【正文】 置標(biāo)志位 ,DS18B20 存在 LJMP INI3 INI2: CLR BZ1 。跳過 ROM 匹配 LCALL WRITE MOV A,0BEH 。若 BZ3 為 1，則跳轉(zhuǎn) NEXT LCALL WARN 。蜂鳴器發(fā)光二極管復(fù)位（低電平） MOV TMIN,0FH 。DS18B20 溫度傳感器的第一個(gè)字節(jié) TH EQU 31H 。在方案設(shè)計(jì)選擇和芯片的選擇上，培養(yǎng)了我們綜合應(yīng)用單片機(jī)的能力，對(duì)單片機(jī)的各個(gè)管腳的功能也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。 在這次課程設(shè)計(jì)中，我們還切身感受到團(tuán)結(jié)、合作的重要性。通過按鍵調(diào) 節(jié)下限高于實(shí)際溫度時(shí)二極管亮燈，當(dāng)再次調(diào)節(jié)使之低于實(shí)際溫度時(shí)二極管滅。明顯問題不在電壓上。 5）顯示子程序，使二極管能正常顯示溫度上下限及實(shí)際采集溫度值。通常把控制 LED 數(shù)碼管發(fā)光顯示字符的 8 位字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段選碼或者字符譯碼，如圖所示。 8段 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖所示。 S51 增強(qiáng)型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板通過一個(gè)三極管 C8550 來放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，原理圖見下面圖： S51 增強(qiáng)型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板驅(qū)動(dòng)蜂鳴器原理圖 如圖所示，蜂鳴器的正極接到 VCC(+5V)電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極發(fā)射管的發(fā)射極 E，三極管的基級(jí) B 經(jīng)過限流電阻 R1后由單片機(jī)的 引腳控制，當(dāng) 輸出低 電平時(shí)，三極管 T1截止，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng) 輸出高 電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。 發(fā)光二極管 發(fā)光二極管的核心部分是由 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體組成的晶片，在 P 型半導(dǎo)體和N 型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為 PN 結(jié)。這種電容器不宜使用在脈沖電路中，因?yàn)樗鼈円子诒幻}沖電壓擊穿。 75452 常用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)等！ 電解電容 電解電容是電容的一種介質(zhì)有電解液涂層有極性，分正負(fù)不可接錯(cuò)。 D7D6 =11 啟動(dòng) 計(jì)數(shù)器 。當(dāng)定時(shí)工作時(shí) ,從芯片內(nèi)部按機(jī)器周期提供固定頻率的計(jì)數(shù)脈沖；當(dāng)計(jì)數(shù)工作時(shí)，從芯片外部引入計(jì)數(shù)脈沖。狀態(tài)寄存器的端口地址與命令寄存器相同，低 8 位也是 00H，狀態(tài)寄存器的內(nèi)容只能讀出不能寫入。命令寄存器只能寫入，不能讀出，命令寄存器的格式如 下圖 所示。 TIMER OUT：定時(shí) /計(jì)數(shù)器輸出端。當(dāng) IO/ ＝ 0 時(shí)，則選擇 8155 的片內(nèi)RAM， AD0～ AD7 上地址為 8155 中 RAM 單元的地址（ 00H～ FFH）；當(dāng) IO/ ＝ 1 時(shí)，選擇 8155的 I/O口， AD0～ AD7 上的地址為 8155 I/O 口的地址。復(fù)位后， 3個(gè) I/O口均為輸入方式?；謴?fù) B RET 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說明書 15 二、 89C51 89C51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能 名稱 類型 名稱和功能 Vss I 地 Vcc I 電源：提供掉電、空閑、正常工作電壓 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說明書 16 I/O P0 口是開漏雙向口 ，可以寫為 1 使其狀態(tài)為懸浮 用作高阻輸入 。1us NOP 。1us NOP 。把寫的位放到 C 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說明書 14 ACALL WRBIT 。1us NOP 。存在時(shí)間等待 SHORT : POP A POP B RET (2)寫時(shí)間隙 當(dāng)主機(jī)總線 t0 時(shí)刻從高拉至低電平時(shí)就產(chǎn)生寫時(shí)間隙從 t0 時(shí)刻開始 15us 之內(nèi)應(yīng)將所需寫的位送到總線上 DSl820在 t0后 1560us間對(duì)總線采樣 .若低電平寫入的位是 0,若高電平寫入的位是 2 位間的間隙應(yīng)大于 1us。計(jì)數(shù) 250 次 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說明書 13 DJNZ B,$ 。所有寫時(shí)間隙必須最少持續(xù) 60μs ，包括兩個(gè)寫周期間至少 1μs 的恢復(fù)時(shí)間。