【文章內(nèi)容簡介】 。P3端口還用于一些復(fù)用功能，其復(fù)用功能如表 1 所列。表 1 單片機(jī) 89C52P3 口的功能及在本系統(tǒng)中的應(yīng)用端口引腳 復(fù)用功能 本系統(tǒng)接口分配 RXD（串行口輸入口） 與手動升溫按鈕連接 TXD（串行口輸出口） 與手動降溫按鈕連接 INT0（外部中斷） 與手動調(diào)節(jié)確認(rèn)按鈕連接 INT1（外部中斷 1） 與 DS18B20 的 I/O 端口通訊 T0（定時器 0 的外部輸入） 與高溫報警的二極管連接 T1（定時器 1 的外部輸入） 與低溫報警的二極管連接 WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） 備用 RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 備用在該系統(tǒng)中，DS18B20 的數(shù)字信號輸入/輸出端連接到 89C52 的 中，作為89C52 的數(shù)據(jù)輸入。 信號處理與控制電路信號處理與控制采用 52 單片機(jī)基本電路。此電路以 52 單片機(jī)為核心，52 的具體引腳圖如圖 5。在該系統(tǒng)中，要使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)信號處理與控制，則要使單片機(jī)的 20 腳（GND）接地，40 腳（Vcc）和 31 腳（/EA）接正 5V 電源。119 腳（XTALXTAL1）接 12MHz 的晶振和兩個電容，組成片內(nèi)振蕩電路，為單片機(jī)提供時鐘脈沖。9 腳（RST）接按鍵復(fù)位電路，提供復(fù)位信號給單片機(jī)。圖 5 89C52 引腳圖 89C52 芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。反相放大器的輸入端為 XTAL1，輸出端為 XTAL2，兩端跨接石英晶體及兩個電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。兩個電容通常取 30pF 左右，穩(wěn)定頻率并對震蕩頻率有微調(diào)作用。如圖 6 所示。X1C130pC230p圖 6 晶振電路 手動復(fù)位是通過接通一按鈕開關(guān)，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。系統(tǒng)上電運(yùn)行后，若需要復(fù)位，則通過手動復(fù)位來實(shí)現(xiàn)的。如圖 7 所示。K4C310uR510k圖 7 手動復(fù)位電路 溫度顯示電路本系統(tǒng)中，溫度顯示硬件由 74HC138 八位二進(jìn)制譯十進(jìn)制譯碼器，74HC245 信號功率放大和四位一體共陰數(shù)碼管構(gòu)成。1. 四位一體共陰數(shù)碼管四位一體共陰數(shù)碼管引腳圖如圖 8 所示。它的 7 腳為位選腳，分別對應(yīng)從左到右四個數(shù)碼管，輸入低電平選通。剩下的其他引腳為數(shù)據(jù)輸入腳，此電路中數(shù)碼 管的 8 個數(shù)據(jù)引腳（a、b、c、d、e、f、g、dp）。圖 8 LED 數(shù)碼管引腳圖 2. 八位二進(jìn)制譯十進(jìn)制譯碼器由于要對四位一體共陰數(shù)碼管提供位選信號，供其選通四個數(shù)碼管,所以在系統(tǒng)中使用了74HC138 八位二進(jìn)制譯十進(jìn)制譯碼器。其引腳圖如圖 9 所示。引腳說明：第 3 腳 A、B、C 二進(jìn)制輸入腳。第 6 腳片選信號控制，只有在 5 腳為“0” ，6 腳為“1”時，才會被選通，輸出受 A、B、C 信號控制。其它任何組合方式將不被選通，且 Y0~Y7 輸出全為“1” 。第 8 腳為 GND，電源地。第 15 腳為 VCC，電源正極。 圖 9 74HC138 引腳圖74HC138 的 3 腳分別與單片機(jī)的 、 腳相連，單片機(jī)的這三個管腳輸出選通二進(jìn)制信號，輸入到 74HC138 譯碼，由 74HC138 的 Y0 至 Y7 腳（本電路只用了 Y0、YY3）將譯碼十進(jìn)制信號輸出到四位一體共陰數(shù)碼管，以達(dá)到對數(shù)碼管的位選作用。譯碼電路如圖 10 所示。