【文章內(nèi)容簡介】 就是采用內(nèi)時鐘引腳，其中晶振器為6MHz，兩個電容均為30pF。2)外時鐘方式，XTAL1接地，XTAL2接外部振蕩器。由于XTAL2端的電平不是TTL電平，故接一個上拉電阻。外部振蕩器的頻率應低于12MHz。b) 制信號引腳,包括RST/Vpd、ALE/PROG非、PSEN非、EA非／Vpp。下面分別對其進行介紹：1) RST/Vpd（9腳）：復位信號／備用電源引腳 當輸入的復位信號延續(xù)２個機器周期以上，高電平即為有效，用以完成單片機的復位操作。復位后影響片內(nèi)特殊功能寄存器的狀態(tài)，但不影響片內(nèi)RAM狀態(tài)。 同一引腳的Ｖpd是備用電源輸入端（Vpd接＋5V備用電源）。在Vcc斷電時，為保證RAM中的信息不丟失，可使此引腳完成掉電保護功能。 2) ALE/PROG非（30腳）；地址鎖存允許信號／編程脈沖輸入端 在系統(tǒng)擴展時，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址送入鎖存器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。此外由于ALE是以1/6晶振頻率的固定頻率輸出的正脈沖，因此可作為外邊時鐘或外部定時脈沖使用。 對片內(nèi)帶有４kbyteEPROM的8751編寫固化程序時，PROG非作為編程脈沖輸入端。 3) PSEN非（29引腳）：外邊程序存儲器讀選通信號為低電平有效，8051在訪問片外程序存儲器時，此引腳端輸出負脈沖作為讀片外程序存儲器的選通信號，以實現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。要檢查8051上電平后CPU能否正常到程序存儲器中讀取指令碼，可以用示波器觀察引腳PSEN非有無脈沖輸出，若有說明正常。4) EA非／Vpp（31腳）：內(nèi)部和外部程序存儲器選擇信號 當引腳接高電平時，CPU只訪問片內(nèi)4kbyte的EPROM/ROM，執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令，但在程序計數(shù)器計數(shù)超過OFFFH時（即地址大于4kbyte時），將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外大于4kbyte程序存儲器內(nèi)的程序。 若EA非引腳接低電平時，CPU只訪問外部程序存儲器，而不管片內(nèi)是否有程序存儲器。對于8031單片機（片內(nèi)無ROM）需外擴EPROM，故必須將EA非引腳接地。 在對EPROM編寫固化程序時，需對此引腳施加21V的編程電壓。c) I/O（輸入/輸出）接口引腳 1) 并行I/O接口的特點 MCS51有4個8位并行I/O接口P0～P3，他們都是雙向端口，可以進行輸入或者輸出操作，每個口都有口鎖存器和口驅(qū)動器兩部分組成。此外，它還有一個全雙工串行通信口。這4個端口為MCS51與外圍器件或外圍設(shè)備進行信息(數(shù)據(jù)、地址、控制信號)交換提供了多功能的輸入/輸出通道，也為MCS51擴展外部功能、構(gòu)成應用系統(tǒng)提供了必要的條件。它們的特點如下：a、4個并行I/O接口都是雙向的。P0口為漏極開路，PPP3口均具有內(nèi)部上拉電阻，它們有時被稱為準雙向口。b、4個并行口的32條I/O接口線都可以獨立地用于輸入或輸出操作。c、當4個并行口的I/O接口線有作輸入操作時，必須對該口的鎖存器進行寫1操作，以保證從I/O接口線輸入數(shù)據(jù)的正確性，這也是4個并行接口有時被稱為“準”雙向的含義。2) I/O接口電路功能匯總 MCS51單片機內(nèi)部屬單總線結(jié)構(gòu)，因此使系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上增加了靈活性。通過總線，用戶可根據(jù)應用需要進行多功能的系統(tǒng)擴展，構(gòu)成用戶的實際應用系統(tǒng)。MCS51系列中的8031單片機，因其內(nèi)部在結(jié)構(gòu)上無程序存儲器，所以它的應用系統(tǒng)必定為一個擴展的系統(tǒng)。因此，MCS51的4個并行I/O接口中的P0、PPP3口基本上都具備有這兩項功能：a、P0口：P0口是一個多功能口除可以作為通用的輸入/輸出口外，還具備用于系統(tǒng)擴展的第二功能。在MCS51的進行系統(tǒng)擴展時，它作為地址/數(shù)據(jù)總線口。通過外接地址鎖存器，MCS51的內(nèi)部單總線可從P0口被擴展成8位的數(shù)據(jù)總線和16位地址總線的低8位。在實際應用中，P0口先送出外部存儲器16位地址中的低8位至地址鎖存器鎖存，然后再由P0口進行8位數(shù)據(jù)的輸入或輸出；b、P1口：P1口作為通用I/O接口，它的每一位都可以別編程為通用I/O接口線；c、P2口：P2口也是一個多功能口，與P0口相似，它除可被用作I/O接口外，在進行系統(tǒng)擴展時，還可以輸16位地址總線中的高8位，和P0口共同構(gòu)成16位的地址總線。當然，在P0口和P2口用作地址/數(shù)據(jù)總線時，它們都不能再作為通用I/O接口；d、P3口：P3口也是一個多功能口，除可以作為通用I/O接口外，還具有多種控制功能，為通用I/O接口時和MCS51其他具有控制功能的輸入/輸出引線在一起，共同形成MCS51的控制總線。