【文章內容簡介】 斷允許控制位EX1IE.外部中斷1允許控制位ET0定時器0中斷允許控制位EX0 .外部中斷1允許控制位6. AT89C52晶振特性AT89C52 單片機有一個用于構成內部振蕩器的反相放大器，XTAL1 和XTAL2 分別是放大器的輸入、輸出端。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來一起構成自激振蕩器。從外部時鐘源驅動器件的話，XTAL2 可以不接，而從XTAL1 接入。由于外部時鐘信號經過二分頻觸發(fā)后作為外部時鐘電路輸入的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有其它要求，最長低電平持續(xù)時間和最少高電平持續(xù)時間等還是要符合要求的。圖37 內部振蕩電路連接圖圖38 外部振蕩電路連接 顯示電路 在單片機控制中，顯示裝置是一個重要組成部分，主要用來顯示車間燈箱工作中其內部溫度狀況，以便于保護燈箱。常用的顯示器件有顯示記錄儀、發(fā)光二極管顯示器LED、液晶顯示器LCD、大屏幕顯示器和圖形顯示器終端CRT。本設所用的是LED 顯示器。一、 LED 顯示器工作原理：在某些半導體材料的PN結中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二級管叫發(fā)光二極管，簡稱LED。 LED顯示器屬于全固體冷光源，更小、更輕、更堅固，工作電壓僅有2V，使用壽命長達十多年。按照通常的光效定義，LED的發(fā)光效率并不高，但由于LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，效率可達8090%。 LED顯示器有多種結構形式，單段的圓形或方形LED常用來顯示設備的運行狀態(tài)，8段可以顯示各種數(shù)字和字符，所以也稱為LED數(shù)碼管，其外形如圖313所示。8段LED在控制系統(tǒng)中應用最為廣泛。 (a)單段 (b)方形圖39 LED顯示器八段LED顯示器由8個發(fā)光二極管組成。基中7個長條形的發(fā)光管排列成“日”字形（ 如圖314 a）,點形的發(fā)光管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點用。LED顯示器有兩種不同的形式：一種是8個發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極LED現(xiàn)時器(如圖314 b)； 另一種是8個發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極LED顯示器(如圖314 c)。(a)段排列 (b)共陰極 （c）共陽極圖310 LED數(shù)碼顯示器結構原理圖共陰和共陽結構的LED顯示器各筆劃段名和安排位置是相同的。當二極管導通時，相應的筆劃段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合而顯示的各種字符。8個筆劃段hgfedcba對應于一個字節(jié)（8位）的D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,于是用8位二進制碼就可以表示欲顯示字符的字形代碼。共陰極LED的所有發(fā)光管的陰極并接成公共端COM，而共陽極LED的所有發(fā)光管的陽極并接成公共端COM。當共陰極LED的COM端接地，則某個發(fā)光二極管的陽極加上高電平時，則該管有電流流過因而點亮發(fā)光；當共陽極LED的COM端接高電平，則某個發(fā)光管的陰極加上低電平時，則該管有電流流過因而點亮發(fā)光。8段LED通過不同段點亮時的組合，可以顯示0~A~F等十六進制數(shù)。顯然，將單片機的數(shù)據(jù)輸出口與LED各段引腳相連，控制輸出的數(shù)據(jù)就可以使LED顯示不同的字符。通常把控制LED數(shù)碼管發(fā)光顯示字符的8位字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段選碼或者字符譯碼.二、 LED顯示器顯示方式 在計算機控制系統(tǒng)中，常利用n個LED顯示器構成n位顯示。通常把點亮LED某一段的控制稱為段選，而把點亮LED某一位的控制稱為位選或片選。根據(jù)LED顯示器的段選線、位選線與控制端口的連接方式不同，LED顯示器有靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示兩種方式。本設計采用的是動態(tài)的顯示方式，所以以下著重介紹動態(tài)顯示。 