【文章內(nèi)容簡介】 O 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在 flash 編程時，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE 脈沖將會跳過。PSEN:外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當(dāng) AT89S52 從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN 將不被激活。EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲器讀取指令，EA 必須接 GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA 應(yīng)該接 VCC。在 flash 編程期間，EA 也接收 12 伏 VPP 電壓。XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。 溫度采集電路設(shè)計1．一般說明DS18B20是采用“1wire”一線總線傳輸數(shù)據(jù)的集成溫度傳感器,信息經(jīng)過單線接口送入DS18B20或從DS18B20送出，因此從中央處理器到DS18B20僅需連接一條線?？刹捎猛獠侩娫垂╇?，也可采用總線供電方式，此時，把VDD連接在一起作為數(shù)字電源。因為每一個DS18B20有唯一的系列號（silicon serial number），因此多個DS18B20可以存在于同一條單線總線上，這允許在許多地方放置溫度靈敏器件。此特性的應(yīng)用范圍包括HVAC環(huán)境控制，建筑物、設(shè)備或機械內(nèi)的溫度檢測，以及過程監(jiān)視和控制中的溫度檢測。2．特性 （1）獨特的單線接口，只需一個引腳即可通信 （2）多點(multidrop)能力使分布式溫度檢測應(yīng)用得以簡化 （3）不需要外部元器件 （4）可用數(shù)據(jù)線供電圖6 DS18B20引腳排列 （5）在1秒內(nèi)（典型值）把溫度變換為數(shù)字 （6）用戶可定義的，非易失性的溫度告警設(shè)置 （7）告警搜索命令識別和尋址溫度在編定的極限之外的器件（溫度告警情況）3．引腳排列如圖6。DS18B20的引腳說明如表3： 引 腳符 號說 明1GND地2DQ單線運用的數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳漏極開路3VCC可選VDD引腳兩種供電方式 表3 DS18B20的引腳說明 4．內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7所示，主要由4部分組成：64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。器件從單線的通信線取得其電源，在信號線為高電平的時間周期內(nèi)，把能量貯存在內(nèi)部的電容器中，在單信號線為低電平的時間期內(nèi)斷開此電源，直到信號線變?yōu)楦唠娖街匦陆由霞纳娙荩╇娫礊橹?。作為另一種可供選擇的方法，DS18B20也可用外部 5V電源供電。圖7 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 與 DS18B20 的通信經(jīng)過一個單線接口。在單線接口情況下，在 ROM 操作未定建立之前不能使用存貯器和控制操作。主機必須首先提供五種 ROM 操作命令之一：（1）Read ROM(讀 ROM)，（2）Match ROM(符 合 ROM),（3）Search ROM(搜索 ROM), （4)Skip ROM(跳過 ROM),或（5）Alarm Search(告警搜索)。這些命令對每一器件的 64 位激光 ROM 部分進(jìn)行操作。如果在單線上有許多器件，那么可以挑選出一個特定的器件，并給總線上的主機指示存在多少器件及其類型。在成功地執(zhí)行了 ROM 操作序列之后，可使用存貯器和控制操作，然后主機可以提供六種存貯器和控制操作命令之一。 一個控制操作命令指示 DS18B20 完成溫度測量。該測量的結(jié)果將放入 DS18B20 的高速暫存（便箋式）存貯器（Scratchpad memory）通過發(fā)出讀暫存存儲器內(nèi)容的存儲器操作命令可以讀出此結(jié)果。每一溫度告警觸發(fā)TH和 TL構(gòu)成一個字節(jié)的EEPROM。如果不對 DS18B20 施加告警搜索命令，這些寄存器可用作通用用戶存儲器。使用存儲器操作命令可以寫TH和TL。對這些寄存器的讀訪問通過便箋存儲器。所有數(shù)據(jù)均以最低有效位在前的方式被讀寫。DS18B20內(nèi)部有一個64位的ROM區(qū)，其中前8位為該器件的序列號，接下來48是該器件的編號，每個器件都不一樣，用于在一線總線上連接多傳感器時進(jìn)行對象識別，第8位是前56位的CRC校驗碼。接下來是RAM區(qū)和EERAM區(qū)。RAM前五個字節(jié)分別為LSB、MSB、TH、TL和CONFIG值，分別表示溫度測量值的低位字節(jié)、高位字節(jié)、溫度高溫低溫報警和使用傳感器分辨率設(shè)置位。EERAM分別用于TH和TL的數(shù)據(jù)保存。每次上電時，數(shù)據(jù)會自動從EERAM拷貝到TH和TL中。