【文章內(nèi)容簡介】 器時(shí)用于傳送片外存儲器的低 8位地址，然后傳送 CPU對片外存儲器的讀寫數(shù)據(jù) 。 P1 口（ 1 腳～ 8 腳）：這 8 條引腳和 P0 口的 8 條引腳類似， 為最高位， 為最低位。當(dāng) P1 口作為通用 I/O 口使用時(shí)， 的功能和 P0 口的第一功能相同，也用于傳送用戶的輸入和輸出數(shù)據(jù)。 P2 口（ 21 腳～ 28 腳）：這組引腳的第一功能和上述兩組引腳的第一功能相同，既它可以作為通用 I/O 口使用。它的第二功能和 P0 口引腳的第二功能相配合，用于輸出片外存儲器的高 8 位地址。 P3 口（ 10 腳～ 17 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P3 口。它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn)雙向 I/O 接口，也可以將每 1 位用于第 2 功能，而且 P3 口的每一條引腳均可獨(dú)立定 6 E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E /P30T X D11RXD10V S S20VCC40AT89S51T2T 2 E XRXDT X DP 3. 2P 3. 3P 3. 4P 3. 5P 3. 6P 3. 7AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7A 1 5A 1 4A 1 3A 1 2A 1 1A 1 0A9A8義為第 1 功能的輸入輸出或第 2 功能。 P3 口的第 2 功能見表 1。 表 1 單片機(jī) P3 口管腳第 2 功能 AT89S51 單片機(jī)引腳圖如圖 2 所示 圖 2 單片機(jī)引腳圖 傳感器選擇 本系統(tǒng)采用 DALLAS 半導(dǎo)體 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 采集溫度數(shù)據(jù)， DS18B20 屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器 ,可廣泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測量及控制儀器、測控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。它具有體積小，接口方便，傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。 DS18B20 的性能特點(diǎn)：①采用單總線專用技術(shù)，既可通過串行口線，也可通過其它I/O 口線與微機(jī)接口，無須經(jīng)過其它變換電路，直接輸出被測溫度值（ 9 位二進(jìn)制數(shù)，含符號位），②測溫范圍為 55℃ +125℃，測量分辨率為 ℃ ,③內(nèi)含 64 位經(jīng)過激光修正的只讀存儲器 ROM，④適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)機(jī)，⑤用戶可分別設(shè)定各路溫度的引腳 第 2 功能 RXD（串行口輸入端 0） TXD（串行口輸出端） INT0（部中斷 0 請求輸入端，低電平有效） INT1（中斷 1 請求輸入端，低電平有效） T0（時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)脈沖端） T1（時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 數(shù) 脈沖端） WR（部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端，低電平有效） RD（部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效） 7 上、下限，⑥內(nèi)含寄生電源。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 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,高速暫存器。 DS18B20 的管腳排列如圖 3 所示。 圖 3 DS18B20 引腳分布圖 DS18B20 高速暫存器共 9 個(gè)存存單元，如表 2 所示： 表 2 DS18B20 高速暫存器 序號 寄存器名稱 作 用 序號 寄存器名稱 作 用 0 1 2 3 溫度低字節(jié) 溫度高字節(jié) TH/用戶字節(jié) 1 HL/用戶字節(jié) 2 以 16 位補(bǔ)碼形式存放 以 16 位補(bǔ)碼形式存放 存放溫度上限 存放溫度下限 5 6 7 8 保留字節(jié) 2 計(jì)數(shù)器余值 計(jì)數(shù)器 /℃ CRC 以 12位轉(zhuǎn)化為例說明溫度高低字節(jié)存放形式及計(jì)算： 12位轉(zhuǎn)化后得到的 12位數(shù)據(jù)，存儲在 18B20 的兩個(gè)高低兩個(gè) 8 位的 RAM 中，二進(jìn)制中的前面 5 位是符號位。如果測得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 才能得到實(shí)際溫度。 表 3 溫度高低字節(jié)存放形式 高 8位 S S S S S 26 25 24 低 8位 23 22 21 20 21 22 23 24 在硬件上， DS18B20 與單片機(jī)的連接有兩種方法，一種是 Vcc 接外部電源， GND 接地， I/O 與單片機(jī)的 I/O 線相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí) UDD、 GND 接地， I/O接單片機(jī) I/O。