【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 功能部件的控制；另一類用于對(duì)片外存儲(chǔ)器或 I/O 口的控制。 STC89C52 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，它的輸入端為芯片的 XTAL1 腳，輸出端為 XTAL2 腳。這兩個(gè)引腳跨界石英晶體和微調(diào)電容，構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。電路的電容 C1 和 C2通常選擇 30pF。該電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。晶體振蕩頻率的范圍通常是 。 STC89C52 通常采用 12MHz 的石英晶體。晶體的頻率越高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。但運(yùn)行速度快對(duì)存儲(chǔ)器的速度要求就越高，對(duì) PCB 電路板的工藝要求也就越高，即要求線間的寄生電容要小。晶體和電容應(yīng)盡可能安裝得離單片機(jī)近一些以減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。為了提 高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用溫度穩(wěn)定性好的電容。 外部時(shí)鐘方式使用現(xiàn)成的外部振蕩器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，通常用于多片 STC89C52單片機(jī)同時(shí)工作，以便于多片單片機(jī)之間的同步，一般為地獄 12MHz 的方波。 外部時(shí)鐘源直接接到 XTAL1 端， XTAL2 端懸空。 當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器時(shí)， XTAL XTAL2 引腳還能為應(yīng)用系統(tǒng)中的其他芯片提供時(shí)鐘，但需要增加驅(qū)動(dòng)能力 在單片機(jī)最小系統(tǒng)里晶振的作用是給單片機(jī)輸入時(shí)鐘信號(hào)，這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)就是單片機(jī)的工作速度。單片機(jī)工作的最小時(shí)間計(jì)量單位就是由這個(gè)晶振決定的。 晶振電路電容選擇的原則為： （ 1） C1， C21，因?yàn)槊恳环N晶振都有各自的特性，所以最好按制造廠商所提供的數(shù)值選擇外部元器件。 （ 2）在誤差允許的區(qū)域內(nèi)， C1和 C2 值都是越小，實(shí)現(xiàn)的功能就越精確，如果 C1和 C2 值比正常數(shù)值大時(shí)，可能會(huì)使振蕩器更加穩(wěn)定，可是也會(huì)增加響應(yīng)的時(shí)間。 單片機(jī)執(zhí)行的指令均是在 CPU 控制的時(shí)序控制電路的控制下進(jìn)行的，各種時(shí)序均與時(shí)鐘周期有關(guān)。 時(shí)鐘周期是單片機(jī)時(shí)鐘控制信號(hào)的基本時(shí)間單位。若時(shí)鐘晶體的振蕩頻率為fosc，則時(shí)鐘周期 Tosc=1/ fosc=12MHz， Tosc=。 CPU 完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間稱為機(jī)器周期。單片機(jī)中通常把執(zhí)行一條指令的過程分為幾個(gè)機(jī)器周期。每個(gè)機(jī)器周期完成一個(gè)基本操作，如取指令、讀或?qū)憯?shù)據(jù)等。 STC89C52單片機(jī)每 12個(gè)時(shí)鐘周期為一個(gè)機(jī)器周期。即 Tcy=12/fosc.若 fosc=12MHz， Tcy=1us STC89C52 單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期包括 12 個(gè)時(shí)鐘周期，分為 6 個(gè)狀態(tài)， S1S6。每個(gè)狀態(tài)又分為兩拍： P1和 P2。因此，一個(gè)機(jī)器周期中的 12 個(gè)時(shí)鐘周期表示為S1P S1P S2P S2P ...、 S6P2。 指令周期是執(zhí)行一條指令所需的時(shí)間。 STC89C52 單片機(jī)中指令按字節(jié)來分，可分為單字節(jié)、雙字節(jié)、三字節(jié)指令，因此執(zhí)行一條指令的時(shí)間也有所不同。對(duì)于簡(jiǎn)單的單字節(jié)指令，取出指令立即執(zhí)行，只需要一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間。