P3口在作為第二功能（控制功能）使用時。 P3口各引腳定義口線第二功能信號名稱RXD串行數(shù)據(jù)接收TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送INT0外部數(shù)據(jù)0申請INT1外部數(shù)據(jù)1申請T0定時器/計數(shù)器0輸入T1定時器/計數(shù)器1輸入WR外部RAM寫選通RD外部RAM讀選通一個信號引腳，既是第一功能又是第二功能，在使用時也不會引起混亂和造成錯誤，理由如下：a、對于各種型號的芯片，其功能的第一功能信號是相同的，所不同的只在引腳的的第二功能信號上；b、對于30和31各個引腳，由于第一功能信號與第二功能信號是單片機在不同工作方式下的信號，因此不會發(fā)生使用上的矛盾；c、P3口線的情況卻有所不同，它的第二功能信號都是單片機的重要控制信號。因此在實際使用時，總是先按需要優(yōu)先選用它的二功能，剩下不用的才作為口線使用。d) MCS51單片機的復位方式和復位電路1) 復位操作:復位是單片機的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當由于程序運行出錯或者操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復位鍵以重新啟動。a、復位操作還對單片機的個別引腳信號有影響，例如把ALE和PSEN非信號變?yōu)闊o效狀態(tài)，即ALE=0，PSEN=1；b、復位信號及其產(chǎn)生 RST引腳是復位信號的輸入端，復位信號是高電平有效，其有效時間持續(xù)24個振蕩脈沖周期（即2個機器周期）以上，若使用頻率為6MHz的晶振，則復位信號持續(xù)時間應超過4us才能完成復位操作。整個復位電路包括芯片內(nèi)外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復位信號（RST）送施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復位電路在每個機器周期的S5時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進行采樣。然后才得到內(nèi)部復位操作所需要的信號。 顯示溫度值的LED顯示器接口簡介 LED顯示器是單片機應用系統(tǒng)中常用的廉價輸出設(shè)備。它是由若干個發(fā)光二極管組成的，當發(fā)光二極管導通時，相應一個筆畫劃發(fā)光，控制某段發(fā)光二極管導通，就能顯示出某個數(shù)碼或字符。在靜態(tài)顯示系統(tǒng)中，每位顯示器都應有各自的鎖存器、譯碼器（若采用軟件譯碼，譯碼器可省去）與驅(qū)動器，用以鎖存各自待顯示數(shù)字的BCD碼或字段碼。因此，靜態(tài)顯示系統(tǒng)在每一次顯示輸出后能夠保持顯示不變，僅在待顯示數(shù)字需要改變時，才更新其數(shù)字顯示鎖存器中的內(nèi)容。這種顯示占用CPU的時間少，顯示穩(wěn)定可靠。缺點是，當顯示的位數(shù)較多時，占用的I/O口較多。 在動態(tài)顯示的系統(tǒng)中，CPU需定時地對每位LED顯示器進行掃描，每位LED顯示器分時輪流工作，每次只能使一位LED顯示，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象，仍感覺所有的LED顯示器都在同時顯示。這種顯示的優(yōu)點是使用硬件少，占用I/O口少。缺點是占用 CPU時間長，只要不執(zhí)行顯示程序，就立刻停止顯示。但隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，目前已有能自動對顯示器進行掃描的專用顯示芯片，使電路既簡單又占用CPU時間。在我們所設(shè)計的溫度計中數(shù)碼管顯示就是利用的動態(tài)顯示。4 智能溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計課題的程序用Keil C51語言編寫，由于使用了C語言，寄存器的分配、不同的存儲器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細節(jié)可由編譯器管理，尤其是數(shù)學運算不必人工干預，大大縮短了變成與調(diào)試的時間，提高了效率，降低了編成難度，使編程更加簡便。系統(tǒng)的控制軟件可分為主程序，DS18B20通信程序，按鍵程序等模塊。主程序可分為系統(tǒng)的初始化，自檢子程序，溫度顯示子程序三部分。溫度顯示子程序完成溫度采集，溫度值的BCD轉(zhuǎn)換，調(diào)顯示子程序，超溫報警和控制。DS18B20通信程序主要由DS18B20初始化程序，DS18B20讀字節(jié)程序，DS18B20寫字節(jié)程序組成。按鍵程序主要完成溫度上、下限的設(shè)置和顯示。本系統(tǒng)有五個按鍵，依次是：復位鍵、K1鍵、K2鍵、K3鍵、K4鍵。按鍵程序主要包括INT1中斷子程序、定時器T0中斷子程序、INT1中斷子程序、定時器T1中斷子程序、定時器T2子程序。其中，復位鍵部分放入主程序中，作為主程序的一部分。K4鍵功能：。下面是主程序和各個子程序的流程圖。4．