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電， I/O 口線要接 5KΩ左右的上拉電阻。 8 DS18B20 有六條控制命令，如表 4 所示： 表 4 DS18B20 控制命令 CPU 對 DS18B20 的訪問流程是：先對 DS18B20 初始化，再進(jìn)行 ROM 操作命令，最后才能對存儲器操作，數(shù)據(jù)操作。 DS18B20 每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時(shí)序和通信協(xié)議。如主機(jī)控 制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換這一過程，根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，須經(jīng)三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對 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 DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。 單片機(jī)控制模塊 控制模塊是整個(gè)設(shè)計(jì)方案的核心，它控制了溫度的采集、處理與顯示、溫度值的設(shè)定與溫度越限時(shí)控制電路的啟動。本控制模塊由單片機(jī) AT89S51 及其外圍電路組成，電路如圖 4 所示。 R S T9P 3. 0 /R X D10P 3. 1 /T X D11P 3. 4 /T 014X T A L 218X T A L 119GND20V C C40EA31P 0. 039P 0. 138P 0. 237U1A T 8 9 S 51R 388 .2 KR 3751C51 0u FS2S W P B+ 5 VC63 0PC73 0PY11 2M+ 5 VP 0. 2 圖 4 單片機(jī)控制模塊電路 指 令 約定代碼 操 作 說 明 溫度轉(zhuǎn)換 讀暫存器 寫暫存器 復(fù)制 暫存器 重新調(diào) E2RAM 讀電源供電方式 44H BEH 4EH 48H B8H B4H 啟動 DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 讀暫存器 9 個(gè)字節(jié)內(nèi)容 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的 TH、 TL 字節(jié) 把暫存器的 TH、 TL 字節(jié)寫到 E2RAM 中 把 E2RAM 中的 TH、 TL 字節(jié)寫到暫存器 TH、 TL 字節(jié) 啟動 DS18B20 發(fā)送電源供電方式的信號給主 CPU 9 該電路采用按鍵加上電復(fù)位， S2 為復(fù)位按鍵，復(fù)位按鍵按下后，復(fù)位端通過 51Ω的小電阻與電源接通 ,迅速放電 ,使 RST 引腳為高電平 ,復(fù)位按鍵彈起后 ,電源通過 Ω的電阻對 10Kμ F 的電容 C5 重新充電 ,RST 引腳端出現(xiàn)復(fù)位正脈沖 . AT89S51 內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器 ,用于構(gòu)成振蕩器 ,但要形成時(shí)鐘脈沖 ,外部還需附加電路 ,本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式 ,利用芯片內(nèi)部的振蕩器 ,然后在引腳 XTAL1 和XTAL2 兩端跨接晶體振蕩器 ,就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器 ,發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路 ,C6 和 C7 的值通常選擇為 30pF 左右 ,晶振 Y1 選擇 ,更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可 靠地工作，振蕩器電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)引腳 XTAL1 和XTAL2 靠近。 單片機(jī)的 31 腳（ EA）接 +5V 電源，表示允許使用片內(nèi) ROM。 溫度數(shù)據(jù)采集模塊 溫度由 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 采集。 DS18B20 測溫范圍為 55176。C ～ +125176。C ，測溫分辨率可達(dá) 176。C ，被測溫度用符號擴(kuò)展的 16 位補(bǔ)碼形式串行輸出。 CPU 只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。 本設(shè)計(jì)采用三引腳 PR35 封裝的 DS18B20，其引腳圖見圖 3。 Vcc 接外部 +5V 電源，GND 接地， I/O 與單片機(jī)的 （ T0）引腳相連。 10 顯示模塊 QA3QB4QC5QD6QE10QF11QG12QH13A1B2CLK8CLR9GND7VCC14C17 4 H C 1 6 4 QA3QB4QC5QD6QE10QF11QG12QH13A1B2CLK8CLR9GND7VCC14C27 4 H C 1 6 4abfcgd