【文章內(nèi)容簡介】 C52單片機(jī)就會只訪問外部ERROM/ROM并且也會執(zhí)行外部程序RAM中的指令，而且并不用管單片機(jī)中是否有片內(nèi)RAM程序。然而如果對于對于ROM的8031或8032單片機(jī)，因為ROM的8031或8032單片機(jī)之中沒有芯片，那么我們就必須向外擴(kuò)展ERROM，那么在這個時候我們就必須將EA引腳接到地。但是如果我們使用的是有片內(nèi)ROM的STC89C52單片機(jī)時，也要使EA引腳接地。該引腳一共有31腳。I/O引腳可以表示為輸入/出端口引腳，該引腳中包括P0，P1，P2，P3四個端口。P0口可以表示為一個漏極開路的八位雙向輸入/輸出端口。P1口可以表示為一個八位準(zhǔn)雙向輸入/輸出端口。P2口不僅可以表示為地址總線輸出地址高八位，而且也可以做為平常的輸入/輸出端口使用。P3口可以表示為一個雙功能口，該引腳不僅可以做為平常的輸入/輸出口用而且該輸入/輸出端口也可以按每位定義實現(xiàn)第二功能操作。詳情可以從以下的表中看出來。表1 P3口的第二功能表 我們在測量溫度的時候，需要設(shè)計測溫電路，那么我們就需要用到溫度傳感器，對于溫度傳感器的選擇是非常之重要的，在如今的社會，人們已經(jīng)研發(fā)出了很多種的溫度傳感器，而每種溫度傳感器在不同的系統(tǒng)之中都有其不同的優(yōu)點和缺點，以下我們針對兩種溫度傳感器進(jìn)行比較，其中一種為PT100溫度傳感器，另一種為DS18B20溫度傳感器，然后我們選擇一種適用于本文設(shè)計的溫度傳感器。方案1： 方案一我們選擇PT100溫度傳感器。PT100溫度傳感器測量溫度的時候我們通常是利用鉑電阻的阻值隨溫度改變而變化的思路,而且穩(wěn)定性也非常的好、精確度也非常的精確，并且這種傳感器可以忍受高壓。但是缺點就是這種溫度傳感器使用起來非常的復(fù)雜。方案2：方案二我們選擇DS18B20溫度傳感器。DS18B20溫度傳感器的輸出總線的方式是通過 “ 一線 ” 總線這種獨特的方式。這種獨特的輸出總線的方式不僅可以使多個 DS18B20溫度傳感器可以方便地形成一個傳感器網(wǎng)絡(luò)，而且DS18B20溫度傳感器在測溫時候的精度方面、轉(zhuǎn)換時候的時間等方面相對于其他的溫度傳感器都有了非常大的進(jìn)步。綜上所述，我們通過兩種溫度傳感器的比較，DS18B20溫度傳感器不僅可以直接輸出溫度值，而且不需要進(jìn)行過多的校正，因此，對于溫度傳感器的選擇，我們選擇DS18B20溫度傳感器。3 系統(tǒng)的硬件電路 單片機(jī)最小系統(tǒng) 如果要使單片機(jī)進(jìn)行正常的工作，那么構(gòu)成單片機(jī)電路最基礎(chǔ)的的就是單片機(jī)最小系統(tǒng)，單片機(jī)最小系統(tǒng)如下圖所示。單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路包括單片機(jī)電路、復(fù)位電路和時鐘電路。 STC89C52 ,因此我們通常在給單片機(jī)接入電源時一般接入的為5V的直流電源。我們通常會通過單片機(jī)的電源端的VCC引腳接入+5V電源，而單片機(jī)中的接地端的VSS引腳在通常情況下則會接地。 圖3 單片機(jī)最小系統(tǒng) 復(fù)位電路一般來說就是確定單片機(jī)在開始工作時的狀態(tài)，即使單片機(jī)完成啟動的一個過程。打開電源的開關(guān)時單片機(jī)便會產(chǎn)生一個復(fù)位信號，從而進(jìn)一步完成啟動并且進(jìn)一步確定單片機(jī)的起始工作狀態(tài)。當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運行的過程之中，有時候單片機(jī)系統(tǒng)可能會因為某些原因從而導(dǎo)致死機(jī)或者跑飛的現(xiàn)象，通常在這個時候我們都會按下復(fù)位按鈕使單片機(jī)系統(tǒng)中的程序從頭開始執(zhí)行。復(fù)位通常有兩種方法其中一種為上電自動復(fù)位另一種為外部按鍵手動復(fù)位，一般情況下單片機(jī)系統(tǒng)在時鐘電路的工作之后，在復(fù)位端出連續(xù)的輸出兩個周期的高電平時，這時單片機(jī)系統(tǒng)就會完成復(fù)位操作。而在本設(shè)計之中我們所采用的復(fù)位方法是外部手動復(fù)位。 單片機(jī)的時鐘電路與復(fù)位電路設(shè)計 我們在本次設(shè)計的系統(tǒng)之中我們采用STC89C52系列的單片機(jī)，STC89C52系列的單片機(jī)相對比其他系列的單片機(jī)來說具有很多的優(yōu)點。