A1 B2C3E16 E24E35Y0 15Y1 14Y2 13Y3 12Y4 11Y5 10Y6 9Y7 7U174HC138R15k1圖 10 譯碼電路3. 信號功率放大電路為了使 LED 能夠獲得足夠的功率顯示溫度，在本系統(tǒng)中采用了 74HC245 功率放大器，把單片機(jī)處理后的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)由 74HC245 進(jìn)行功率放大后，再把它輸入給 LED 數(shù)碼管顯示。74HC245 引腳圖如圖 11 所示。引腳說明：第 1 腳 DIR，為輸入輸出端口轉(zhuǎn)換用，DIR=“1”高電平時信號由“A”端輸入“B”端輸出，DIR=“0”低電平時信號由“B”端輸入“A”端輸出。第 2 到 9 腳“A”信號輸入輸出端，A1=B1……A8=B8，A1 與 B1 是一組，如果 DIR=“1”,G=“0”則 A1 輸入 B1 輸出，其它類同。如果DIR=“0”G=“0”則 B1 輸入 A1 輸出，其它類同。第 11 到 18 腳“B”信號輸入輸出端，功能與“A”端一樣，不再贅述。 圖 11 74HC245 引腳圖第 19 腳 G 使能端，若該腳為“1” ，A/B 端的信號將不導(dǎo)通，只有為“0”時 A/B 端才被啟用，該腳也就是起到開關(guān)的作用。第 10 腳 GND，電源地。第 20 腳 VCC，電源正極。本電路選擇 DIR=“1”，G=“0”則 A1 輸入 B1 輸出，單片機(jī) P2 口輸出顯示 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號到 74HC245 的 A1~A8 腳，使信號功率放大，再通過 B1 到 B8 腳輸出到四位一體共陰數(shù)碼管數(shù)據(jù)腳，驅(qū)動數(shù)碼管顯示。具體電路圖如圖 12 所示。A02 B0 18A13 B1 17A24 B2 16A35 B3 15A46 B4 14A57 B5 13A68 B6 12A79 B7 11CE19 AB/BA1U374HC245圖 12 信號功率放大電路圖 溫度設(shè)置電路溫度調(diào)節(jié)由三個不鎖按鍵電路實(shí)現(xiàn)。電路圖如圖 13 所示。按鍵 K1 一端與單片機(jī)的外部中斷 0（/INT0,12 腳）相連，另一端接地。其功能是當(dāng)按鍵按下一次時，給單片機(jī)一個低電平，進(jìn)入溫度設(shè)定狀態(tài)；再次按下時，則退出溫度設(shè)定狀態(tài)。按鍵 KK3，一端接地，另一端與單片機(jī)的 10 腳、11 腳相連，其功能是每按下一次按鍵，溫度顯示值加 1 或減 1。K3K1K2R2R3R4圖 13 溫度設(shè)置電路 控制指示電路控制指示電路由兩個彩燈構(gòu)成，由單片機(jī) （引腳 14） 、(引腳 15，見表 1)輸出控制信號，控制彩燈的亮滅。在該系統(tǒng)中，當(dāng)溫度超過 26 攝氏度時，單片機(jī) 輸出高電平，驅(qū)動高溫彩燈亮，啟動制冷設(shè)備。當(dāng)溫度低于 18 攝氏度時，單片機(jī) 輸出高電平，驅(qū)動低溫彩燈亮，啟動電暖設(shè)備。當(dāng)不滿足條件時，彩燈熄滅。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) DS18B20 數(shù)據(jù)通信概述 和 DS18B20 通信，其命令序列有 3 步：初始化、ROM 命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）和功能命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）。每次訪問 DS18B20，必須嚴(yán)格遵守這個命令時序，如果出現(xiàn)序列混亂，則單總線則單總線器件不會響應(yīng)主機(jī)。這個準(zhǔn)則對于搜索 ROM 命令和報警搜索命令例外，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，主機(jī)不能執(zhí)行其后的功能命令，而必須返回至第一步。1. 