【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口： P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門(mén)電流。當(dāng) P3 口寫(xiě)入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部 下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(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） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高 電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不 7 變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出 。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)應(yīng)用是指僅使用單片機(jī)內(nèi)部資源輔以必須的外圍電路所構(gòu)建的簡(jiǎn)單的應(yīng)用系統(tǒng)。它包括兩方面的內(nèi)容：?jiǎn)纹瑱C(jī)的選擇和單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)單片機(jī)的選擇，最大限度滿足應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)硬件資源的 要求。最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)則是指單片機(jī)最基本的、最通常的外圍電路設(shè)計(jì)。任何一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)都是以最小應(yīng)用系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過(guò)搭接外部功能模塊的方法實(shí)現(xiàn)的。 單片機(jī)最小系統(tǒng)的功能主要如下： ?單片機(jī)能夠運(yùn)行用戶程序 ?用戶可以復(fù)位單片機(jī) ?具有相對(duì)強(qiáng)大的外部擴(kuò)展功能 單 片 機(jī)接 口時(shí) 鐘 電 路復(fù) 位 電 路 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理框圖 Smallest Microcontroller system block diagram 8 復(fù)位電路 在單片機(jī)系統(tǒng)中，一般需要一 個(gè)硬件復(fù)位電路，用于用戶的手動(dòng)復(fù)位。常用的復(fù)位電路由一個(gè)電阻、一個(gè)電容和一個(gè)按鈕組成，其原理圖如圖所示。在接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位操作。在接通電源條件下，通過(guò)按鈕操作是單 片機(jī)實(shí)現(xiàn)復(fù)位。上電自動(dòng)復(fù)位時(shí)通過(guò)外部復(fù)位電容來(lái)實(shí)現(xiàn)的，手動(dòng)復(fù)位 通過(guò)單片機(jī)復(fù)位引腳經(jīng)電阻和電源接通而實(shí)現(xiàn)的。 圖 復(fù)位電路 Reset Circuit 時(shí)鐘振蕩電路 在單片機(jī)系統(tǒng)中，一般在單片機(jī)引腳 XTAL1 和 XTAL2 之間接一個(gè) 晶振 和兩個(gè)電容，這樣就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式，由于在單片機(jī)內(nèi) 部有一個(gè) 高增益反相放大器，外接一個(gè)晶振后，構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。其電路圖如圖所示。 圖 時(shí)鐘振蕩電路 Oscillation circuit 9 電源 模塊 本方案采用 USB 口通過(guò)電腦直接供電，電路連接簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。 圖 電源電路 Power Modules 溫度傳感器模塊 DS18B20 原理 DS18B20 采用 3 腳 TO92 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，管腳排列如圖 3 所示。圖中 GND 為地， DQ 為數(shù)據(jù)輸入 /輸出端 （即單線總線），該腳為漏極開(kāi)路輸出，常態(tài)下呈高電平， Vcc 是外部 +5V 電源端，不用時(shí)應(yīng)接地， NC 為空腳。 圖 DS18B20的外部結(jié)構(gòu) DS18B20 external structure 10 DS18B20 內(nèi)部主要包括寄生電源、溫度傳感器、 64 位激光 ROM 單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器（內(nèi)含便箋式 RAM），用于存儲(chǔ)用戶設(shè)定的溫度上下限值的 TH 和 TL 解發(fā)器存儲(chǔ)與控制邏輯、 8 位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC）發(fā)生器等七部分，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 。 圖 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 internal structure 寄生電源由二極管 VD VD2 和寄生電容 C 組成，電源檢測(cè)電路用于判定供電方式，寄生電源供電時(shí)， VDD 端接地，器件從單線總線上獲取電源，在 DQ 線呈低電平時(shí)，改由 C 上的電壓 Vc 繼續(xù)向器件供電。該寄生電源有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，檢測(cè)遠(yuǎn)程溫度時(shí)無(wú)需本地電源；第二，缺少正常電源時(shí)也能讀 ROM。若采用外部電源 VDD，則通過(guò) VD2 向器件供電。 光刻 ROM 中的 64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20的地址序列碼 ， 序列 開(kāi) 始 8位（ 28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的 48位是 DS18B20自身的序列號(hào)，最后 8位是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。光刻 ROM 的作用是使每一個(gè) DS18B20 都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè) DS18B20 的目的。 DS18B20 測(cè)量溫度時(shí)使用特有的溫度測(cè)量技術(shù)。