【文章內(nèi)容簡介】 DIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。 AT89S51 具有如下特點： 40 個引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器，128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5 個中斷優(yōu)先級 2 層中斷嵌套中斷， 2 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。 此外， AT89S51設計和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過軟件設置省電模式?？臻e模式下，CPU 暫停工作，而 RAM 定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。同時該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。 1．主要特性： ? 8031 CPU 與 MCS51 兼容 ? 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器 (壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ) ? 全靜態(tài)工作： 0Hz24KHz ? 三級程序存儲器保密鎖定 5 ? 128*8 位內(nèi)部 RAM ? 32 條可編程 I/O 線 ? 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 ? 6 個中斷源 ? 可編程串行通道 ? 低功耗的閑置和掉電模式 ? 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 2．管腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi) 部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個TTL 門電流。當 P3 口寫入 “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） 6 T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 I/O 口作為輸入口時有兩種工作方式即所謂的讀端口與讀引腳讀端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線經(jīng)過某種運算或變換后再寫回到端口鎖存器只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線上面圖中的兩個三角形表示的就是輸入緩沖器 CPU 將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號以完成不同的操作這是由硬件自動完成的不需要我們操心 1 然后再實行讀引腳 操作否則就可能讀入出錯為什么看上面的圖如果不對端口置 1 端口鎖存器原來的狀態(tài)有可能為 0Q 端為 0Q^為 1 加到場效應管柵極的信號為 1 該場效應管就導通對地呈現(xiàn)低阻抗 ,此時即使引腳上輸入的信號為 1也會因端口的低阻抗而使信號變低使得外加的 1信號讀入后不一定是 1若先執(zhí)行置 1 操作則可以使場效應管截止引腳信號直接加到三態(tài)緩沖器中實現(xiàn)正確的讀入由于在輸入操作時還必須附加一個準備動作所以這類 I/O口被稱為準雙向口 89C51 的 P0/P1/P2/P3 口作為輸入時都是準雙向口接下來讓我們再看另一個問題從圖中可以看出這四個端口還有一個差 別除了 P1口外P0P2P3 口都還有其他的功能 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，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， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 7 XTAL1 11． 0592M C3 33P C2 33P XTAL2 （ 18 腳） XTAL1（ 19 腳） 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。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)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性 : XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2 應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 89S51 的晶振與復位電路 (1)振蕩 器特性 : XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2 應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 89S51 的時鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時鐘蕩方式，但需在 18 和 19 腳外接石英晶體和振蕩電容，振蕩電容的值一般取 10~30pF。另外一種是外部時鐘方式，即將 XTAL1 接外部時鐘， XTAL2 腳懸空，如圖（ ）所示。 圖（ ） 晶體振蕩管腳圖 當時鐘電路起振后，產(chǎn)生一定頻率的時鐘信號，單片機的 CPU 在時鐘信號的控制下能一步一步完成自己工作。 振蕩周期：單片機外接石英晶體振蕩器的周期。 狀態(tài)周期：單片機完成一個最基本的動作所需的時間周期。 機器周期：單片機完成一次完整的具有一定功能的動作所需的時間周期。 8 RST Vss MCS51 Vcc RST Vss MCS51 1k 1k 200? Vcc 指令周期：執(zhí)行完某條指令所需要的時間周期，一般需要 1~4 個機器周期。 (2)51 復位方式 在單片機外部引腳 的第 9 腳，它是專門給單片機提供復位脈沖的。 在時鐘電路工作以后，當外部電路使得 RST 端出現(xiàn) 2 個機器周期（ 24 個時鐘周期）以上的高電平，系統(tǒng)內(nèi)部復位。復位有兩種方式：上電復位和按鈕復位。如圖所示。 （ a） 上電復位電路 （ b） 按鈕復位電路 9 芯片 DS18B20 簡介 技術(shù)性能描述 （ 1）獨特的單線接口方式： DS18B20 與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 2）在使用中不需要任何外圍元件。 （ 3）可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍： +~ + V。 （ 4）測溫范圍： 55 ~+125 ℃。固有測溫分辨率為 ℃。 （ 5）通過編程可實現(xiàn) 9~12 位的數(shù)字讀數(shù)方式。 （ 6）用戶可自設定非易失性的報警上下限值。 （ 7）支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點測溫。 （ 8）負壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作 工作原理及 內(nèi)部結(jié)構(gòu) DSl8B20 的核心是其數(shù)字溫度傳感器 ,精度可以通過用戶編程配置為 11 和 12 位，其分別對應于 ℃、 ℃、 ℃和 5℃ ,可以滿足各種不同的分辨率要求。開始一次溫度轉(zhuǎn)換時 ,微處理器需要向 DSl8B20 發(fā)出 Convert T 指令。轉(zhuǎn)換完成之后 ,該溫度數(shù)據(jù)存放在高速暫存存儲器的溫度寄存器中 ,占用2 字節(jié) ,并且 DSl8B20 返回到空閑狀態(tài)。當 DSl8B20 采用外部供電方式時 ,主機可以在發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令后發(fā)起一次讀時隙。若此時該 DSl8820已經(jīng)完成溫度轉(zhuǎn)換 ,它將會返回 1,否則返 回 O。 ① DS18B20 數(shù)字溫度傳感器概述 DS18B20 數(shù)字溫度計是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1－ Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。 DS18B20 產(chǎn)品的特點 ? 只要求一個端口即可實現(xiàn)通信。 ? 在 DS18B20 中的每個器件上都有獨一無二的序列號。 ? 實際應用中不需要外部任何元器件即可實現(xiàn)測溫。 ? 測量溫度范圍在 － 到 ＋ 之間。 ? 數(shù)字溫度計的分辨率用戶可以從 9 位到 12 位選擇。 ? 內(nèi)部有溫度上 、下限告警設置。 TO－ 92 封裝的 DS18B20 的引腳排列見圖 42，其引腳功能描述見表 10 表 41 DS18B20 詳細 引腳功能描述 序號 名 稱 引腳功能描述 1 GND 地 信 號 2 DQ 數(shù) 字 輸入輸出 引腳 ,開漏單總線接口引腳 ,當使用寄生電源時 ,可向電源提供電源 3 VDD 可 選擇 的 VDD 引腳 ,當工作于寄生電源時 ,該引腳必須接地 ② DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 的內(nèi)部框圖如圖 43 所示。 64 位 ROM存儲器件獨一無二的序列號。暫存器包含兩字節(jié)（ 0 和 1 字節(jié)）的溫度寄存器，用于存儲溫度傳感器 的數(shù)字輸出。暫存器還提供一字節(jié)的上線警報觸發(fā)（ TH）和下線警報觸發(fā)（ TL）寄存器（ 2 和 3 字節(jié)），和一字節(jié)的配置寄存器（ 4 字節(jié)），使用者可以通過配置寄存器來設置溫度轉(zhuǎn)換的精度。暫存器的 6 和 7 字節(jié)器件