1 主程序流程圖系統(tǒng)完成的是對周圍溫度進行檢測，采用DS18B20傳感器。當溫度超過設(shè)定溫度范圍時，進行報警。引入單片機控制是實現(xiàn)系統(tǒng)智能化很重要的一個部分，采用單片機可以實現(xiàn)程序控制和監(jiān)視的功能。系統(tǒng)采用89S52和DS18B20的連接進行實時控制和數(shù)據(jù)處理。軟件編程負責設(shè)置溫度上、下限，然后讓系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的程序完成控制功能。NY響應中斷有中斷響應？顯示當前溫度數(shù)碼管指示燈自檢系統(tǒng)初始化開 始中斷結(jié)束報 警溫度超限？啟動加熱源或通風風扇YN 主程序流程圖4．2 子程序流程圖及程序內(nèi)容 DS18B20初始化子程序流程圖DS18B20在初始化序列期間，總線控制器拉低總線并保持480us以發(fā)出（TX）一個復位脈沖，然后釋放總線，進入接收狀態(tài)（RX）。單總線由5K上拉電阻拉到高電平。當DS18B20探測到I/O引腳上的上升沿后，等待15～60us,然后發(fā)出一個由60～240us低電平信號構(gòu)成的存在脈沖。完成對DS18B20的初始化操作，在每次測溫前必須對其進行初始化，否則系統(tǒng)無法正常運行。所以這個步驟很重要。YN低電平復位脈沖持續(xù)480～960us釋放總線拉低總線DS18B20響應?返回 DS18B20初始化子程序流程圖void RST18B20(void) /*DS18B20初始化子程序*/{DQ=0。 delay(15)。 DQ=1。 delay(2)。 do{}while(DQ==1)。 do{}while(DQ==0)。} DS18B20寫字節(jié)子程序N延時15~60us寫入數(shù)據(jù)釋放總線拉低總線寫完1字節(jié)?返回YDS18B20寫字節(jié)由兩種寫時序組成：寫1時序和寫0時序?？偩€控制器通過寫1時序?qū)戇壿?到DS18B20，寫0時序?qū)戇壿?到DS18B20。所有寫時序必須最少持續(xù)60us，包括兩個寫周期之間至少1us的恢復時間。當總線控制器把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉到低電平的時候，寫時序開始總線控制器要生產(chǎn)一個寫時序，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平然后釋放，在寫時序開始后的15us釋放總線。當總線被釋放的時候，5K的上拉電阻將拉高總線?？偪刂破饕梢粋€寫0時序，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平并持續(xù)保持（至少60us）?？偩€控制器初始化寫時序后，DS18B20在一個15us到60us的時間內(nèi)對I/O線采樣。如果線上是高電平，就是寫1。如果線上是低電平，就是寫0。 DS18B20寫字節(jié)流程圖void write_zi (uchar wr) /*向DS18B20寫字節(jié)子程序*/{uchar i。 for (i=0。i8。i++) {DQ=0。 _nop_()。 DQ=wramp。0x01。 delay(5)。 DQ=1。 wr=1。 }} DS18B20讀字節(jié)子程序N讀出1位釋放總線延時60us拉低總線讀完1字節(jié)?返回Y總線控制器發(fā)起讀時序時，DS18B20僅被用來傳輸數(shù)據(jù)給控制器。因此，總線控制器在發(fā)出讀暫存器指令[BEh]或讀電源模式指令[B4h]后必須立刻開始讀時序，DS18B20可以提供請求信息。除此之外，總線控制器在發(fā)出發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令[44h]或召回EEPROM指令[B8h]之后讀時序，所有讀時序必須最少60us,包括兩個讀周期間至少1us的恢復時間。當總線控制器把數(shù)據(jù)線從高電平拉到低電平時，讀時序開始，數(shù)據(jù)線必須至少保持1us,然后總線被釋放。在總線控制器發(fā)出讀時序后，DS18B20通過拉高或拉低總線上來傳輸1或0。當傳輸邏輯0結(jié)束后，總線將被釋放，通過上拉電阻回到上升沿狀態(tài)。從DS18B20輸出的數(shù)據(jù)在讀時序的下降沿出現(xiàn)后15us內(nèi)有效。因此，總線控制器在讀時序開始后必須停止把I/O腳驅(qū)動為低電平15us,以讀取I/O腳狀態(tài)。 DS18B20讀字節(jié)子程序uchar read_zi (void) /*從DS18B20讀出字節(jié)子程序*/{uchar i,u=0。 for(i=0。i8。i++) {DQ=0。 u=1。 DQ=1。 if(DQ==1) u|=0x80。 delay (4)。 } return(u)。} 溫度顯示子程序溫度顯示子程序主要完成溫度的讀出和顯示的功能。當溫度為零下是顯示為“—”號；當溫度為零上時消隱。當測定溫度低于設(shè)定溫度下限值時，第7個發(fā)光二極管點亮；當測定溫度高于設(shè)定溫度上限值時，第7個發(fā)光二極管亮。起到報警作用。YN溫度為正值？Tem[0]=17Tem[0]=16溫度值取負分離十位送tem[1]分離個位送tem[2]分離十分位送tem[3]調(diào)顯示子程序