而有些復(fù)雜的指令則需要兩個(gè)或多個(gè)指令周期。 從指令的執(zhí)行時(shí)間看，單字節(jié)和雙字節(jié)指令一般為單機(jī)器周期和雙機(jī)器周期，三字節(jié)指令是雙機(jī)器周期，只有乘除法指令占用 4 個(gè)機(jī)器周期。 火災(zāi)探測(cè)器選擇 為了盡可能做到簡(jiǎn)化硬件電路，故在本設(shè)計(jì)中采用美國(guó) DALLAS 公司出品的溫度傳感器 DS18B20。該 溫度傳感器是一種常用的數(shù)字溫度傳感器，具有體積小、硬件開銷低、抗干擾能力強(qiáng)、精度高等優(yōu)點(diǎn)。由于它輸出的是數(shù)字量，故在硬件電路上可省去 A/D 轉(zhuǎn)換電路，大幅度降低了硬件電路的復(fù)雜程度，也降低了硬件開支。 DS18B20 接線極為方便，只需要接 VCC、 GND 以及數(shù)據(jù)線 DQ 即可。測(cè)溫范圍在 55 ~+125 ，固有測(cè)溫誤差為 1 。 獨(dú)特的一線接口，使其只需要一條線即可完成與單片機(jī)的通信，簡(jiǎn)化了硬件電路的復(fù)雜程度。且適應(yīng)電壓的范圍較寬，為 ~，且在寄生電源的方式下可由數(shù)據(jù)線供電。 DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三條線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫。 DS18B20 在使用中不需要任何外圍器件，全部的傳感元件以及轉(zhuǎn)換電路都集成在了傳感器內(nèi)部。其可編程的分辨率為 9~12位，對(duì)應(yīng)的可分辨的溫度分別為 、 、 和 ，因此可實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)溫。且在 9 位分辨率時(shí)最多在 內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字量， 12 為分辨率時(shí)最多在 750ms 內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，因此該傳感器的速度很快。其測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，直接串行輸送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，因此具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。當(dāng)電源反接時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，只是無法工作。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。如圖 所示。其測(cè)溫原理為： DS18B20 內(nèi)部的晶振的溫度系數(shù)很高，溫度的變化將會(huì)引起晶振的振蕩頻率的顯著變化，而產(chǎn)生的脈沖信號(hào)將會(huì)輸入到計(jì)數(shù)器 2 中，而溫度寄存器和計(jì) 數(shù)器 1 將會(huì)被預(yù)置為55℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)值。計(jì)數(shù)器 1 會(huì)對(duì)低溫度系數(shù)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，若計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值被減至 0，則溫度寄存器的值加 1，接下來，計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置值將被重新裝入，計(jì)數(shù)器 1 重新開始對(duì)低溫度系數(shù)的晶振所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。不停地循環(huán)，直至計(jì)數(shù)器 2 的值為 0。 圖 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 液晶顯示器選擇 液晶屏選用 LCD12864。 12864 液晶是一種統(tǒng)稱，是業(yè)界約定俗成的簡(jiǎn)稱，說明屏幕是由 128 64 個(gè)點(diǎn)組成，該點(diǎn)陣型液晶屏的成本相對(duì)較低，適用于各類儀器，小型設(shè)備的顯示領(lǐng)域。工作溫度在 20℃ ~+70℃之間，點(diǎn)中心距為 。