【正文】 主信道。 RS232C 提供的兩個信道中 , 輔助串行信道提供數(shù)據(jù)控制和第二信道 , 但其傳輸速率比主信道要低得多。 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 23 系統(tǒng)總體電路圖 系統(tǒng)的總體電路圖如圖 所示： 圖 總體電路圖 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 各模塊的程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序和按鍵掃描處理子程序等。其程序流程圖如圖 示： 圖 讀出溫度子程序流程圖 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令，當(dāng)采用 12 位分辨率時轉(zhuǎn)換時間約為 750ms，在本程序設(shè)計(jì)中采用 1s 顯示程序延時法等待轉(zhuǎn)換的完成。 圖 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序流程圖 報(bào)警子程序 設(shè)置報(bào)警標(biāo)志位位 beep,當(dāng)溫度大于設(shè)置的高限報(bào)警值或低于設(shè)置的低限報(bào)警值是，beep=1 報(bào)警；當(dāng)溫度值在正常范圍內(nèi)時， beep= 所示： 圖 報(bào)警流程圖 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 28 按鍵掃描處理子程序 按鍵采用掃描查詢方式，設(shè)置標(biāo)志位，當(dāng)標(biāo)志位為 1 時，顯示設(shè)置溫度，否則顯示當(dāng)前溫度。仿真圖如圖 示。當(dāng)再次按下 K1 鍵時，進(jìn)入溫度報(bào)警下線調(diào)節(jié)，此時顯示軟件設(shè)置的溫度報(bào)警下線，按 K2 或 K3 分別對報(bào)警溫度進(jìn)行加一或減一。 圖 上限溫度報(bào)警值 圖 下限溫度報(bào)警值 5 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)主要是通過 STC89C52 單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的一款數(shù)字溫度計(jì)，該溫度計(jì)不僅能夠?qū)崟r測量溫度值顯示出來還能夠設(shè)定溫度上下限進(jìn)行監(jiān)控，若溫度高于設(shè)定上限值或低于下限值，則報(bào)警電路將進(jìn)行報(bào)警。 C 語言設(shè)計(jì)了溫度的讀、寫程序，并利用程序?qū)崟r對顯示電路進(jìn)行更新操作。延時函數(shù)用 define dm P0 //段碼輸出口 define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit DQ=P1^7。 //數(shù)碼管 3 sbit L4=P2^3。 //溫度加 sbit dec=P1^6。 uchar r。 uchar tt=0。 uchar table_dm1[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf, //共陰 LED 段碼表 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 不亮 0xe6,0xed,0xfd,0x87, 0xff,0xef}。t0。j4。L4=1。L3=1。L2=1。L1=1。w3=1。 _nop_()。 delay(6)。 } DQ=1。i) { DQ=1。 _nop_()。 //5 us DQ=valamp。 //右移 1 位 } DQ=1。 for(i=8。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 //4 us if(DQ)value|=0x80。 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 38 } read_temp() //讀出溫度函數(shù) { ow_reset()。 //發(fā)轉(zhuǎn)換命令 ow_reset()。 write_byte(0xcc)。 //延時 66 us } DQ=1。 _nop_()。 _nop_()。 DQ=0。i) { DQ=1。 } uchar read_byte(void) //DS18B20 讀 1 字節(jié)函數(shù) //從總線上取 1 個字節(jié) { uchar i。 //最低位移出 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 37 delay(6)。 _nop_()。 _nop_()。 for(i=8。 //presence=0 復(fù)位成功 ,繼續(xù)下一步 } delay(45)。 delay(50)。 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 36 while(presence) { while(presence) { DQ=1。w3=0。L1=0。L2=0。L3=0。L4=0。 } void scan() { int j。 //讀出溫度暫放 uchar data display[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。 uchar code ditab[16]={0x00,0x01,0x01,0x02, //溫度小數(shù)部分用查表法 0x03,0x03,0x04,0x04, 0x05,0x06,0x06,0x07, 0x08,0x08,0x09,0x09}。 uchar sign。 //顯示當(dāng)前溫度和設(shè)置溫度的標(biāo)志位為 0 時顯示當(dāng)前溫度 uint h。 //蜂鳴器 sbit set=P1^4。 //數(shù)碼管 1 sbit L2=P2^1。系統(tǒng)包含了通過外接鍵盤設(shè)定一個基準(zhǔn)值的程序，能夠比較基準(zhǔn)值并通過比較之后的結(jié)果對外圍電路產(chǎn)生相應(yīng)的控制。以 DS18B20 為主要測溫元件進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控溫度值。顯示當(dāng)前溫度。 STC89C52 與 AT89C52 都屬于 51 系列的單片機(jī)，他們是兼容的，所以 Protues 中沒有 STC89C52 芯片，就由 AT89C52 芯片代替。 圖 按鍵掃描子程序流程圖 Protues 仿真 通過仿真軟件驗(yàn)證該原理圖的可行性。 圖 計(jì)算溫度子程序流程圖 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 27 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對分離后的溫度顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)標(biāo)志位位為 1時將符號顯示位移入第一位。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度，其程序流程見圖 所示。信號分為兩類 : 一類是 DTE 與 DCE 交換的信息 —— TxD 和 RxD。 RS232C 也有 9芯標(biāo)準(zhǔn) D 型插頭座， RS232C9 芯排列引腳如圖 所示，個引腳功能如表 38所示。 傳輸距離短的另一原因是 RS232C 屬單端信號傳送 , 存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題。