【正文】 (2)可多達 8 個通道 8位、 26181。中斷控制可以進行全局控制和分別控制。 單片機 陜西廣播電視大學機械制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計 11 特點 一、高性能 RISC 結(jié)構(gòu) CPU 八級硬件堆棧 高驅(qū)動電流， I／ O腳可直接驅(qū)動數(shù)碼管 (LED)顯示 每個 I／ O引腳最大拉電流 25MA 每個 I／ O引腳最大灌電流 20MA 16 位定時器／計數(shù)器 TMRl，睡眠中仍可計數(shù) 同步通訊接 SCI／ USART 操作 上電 定時器，保障工作電壓的穩(wěn)定建立 程序保密位，可防程序代碼的非法拷貝 寬工作電壓： 2． OV～ 6． OV 由于包括 I/0端口在內(nèi)的 80個尋址的 8位寄存器組成的寄存器組，通過 8位的片內(nèi)數(shù)據(jù)總線與算術邏輯運算單元 ALU 相連。 (1)通用寄存器組通過 (寄存器 )組選擇寄存器 FSR 可對寄存器組進行直接或 間接訪問。狀態(tài)寄存器各位安排如下所示： PA2 PAl PAO TO PD Z DC C 其各位功能如下所示： (1)C(D0)(Carry／ Borrow)進位／借位標志位 對加法指令 ADDWF 和 ADDLW，加法運算結(jié)果的最高有效位產(chǎn)生進位時，該位被置 1 元進位時清零。 (2)DC(D)(Di gi t Carry／ Borrow)半進位／借位標志位 對加法指令 ADDWF 和 ADDLW，運算結(jié)果中的低 4 位向高 4位有進位，被置 l，無進位清零。 (5)TO(D4)(Time Out)定時時間到標志位 芯片上電后或執(zhí)行 CLRWDT 和 SLEEP 指令后，該位被置 l；當監(jiān)視定時器 WDT 定時 時間到時，該位被清零。 (7)PA2(D7)保留位未用 四、選擇寄存器 ORTION 選擇寄存器 OPTION 不屬于數(shù)據(jù)存儲器，是一個用來設置 TMRO/WDT 預分頻值、外部 INT 中斷和 TMRO 存放各種控制位的只寫寄存器，本身是一個 8位寄存器，但是只用了其中的低 6位。 (3)TOSE(D4)(TMRO source edge select)TMRO 源觸發(fā)沿選擇位 TOSE=O 當 TOCK1 引腳上出現(xiàn)上升沿對計數(shù)器加 l； TOSE=I 當 TOCK1 引腳上出現(xiàn)下降沿肘計數(shù)器加 l. (4)TOSE(D5)(TMRO clock source)TMRO 時鐘信號源選擇位 TOSE=0 用內(nèi)部指令周期時鐘 (CLKOUT) TOSE=1 用 TOCKl 引腳上外部輸入的脈沖。 FSR 的高位 D6和 D5用來選擇不同的體 .而體 Bankl、 BankBank3 的低位地址的 l 6 個寄存器都被跌射到 BankO，即 4個體的低位地址的 16 個邏 輯地址的寄存器共用 16 個物理寄存器，這就是說只能對 80 個物理寄存器進行訪 問。除了以下幾種情況指令執(zhí)行的結(jié)果會改變 PC 本身的地址值外，其他情況都隨著指 令的執(zhí)行會自動加 l。 (2)“ CALL調(diào)用指令可直接把低位裝 入 PC，同時對第 9 位清零。返回指令的功能是把堆棧棧頂?shù)臄?shù)據(jù) (即斷口地址 )送入程序計數(shù)器 PC，以確保正確保證返回調(diào)用的主程序。 八 、 I/O端口控制寄存器 TRISX 這是一個只寫寄存器。以上特點使 DS18B20 非常適用于遠距離多點溫度檢測系統(tǒng)。 64 位 ROM 的排的循環(huán)冗余校驗碼(CRC=X8+X5+X4+1)。圖 9 示出了溫度測量電路的方框圖。 同時，計數(shù)器被復位到一個值，這個值由斜坡式累加器電路確定，斜坡式累加器電路用來補償感溫振蕩器的拋物線特性。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時知道在給定溫度下計數(shù)器的值和每一度的計數(shù)值。在任何使用 CRC 進行數(shù)據(jù)傳輸校驗的情況下，總線控制器必須用上面的公式計算出一個 CRC 值，和存儲在 DS18B20 的 64 位 ROM 中的值或 DS1820內(nèi)部計算出的 8位 CRC 值 (當讀暫存器時，做為第 9 個字節(jié)讀出來 )進行比較。然后從系列編號的最低有效位開始，一次一位移入寄存器， 8 位系列編碼都進入以后，序列號再進入， 48 位序列號都進入后，移位寄存器中就存儲了 CRC 值。 