【文章內容簡介】 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。 EA/VPP：外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器 (地址為 0000HFFFFH)，EA 端必須保持低電平 (接地 )。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復位時內部會鎖存EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高電平 (接 Vcc 端 )， CPU 則執(zhí)行內部程序存儲器的指令。 FLASH存儲器編程時，該引腳加 上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當然這必須是該器件是使用 12V編程電壓 Vpp。 7 單片機最小系統(tǒng)電路 單片機最小系統(tǒng)有復位電路和振蕩器電路。值得注意的一點是單片機的 31 腳 VPEA/必須接高電平，否則系統(tǒng)將不能運行。因為該腳不接時為低電平，單片機將直接讀取外部程序存儲器，而系統(tǒng)沒有外部程序存儲器，所以 VPEA/ 必須接 VCC。 在按鍵兩端并聯(lián)一個電解電容，濾除交流干擾，增加系統(tǒng)抗干擾能力。 鍵盤電路 鍵盤是單片機應用系統(tǒng) 中的主要輸入設備，單片機使用的鍵盤分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。編碼鍵盤采用硬件線路來實現(xiàn)鍵盤的編碼，每按下一個鍵，鍵盤能夠自動生成按鍵代碼，并有去抖功能。因此使用方便，但硬件較復雜。非編碼鍵盤僅僅提供鍵開關狀態(tài)，由程序來識別閉合鍵，消除抖動，產生相應的代碼，轉入執(zhí)行該鍵的功能程序。非編碼鍵盤中鍵的數(shù)量較少，硬件簡單，在單片機中應用非常廣泛。 圖為按鍵和 AT89S52 的接線圖，檢測儀共設有 4 個按鍵，每個按鍵由軟件來決定其功能， 4 個按鍵功能分別為 ： (1) SW1： 設定按鍵 (設定按鍵 ) (2) SW2： 加法按鍵 (當前位加 5) (3) SW3： 減法按鍵 (當前位減 5) (4) SW4： 退出設置鍵 (系統(tǒng)初始化 ) E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U2A T 8 9S 5 211223 4S W 3 S W P B ( 雙 )11223 4S W 4S W P B ( 雙 )11223 4S W 2S W P B ( 雙 )11223 4S W 1 S W P B ( 雙 )P P P P P P P P c o m199228833774466554 .7 k4 .7 kV C CP 1 .0P 1 .1P 1 .2P 1 .3P 1 .4P 1 .5P 1 .6P 1 .7 圖 31 單片機最小系統(tǒng) 數(shù)碼管及指示燈顯示電路 1. 數(shù)碼管顯示說明 各個數(shù)碼管的段碼都是單片機的數(shù)據(jù)口輸出 ， 即各個數(shù)碼管輸入的段碼都是一樣的 ，為了使其分別顯示不同的數(shù)字 ， 可采用動態(tài)顯示的方式 ， 即先只讓最低位顯示 0(含點 )，經 8 過一段延時，再只讓次低位顯示 1，如此類推。由視覺暫留 ， 只要我們的延時時間足夠短，就能夠使得數(shù)碼的顯示看起來非常的穩(wěn)定清楚 ， 過程如 表 31 所示 。 表 31 數(shù)碼管編 碼表 段碼 位碼 顯示器狀態(tài) 08H 01H □□□□□□□0 abH 02H □□□□□□1□ 12H 04H □□□□□2□□ 22H 08H □□□□3□□□ a1H 10H □□□4□□□□ 24H 20H □□5□□□□□ 04H 40H □6□□□□□□ aaH 80H 7□□□□□□□ 本論文中使用了 3 個數(shù)碼管，其中前兩位使用動態(tài)掃描顯示實測溫度，在設置加熱溫度的時候，兩個數(shù)碼管是閃爍，以提示目前處在溫度設置狀態(tài)。第三位數(shù)碼管靜態(tài)顯示符號 “℃ ”。 (2) 運行指示燈說明 本 熱水器溫度控制系統(tǒng)中共使用到 3 個 LED 指示燈和 3 個數(shù)碼管。 右上角的紅色 LED 是電源指示燈； 數(shù)碼管右邊的紅色 LED 是加熱指示燈，當剛開機或溫度降到設定溫度 5℃ 以下時，該燈會亮，表示目前處于加熱狀態(tài)；當溫度上升到設定溫度時，該 LED 滅，同時數(shù)碼管右邊的綠色 LED 亮，表示目前處于保溫狀態(tài)，用戶可以使用熱水器；當溫度再次下降到設定溫度 5℃ 以下時，綠色 LED 滅，紅色加熱的 LED 燈亮 ， 不斷循環(huán)。 V C CE1C3B2Q1P N PE1C3B2Q3P N PR6470R7470R8470R9470R 10470R 11470R 12470R 13470V C CE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U2R 16R 17S 85 50 *3abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpabfcgdeD P Ydpcom19com210D P 1兩位數(shù)碼管ab fcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpCOM9D P 2D P Y _7 S E G _D PR 14470V C C 圖 32 LED 數(shù)碼管顯示電路圖 9 溫度采集電路 (1) DS18B20 介紹 Dallas 最新單線數(shù)字溫度 傳感器 DS18B20 簡介新的 “ 一線器件 ” 體積更小、適用電壓更寬、更經濟 。 Dallas 半導體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 是世界上第一片支持 “ 一線總線 ” 接口的溫度傳感器。