【文章內(nèi)容簡介】 片機的應用 STC12C5A60S2單片機I/O口工作模式設定STC12C5A60S2系列單片機其所有I/O口均可由軟件配置成4中工作類型之一。4種類型分別為：準雙向口（標準8051 輸出模式）、推挽輸出、僅為輸入(高阻)或開漏輸出功能。每個口由2個個控制寄存器中的相應位控制每個引腳工作類型。STC12C5A60S2系列單片機上電復位后為準雙向口（傳統(tǒng)8051的I/O口）模式。2V以上時為高電平。I/O口工作模式設定如下表。表31 I/O口工作模式PxM1[7:0] PxM0[7:0] I/O口模式0 0 準雙向口(傳統(tǒng) 8051I/O口模式 )，灌電流可達20mA， 拉電流為230uA0 1 推挽輸出(強上拉輸出, 可達20mA, 要加限流電阻）1 0 僅為輸入 (高阻)1 1 開漏 (Open Dra in), 內(nèi)部上拉電阻斷開，要外加注意：雖然每個I/O口在弱上拉時都能承受20mA的灌電流（還是要加限流電阻，如 1K，560Ω等），在強推挽輸出時都能輸出20mA的拉電流（也要加限流電阻），但整個芯片的工作電流推薦不要超過55mA。即從MCUVCC流入的電流不超過55mA，從MCUGND流出電流不超過55mA，整體流入/流出電流都不能超過55mA。介紹一個宏定義：_BIN作用是給寄存器的每個位賦值，比如：ADC_CONTR = _BIN(1,0,0,0, 1,0,0,0)。就是給ADC_CONTR寄存器的第7位和第3位賦值1，其他位為0。括號中的參數(shù)依次為第7位～第0位。在TF卡程序中，若將SPI口設置成推挽（強上拉）輸出，就可以這樣寫： P1M1 = _BIN (0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0)。 P1M0 = _BIN (1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1)。 STC12C5A60S2單片機的A/D轉(zhuǎn)換STC12C5A60S2單片機的A/D轉(zhuǎn)換口在P1口(),用戶通過軟件設置可將8路中的任意一路作為自己的A/D轉(zhuǎn)換口。首先需要設置P1口的工作模式，因為溫度檢測只有一路，設置其位漏極開漏模式，在這種情況下P1口才可作為A/D轉(zhuǎn)換口使用，否則只能作為一般的I/O口。需要作為A/D轉(zhuǎn)換使用的口需先將P1ASF特殊功能寄存器中的相應位置‘1’，將相應的位設置為模擬功能。P1ASF特殊功能寄存器如下:表32 P1ASF特殊功能寄存器P1ASF P1ASF P1ASF P1ASF P1ASF P1ASF P1ASF P1ASF P1ASF[7:0] 7 6 5 4 3 2 1 0因此需將P1ASF0設置為‘1’，其它位設置為‘0’ 。表33ADC_ SPEED1 SPEED0 ADC_FLAG ADC_START CHS2 CHS1 CHS0POWERCHS2,CHS1,CHS0為選擇P1口的哪一位作為A/D轉(zhuǎn)換口，,CHS1,CHS0都為0。ADC_START為啟動A/D轉(zhuǎn)換位，為‘1’時啟動，為‘0’時關閉。ADC_FLAG為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標志，可通過查詢此位看A/D是否轉(zhuǎn)換完畢。SPEED1,SPEED0為A/D轉(zhuǎn)換速度控制位，其含義如下:表34SPEED1 SPEED0 A/D轉(zhuǎn)換所需時間1 1 70個時鐘周期轉(zhuǎn)換一次1 0 140個時鐘周期轉(zhuǎn)換一次0 1 280個時鐘周期轉(zhuǎn)換一次0 0 420個時鐘周期轉(zhuǎn)換一次由于采用查詢方式進行讀取數(shù)據(jù)，需將IE寄存器的EADC位設置成低電平，否則是采取中斷的方式進行讀取。A/D轉(zhuǎn)換完的結(jié)果存儲在轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器里面，其為ADC_RES,ADC_RESL,究竟是低8位存在ADC_RESL,高兩位存在ADC_RES,還是高8位存在ADC_RES,高兩位存在ADC_RESL里面，取決于AUXR1寄存器中的ADRJ位是‘1’還是‘0’。我們?nèi)DJR位‘1’。則模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果計算公式為：(ADC_RES[1:0],ADC_RESL[7:0])=1024*Vin/Vcc。Vcc為單片機實際工作電壓。 DS18B20 溫度傳感器 DS18B20傳感器的特性，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。－55℃～+125℃，℃。，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個，實現(xiàn)多點測溫，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定。: 3~5V/DC~12位數(shù)字量方式串行傳送~25, DN40~DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設備測溫。 M10X1, , G1/2”任選10. PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設備連接。 DS18B20的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。表35 DS18B20引腳定義引腳 定義DQ 數(shù)字信號輸入/輸出端GND 電源地VDD 外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時地）DS18B201 2 3 GND I/O UDDPR35封裝1 82 7DS18B203 64 5I/OGNDNCNCVCCNCNCNCSOSI封裝 DS18B20外形及引腳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。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下:存儲器和控制器高速緩存存儲器8位CRC生成器64位ROM和單線接口電源檢測溫度靈敏元件低溫觸發(fā)器TL高溫觸發(fā)器TH配置寄存器 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS18B20的工作原理 DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時的延時時間由2s減為750ms。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在－55℃所對應的一個基數(shù)值。