引腳功能如下： 第 1 腳： VSS，電源地； 第 2 腳： VCC，電源正； 第 3 腳： V0，對(duì)比度調(diào)整； 第 4 腳： RS(CS)，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時(shí)選擇指令寄存器 第 5 腳： R/W(SID)，高電平時(shí)讀數(shù)據(jù)，低電平時(shí)寫數(shù)據(jù)； 第 6 腳： E(SCLD)，使能端，寫操作時(shí)，下降沿使能。讀操作時(shí)，高電平有效； 第 7~14 腳： DB0~DB7，三態(tài)數(shù)據(jù)線； 第 15 腳： PSB，高 電平時(shí)選擇 8 位或 4 位并口方式。低電平時(shí)選擇串口方式； 第 16 腳： NC，空腳； 第 17 腳： RESET，復(fù)位端，低電平有效； 第 18 腳： VOUT， LCD 驅(qū)動(dòng)電壓輸出端； 第 19 腳： A，背光源正端； 第 20 腳： K，背光源負(fù)端。 若是在實(shí)際應(yīng)用中僅使用并口通訊模式，可將 PSB 接固定高電平。模塊內(nèi)部有上電復(fù)位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的場(chǎng)合下可將 17 腳懸空。如背光和模塊共用一個(gè)電源，則可將 19 腳和 20 腳短接，但是如果需要調(diào)節(jié)背光亮度，則可接 1k 電位器。 硬件電路設(shè)計(jì) 將單片機(jī)的 P0 口作為 LCD1602 的數(shù)據(jù)口， 8 個(gè) I/O 口分別與 LCD1602 的714 腳相連， P20 接 LCD1602 的第 6 腳， P21 接第 4 腳， P22 接第 5 腳。硬件電路如圖 所示 圖 硬件電路 第 4 章 程序設(shè)計(jì) 程序流程圖 N Y 圖 程序流程圖 編程語(yǔ)言 編程語(yǔ)言采用 C 語(yǔ)言， C語(yǔ)言已成為當(dāng)前舉世公認(rèn)的高效簡(jiǎn)介、可讀性強(qiáng)、且貼近硬件的編程語(yǔ)言之一。將 C語(yǔ)言向單片機(jī)上移植始于上世紀(jì) 80 年代中后開始 液晶屏初始化 溫度傳感器初始化 設(shè)定報(bào)警溫度值 測(cè)量溫度值并將溫度值發(fā)送給單片機(jī) 將溫度值發(fā)送給 1602 顯示 溫度是否達(dá)到報(bào)警溫度值 報(bào)警 期。經(jīng)過大量工程師們十?dāng)?shù)年的努力， C 語(yǔ)言終于成功地成為專業(yè)化的單片機(jī)實(shí)用高級(jí)語(yǔ)言。人們通常把開發(fā) MCS51 所使用的 C語(yǔ)言簡(jiǎn)稱 C51。采用 C51 編寫的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)清楚、模塊化程度高、可讀性強(qiáng)、且易于移植。 應(yīng)用 C51 進(jìn)行軟件開發(fā)，用戶可以不必具體考慮寄存器、存儲(chǔ)器的分配等工作，而把這部分工作交給編譯、連接軟件，用戶只需了解 MCS51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，甚至不必去了解 51的指令系統(tǒng)。 C51 開發(fā)環(huán)境一般都提供了數(shù)學(xué)計(jì)算等子程序，為程序開發(fā)帶來方便。雖然采用 C51 編程形成的源代碼比不上有經(jīng)驗(yàn)人員編寫的匯編語(yǔ)言精煉，但對(duì)于相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)開發(fā)或復(fù)雜運(yùn)算，還是比用匯編語(yǔ)言容易得多，且易于移植及有利于系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)。在實(shí)時(shí)要求較高的場(chǎng)合，可采用 C51 匯編混合編程。 本設(shè)計(jì)我們采用的是 C51，其編譯器是 Keil C51，它是德國(guó) Keil Software公司出品的 51系列兼容單片機(jī) C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)。 Keil C51 軟件提供了豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具。 C51 語(yǔ)言編程方法是： uvision4(Keil C51 基于 Windows 下的開發(fā)環(huán)境 )，創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目文件，并從器件數(shù)據(jù)庫(kù)里選擇一款 CPU 芯片； 求，在 PC上用文本編輯軟件編寫 C 語(yǔ)言源程序；利用 C51 編譯工具軟件對(duì)源程序進(jìn)行編譯，生成目標(biāo)文件 (.obj 文件 )；利用 C