其內(nèi)部的低溫度系數(shù)振蕩器能產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號(hào) f0，高溫度系數(shù)振蕩器則將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)f。當(dāng)計(jì)數(shù)門(mén)打開(kāi)時(shí)， DS18B20 對(duì) f0 計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)門(mén)開(kāi)通時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。芯片內(nèi)部還有斜率累加器，可對(duì) 頻率的非線性予以被償。測(cè)量結(jié)果存入 11 溫度寄存器中。一般情況下的溫度值應(yīng)為 9 位（符號(hào)點(diǎn) 1 位），但因符號(hào)位擴(kuò)展成高 8 位，故以 16 位編 碼形式讀出，表 。 表 DS1820 溫度數(shù)字對(duì)應(yīng)關(guān)系表 Table DS1820 digital temperature mapping table DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存 RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的 E2RAM， 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。暫存存儲(chǔ)器包含了 8個(gè)連續(xù)字 節(jié)，前兩個(gè)字節(jié)是測(cè)得的溫度信息，第一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低 8 位，第二個(gè)字節(jié)是溫度的高 8 位 ， 第三個(gè)和第四個(gè)字節(jié)是 TH、TL 的易失性拷貝，第五個(gè)字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個(gè)字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新 ， 第六、七、八個(gè)字節(jié)用于內(nèi)部計(jì)算 ， 第九個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié) ，如表 所示。 表 DS18B20暫存器分布 寄存器內(nèi)容 字節(jié)地址 溫度最低數(shù)字位 0 溫度最高數(shù)字位 1 高溫限制 2 低溫限制 3 保留 4 保留 5 計(jì)數(shù)剩余值 6 12 每度計(jì)數(shù)值 7 CRC校驗(yàn) 8 該字節(jié)各 位的意義 為 TM R1 R0 1 1 1 1 1 ， 低五位一直都是 1 ， TM 是測(cè)試模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測(cè)試模式 ， 在 DS18B20 出廠時(shí)該位被設(shè)置為 0，用戶不 用 改動(dòng) ， R1 和 R0 用來(lái)設(shè)置分辨率 ， DS18B20 出廠時(shí)被設(shè)置為 12 位，分辨率設(shè)置如表 。 表 分辨率設(shè)置表 Table resolution settings table R1 R0 分辨率 溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間 0 0 9位 0 1 10位 1 0 11位 375ms 1 1 12位 750ms 根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：每一次讀寫(xiě)之前都要對(duì) DS18B20 進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令，最后發(fā)送 RAM指令，這樣才能對(duì) DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 500 微秒，然后釋放， DS18B20 收到信號(hào)后等待 16～ 60 微秒左右，后發(fā)出 60～ 240微秒的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。 ROM 命令令和暫存器的命令如表 。 表 DS18B20暫存器的命令 指令 說(shuō)明 溫 度轉(zhuǎn)換（ 44H） 啟動(dòng)在線 DS1820做溫度 A/D轉(zhuǎn)換 讀數(shù)據(jù)（ BEH） 從高速暫存器讀 9bits溫度值和 CRC值 寫(xiě)數(shù)據(jù)（ 4EH） 將數(shù)據(jù)寫(xiě)入高速暫存器的第 2和第 3字節(jié)中 復(fù)制（ 48H） 將高速暫存器中第 2和第 3字節(jié)復(fù)制到 EERAM 讀 EERAM（ B8H） 將 EERAM內(nèi)容寫(xiě)入高速暫存器中第 2和第 3字節(jié) 讀電源供電方式（ B4H） 了解 DS1820的供電方式 13 DS18B20 電路連接 由于 DS18B20 工作在單總線方式，其硬件接口非常簡(jiǎn)單，僅需利用系統(tǒng)的一條 I/ O 線與 DS18B20 的數(shù)據(jù)總線相連即可，如圖 所示。 圖 DS18B20電路 circuit 液晶顯示模塊 HS1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中 VSS 為地電源， VDD 接 5V 正電源， V0為液晶顯示 模塊 對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。 RS 為寄存器選擇，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。 RW 為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作 ， 當(dāng) RS 和 RW 共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址 ，當(dāng) RS 為低電平 RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS為高電平 RW 為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。 E端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。BLA 和 BLK 為背光電源， BLA 接 5V 正電源， BLK 接 GND。 D0~D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 用 HS1602 液晶顯示模塊 顯示字符或字符串之前必須對(duì)其進(jìn)行初始化，HS1602 液晶顯示模塊 的初始化流程如下： ?初始化過(guò)程（復(fù)位過(guò)程） ?延時(shí) 15ms ?寫(xiě)指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） ?延時(shí) 5ms ?寫(xiě)指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） ?延時(shí) 5ms ?寫(xiě)