陜西廣播電視大學機械制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計 21 P I C 1 6 F 7 4R C 4 圖 11DSl8B20 與微處理器的典型連接圖 3． 3 無線模塊 PTR4000 一、特點 PTR4000 具有全球開放的 頻段， 125 個頻道，能滿足多頻及跳頻需要，其最高速率為 1Mbps,具有高數(shù)據(jù)吞吐量，內(nèi)置硬件 CRC 糾檢錯，發(fā)射功率、工作頻率等所有工作參數(shù)全部通過軟件設置完成，其供電壓為 ，能滿足低功耗的設計要求。上電后第一次配置時必須將 120bit 配置字全部移入；而后當僅需要 lbit 即可 完成收／發(fā)模式。配置數(shù)據(jù)由 DATA、 CLKI 輸入，各種模式的控制見表 5： 模式 PWR CE CS 工作模式 (發(fā)射／接收 ) 1 1 0 配置模式 1 0 1 待機模式 1 0 0 掉電模式 0 X X 陜西廣播電視大學機械制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計 23 說明： (1)待機模式下功耗約為 12uA，此時發(fā)射／接收電路均關閉，只有時鐘電路工作 (2)掉電模式下功耗約為 l uA，此時所有電路關閉，進入最省電狀態(tài) (3)在待機和掉電模式下 PTR4000 均不能接收、發(fā)射數(shù)據(jù) 通道 l 接 口 CLKl、 DATA、 DRl 為三線多功能接口： (1)在配置模式下，單片機通過通道 l的 CLKl、 DATA 線配置 PTR4000 的工作參數(shù)； (2)在發(fā)射模式下，單片機通過通道 l的 CLKl、 DATA 發(fā)送數(shù)據(jù)； (3)在接收模式下，當接收到與本機地址一致時，通過 DRl 輸出中斷指示 (高有效 )，單片機通過 CLKl、 DATA 接受數(shù)據(jù)。 六、 4DSl8820 與單片機的典型接口設計 圖 5 以 MCS 一 5 l 系列單片機為例，畫出了 DS18B20 與微處理器的典型連接。當在 DS1820 中存儲的或由其計算的 CRC 值和總線控制器計算的值不相符時， DS1820 內(nèi)部并沒有一個能阻止命令序列進行的電路?？偩€控制器可以用64 位 ROM 中的前 56 位計算出一個 CRC 值，再用這個和存儲在 DSl820 中的值進行比較，以確定 ROM 數(shù)據(jù)是否被總線控制器接收無誤。 斜坡式累加器用來補償感溫振蕩器的非線性，以 期在測溫時獲得比較高的分辨力。計數(shù)器被預置到對應于 55℃ 的一個值。 64位ROM和一線端口存 儲 和 控 制 邏 輯溫 度 傳 感 器配 置 寄 存 器低 溫 觸 發(fā) 器 T L高 溫 觸 發(fā) 器 T H高 速暫 存 器8 位 C R C 生 成 器供 電方 式 選 擇D QV D DI N T E R N A L V D D 圖 7 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 陜西廣播電視大學機械制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計 19 D A L L A SD S 1 8 B 2 01 2 3GNDDQVDS1 2 3D S 1 8 B 2 0 Z 8 腳 S O I C 封 裝1234 5678 N CN CN CN CN CV D DV Q G N DD S 1 8 B 2 0 T 0 9 2 封 裝 底 視 圖 圖 8 DSl8B20 的管腳排列 三、引腳說明 表 2： 16 腳 SSOP PR35 符號 說明 9 1 GND 接地 8 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出腳。 DSl8B20 的管腳排列如圖 8 所示， DQ為數(shù)字信號輸入／輸出端； GND 為電源地； VDD 為外接供電電源輸入端 (在寄生電源接線方式時接地 )。當寫 入 TRIS寄存器的位為“ l時，該位就為輸入口，加在相應的輸出驅(qū)動器上將使之呈高阻狀態(tài)；為“ O時，即為輸出口，將可使輸出數(shù)據(jù)鎖存在被選中的引腳上。 PC的高 2 位 D10和 D9交用狀態(tài)寄存器 STATUS 中的頁面選擇位 PA1 和 PAO(D6和 D5位 )來加載作為高位地址。當程序計數(shù)器大于 512個字時， PC的高 2位 D10t 和 D9將用狀態(tài)寄存器 STATUS 中的 頁面選擇位 PA1 和 PAO(D6和 D5位 )來加載作為高位地址。