一線總線獨特而且經濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網絡，為測量系統(tǒng)的構建引入全新概念。 DS18B DS1822 “ 一線總線 ” 數(shù)字化溫度傳感器同 DS18B20 一樣， DS18B20 也支持 “ 一線總線 ” 接口，測量溫度范圍為 55℃ ~+125℃ ，在 10℃ ~+85℃ 范圍內 ， 精度為 177?！?。 DS1822 的精度較差為 177。2 ℃ 。現(xiàn)場溫度直接以 “ 一線總線 ” 的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。其 DS18B20 的管腳配置和封裝結構如圖 33 所示 。 圖 33 DS18B20 封裝 引腳定義： ① DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端； ② GND 為電源地； ③ VDD 為外接供電電源輸入端 (在寄生電源接線方式時接地 )。 (2) DS18B20 的單線 (1－ wire bus)系統(tǒng) 單線總線結構是 DS18B20 的突出特點，也是理解和編程的難點。從兩個角度來理解單線總線：第一，單線總線只定義了一個信號線，而且 DS18B20 智能程度較低 (這點可以與微控制器 和 SPI 器件間的通信做一個比較 )，所以 DS18B20 和處理器之間的通信必然要通過嚴格的時序控制來完成。第二， DS18B20 的輸出口是漏級開路輸出，這里給出一個微控制器和 DS18B20 連接原理圖。這種設計使總線上的器件在合適的時間驅動它。顯然，總線上的器件與 (wired AND)關系。這就決定： (1) 微控制器不能單方面控制總線狀態(tài)。之所以提出這點，是因為相當多的文獻資料上認為，微控制器在讀取總線上數(shù)據(jù)之前的 I/O 口的置 1操作是為了給 DS18B20一個發(fā)送數(shù)據(jù)的信號。這是一個錯誤的觀點。如果當前 DS18b20發(fā)送 0，即使微控制器 I/O 口置 1，總線狀態(tài)還是 0。置 1 操作是為了是 I/O 口截止 (cut off)，以確保微控制器正確讀取數(shù)據(jù)。 (2) 除了 DS18B20 發(fā)送 0 的時間段，其他時間其輸出口自動截止。自動截止是為確保： 1 時，在總線操作的間隙總線處于空閑狀態(tài)，即高態(tài)。 2 時，確保微控制器在寫 1 的時候 DS18B20 可以正確讀入。 由于 DS18B20采用的是 1－ Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對 AT89S52 單片機來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時序 來完成對 DS18B20 芯片的訪問。 ① DS18B20 的復位時序，如圖 34 所示： 10 圖 34 DS18B20 的復位時序圖 ② DS18B20 的讀時序 對于 DS18B20 的讀時序分為讀 0 時序和讀 1 時序兩個過程。 對于 DS18B20 的讀時隙是從主機把單總線拉低之后，在 15 秒之內就得釋放單總線，以讓 DS18B20 把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。 DS18B20 在完成一個讀時序過程，至少需要 60us才能完成。 DS18B20 的讀時序圖如圖 35 所示 。 圖 35 DS18B20 的讀時序 ③ DS18B20 的寫時序 對于 DS18B20 的寫時序仍然分為寫 0 時序和寫 1 時序兩個過程。 對于 DS18B20 寫 0 時序和寫 1 時序的要求不同，當要寫 0 時序時，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，當要寫 1 時序時，單總線被拉低之后，在 15us 之內就得釋放單總線。如圖 36 所示。 圖 36 DS18B20 的寫時序圖 (3) DS18B20 的供電方式 在圖 37 中示出了 DS18B20 的寄生電源電路。當 DQ 或 VDD 引腳為高電平時，這個電路便 “取 ”的電源。寄生電路的優(yōu)點 是雙重的 ， 遠程溫度控制監(jiān)測無需本地電源 ， 缺少正常電源條件下也可以讀 ROM。為了使 DS18B20 能完成準確的溫度變換，當溫度變換發(fā)生 11 時， DQ 線上必須提供足夠的功率。 有兩種方法確保 DS18B20 在其有效變換期內得到足夠的電源電流。第一種方法是發(fā)生溫度變換時，在 DQ 線上提供一強的上拉，這期間單總線上不能有其它的動作發(fā)生。如圖 38 所示，通過使用一個 MOSFET 把 DQ 線直接接到電源可實現(xiàn)這一點，這時DS18B20 工作在寄生電源工作方式，在該方式下 VDD 引腳必須連接到地。 圖 37 DS18B20 供電方式 1 另一種方法是 DS18B20 工作在外部電源工作方式，如圖 38 所示。這種方法的優(yōu)點是在 DQ 線上不要求強的上拉，總線上主機不需要連接其它的外圍器件便在溫度變換期間使總線保持高電平，這樣也允許在變換期間其它數(shù)據(jù)在單總線上傳送。此外，在單總線上可以并聯(lián)多個 DS18B20，而且如果它們全部采用外部電源工作方式，那么通過發(fā)出相應的命令便可以同時完成溫度變換。 圖 38 DS18B20 供電方式 2 (4) DS18B20 設計中應注意的幾個問題 DS18B20 具有測溫系統(tǒng)簡單、測 溫精度高、連接方便、占用接口線少等優(yōu)點 ， 但在實際應用中也應注意以下幾方面的問題 ： 較小的硬件開銷需要相對復雜的軟件進行補償 ， 由于 DS18B20 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送 。 因此 ， 在對 DS18B20 進行讀寫編程時 ， 必須嚴格的保證讀寫時序 ， 否則將無法讀取測溫結果。在 DS18B20 有關資料中均未提及1Wire 上所掛 DS18B20 數(shù)量問題 ， 容易使人誤認為可以掛任意多個 DS18B20， 在實際應用中并非如此。當 1Wire 上所掛 DS18B20 超過 8 個時 ， 就需要考慮微處理