在該單片機(jī)中不僅資源相對比其他單片機(jī)要多的很多，而且對于系統(tǒng)的執(zhí)行速度也要快得多。STC89C52單片機(jī)內(nèi)部也集成了看門狗電路，使這種單片機(jī)具有很強(qiáng)的抑制干擾的能力。如下圖所示為本單片機(jī)系統(tǒng)的時鐘電路和復(fù)位電路。圖4 時鐘電路 圖5 復(fù)位電路由于STC89C52單片機(jī)輸入/輸出端口中的P0端口沒有上拉電阻，表示為高電阻狀態(tài)，從而并不能使STC89C52單片機(jī)正常地輸出高/低電平，因此該輸入/輸出端口在使用的過程之中必須外接一個上拉電阻。 煙霧檢測AD采集電路 我們在煙霧檢測的過程之中通過采用MQ2半導(dǎo)體煙霧傳感器。并且經(jīng)過ADC0832芯片經(jīng)過采集之后便可以得到各種煙霧濃度下的信號。因此我們根據(jù)這種設(shè)計可以設(shè)計出一種理想狀態(tài)下的煙霧強(qiáng)度報警信號。這種煙霧檢測AD采集電路如下圖所示：圖6 煙霧濃度采集電路 顯示模塊 我們在顯示模塊的過程之中通過數(shù)碼管進(jìn)行顯示，顯示模塊的電路如下圖所示：圖7 數(shù)碼管顯示 聲音報警電路 ，從而使單片機(jī)系統(tǒng)控制蜂鳴器是不是需要報警。 圖8 聲音報警電路圖 按鍵控制電路 在本次設(shè)計之中我們針對本電路一共設(shè)置了四個按鍵，一個設(shè)置鍵、一個加鍵、一個減鍵、一個緊急報警鍵，當(dāng)我們在生活中遇到緊急的情況的時候，便可以迅速按下按鍵之中的緊急報警鍵，在這個時候蜂鳴器便會進(jìn)行報警。按鍵控制電路的電路圖如下圖所示：圖9 消音按鍵連接電路圖 電源模塊 因為在本次針對煙霧報警系統(tǒng)之中對于供電系統(tǒng)我們采用的事電池供電，因此我們比較了兩種供電系統(tǒng)對本系統(tǒng)進(jìn)行供電，它們都有各自的優(yōu)缺點。方案1：方案一中我們使用5V蓄電池為我們所設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行供電。通常情況下蓄電池不僅具有很強(qiáng)大的電流驅(qū)動能力而且也具有很平穩(wěn)的的電壓輸出的能力。但是蓄電池的缺點及時體積相對于其他供電系統(tǒng)太過于龐大，在小環(huán)境的報警器中使用起來相當(dāng)?shù)牟环奖?。方?： ，我們通過實驗驗證該單片機(jī)系統(tǒng)在工作的時候，各種器件所需要的電壓都能夠滿足該單片機(jī)系統(tǒng)的需求，而且電池更換起來也極為方便。綜上所述，我們針對單片機(jī)系統(tǒng)的供電系統(tǒng)采用第二種方案。圖10 電源接口電路 溫度傳感器(DS18B20)電路 DSl8B20簡介 DSl8B20溫度傳感器是全球著名的DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)并推出的一款新型的溫度傳感器，該溫度傳感器是繼DSl820溫度傳感器之后最新推出一款新型的智能溫度傳感器。DSl8B20溫度傳感器相對于傳統(tǒng)的熱敏電阻有很多的優(yōu)點，這種溫度傳感器不僅可以直接讀出被測量的溫度，而且也能夠根據(jù)系統(tǒng)的需要從而通過編程可以達(dá)到數(shù)字直讀方式。而且我們可以從DSl8B20溫度傳感器讀出或者寫入信息僅僅可以用一根口線用來讀寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，而且總線也可以向DSl8B20溫度傳感器進(jìn)行供電，并不需要加入其他的電源。所以我們在應(yīng)用DSl8B20傳感器的過程之中不僅可以讓單片機(jī)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)更加趨向于簡單，而且在這種溫度傳感器的可靠性也非常的高。本文設(shè)計不僅向我們介紹了基于DS18B20溫度傳感器的溫度測量中所應(yīng)用的單片機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成、不且也向我們系統(tǒng)的介紹了設(shè)計的方案和所用到到的程序設(shè)計的過程。DS18B20溫度傳感器進(jìn)行多點溫度測量的單片機(jī)系統(tǒng)的控制的核心采用AT89C52單片機(jī)進(jìn)行控制的，并且以DS18B20作為被控制的對象，單片機(jī)系統(tǒng)中熟知的顯示我們采用數(shù)碼管進(jìn)行顯示，并且在單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計過程之中我們也用到了C語言來實現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)所要求的各種功能。