(jìn)制 01H；后 16位為 8位操作碼（功能碼）及其反碼。 圖 17 遙控信號(hào)的周期性波形 當(dāng)一個(gè)鍵按下超過(guò) 36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組 108ms的編碼脈沖 ,這 108ms發(fā)射代碼由一個(gè)起始碼（ 9ms） ,一個(gè)結(jié)果碼（ ） ,低 8位地址碼（ 9ms~18ms） ,高 8位地址碼（ 9ms~18ms） ,8位數(shù)據(jù)碼（ 9ms~18ms）和這 8位數(shù)據(jù)的反碼（ 9ms~18ms）組成。 根據(jù)碼的格式，應(yīng)該等待 9ms的起始碼和 。‘ 0’碼和‘ 1’碼的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 18，‘ 0’碼由 高電平和 低電平組合而成、‘ 1’碼由 高電平和 低電平組合而成。其位碼結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 20。 由于所有 4位選線皆由一個(gè) I/O 口控制，因此，在每 — 瞬間， 4位 LED 會(huì)顯示相同的字符。例如，要求顯示“ LL0—— 20”時(shí)， I/01和 I/02輪流送入段選碼、位選碼及顯示狀態(tài)。 鍵盤掃描 (1)鍵盤的工作方式 鍵盤有三種工作方式，即編程掃描方式、定時(shí)掃描方式和中斷掃描 方式。這樣 CPU 在非響應(yīng)時(shí)間可以執(zhí)行其他任務(wù)，從而提高了 CPU的工作效率。 (2)程序流程 圖 22 按鍵抖動(dòng)波形 按鍵閉合穩(wěn)態(tài)時(shí)間由我的按鍵時(shí)間決定，一般為零 點(diǎn)幾秒到幾秒之間。常用的消抖電路有觸發(fā)器消抖電路、濾波消抖電路兩種。軟件消抖的基 本原理是當(dāng)?shù)谝淮螜z測(cè)到有鍵按下時(shí)，根據(jù)鍵抖動(dòng)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律先采用軟件延時(shí)的方法延時(shí)一段時(shí)間 (一般可取 10ms— 20ms)，然后再確認(rèn)鍵是否仍保持閉合狀態(tài)，如仍保持閉合狀態(tài)則鍵真正被按下，此時(shí)可讀取鍵值，否則可視為干擾，對(duì)其不予理睬。 將幾個(gè)已完成的子程序連接起來(lái)就是完整的程序了，它與硬件電路相結(jié)合，互相作用即可完 成紅外無(wú)線抄表的功能。當(dāng)某一個(gè)數(shù)碼管顯示的字段較少，比如“ 1”時(shí)，亮度較強(qiáng)，但是當(dāng)顯示的字段較多比如“ 8”時(shí)，亮度較暗。 ③ 紅外接收頭收到數(shù)據(jù)，但是單片機(jī)無(wú)法識(shí)別 紅外發(fā)射管可以發(fā)射有效數(shù)據(jù)，一體化接收頭也可以接收到數(shù)據(jù)波形，但是由于 溫度的變化發(fā)射端的波形是不停變化著的，致使接收端的波形不穩(wěn)定，單片機(jī)無(wú)法識(shí)別出有效信號(hào)，數(shù)碼管顯示全為零。從得到題目到查找資料，從對(duì)題目的研究設(shè)定到 PCB電路板的制作，從電路板的調(diào)試到失敗后再一 次全部重新開(kāi)始??在這一個(gè)充滿挑戰(zhàn)伴隨挫折，充滿熱情伴隨打擊的過(guò)程中，我感觸頗深，它已不僅是一個(gè)對(duì)我四年學(xué)習(xí)知識(shí)情況和我的應(yīng)用動(dòng)手能力的檢驗(yàn)，而且還是對(duì)我的鉆研精神，面對(duì)困難的心態(tài)，做事的毅力和耐心的考驗(yàn)。 本課題的重點(diǎn)、難點(diǎn)是： （ 1） 初步接觸溫度傳感器，要對(duì)傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等各方面從頭開(kāi)始琢磨 ； （ 2） 考慮電路實(shí)現(xiàn) 原理以及與單片機(jī)的接口； （ 3） 紅外發(fā)送與接收技術(shù)； 通過(guò)完成本課題，我了解并掌握了傳感器的基本理論知識(shí)，更深入的掌握單片機(jī)在實(shí)際電路中的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。特別感謝指導(dǎo)老師陳紫強(qiáng)老 師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，他給了我許多有益的建議和意見(jiàn)，使我的思維得到了進(jìn)一步開(kāi)闊。Design[M].Hotel Rinehartand Winston. 附 錄（一） 測(cè)溫部分程序： include include typedef unsigned char byte。 