另一種常用的電 平 轉(zhuǎn) 換 芯 片 是 MAX232, 該 芯片有兩個傳輸驅(qū)動器和兩個 傳輸接收器。 RS232C 主要用于定義計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一些數(shù)據(jù)終端設(shè)備 (DTE)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)之間接口的電氣特性。 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 20 第三部分是 供電。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。 MAX232 的引腳圖如圖 所示： 圖 MAX232 引腳圖 引腳介紹： 第一部分是電荷泵電路。這種拷貝操作在 DS18B20 上電時自動執(zhí)行，這樣一上電暫存器里馬上存在有效的數(shù)據(jù)了。溫度轉(zhuǎn)換命令被執(zhí)行，而后DS18B20 保持等待狀態(tài)。 （ 8） Copy Scratchpad[48H] 這個命令把暫存器的內(nèi)容拷貝到 DS18B20 的 E2 ROM 存儲器里，即把溫度報(bào)警觸發(fā)器字節(jié)存入非易失性存儲器里?？梢栽谌魏螘r刻發(fā)出復(fù)位命令來中止寫入。然而，只有在最近一次測溫后遇到符合報(bào)警條件的情況， DS18B20 才會響應(yīng)這條命令?？偩€上發(fā)生數(shù)據(jù)沖突（漏極開路連在一起形成“與”的效果）。所有和 64位 ROM 序列不匹配的從機(jī)都將等待復(fù)位脈沖。只有在總線上存在單只 DS18B20 的時候才能用這個命令。每個讀周期最短的持續(xù)期為 60us,各個讀周期之間也必須有 1us 以上的高電平恢復(fù)期。在 15us 之內(nèi)將所需寫的位送到數(shù)據(jù)線上，在 15us 到 60us 之間對數(shù)據(jù)線進(jìn)行采樣，如果采樣為高電平，就寫 1，如果為低電平，寫 0 就發(fā)生。 表 37 DS18B20 暫存寄存器分布 寄存器內(nèi)容 字節(jié)地址 溫 度值低位 （ LS Byte） 0 溫度值高位 （ MS Byte） 1 高溫限值（ TH） 2 低溫限值（ TL） 3 配置寄存器 4 保留 5 保留 6 保留 7 CRC 校驗(yàn)值 8 DS18B20 的工作時序 DS18B20 的一線工作協(xié)議流程是：初始化→ ROM 操作指令→存儲器操作指令→數(shù)據(jù)傳輸。 R1 和 R0 用來設(shè)置分辨率，如下表 36 所示（ DS18B20 出廠時被設(shè)置為 12 位） 。 表 34 DS18B20 溫度值格式表 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 LS Byte 23 22 21 20 21? 22? 23? 24? bit15 bit14 bit13 bit12 bit11 bit10 bit9 bit8 MS Byte S S S S S 26 25 24 （ 2） 高低溫報(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存 RAM和 一個非易失性的可電擦除的 EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、 TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。 DS18B20 中溫度傳感器完成對溫度的側(cè) 量，用 16位符號擴(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為符號位。 DS18B20 溫度值格式表 44如下所示。當(dāng)工作于寄生電源時，此 引腳必須接地。 I/O C VDD 圖 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 DS18B20 的管腳排列 64 位ROM和單線接 口 高速緩存 存儲器 存儲器和控制器 8 位 CRC 生成器 溫度傳感器 低溫觸發(fā)器 TL 高溫觸發(fā)器 TH 配置寄存器 電源檢測 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 14 表 33 DS18B20 引腳定義： 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。 （ 7） 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以 “ 一線總線 ” 串行傳送給 CPU，同時可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯能力 。 （ 4） 測 溫范圍－ 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10℃ ～ +85℃ 時精度為 177。其中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與 Vcc 電源接通而實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 （ b） 所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用 RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 （ c）所示： 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 12 （ a）上電復(fù)位 （ b）按鍵電平復(fù)位 （ c）按鍵脈沖復(fù)位 圖 復(fù)位電路 上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于 6MHz 晶振，能保證復(fù)位信號高電平持續(xù)時間大于 2個機(jī)器周期。 復(fù)位操作有上電自動復(fù)位 和 按鍵手動復(fù)位兩種方式。復(fù)位信號是高電平有效，其有效時間應(yīng)持續(xù) 24個振蕩周期 (即二個機(jī)器周期 )以上。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從0000H 單元開始執(zhí)行程序。 RXD 接地， TXD 接外部振蕩器。晶體振蕩頻率可以在 ～ 12MHz 之間選擇，電容值在 5～ 30pF 之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調(diào)的作用。 表 31 STC89C52 主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計(jì)數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 共 6 個中斷源 2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 STC89C52 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 RXD 和 TXD 分別是此放大器的輸入端和 輸出端。 引腳功能 STC89C52RC 芯片的引腳圖如圖 所示 : 圖 STC89C52 引腳圖 STC89C52RC 的引腳功能如下： ① 主電源引腳（ 2根） VCC(Pin40)：電源輸入，接＋ 5V電源 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 9 GND(Pin20)：接地線 ②外接晶振引腳（ 2根） XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL2(