【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 位地址。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P3輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P3 端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi) 部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。如下表為 P3口第二功能： /ALE PROG ：地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8位地址的輸出脈沖。在 flash 編程時(shí)，此引腳（ PROG ）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下 ， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特 別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置“ 1”， ALE 操作將無(wú)效。這一位置“ 1”， ALE 僅在執(zhí)行MOVX 或 MOVC 指令時(shí)有效。否則 ALE 將被微弱拉高。這個(gè) ALE 使能標(biāo)志位（地址為 8EH的 SFR 的第 0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。 表 52 P3 口第二功能 引腳號(hào) 第二功能 12 RXD（串行輸入） TXD（串行輸出） INT0（非） （外部中斷 0） INT1（非） （外部中斷 1） T0（定時(shí)器 0外部輸入） T1（定時(shí)器 1外部輸入） WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） PSEN : 外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ PSEN ）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng) AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN 在每 個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN 將不被激活。 /EAVPP : 訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， EA 必須接 GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC。在 flash 編程期間， EA 也接收 12伏 VPP 電壓。 XTAL1: 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2: 振蕩器反相放大器的輸出端。 、本系統(tǒng)采用的單片最小系統(tǒng)原理圖 圖 52 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 此單片機(jī)最小系統(tǒng)由 AT89S52 單片機(jī)、時(shí)鐘電路及復(fù)位電路組成，時(shí)鐘電路采用內(nèi)部時(shí)鐘利用單片機(jī)內(nèi)部一個(gè)高增益的反向放大器，把一個(gè)晶振和兩個(gè)電容器組成的自激震蕩電路接到 XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18腳）之間。震蕩器發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路。本最小系統(tǒng)中晶振采用 12M，起振電容采用 30pF 。 CPU 第 9管腳復(fù)位 （ RST）功能，本設(shè)計(jì)具有上電復(fù)位功能， 主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 13 單元開(kāi)始執(zhí)行程序 。在單片機(jī)最小系統(tǒng)上電時(shí)，利用 R11 和 C3 充放電原理，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)的單片機(jī)最小系統(tǒng)的復(fù)位。 溫度傳感器的簡(jiǎn)介 、 DS18B20 基本知識(shí) DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1－ Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。 DS18B20 產(chǎn)品的特點(diǎn)： （ 1） 、只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信。 （ 2）、在 DS18B20 中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。 （ 3）、實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。 （ 4）、測(cè)量溫度范圍在－ 55。 C到＋ 125。 C 之間。 （ 5）、數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從 9 位到 12位選擇。 （ 6）、內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。 、 DS18B20 的引腳介紹 TO－ 92封裝的 DS18B20 的引腳排列見(jiàn)圖 1，其引腳功能描述見(jiàn)表 53。 圖 53（ DS18B20 底視圖） 表 53 DS18B20 詳細(xì)引腳功能描述 序號(hào) 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號(hào) 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。開(kāi)漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。 