初始化單總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，初始化過程由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和從機(jī)響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組成，應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道總線上有從機(jī)設(shè)備且準(zhǔn)備就緒。2. ROM 命令在主機(jī)檢測到應(yīng)答脈沖后，就可以發(fā)出 ROM 命令。ROM 命令與各個從機(jī)設(shè)備的唯一64 位 ROM 代碼相關(guān)，允許主機(jī)在單總線上連接多個從機(jī)設(shè)備時，指定操作某個從機(jī)設(shè)備。ROM 命令還允許能夠檢測到總線上有多少個從機(jī)設(shè)備及其設(shè)備類型，或者有沒有設(shè)備處于報警狀態(tài)。(1)搜索 ROM[F0h]當(dāng)系統(tǒng)初始上電時，主機(jī)必須找出總線上所有從機(jī)設(shè)備的 ROM 代碼，這樣主機(jī)才能夠判斷出從機(jī)的數(shù)目和類型。主機(jī)通過重復(fù)執(zhí)行搜索 ROM 循環(huán)（搜索 ROM 命令跟隨著位數(shù)據(jù)交換），以找出總線上所有的從機(jī)設(shè)備。如果總線只有一個從機(jī)設(shè)備，則可以采用讀 ROM 命令來替代搜索 ROM 命令。在每次執(zhí)行完搜索 ROM 循環(huán)后，主機(jī)必須返回至命令序列的第一步：初始化。（2）讀 ROM[33h]（僅適合于單節(jié)點(diǎn)）該命令僅適用于總線上只有一個從機(jī)設(shè)備，它允許主機(jī)直接讀出從機(jī)的 64 位 ROM代碼，而無須執(zhí)行搜索 ROM 過程。如果該命令用于多節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)則必然發(fā)生數(shù)據(jù)沖突，因?yàn)槊總€從機(jī)設(shè)備都會響應(yīng)該命令。（3）匹配 ROM[55h]匹配 ROM 命令跟隨 64 位 ROM 代碼，從而允許主機(jī)訪問多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中某個指定的從機(jī)設(shè)備。僅當(dāng)從機(jī)完全匹配 64 位 ROM 代碼時，才會響應(yīng)主機(jī)隨后發(fā)出的功能命令，其他設(shè)備將處于等待復(fù)位脈沖狀態(tài)。（4）跳躍 ROM[CCh](僅適合于單節(jié)點(diǎn)) 主機(jī)能夠采用該命令同時訪問總線上的所有從機(jī)設(shè)備，而無須發(fā)出任何 ROM 代碼信息。例如，主機(jī)通過在發(fā)出跳越 ROM 命令后，跟隨轉(zhuǎn)換溫度命令[44h]就可以同時命令總線上所有的 DS18B20 開始轉(zhuǎn)換速度，這樣大大節(jié)省了主機(jī)的時間。注意：如果跳越ROM 命令跟隨的是讀操作命令，則該命令只能應(yīng)用于單節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，否則將由于多個節(jié)點(diǎn)都響應(yīng)該命令而引起數(shù)據(jù)沖突。（5）報警搜索[Ech] 除那些設(shè)置了報警標(biāo)志的從機(jī)響應(yīng)外，該命令的工作方式完全等同于搜索 ROM 命令，該命令允許主機(jī)設(shè)備判斷哪些從機(jī)設(shè)備發(fā)生了報警（如最近的測量溫度過高或過低等）。同搜索 ROM 命令一樣，在完成報警搜索循環(huán)后，主機(jī)必須返回至命令序列的第一步。3. 功能命令在主機(jī)發(fā)出 ROM 命令，以訪問某個指定的 DS18B20，接著就可以發(fā)出 DS18B20 的某個功能命令。這些命令允許主機(jī)寫入或讀出 DS18B20 的存儲器，啟動溫度轉(zhuǎn)換以及判斷從機(jī)的供電方式。（1）讀 RAM 存儲器[BEh] 此命令讀 RAM 存儲器的內(nèi)容，開始讀字節(jié) 0，并繼續(xù)讀到第九個字節(jié)（CRC）。如果不是所有位置均可讀，那么主機(jī)可以再任何時候發(fā)出一復(fù)位命令以中止讀操作。 (2) 復(fù)制 RAM 存儲器（48h） 此命令讀 RAM 存儲器的內(nèi)容，開始讀字節(jié)