動態(tài)掃描顯示是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式。其接口電路是把所有顯示器的8個筆劃段da~dp同名端連在一起，而每一個顯示器的公共極各自獨立地受I/O線控制。 CPU向字段輸出口送出字形碼時，所有顯示器接收到相同的字形碼，但究竟是哪個顯示器亮，則取決于端，而這一端是由I/O控制的，因此就可以自行決定何時顯示哪一位了。所謂動態(tài)掃描就是采用分時的方法，輪流控制各個顯示器的端，使各個顯示器輪流點亮。在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮時間是極為短暫的（約1ms），但由于人的觀覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。 三LED顯示器顯示設計電路圖 本設計采用的是LED顯示，由于具有結構簡單、體積小、功耗低、配置靈活、顯示清晰、可靠性高等優(yōu)點，目前已被微型計算機控制系統(tǒng)及智能化儀表廣泛采用。由于本設計所用的溫度傳感器是DS18B20, 其測溫范圍是－55℃～＋125℃，在10～+85℃時精度為177?！?，所以采用8個LED數(shù)碼管顯示。其具體的設計電路圖如下圖所示。圖311 動態(tài)循環(huán)掃描顯示電路圖 按鍵電路 按鍵和電路的設計是本設計的一個重要組成部分，通過按鍵工作人員可以對整個系統(tǒng)進行控制；從而達到實際的控制目標。本設計一共設有四個按鍵，他們分別是輸入和確定鍵、加一鍵、減一鍵和復位鍵，當需要對控制器進行設置時，首先按輸入和確定鍵進入設置的狀態(tài)，再通過加一鍵和減一鍵來設置具體的數(shù)值，最后按輸入和確定鍵進行確定和退出設置狀態(tài)，復位鍵用來當系統(tǒng)死機時使系統(tǒng)恢復到初試的狀態(tài)重新運行。其具體的設計電路土如圖316所示。圖312 按鍵設計電路圖 后向通道的設計燈箱工作工程中溫度是很主要的參數(shù)，也影響著它的性能和壽命，所以檢測出它運行工作中溫度很主要，所以后向通道是整個溫度控制器的執(zhí)行部分，它主要用來控制風扇的工作狀態(tài)，當溫度高于設定溫度時，單片機發(fā)出控制信號控制后向通道啟動風扇，當溫度低于設定值時，單片機發(fā)出控制信號打開燈箱里面的燈，從而達到設計的目的。當溫度低于設置溫度如下圖：圖313 溫度低于設置，打開燈箱控制圖當溫度超過溫度設計，則啟動風扇：圖313 啟動風扇電路設計電路圖 下載程序電路 MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS232標準串口設計的單電源電平轉換芯片,使用+5v單電源供電。　第一部分是電荷泵電路。由6腳和4只電容構成。功能是產生+12v和12v兩個電源，提供給RS232串口電平的需要。 　　第二部分是數(shù)據(jù)轉換通道。由11114腳構成兩個數(shù)據(jù)通道。 　　其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 　　8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。 　　TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉換成RS232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。 　　第三部分是供電。15腳GND、16腳VCC（+5v）。 數(shù)據(jù)保護功能模塊的介紹及其應用X5045芯片簡介X5045是一種集看門狗、電壓監(jiān)控和串行EEPROM 三種功能于一身的可編程控制電路。課題設計中介紹了它的主要特點和工作原理，同時結合8051 單片機給出了MPU 與X5045的接口電路與相應的讀寫程序。X5045的引腳圖見圖33,其功能如下：圖33 X5045的引腳圖CS 為片選信號；SO為串行輸出；SI為串行輸入；SCK為串行時鐘輸入；WP為EEPROM寫保護輸入。RESET為復位信號輸出。Vss為地。Vcc為電源電壓。 X5045使用三線總線串行(SPI)外設接口，對芯片進行操作的所有操作碼、字節(jié)地址及寫入的數(shù)據(jù)都從SI引腳輸入，寫入數(shù)據(jù)在串行時鐘SCK的上升沿被鎖存。從芯片讀取的數(shù)據(jù)從SO引腳串行移出，并在SCK的下降沿讀出數(shù)據(jù)。芯片的把關定時器和電壓監(jiān)視器都對單片機提供獨立的保護。