、 DS18B20 的使用方法 由于 DS18B20 采用的是 1－ Wire 總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì) AT89S51 單片機(jī)來(lái)說(shuō)，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，本設(shè)計(jì)必須采用軟件的方法來(lái)模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來(lái)完成對(duì) DS18B20 芯片的訪問(wèn)。 由于 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。 DS18B20 有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。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(xiě)時(shí)序。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫(xiě)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(xiě)命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 14 圖 54 DS18B20 的復(fù)位時(shí)序 對(duì)于 DS18B20 的讀時(shí)序分為讀 0時(shí)序和讀 1時(shí)序 兩個(gè)過(guò)程。 對(duì)于 DS18B20 的讀時(shí)隙是從主機(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。 DS18B20 在完成一個(gè)讀時(shí)序過(guò)程，至少需要 60us才能完成。 圖 55 DS18B20 的讀時(shí)序 對(duì)于 DS18B20 的寫(xiě)時(shí)序仍然分為寫(xiě) 0時(shí)序和寫(xiě) 1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。 對(duì)于 DS18B20 寫(xiě) 0時(shí)序和寫(xiě) 1 時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫(xiě) 0時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20 能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO 總線上的“ 0”電平，當(dāng)要寫(xiě) 1時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在 15us 之內(nèi)就得釋放單總線。 圖 56 DS18B20 的寫(xiě)時(shí)序 下面為 DS18B20 的程序流程圖： 15 圖 57 DS18B20 程序流程圖 、本系統(tǒng)所使用的 DS18B20 電路 圖 58 DS18B20 電路圖 、 NE555 簡(jiǎn)介及應(yīng)用 、 NE555 基本知識(shí) 555 時(shí)集成電路是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙結(jié)合在同一硅片上的組合集成電路。它設(shè)計(jì)新穎，構(gòu)思奇巧，用途廣泛，備受電子專業(yè)設(shè)計(jì)人員和電子愛(ài)好者的青睞，人們 將其戲稱為偉大的小 IC。它有很多優(yōu)異的性能而且用途極廣，它們表現(xiàn)在：第一，定時(shí)精度，工作速度和可靠性高；第二，使用的電源電壓范圍寬，從 3V到 18V，能和數(shù)字電路直接連接；第三，有一定的輸出功率，可驅(qū)動(dòng)微電機(jī)，指示燈、揚(yáng)聲器，第四，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，用途廣泛，可組成各種波形的脈沖振蕩器、定時(shí)延時(shí)電路、雙穩(wěn)觸發(fā)電路、檢測(cè)電路、電源變換電路、頻率變換電路等，被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制，測(cè)數(shù)，通信等各個(gè)領(lǐng)域。 、 NE555 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳說(shuō)明 開(kāi)始 主機(jī)發(fā)送低脈沖 釋放總線 標(biāo)志位置位 初始化完成 清除標(biāo)志位 等待回應(yīng) 16 圖 59 555時(shí)基電路管腳排列圖 圖 510 555電路結(jié)構(gòu)方框圖 555 芯片引腳圖及引腳描述 555 的 8 腳是集成電路工作電壓輸入端，電壓為 5～ 18V，以 UCC 表示；從分壓器上看出，上比較器 6 腳 A1 的５腳接在 R1 和 R2 之間，所以 5 腳的電壓固定在 2UCC/3 上；下比較器 A2 接在 R2 與 R3 之間， A2 的同相輸入端電位被固定在 UCC/3 上。 根據(jù)５５５定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)，產(chǎn)生脈沖波形，通過(guò)單片機(jī)讀取高低電平得出頻率，通過(guò)公式換算得到電阻值。由 、 本系統(tǒng)使用的 NE555 電路 圖 511 NE555電路圖 、本系統(tǒng)所使用的 NE555電路的工作原理 NE５５５電路工作原理根據(jù)５５５定時(shí)器和外部器件構(gòu)成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，電源經(jīng) R4對(duì)電容 C充電，使電容兩端電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng) uc上升到（ 2/3） Vcc時(shí)，輸出out為低電平，放電管 VT導(dǎo)通，把電容兩端電壓從（ 1/3） Vcc上升到（ 2/3） Vcc這段時(shí)間內(nèi)電路的狀態(tài)稱為第一暫穩(wěn)態(tài)，其維持時(shí)間 TPH的長(zhǎng)短與電容的充電時(shí)間有關(guān)。充電時(shí)間常數(shù) T充 =（ R4＋ Rx） C。 Rx和放電管放電，電路進(jìn)入第二暫穩(wěn)態(tài) .