如果使用寄生電源，總線控制器必須在發(fā)出這條命令后立即起動(dòng)強(qiáng)上拉，并保持 500ms。 Read Scratchpad [BEh] 這個(gè)命令讀取暫存器的內(nèi)容。 I/O 信號(hào) DS18B20 需要嚴(yán)格的協(xié)議以確保數(shù)據(jù)的完整性。 Skip ROM [CCh] 這條命令允許總線控制器不用提供 64 位 ROM 編碼就使用存儲(chǔ)器操作命令，在單點(diǎn)總線情況下 又 節(jié)省時(shí)間。所有 ROM操作命令都 8位長度。 單線總線的空閑狀態(tài)是高電平。 單線總線系統(tǒng) 單線總線系統(tǒng)包括一個(gè)總線控制器和一個(gè)或多個(gè)從機(jī)。 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說明書 9 暫存器的結(jié)構(gòu)為 8 個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)器。 8 位系列編碼都進(jìn)入以后，序列號(hào)再進(jìn)入， 48 位序列號(hào)都進(jìn)入后，移位寄存器中就存儲(chǔ)了 CRC值。總線控制器可以用 64 位 ROM 中的前 56 位計(jì)算出一個(gè) CRC 值，再用這個(gè)和存儲(chǔ)在 DS1820 中的值進(jìn)行比較 ，以確定 ROM 數(shù)據(jù)是否被總線控制器接收無誤。下面 48位是一個(gè)唯一的序列號(hào)。因?yàn)檫@些寄存器是 8 位的，所以 ℃ 位被忽略不計(jì)。這是通過改變計(jì)數(shù)器對(duì)溫度每增加一度所需計(jì)數(shù)的的值來實(shí)現(xiàn)的。 測(cè)溫操作 DS18B20 通過一種片上溫度測(cè)量技術(shù)來測(cè)量溫度。另外，在單線總線上可以掛任意多片 DS18B20，而且如果它們都使用外部電源的話，就可以先發(fā)一個(gè) Skip ROM 命令，再接一個(gè) Convert T 命令，讓它們同時(shí)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換。 有兩種方法能夠使 DS18B20 在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應(yīng)?？梢杂靡粭l存儲(chǔ)器操作命令對(duì) TH 和 TL 進(jìn)行寫入，對(duì)這些寄存器的讀出需要通過暫存器。在單線端口條件下， 必須先建立 ROM 操作協(xié)議，才能進(jìn)行存儲(chǔ)器和控制操作。 關(guān)鍵詞： DS18B20 數(shù)字溫度傳感器 89C51 LED 共陰 極 顯示器 程序匯編 調(diào)試 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說明書 3 目 錄 一、 DS18B20???????????????? 6 二、 89C51????????????????? 17 三、 8155?????????????????? 19 四 、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及原理 ????????????? 23 五 、設(shè)計(jì)思路及程序流程圖 ??? ??????? 28 六 、上機(jī) 調(diào)試 過程 ?????????????? 37 七 、 心得體會(huì) ???????????????? 38 八 、附件Ⅰ Ⅱ Ⅲ ????????????? ? ? 40 參考文獻(xiàn) ?????????????????? 47 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說明書 4 正 文 一、 DS18B20 溫度傳感器 DS1820 單線數(shù)字溫度計(jì) 特性 ? 獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊 ? 簡單的多點(diǎn)分布應(yīng)用 ? 無需外部器件 ? 可通過數(shù)據(jù)線供電 ? 零待機(jī)功耗 ? 測(cè)溫范圍 55~+125℃ ，以 ℃ 遞增 ? 溫 度以 9 位數(shù)字量讀出 ? 溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時(shí)間 200ms（典型值） ? 用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置 ? 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件 ? 應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)品、溫度計(jì)或任何熱感測(cè)系統(tǒng) 引腳說明 16腳 SSOP PR35 符號(hào) 說明 9 1 GND 接地 8 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出腳。 微微 機(jī)機(jī) 原原 理理 與與 接接 口口 技技 術(shù)術(shù) 綜綜 合合 實(shí)實(shí) 踐踐 說說 明明 書書 課程名稱： 微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐 設(shè)計(jì)題目： 數(shù)字溫度傳感器測(cè)溫 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說明書 2 摘 要 利用 DS18B20 溫度傳感器與 89C51 相連測(cè)量室內(nèi)溫度并且在六位 LED 顯示器的中間兩位顯示出來。對(duì)于單線操作：漏極開路（見 “ 寄生電源 ” 節(jié)） 7 3 VDD 可選的 VDD 引腳。