，RESET引腳立即自動產生高電平復位信號，并一直保持到電源電壓恢復正常；當系統(tǒng)上電或掉電時，RESET引腳也自動產生一個高電平復位信號；當系統(tǒng)發(fā)生故障時，只要把關定時器達到其可編程的超時極限，RESET引腳立即自動產生一個持續(xù)200ms的高電平復位信號。這樣，就可有效地防止死機、數(shù)據(jù)誤寫及誤操作等故障的發(fā)生。 X5045芯片內部有2K8位的串行EEP2ROM，可以擦寫十萬次以上，內部數(shù)據(jù)可以保存一百年以上。應用時可以通過編程對指定的塊進行鎖定，以防止由于誤操作等原因破壞保存的數(shù)據(jù)。CPU 每隔一段時間(可編程設定)向X5045發(fā)一個觸發(fā)信號，否則它會使系統(tǒng)復位，以保證系統(tǒng)不死機。 X5045指令簡介 X5045有七條指令(如表31)，對芯片所有操作都是通過對指令寄存器寫命令來完成的。所有指令、地址、數(shù)據(jù)均以高位在前的方式串行傳送，向指定的存儲單元寫數(shù)據(jù)。表31 X5045的指令存儲器 指令名指令格式操作WREN0000 0110設置寫使能(允許寫操作)WRDI0000 0100復位寫使能(禁止寫操作)RSDR0000 0101讀狀態(tài)寄存器WRSR0000 0001寫狀態(tài)寄存器 (超時時間和塊操作)READAs011 0000從指定的起始起址讀取數(shù)據(jù)WRITE0000 As011向指定的存儲單元寫數(shù)據(jù) X5045內有一個八位狀態(tài)寄存器，在任何時間都可以通過指令訪問其中的內容。復位時為0，其格式如表32所示。表32 X5045的狀態(tài)存儲器765400WD1WD03210BL1BL0WELWIP WIP：只讀位，用于指示芯片是否正忙于內部非易失性的寫操作。WEL：寫使能，指示當前寫使能鎖存器狀態(tài)。BLBL0；設置EEPROM塊保護的地址范圍，見表33。表33 塊保護地址范圍BL1BL0被保護的地址范圍0001180 1FF10100 1FF11000 1FF WD WD0 :設置把關定時器的超時周期,見表34。表34 定時器的超時周期WD1WD0超時周期00 s01600 ms10200 ms11禁止在本次設計中X5045的應用圖34 X5045在本次設計中的運用如上圖34所示，由于X5045芯片內部有2K8位的串行EEP2ROM，可以擦寫十萬次以上，內部數(shù)據(jù)可以保存一百年以上。應用時可以通過編程對指定的塊進行鎖定，以防止由于誤操作等原因破壞保存的數(shù)據(jù)。CPU每隔一段時間(可編程設定)向X5045發(fā)一個觸發(fā)信號，否則它將使系統(tǒng)復位，以保證系統(tǒng)不死機。所以X5045可有效地防止死機、數(shù)據(jù)誤寫及誤操作等故障的發(fā)生。所以在本次設計中，它也以重要的環(huán)節(jié)出現(xiàn)在設計圖中。 第4章 系統(tǒng)軟件部分設計系統(tǒng)的軟件設計采用匯編語言，對單片機進行變成實現(xiàn)各項功能。主程序對模塊進行初始化，而后調用讀溫度、處理溫度、顯示、鍵盤、和、各模塊。用的是循環(huán)查詢方式，來顯示和控制溫度，主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值并負責調用各子程序,。開始初始化啟動DB18B20讀溫度計算溫度LED顯示 計算溫度子程序 讀出溫度子程序的主要功能包括初始化,判斷DS18B20是否存在,若存在則進行一系列的讀操,作若不存在則返回。其程序流程圖如圖42所示。圖42讀溫度流程圖 按鍵處理子程序 按鍵處理子程序主要是負責參數(shù)的設置，主程序每循環(huán)一次都要對按鍵進行掃描,判斷是否有輸入鍵按下則進行一系列的按鍵輸入操作。其程序流程框圖如圖43所示。圖43溫度轉換流程圖 計算溫度子程序計算溫度子程序將RAM中讀取值進行BCD碼的轉換運算，并進行溫度值正負的判定，其程序流程圖如圖44所示。 開始溫度零下?溫度值取補碼置“—”標志計算小數(shù)位溫度BCD值計算整數(shù)位溫度BCD值 結束置“+”標志NY圖44 計算溫度子程序 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進行刷新操作，當最高顯示位為0時將符號顯示位移入下一位。程序流程圖如圖45。溫度數(shù)據(jù)移入顯示寄存器十位數(shù)0？百位數(shù)0？十位數(shù)顯示符號百位數(shù)不顯示百位數(shù)顯示數(shù)據(jù)（不顯示符號