【文章內(nèi)容簡介】 內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 　　 RXD（串行輸入口） 　　 TXD（串行輸出口） 　　 /INT0（外部中斷0） 　　 /INT1（外部中斷1） 　　 T0（記時器0外部輸入） 　　 T1（記時器1外部輸入） 　　 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） 　　 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 　　I/O口作為輸入口時有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。讀端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某種運算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。上面圖中的兩個三角形表示的就是輸入緩沖器CPU將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號以完成不同的操作。這是由硬件自動完成的，不需要我們操心，1然后再實行讀引腳操作，否則就可能讀入出錯，為什么看上面的圖，如果不對端口置1端口鎖存器原來的狀態(tài)有可能為0Q端為0Q^為1加到場效應(yīng)管柵極的信號為1，該場效應(yīng)管就導(dǎo)通對地呈現(xiàn)低阻抗，此時即使引腳上輸入的信號為1，也會因端口的低阻抗而使信號變低使得外加的1信號讀入后不一定是1。若先執(zhí)行置1操作，則可以使場效應(yīng)管截止引腳信號直接加到三態(tài)緩沖器中實現(xiàn)正確的讀入，由于在輸入操作時還必須附加一個準(zhǔn)備動作，所以這類I/O口被稱為準(zhǔn)雙向口。89C51的P0/P1/P2/P3口作為輸入時都是準(zhǔn)雙向口。接下來讓我們再看另一個問題，從圖中可以看出這四個端口還有一個差別，除了P1口外P0P2P3口都還有其他的功能。 　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 　　AT89SXX系列單片機實現(xiàn)了ISP下載功能，故而取代了89CXX系列的下載方式，也是因為這樣，ATMEL公司已經(jīng)停止生產(chǎn)89CXX系列的單片機，現(xiàn)在市面上的AT89CXX多是停產(chǎn)前的庫存產(chǎn)品。 傳感器的選用DS18B20傳感器DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS1820之后最新推出的一種改進型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 ms和750 ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫,溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。他在測溫精度、轉(zhuǎn)換時間、傳輸距離、分辨率等方面較DS1820有了很大的改進，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。 DS18B20產(chǎn)品的特點　?。?） 只要求一個端口即可實現(xiàn)通信?！　。?） 在DS18B20中的每個器件上都有獨一無二的序列號?！　。?） 實際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實現(xiàn)測溫?！　。?） 測量溫度范圍在－55。C到＋125。C之間?！　。?） 數(shù)字溫度計的分辨率用戶可以從9位到12位選擇?！　。?） 內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。 DS18B20 外形結(jié)構(gòu)圖 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻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。 由于DS18B20采用的是1－Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對AT89S51單片機來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時序來完成對DS18B20芯片的訪問。　　 由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時序要求。DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。所有時序都是將主機作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 下圖表示DS18B20的方框圖，上圖已經(jīng)給出了引腳說明。64位只讀存儲器存儲器件的唯一片序列號。高速暫存器含有兩個字節(jié)的溫度寄存器，這兩個寄存器用來存儲溫度傳感器輸出的數(shù)據(jù)。除此之外，高速暫存器提供一個直接的溫度報警值寄存器（TH和TL），和一個字節(jié)的配置寄存器。配置寄存器允許用戶將溫度的精度設(shè)定為9，10，11或12位。TH、TL和配置寄存器是非易失性的可擦除的程序寄存器（EEPROM），所以存儲的數(shù)據(jù)在器件掉電時不會消失。 DS18B20通過達拉斯公司獨有的單總線協(xié)議依靠一個單線端口通訊。當(dāng)全部器件經(jīng)由一個3態(tài)端口（DQ引腳在DS18B20上的情況下）與總線連接的時候，控制線需要連接一個上拉電阻。在這個總線系統(tǒng)中，微控制器（主器件）依靠每個器件獨有的64位片序列碼辨認(rèn)總線上的器件和記錄總線上的器件地址。由于每個裝置有一個獨特的片序列碼，總線可以連接的器件數(shù)碼事實上是無限的。單總線協(xié)議，包括指令的詳細(xì)解釋和“時序”。 DS18B20的寫時序仍然分為寫0時序和寫1時序兩個過程。DS18B20寫0時序和寫1時序的要求不同，當(dāng)要寫0時序時，單總線要被拉低至少60us，保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確地采樣IO總線上的“0”電平，當(dāng)要寫1時序時，單總線被拉低之后，在15us之內(nèi)就得釋放單總線。 DS18B20的寫時序 DS18B20的讀時序分為讀0時序和讀1時序兩個過程。DS18B20的讀時隙是從主機把單總線拉低之后，在15秒之內(nèi)就得釋放單總線，以讓DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。DS18B20在完成一個讀時序過程，至少需要60us才能完成。 DS18B20的讀時序 PCA82C250收發(fā)器，控制器SJAl000與6N137光耦合器CAN總線驅(qū)動器PCA82C250CAN總線驅(qū)動器PCA82C250主要提供CAN控制器與物理總線之間的接口。它最初是為汽車中的高速應(yīng)用（達1Mbps）而設(shè)計的，可提供對總線的差動發(fā)送和接收功能。 PCA82C250收發(fā)器CAN總線控制器 SJAl000是PHILIPS公司推出的一種高性能的CAN總線控制器，它不僅和PCA82C200的基本CAN模式(Basie CAN)兼容，而且還增強CAN模式 (Pelican)，這種模式支CAN2．0B協(xié)議。SJA1000的主要性能特點如下： 引腳與PCA82C200獨立CAN控制器兼容 電器特性與PCA82C200獨立CAN控制器兼容 具有BasicCAN模式 有擴展的接收緩沖器64字節(jié)，先進先出(FIFO)。 支持11位（標(biāo)準(zhǔn)幀）和29位標(biāo)識碼（擴展幀） 通信位速率最高可達1Mbps PeliCAN模式的擴展功能有 可讀寫訪問的錯誤計數(shù)寄存器 可編程的錯誤報警限額寄存器 最近一次錯誤代碼寄存器 對每一個CAN總線錯誤的中斷 有具體位表示的仲裁丟失中斷 單次發(fā)送（無重發(fā)） 只聽模式（無確認(rèn)、無激活的錯誤標(biāo)志） 支持熱插拔 驗收濾波器的擴展 接收自身報文 24MHz時鐘頻率 輸入電壓：+/5% 可與不同的微處理器接口 可編程的CAN輸出驅(qū)動器配置 溫度適應(yīng)范圍：40℃~+125℃ SJAl000以一塊可編程芯片上的邏輯電路的組合來實現(xiàn)這些功能，提了與模塊控制器及微控制器的接口，通過對它的編程，CPU可設(shè)置它的工作方式，控制它的工作狀態(tài)，與CAN驅(qū)動器PCA82C250進行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。SJA1000的功能框圖如表下所示。SJA1000的功能框圖SJA1000型獨立CAN總線控制器由以下幾部分構(gòu)成； （1） 接口管理邏輯：它接收來自微處理器的命令，控制CAN寄存器的地址，并為微處理器提供中斷和狀態(tài)信息。 （2） 發(fā)送緩沖器：有13字節(jié)長。它位于CPU和位流處理器（BSP）之間，能存儲一條將在CAN總線上發(fā)送的完整的報文，報文由CPU寫入，由SBP讀出。 （3） 接收緩沖器（RXB、RXFIFO）：它是CPU和接收濾波器之間的接口，用來存儲從CAN總線接收并通過了濾波的報文。