unsigned char code displaybit[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7, 0xef,0xdf,0xbf,0x7f}。 unsigned char displaycount。 bit sflag。 unsigned char timecount。 unsigned char code dotcode[]={0,3,6,9,12,16,19,22, 25,28,31,34,38,41,44,48, 50,53,56,59,63,66,69,72, 75,78,81,84,88,91,94,97}。 sbit DQ=P3^4。在此特向給予我?guī)椭乃腥吮硎菊\(chéng)摯的謝意。 謝 辭 在本畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中，很多同學(xué)、老師都熱心地幫助了我，尤其是陳紫強(qiáng)老師對(duì)我進(jìn)行悉心的輔導(dǎo)，給了我很大的鼓勵(lì)，在此表示衷心的感謝。 這個(gè)課題的根本技術(shù)就是單片機(jī)控制與串口通訊技術(shù)，加部分外圍電路來(lái)實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的功能。 5 結(jié)論 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)至少 3個(gè)月，從一開(kāi)始的確定課題，到后來(lái)的資料查找、理論學(xué)習(xí)，再有就是近來(lái)的調(diào)試和測(cè)試過(guò)程，這一切都使我的理論知識(shí)和動(dòng)手能力進(jìn)一步提高。 解決方法：減小這里的限流電阻，使其流入數(shù)碼管的電流變的很大，這樣在較大電流時(shí)，即使字段多的電流較小，也比原來(lái)大了。 ① 4個(gè)數(shù)碼管顯示一樣 檢查之后發(fā)現(xiàn)原來(lái)是 4個(gè) 8550三極管管腳接錯(cuò)，改正之后該問(wèn)題即解決了。在此設(shè)計(jì)中使用了軟件消抖，采用軟件延時(shí)的方法延時(shí)一段時(shí)間再確認(rèn)鍵是否仍保持閉合狀態(tài)。 圖 23 硬件消抖電路 硬件消抖電路解決了鍵抖動(dòng)問(wèn)題，但當(dāng)所需按鍵比較多時(shí)，硬件消抖電路將變得復(fù)雜，成本也比較高。常用的消抖措施有硬件消抖和軟件消抖兩種。 開(kāi)啟顯示 取顯示緩存區(qū)數(shù)據(jù) 圖 21 數(shù)碼管顯示流程圖 (3)按鍵抖動(dòng)問(wèn)題 鍵盤一般是由一組機(jī)械按鍵按照一定的規(guī)律組合而成，通過(guò)按鍵的通、斷作用輸入開(kāi)關(guān)電壓信號(hào)。 獨(dú)立式鍵盤可采用這種掃描方式。 CPU 在處理鍵入信息過(guò)程中，不再響應(yīng)鍵入要求，直到 CPU執(zhí)行完鍵處理程序后重新返回掃描鍵盤。 (2)顯示程序流程圖 六個(gè)數(shù)碼管的原理與兩個(gè)數(shù)碼管的原理是一樣的。在此瞬間，段選控制 I/O口輸出相應(yīng)字符段選碼 (字型碼 )，而位選則控制 I/O口在該顯示位送入選通電平 (因?yàn)?LED為共陽(yáng)，故應(yīng)送高電平 )，以保證該位 顯示相應(yīng)的字符。 圖 20 3010 格式碼元結(jié)構(gòu) 數(shù)碼管顯示 (1)顯示程序設(shè)計(jì)思路 硬件設(shè)計(jì)時(shí)選用的是一個(gè)四位動(dòng)態(tài)共 陰 數(shù)碼管，因?yàn)檫@樣使硬件電路簡(jiǎn)單。 圖 18 1621 格式碼元 第二種格式 3010 與第一種格式截然不同，它是以信號(hào)脈沖的上升沿和下降沿來(lái)分別表示‘ 1’碼和‘ 0’碼的。其中 9012 和 191 1621 格式的唯一區(qū)別就是引導(dǎo)碼的高電平寬度不一樣， 9012 格式為 ，1913 和 1621 格式為 9ms。 代碼格式（以接收代碼為準(zhǔn)，接收代碼與 發(fā)射代碼反向） ① 位定義 ② 單發(fā)代碼格式 ③ 連發(fā)代碼格式 代碼寬度算法： 16位地址碼的最短寬度： 16=18ms 16位地址碼的最長(zhǎng)寬度： 16=36ms易知 8位數(shù)據(jù)代碼及其 8 位反代碼的寬度和不變：（ +） 8=27ms 所以 32 位代碼的寬度為（ 18ms+27ms） ~(36ms+27ms) 解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別 “0” 和 “1” ，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn) “0” 、 “1” 均以 低電平開(kāi)始，不同的是高電平的寬度不同， “0” 為 ,“1” 為 ,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別 “0” 和 “1” 。 遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種 32位二進(jìn)制碼，周期約為 108ms。 第一種格式以 1621 為例，當(dāng)按下遙控器上的某個(gè)按鍵時(shí)，遙控器將發(fā)射出一幀數(shù)據(jù)，幀數(shù)據(jù)的編碼格式由三部分組成：引導(dǎo)碼（ Lead code）、客戶碼 (Custom code)和數(shù)據(jù)碼（ Data code），見(jiàn)圖 16。它的具體工作過(guò)程為： CPU 不斷掃描鍵盤，若發(fā)現(xiàn)有命令鍵按下，則調(diào)用發(fā)送子程序發(fā)送相應(yīng)的操作命令；發(fā)送結(jié)束后即啟動(dòng)接收子程序，以接收 測(cè)溫端 回送的信息，然后對(duì)接收到的信息進(jìn)行后續(xù)處理 ，在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。這里設(shè)置單片機(jī)的串行口采用方式 3通信；通信的數(shù)據(jù)格式為每幀 11位，包括 1位起始位、 8位數(shù)據(jù)位、 1位奇偶校驗(yàn)位和 1位停止位；片內(nèi)定時(shí)器 T1作為波特率發(fā)生器，選擇傳送的波特率為 1200bps，則定時(shí)器 T1的初值應(yīng)設(shè)置為 TL1=TH1=E8H，另外應(yīng)禁止定時(shí)器 T1中斷，以免因定時(shí)器 T1溢出而產(chǎn)生不必要的中斷。 圖 13 DS18B20的復(fù)位時(shí)序 圖 14主 CPU讀 0、 1時(shí)序 DS18B20的寫時(shí)序 : 對(duì)于 DS18B20的 寫時(shí)序仍然分為寫 0時(shí)序和寫 1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。而 每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)自主啟動(dòng)寫時(shí)序開(kāi)始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。由于 DS18B20是在一根 I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。 AT89C51的 RETI指令除了彈出斷點(diǎn)之外，它還通知中斷系統(tǒng)已完成中斷處理，并將“優(yōu)先級(jí)激活”觸發(fā)器清除 (該觸發(fā)器在響應(yīng)中斷時(shí)置 1)。這樣就要求在編寫中斷服務(wù)程序時(shí)，注意在保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)之前要關(guān)中斷，在保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)之后若允許高優(yōu)先級(jí)中斷打斷它，則 應(yīng)開(kāi)中斷。 現(xiàn)場(chǎng)通常有 PSW、工作寄存器、專用寄存器等。然后，根據(jù)中斷源的類別，在硬件的控制下內(nèi)部自動(dòng)形成長(zhǎng)調(diào)用指令 (LCALL)，此指令的作用將自動(dòng)把斷點(diǎn)壓入堆棧，但不自動(dòng)保存 PSW的內(nèi)容。申請(qǐng)中斷的中斷源的中斷允許位為 1，即沒(méi)有被屏蔽。由于各計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的中斷系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)不同，中斷響應(yīng)的方式就有所不同。正在執(zhí)行的是中斷返回指 令 RETI 或是訪問(wèn)專用寄存器 IE 或 IP 的指令，換而言之，在 RETI或者讀寫 IE或 IP之后，不會(huì)馬上響應(yīng)中斷請(qǐng)求，至少要在執(zhí)行其它一條指令之后才會(huì)響應(yīng)。在下一個(gè)機(jī)器周期的 S1狀態(tài)，只要不受阻斷就開(kāi)始響應(yīng)其中最高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求。其中一個(gè)指示某高優(yōu)級(jí)的中斷正在得到服務(wù)，所有后來(lái)的中斷都被阻斷。低優(yōu)級(jí)中斷可以較高優(yōu)先級(jí)中斷所中斷，反之不能。外部中斷 0允許位。 — ： ET0。 ET1=1,允許 T1中斷； ET1=0,禁止 T1 中斷。串行中斷允許位。其各位的定義如下： AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H