DSl8B20溫度傳感器我們用到了3腳PR35封裝和8腳SOIC封裝. 如下圖所示我們可以看出 DS18B20溫度傳感器中的各個管腳的排列： 圖11 DS18B20的管腳 DS18B20溫度傳感器的各個引腳說明如下： GND 引腳可以表示為接地引腳； DQ 引腳可以表示為數(shù)據(jù)輸入/輸出端口引腳； VDD 引腳可以表示為所接電源的引腳； NC引腳可以表示為空腳； DSl8B20的內(nèi)部RAM包括兩個RAM，其中一個表示為高速暫存RAM，另一個為可電擦除的EEPRAM?？呻姴脸拇鎯ζ魍ǔＧ闆r下我們用來存儲TH和TL的值。通常情況下我們首先會將數(shù)據(jù)先寫入RAM，其次我們會通過校驗并且將數(shù)據(jù)信號傳給EEPRAM。而配置寄存器為高速暫存器中的第5個字節(jié)，配置寄存器之中的內(nèi)容通常情況下用來確定數(shù)字轉(zhuǎn)換的分辨率，DSl8B20 溫度傳感器在正常工作的時候通常情況下會按照這個配置寄存器中的分辨率將溫度變?yōu)榕c其相對應(yīng)的數(shù)值。低5位通常情況下一直都表示為1，TM通常情況下用來表示測試模式位，通常情況下TM用來進(jìn)行設(shè)置DSl8B20溫度傳感器應(yīng)當(dāng)在工作模式還是應(yīng)當(dāng)在測試模式。如下面表格中的內(nèi)容所示。DSl8B20溫度傳感器在剛剛出廠的時候該位一般情況下會被設(shè)置為0，并不需要用戶去進(jìn)行改動。 表1 字節(jié)各位的定義TMR1R011111由下表中的內(nèi)容我們可以看出，我們所設(shè)定的分辨率與單片機(jī)系統(tǒng)中的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時間成正比關(guān)系。所以當(dāng)我們在實際應(yīng)用的過程之中一定要在考慮分辨率和轉(zhuǎn)換時間并進(jìn)行權(quán)衡。高速暫存RAM之中不僅包括配置寄存器，而且還包括另外八個字節(jié)組成，它的分配從下表我們可以看出。通過下表我們可以看出TH和TL值第三，第四節(jié)，第六到第八字節(jié)，表現(xiàn)為全邏輯1；第九字節(jié)讀出的數(shù)值就是前面的八個字節(jié)的RC碼，通常情況下可以用來保證通信的正確性。表2 數(shù)據(jù)分辨率和轉(zhuǎn)換時間R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時間/ms 009011010111112通常情況之下當(dāng)DSl8B20溫度傳感器收到溫度轉(zhuǎn)換的信號之后，便會啟動轉(zhuǎn)換程序，如下表中的內(nèi)容所示。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號擴(kuò)展到二進(jìn)制補(bǔ)碼形式儲存在高速暫存存儲器的第l，2字節(jié)。DSl8B20溫度傳感器之中我們在計算對應(yīng)的溫度的時候：當(dāng)符號位S為0時，我們便可以直接把二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號位S為1時，我們首先會將二進(jìn)制位補(bǔ)碼變換為二進(jìn)制位原碼，然后再將二進(jìn)制位原碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)值。 表3 碼制轉(zhuǎn)換溫度低位溫度高位THTL配置保留保留保留8位CRC 18B20接口電路 如下圖所示為18B20的接口電路。圖12溫度傳感器接口電路圖 （1） DS18B20控制方法 DS18B20溫度控制器有六條控制命令：44H可以表示為溫度轉(zhuǎn)換控制此時我們將系統(tǒng)之中的數(shù)據(jù)通常情況下會通過啟動DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換； BEH可以表示為讀暫存器讀暫存器中包括九個字節(jié)的內(nèi)容； 4EH可以表示為寫暫存器其作用就是將系統(tǒng)之中復(fù)制暫存器的數(shù)據(jù)通常情況下寫入暫存器的TH和TL字節(jié)之中； 48H可以表示為復(fù)制暫存器將系統(tǒng)之中的數(shù)據(jù)這個暫存器的作用就是那TH和TL中的字節(jié)寫到E2RAM中