接收緩沖器RXB是提供給CPU可訪問的13字節(jié)的窗口，這個窗口是屬于接收FIFO（RXFIFO）的一部分，共由64字節(jié)長。有了這個FIFO，可以在CPU處理一個報文的同時繼續(xù)接收其他到來的報文。 （4） 接收濾波器：它把報文頭中的標(biāo)識符和接收濾波寄存器中的內(nèi)容進行比較，以判斷文報文是否被接收。如果被接收，報文存入RXFIFO。 （5） 位流處理器：它是一個控制發(fā)送緩沖器、RXFIFO并行數(shù)據(jù)和CAN總線（串行數(shù)據(jù)）之間數(shù)據(jù)的序列發(fā)生器，同時它也執(zhí)行錯誤檢測、仲裁、位填充和CAN總線錯誤處理功能。 （6） 位定時邏輯不：它將SJA1000同步于CAN總線上的位流。 （7） 錯誤管理邏輯：它按照CAN協(xié)議完成錯誤界定。 6N137光耦合器 6N137光耦合器是一款用于單通道的高速光耦合器。在6N137光耦合器的電源管腳旁應(yīng)有—。在選擇電容類型時，應(yīng)盡量選擇高頻特性好的電容器，如陶瓷電容或鉭電容，并且盡量靠近6N137光耦合器的電源管腳；另外，輸入使能管腳在芯片內(nèi)部已有上拉電阻，無需再外接上拉電阻。 CAN總線接口電路設(shè)計CAN 總線通信控制器的硬件電路結(jié)構(gòu)如下所示。主要包括主控制器、時鐘保持電路、非易失性EEPROM存儲器、CAN總線接口電路和RS232 接口電路。主控制器采用性價比高、結(jié)構(gòu)簡單、便于編程的AT89S51 單片機，主要用于對CAN 控制器SJA1000 及RS232 串口的初始化， 并通過對CAN 控制器SJA1000 及RS232 串口的控制操作實現(xiàn)現(xiàn)場CAN 總線與管理層中央服務(wù)器PC 的數(shù)據(jù)交換等通信任務(wù)。 CAN 總線接口電路的構(gòu)成主要由CAN 通信控制器SJA1000、高速光耦6N137 CAN 總線驅(qū)動器82C250 組成。SJA1000 作為CAN 總線協(xié)議轉(zhuǎn)換的控制器，它內(nèi)建BASICCAN 協(xié)議， 協(xié)議的支持。通過對片內(nèi)寄存器的讀、寫操作，主控制器單片機能夠設(shè)置CAN 總線通信模式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接SJA1000 在邏輯上實現(xiàn)了傳輸數(shù)據(jù)的編碼和解碼，若要與物理線路連接，還必須助總線驅(qū)動器82C250，以增強CAN總線的差動發(fā)送和接收驅(qū)動能力。為了增強CAN 總線節(jié)點的抗干擾能力，防止線路間串?dāng)_，SJA1000 的TX0 和RXO 并不是直接與82C250 的TXD 和RXD 相連，而是通過高速光耦6N137 后再與82C250 相連；另外，CAN 總線驅(qū)動器采用帶隔離的DC/DC 模塊單獨供電，實現(xiàn)了通信控制器與CAN 總線的隔離，提高系統(tǒng)的可靠性。這里我們采用PCA82C250 作為驅(qū)動收發(fā)器[5]，它是CAN控制器和物理傳輸線路之間的接口。它們可以用高達1Mb／s的位速率實現(xiàn)在兩條差動電壓總線電纜上的數(shù)據(jù)傳輸。82C250的CANH 和CANL 引腳各自通過一熱敏電阻CAN 總線相連，當(dāng)過流時電阻發(fā)熱阻值變大，保護82C250 免受過流的沖擊。CANH CANL 與地之間并聯(lián)兩個小電容，可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的能力。 RS232 接口電路主要用于主控制器單片機與管理層中央服務(wù)器PC 的雙向數(shù)據(jù)傳送。由于采用了標(biāo)準(zhǔn)的RS232 串行通信，結(jié)構(gòu)簡單、成本低。CAN 總線系統(tǒng)電路主由四部分所構(gòu)成：微控制器AT89S51，CAN 控制器SJA1000，CAN 總線收發(fā)器82C250 和高速光電耦合器6N137 微處理器。 CAN 總線系統(tǒng)硬件電路原理圖 89S51 負(fù)責(zé)SJA1000 的初始化，通過控制SJA1000 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等通信任務(wù)。SJA1000 的AD0～ Dl7 連接到AT89S51 的PO 口，CS 連接到AT89S51 的P2．0，P2．0 為0 的CPU 片外存貯器地址可選中SJAI000，CPU 通過這些地址可對SJAl000 執(zhí)行相應(yīng)的讀寫操作。SJAl000 的RD、WR、A