當程序計數(shù)器的計數(shù)值大于 512 個字時， PC 的高 2 位 D10和 D9將用狀態(tài)寄存器 STATUS 中的頁面選擇位 PA1 和 PAO(D6和 D5位 )來加載作為高位地址。 PICl6C57/58 芯片的程序計數(shù)器 PC 寬度為 11 位，堆棧寬度為 11 位。 對 INDF 寄存器本身進行間接尋址訪 問 ，將讀出 FSR 寄存器的內(nèi)容。 復位操作將使 OPTION 寄存器低 6 位全部為“ l。 對 PIC16C56/57，片內(nèi)有 4頁 (2K 個字 )程序存儲器，需要 2 位頁面預選地址，故PAl 和 PAO 兩位都作為頁面預選地址。 (3)Z(D2)(Zero)全零標志位 當算術運算或邏輯運算的結(jié)果為 O時，該位被置 l，否則為 O。這一點與大多數(shù)微處理機的情況不一樣。 三、狀態(tài)寄存器 STATUS(F3) 狀態(tài)寄存器是一個 8 位寄存器，實際上在這個系列中目前只用了 7 位。通用寄存器用于指令執(zhí)行中存放數(shù)據(jù)或控制信息；專用寄存器 SFR(Special Function Register)包括定時器、寄存器、程序計算器 PC(Program Counter)、狀態(tài)寄存器 SATAUS、 I/0 寄存器 (端口 )和 (寄存器 )組選擇寄存器 FSR(File Select Register)等。而它所擁有的高性能，如 CCP 模塊、并行 口、 12C／ SPI、 SCI 通訊等等使它能適合于各種應用要求。低功耗 2MA5V， 4MHZ 15UA3V， 32KHZ 1UA 低功耗 Sleep 模式下 斷電復位鎖定 三、微控制器特性 ． 并行口操作 8位定時器／計數(shù)器 TMR0，帶 8位預分頻 直接、間接、相對三種尋址方式 二、功能部件特性 除地 址分支跳轉(zhuǎn)指令 (GOTO、 CALL)為雙周期指令，其余皆為單周期指令 可以用幾個不同的中斷源激活處理從休眠狀態(tài)中蘇醒。 8 中斷特性 PIC16CXX 和 PIC17CXX 有中斷功能。 PIC 的 I/O 口 有多種功能，通過軟件配置，每 2 個引腳都可以對輸入和輸出分別分時多路復用 ，或者可以被編程呈高阻狀態(tài)，例如可以支持用普通總線進行多片配置。 5 程序代碼加密保護 具有程度代碼加密保護功能，可通過對片內(nèi) EPROM 保密設置進行加密。A)。 3 低功耗 由于采用全靜態(tài) CMOS 設計，電源操作能耗很低，但非?？煽?。 A L U 圖 5 寄存器組示意圖 PIC 系列微控制器技術性能特點 1 高速度 由于 PIC 系列控制器所用的寬字單周期指令、哈佛雙總線和 PISC 結(jié)構(gòu)， 其數(shù)據(jù)吞吐率最高可達 6MIPS(即每秒鐘可執(zhí)行 600 萬條指令 )，這幾乎是其它大多數(shù) 8 位微控制器速度的 4倍。 只有涉及到改變 程序計數(shù)器 PC（ Progran Counter）值的程序分支指令（例如 GOTO、CALL 或?qū)?PC 寫操作 ） 等才需要兩個周期。圖 3 是表示兩種不同結(jié)構(gòu)的示意圖。一個用于指令，一個用于數(shù)據(jù)。 2． 哈佛 (Harvard)雙總線結(jié)構(gòu) 其存儲結(jié)構(gòu)是基于哈佛雙總線概念，數(shù)據(jù)的指令傳輸總線完全分開以避免出現(xiàn)典型的普通 CISC 設計中經(jīng)常出現(xiàn)的處理瓶勁問題。 (2) 高速的指令執(zhí)行時間，在 20MHz 時鐘情況下達到 200ns，在 25MHz 時可達到160ns。另外，由于所用指令數(shù)較少和較簡潔，編程任務和調(diào)試相對就比較容易，而且學習和實現(xiàn)都非?？臁榱诉_到獨一無二的高速性能，PIC 微控制器采用了小型機設計結(jié)構(gòu)。A） 、較大的輸入輸出電流直接驅(qū)動 LED（ 灌電流可達 25mA） 、一次性編程 OTP（ One Time Programmable） 芯片的低價位 （ 最低的不到 6元人民幣 ） 、小體積 （ 8引腳 ） 、指令簡單易學易用等，都體現(xiàn)了微控制器工業(yè)發(fā)展的新趨勢。應該說，每一個廠商的微控制器能在市場上占有一定份額，肯定有它存在的道 理，即各個不同公司的芯片有它自己的特點才能吸引住有特定要求的部分用戶。適用于數(shù)據(jù)終端設備和數(shù)據(jù)通訊設備 之間的接口。接收器輸入電平在 以下時為邏輯“ l，在 + 以上時為邏輯“ 0’’。 RS485 對于多站互連是十分方便