fonfrg值的數(shù)據(jù)格式如表4： TM0R1R011111 fonfrg數(shù)據(jù)格式 表4 fonfrg數(shù)據(jù)格式低五位一直都是1 ，TM是測試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動。R1和R0用來設(shè)置分辨率，如表5所示：（DS18B20出廠時被設(shè)置為12位）R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時間009位0110位1011位375ms1112位750ms 表5分辨率設(shè)置表DS18B20有兩種供電方式，第一種方法是寄生電源方式。當(dāng)發(fā)生溫度變換時，在I/O口提供一強的上拉電阻，如圖8所示。圖8 寄生電源供電方式通過使用一個MOSFET把I/O線直接拉到電源可達(dá)到這一點。當(dāng)使用該方式時VDD引腳連接到地。向DS18B20供電的另一種方法是通過使用連接到VDD引腳的外部電源，如圖9所示。這種方法的優(yōu)點是在I/O線上不要求強的上拉?？偩€上主機不需向上連接便在溫度變換期間使線保持高電平。這就允許在變換時間內(nèi)其他數(shù)據(jù)在單線上傳送。此外，在單線總線上可以放置任何數(shù)目的DS18B20,而且如果它們都使用外部電源，那么通過發(fā)出跳過（Skip）ROM命令和接著發(fā)出(Convert)T命令，可以同時完成溫度變換。需要注意的是，只要外部電源處于工作狀態(tài)，GND引腳不可懸空。圖9 外部電源供電方式DS18B20具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用處理器I/O端口少等優(yōu)點, 應(yīng)用方便靈活，在常溫測量中有較大優(yōu)勢，與Lon Works 現(xiàn)場總線結(jié)合應(yīng)用前景更加廣闊，如在工業(yè)過程、空調(diào)系統(tǒng)、智能樓宇等領(lǐng)域的溫度測量會有廣泛的應(yīng)用。 顯示電路數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。數(shù)碼管是顯示部分，通過對其不同的管腳輸入相對的電流會使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字。能夠顯示、時間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。由于它的價格便宜，使用簡單，在電器，特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，其他家電也用液晶屏與熒光屏。 數(shù)碼管的驅(qū)動數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。1. 靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅(qū)動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要58＝40根I/O端口來驅(qū)動，要知道一個89S51單片機可用的I/O端口才32個呢：），實際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。2. 動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當(dāng)單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，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，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。本設(shè)計采用動態(tài)顯示驅(qū)動方式，其電路如圖10：圖10 數(shù)碼管驅(qū)動電路 數(shù)碼管靜態(tài)顯示原理數(shù)碼管靜態(tài)顯示的特點是每個數(shù)碼管的段選必須接一個8位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字碼。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優(yōu)點是占用CPU時間少，顯示便于監(jiān)測和控制。缺點是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。 數(shù)碼管動態(tài)顯示原理數(shù)碼管動態(tài)顯示程序包含顯示數(shù)字、部分字母符號、小數(shù)點、數(shù)碼管閃爍、數(shù)碼管消隱等。其它程序輸出到顯示程序的數(shù)據(jù)既可以是BCD碼、二進(jìn)制碼、ASCII碼、自定義顯示碼等。假設(shè)顯示的符號與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系如下：顯示符號0123456789數(shù)據(jù)00H01H02H03H04H05H06H07H08H09H顯示符號ABCDEFH全亮全暗數(shù)據(jù)0AH0BH0CH0DH0EH0FH10H11H12H13H由硬件電路工作原理可知，為了顯示穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，每秒必須顯示數(shù)據(jù)50次以上，才能達(dá)到預(yù)期目的。圖11 數(shù)碼管電路