計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當計數(shù)器1的預置值減到0時，溫度寄存器的值將加1，計數(shù)器1的預置將重新被裝入，計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。下圖中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器1的預置值。累加器預置計數(shù)器1低溫度系數(shù)振蕩器比較器計數(shù)器1=0計數(shù)器2計數(shù)器2=0高溫度系數(shù)振蕩器溫度寄存器增加停止 DS18B20工作原理框圖DS18B20有4個主要的數(shù)據(jù)部件，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位 （28H）是產(chǎn)品類型標號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用 是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20的目的。，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，℃/LSB形式表達，其中S為符號位。表36 DS18B20溫度值格式表LS ByteMS Bytebit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit023 22 21 20 21 22 23 24bit15 bit14 bit13 bit12 bit11 bit10 bit9 bit8S S S S S 26 25 24這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲在18B20的兩個8比特的RAM中，二進制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于0， 這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1。例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+℃的數(shù)字輸出為0191H，℃的數(shù)字輸出為FE6FH，55℃的數(shù)字輸出為FC90H。表37 DS18B20溫度數(shù)據(jù)表TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT DIGITAL OUTPUT(Binary) (Hex)+125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0h +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550h+℃ 0000 0001 1001 0001 019Ih+℃ 0000 0000 1010 0010 00A2h+℃ 0000 0000 0000 1000 0008h0℃ 0000 0000 0000 0000 0000h℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8h℃ 1111 1111 0101 1110 FF5Eh℃ 1111 1110 0110 1111 FE6Fh55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90h＊The poweron reset value of the temperature register is +85℃ DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。 該字節(jié)各位的意義如下：表38 配置寄存器結(jié)構(gòu)TM R1 R0 1 1 1 1 1低五位一直都是1，TM是測試模式位，用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設置為0，用戶不要去改動。R1和R0用來設置分辨率，如下表所示：（DS18B20出廠時被設置為12位）表39 溫度分辨率設置表R1 R0 分辨率 溫度最大轉(zhuǎn)換時間0 0 9位 0 1 10位 1 0 11位 375ms1 1 12位 750ms，在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線信號線上汲取能量：在信號線DQ處于高電平期間把能量儲存在內(nèi)部 電容里，在信號線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來再給寄生電源（電容）充電。獨特的寄生電源方式有三個好處:(1) 進行遠距離測溫時，無需本地電源。(2) 可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取ROM。(3) 電路更加簡潔，僅用一根I/O口實現(xiàn)測溫。 DS18B20電源連接電路要想使DS18B20進行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由于每個DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達到1mA，當幾個溫度傳感器掛在同一根I/O線上進行多點測溫時，會造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。因此，下圖電路只適應于單一溫度傳感器測溫情況下使用，不適宜采用電池供電系統(tǒng)中。并且工作電源VCC必須保證在5V，當電源電壓下降時，寄生電源能夠汲取的能量也降低，會使溫度誤差變大。在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，此時I/O線不需要強上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證 轉(zhuǎn)換精度，同時在總線上理論可以掛接任意多個DS18B20傳感器，組成多點測溫系統(tǒng)。注意：在外部供電的方式下，DS18B20的GND引腳不能懸空 ，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85℃。外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點溫度 監(jiān)控系統(tǒng)。站長推薦大家在開發(fā)中使用外部電源供電方式，畢竟比寄生電源方式只多接一根VCC引線。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點，即使電源電壓VCC降到3V時，依然能夠保證溫度量精度。 DS18B20的使用中注意事項DS1820雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占