其維持時(shí)間 TPL的長(zhǎng)短與電容的放電時(shí)間有關(guān)，放電時(shí)間常數(shù) T放＝ RxC0隨著 C的放電，電容兩端電壓下降，當(dāng) uc下降到（ 1/3） Vcc時(shí)，輸出 out。為高電平，放電管 VT截止， Vcc再次對(duì)電容 c充電，電路又翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài)。不難理解，接通電源后，電路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間來(lái)回翻轉(zhuǎn)，則輸出可得矩形波。電路一旦起振后， uc電壓總是在（ 1/3～ 2/3） Vcc之間充電和放電， 17 從而在輸出端產(chǎn)生一系列的脈沖頻率波形，通過(guò)輸出腳與單片機(jī)連接，將脈沖頻率信號(hào)輸入到單片機(jī)中。 、 RS485 總線的應(yīng)用及介紹 、 RS485 及其接口介紹 RS232 使用 12V,0,12V 電壓來(lái)表示邏輯，（ 12V表示邏輯 1， 12V表示邏輯 0），全雙工，最少 3條通信線（ RX,TX,GND），因?yàn)槭褂媒^對(duì)電壓表示邏輯，由于干擾，導(dǎo)線電阻等原因，通訊距離不遠(yuǎn)，低速時(shí)幾十米也是可以的。 RS422，在 RS232 后推出，使用 TLL 差動(dòng)電平表示邏輯，就是兩根的電壓差表示邏輯， RS422 定義為全雙工的，所以最少要 4根通信線（一般額外地多一根地線），一個(gè)驅(qū)動(dòng)器可以驅(qū)動(dòng)最多 10 個(gè)接收器（即接收器為 1/10 單位負(fù)載），通訊距離與通訊速率有關(guān)系，一般距離短時(shí)可以使用高速率進(jìn)行通信，速率低時(shí)可以進(jìn)行較遠(yuǎn)距 離通信，一般可達(dá)數(shù)百上千米。 RS485，在 RS422 后推出，絕大部分繼承了 422，主要的差別是 RS485 可以是半雙工的，而且一個(gè)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力至少可以驅(qū)動(dòng) 32個(gè)接收器（即接收器為 1/32單位負(fù)載），當(dāng)使用阻抗更高的接收器時(shí)可以驅(qū)動(dòng)更多的接收器。所以現(xiàn)在大多數(shù)全雙工 485 驅(qū)動(dòng) /接收器對(duì)都是標(biāo)： RS422/485 的，因?yàn)槿p工 RS485 的驅(qū)動(dòng) /接收器對(duì)一定可以用在 RS422 網(wǎng)絡(luò)。 RS485 的電氣特性：邏輯 1以兩線間的電壓差為 +（ 26） V 表示；邏輯 0以兩線間的電壓差為 （ 26） V 表示。接 口信號(hào)電平比 RS232C 降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與 TTL 電平兼容，可方便與 TTL 電路連接。 RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以掛接 32個(gè)結(jié)點(diǎn)。在 RS485 通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)。很多情況下，連接 RS485 通信鏈路時(shí)只是簡(jiǎn)單地用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的“ A”、“ B”端連接起來(lái)。而忽略了信號(hào)地的連接，這種連接方法在許多場(chǎng)合是能正常工 作的，但卻埋下了很大的隱患，這有二個(gè)原因： (1)共模干擾問(wèn)題： RS485 接口采用差分方式傳輸信號(hào)方式，并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測(cè)信號(hào)，系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā) 器有一定的共模電壓范圍， RS485 收發(fā)器共模電壓范圍為 7～ +12V，只有滿足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中 共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。 (2)EMI 問(wèn)題：發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒(méi)有一個(gè)低阻的返回通道（信號(hào)地），就會(huì)以輻射的形式返回源端，整個(gè)總線就會(huì)像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。 由于 PC 機(jī)默認(rèn)的只帶有 RS232 接口，有兩種方法可以得到 PC 上位機(jī)的 RS485 電路：（ 1）通過(guò) RS232/RS485 轉(zhuǎn)換電路將 PC 機(jī)串口 RS232 信號(hào)轉(zhuǎn)換 成 RS485 信號(hào)，對(duì)于情況比較復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境最好是選用防浪涌帶隔離珊的產(chǎn)品。（ 2）通過(guò) PCI多串口卡，可以直接選用輸出信號(hào)為 RS485 類型的擴(kuò)展卡。 RS485 的網(wǎng)絡(luò)布置 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)。在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)： （ 1）采用一條雙絞線電纜作總線，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái)，從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，以便使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響最低。有些網(wǎng)絡(luò)連接盡管不正確，在短距離、低速率仍可能正常工作，但隨著通信距離的延長(zhǎng)或通信速率的提高，其不良 影響會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，主要原因是信號(hào)在各支路末端反射后與原信號(hào)疊加，會(huì)造成信號(hào)質(zhì)量下降。 （