因此，控制器必須首先提供下面 5 個(gè) ROM 操作命令之一： 1）讀 ROM， 2）匹配 ROM， 3）搜索 ROM， 4）跳過 ROM， 5）報(bào)警搜索。所有數(shù)據(jù)都是以最低有效位在前的方式進(jìn)行讀寫。第一種方法 ，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝到 2E 存儲(chǔ)器操作時(shí)，給 I/O 線提供一個(gè)強(qiáng)上拉。注意當(dāng)加上外部電源時(shí)，GND 引腳不能懸空。圖 4 示出了溫度測(cè)量電路的方框圖。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時(shí)知道在給定溫度下計(jì)數(shù)器的值和每一度的計(jì)數(shù)值。 TH 或 TL 的最高有效位直接對(duì)應(yīng) 16位溫度寄存器的符號(hào)位。最后 8位是以上 56 位的 CRC 碼。 CRC 計(jì)算等式如下： CRC= 8X + 5X + 4X +1 DS1820 同樣用上面的公式產(chǎn)生一個(gè) 8 位 CRC 值，把這個(gè)值提供給總線控制器用來校驗(yàn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。移入 8位 CRC 會(huì)使移位寄存器復(fù) 0。頭兩個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息。 DS18B20 是從機(jī)。無論任何理由需要暫停某一執(zhí)行過程時(shí)，如果還想恢復(fù)執(zhí)行的話，總線必必須停留在空閑狀態(tài)。 Read ROM [33h] 這個(gè)命令允許總線控制器讀到 DS18B20 的 8 位系列編碼、唯一的序列號(hào)和 8 位 CRC碼。如果總線上不止一個(gè)從機(jī)，在 Skip ROM 命令之后跟著發(fā)一條讀命令，由于多個(gè)從機(jī)同時(shí)傳送信號(hào)，總線上就 會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突（漏極開路下拉效果相當(dāng)于相與）。協(xié)議包括幾種單線信號(hào)類型：復(fù)位脈沖、存在脈沖、寫 0、寫 讀 0 和讀 1。讀取將從字節(jié) 0開始，一直進(jìn)行下去，直到第 9（字節(jié) 8， CRC）字節(jié)讀完。 Recall 2E [B8h] 這條命令把報(bào)警觸發(fā)器里的值拷回暫存器。 I/O 線電平變低后， DS18B20 在一個(gè) 15μs 到 60μs 的窗口內(nèi)對(duì)I/O 線采樣。保持低電平 500us SETB 。 寫位子程序 (待寫位的內(nèi)容在 C 中 ) WRBIT: PUSH B 。1us MOV ,C 。調(diào)寫 1位子程序 DJNZ B WLOP 。1us NOP 。1us RDDLT:DJNZ B,RDDLT 。 P0 也可以在 訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)作地址 的低字節(jié) 。 AD0～ AD7：三態(tài)的地址 /數(shù)據(jù)總線。 ALE：地址鎖存信號(hào)。 VCC：＋ 5V 電源。 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說明書 19 在 ALT1～ ALT4 的不同方式下， A 口、 B口及 C口的各位工作方式如下： ALT1： A口， B 口為基本輸入 /輸出， C 口為輸入方式。所以可以認(rèn)為 8155 的 I/O 口地址 00H 是命令 /狀態(tài)寄存器，對(duì)其寫入時(shí)作為命令寄存器；而對(duì)其讀出時(shí)，則作為狀態(tài)寄存器。但 8155 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，不論是定時(shí)工作還是計(jì)數(shù)工作，都由外部提供計(jì)數(shù)脈沖，其信號(hào)引腳就是TIMER IN. ④ MCS 51 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)溢出自動(dòng)置位 TCON 寄存器的計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位（ TF），供用戶以查詢或中斷方式使用；但 8155 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)溢出時(shí)向芯片外邊輸出一個(gè)信號(hào)（ TIMER OUT）。如計(jì)數(shù)器沒運(yùn)行，則在裝入計(jì)數(shù)值后開始計(jì)數(shù)；如計(jì)數(shù)已運(yùn)行，則在當(dāng)前計(jì)數(shù)值計(jì)滿后，再以新的計(jì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)數(shù)。電容(Electric capacity)，由兩個(gè)金屬極，中間夾有絕 緣材料（介質(zhì)）構(gòu)成。 獨(dú)石電容 電容量大、體積小、可靠性高、電容量穩(wěn)定，耐高溫耐濕性好等。在某些半導(dǎo)體材料的 PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。因此，我們可以通過程序控制 引腳的電平來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說明書 25 一個(gè) 8 段 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖 61所示。 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說明書 26 五 、設(shè)計(jì)思路及程序流程圖 設(shè)計(jì)思路 ： 一）、 熟悉了解所給電路，以及各