【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 捷的操作。當(dāng)單片機(jī)進(jìn)行Flash固化編程時(shí)，此引腳對(duì)于輸入編程脈沖有作用。合肥師范學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）時(shí)鐘引腳XTAL1：反向振蕩放大器的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。如圖24所示，STC89C52單片機(jī)有一個(gè)反相放大器，用來構(gòu)成內(nèi)部振蕩器，一般會(huì)選石英晶體振蕩器作為外接振蕩源。此電路在加電過后會(huì)在XTAL2引腳上產(chǎn)生一個(gè)正弦波時(shí)鐘信號(hào)，其振蕩頻率主要由外接的石英晶振的頻率決定。電路中的兩個(gè)電容CC2的作用有兩個(gè)：一是用來幫助振蕩器起振，二是用來微調(diào)晶體振蕩器的頻率。電容CC2的典型值為 30pF。圖24 自激振蕩器原理圖定時(shí)器0和定時(shí)器1在STC89C52單片機(jī)中，定時(shí)器0和定時(shí)器1的定時(shí)方式與89C51一樣。定時(shí)器2：是一個(gè)自動(dòng)恢復(fù)初始值的18位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，既能做定時(shí)器，又可以做計(jì)數(shù)器。定時(shí)器2有2個(gè)8位寄存器：TH2和TL2。TL2為常數(shù)緩沖器，當(dāng)TL2計(jì)數(shù)發(fā)生溢出時(shí)，在溢出標(biāo)志位TF2置“1”的同時(shí)，自動(dòng)將TH2的初始值送到TL2中，使得TL2得以從初始值處重新計(jì)數(shù)。中斷STC89C52有5個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷(INT0和INT1)，兩個(gè)定時(shí)中斷和一個(gè)串行口中斷。如果外部中斷請(qǐng)求0時(shí)，請(qǐng)求信號(hào)由引腳INT0輸入，IE0為它的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。如果外部中斷請(qǐng)求1，請(qǐng)求信號(hào)引腳由INT1輸入，IE1 為它的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。定時(shí)器∕計(jì)數(shù)器T0 計(jì)數(shù)溢出中斷請(qǐng)求，中斷請(qǐng)求標(biāo)志位為TF0 。定時(shí)器∕計(jì)數(shù)器T1計(jì)數(shù)溢出中斷請(qǐng)求，中斷請(qǐng)求標(biāo)志位為TF1。串行口中斷請(qǐng)求是用來發(fā)送中斷或接受中斷，標(biāo)志位為TI或RI。上述的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位分別由特殊功能寄存器TCON 和SCON相應(yīng)的位鎖存，如下表23為中斷允許控制寄存器功能 [5]。VCC：接+5V電源。GND：接地。表23 中斷允許控制寄存器合肥師范學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）符號(hào) 位地址 功能EA 中斷總允許控制位。EA=0，中斷總禁止：EA=1，各中斷有各自的控制位設(shè)定 預(yù)留ET2 定時(shí)器 2 中斷允許控制位ES 串行口中斷允許控制位ET1 定時(shí)器 1 中斷允許控制位EX1 外部中斷 1 允許控制位ET0 定時(shí)器 0 中斷允許控制位EX0 外部中斷 0 允許控制位 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器介紹 功能介紹DS18B20 這款型號(hào)的溫度傳感器是由 DALLAS 半導(dǎo)體公司研制出來的，它是一種在舊的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的智能溫度傳感器，傳統(tǒng)的溫度傳感器是由熱敏電阻作為主要元件的器件，改進(jìn)后的傳感器能夠直接讀出被測(cè)物體的溫度，并且在實(shí)際的的操作中可通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)其他相對(duì)復(fù)雜的功能。DS18B20 提供 9 位溫度讀數(shù)，用來顯示器件的溫度數(shù)值 [6]。特性：●與單片機(jī)相互通訊時(shí)只要一根接口線就行了，實(shí)現(xiàn)雙工通訊功能●用來測(cè)量溫度的范圍是55℃～+125℃，℃ ●幾個(gè)DS18B20可以掛在一條的總線上，但是數(shù)量不能超過8個(gè)●工作電源3～5V/DC ●在測(cè)量溫度時(shí)，不要任何多余的元件，直接測(cè)出溫度●可以一次讀出9位溫度數(shù)字值 ●把溫度轉(zhuǎn)化成為數(shù)字量，只需要1秒左右的時(shí)間●用戶可以自己設(shè)置溫度上下限的告警值 內(nèi)部存儲(chǔ)器介紹圖25的方框圖表示DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：1)64位激光lasered ROM；2)溫度靈敏元件；3)非易失性溫度告警觸發(fā)器TH和TL 。合肥師范學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）64位 ROM和單線接口存儲(chǔ)器與控制邏輯高速緩存高溫觸發(fā)器 TH配置寄存器低溫觸發(fā)器 TL溫度傳感器8 位 CRC 發(fā)生器CVdd圖 25 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如果一根總線上有多個(gè)DS18B20器件，那么可以只選出一個(gè)DS18B20指定，還可以給連接在總線上的處理器指出存在多少個(gè)器件及其類型。在接單個(gè)總線的時(shí)候，ROM操作在未開始之前，還不可以使用器件內(nèi)部的操作系統(tǒng)，處理器首先必須提供五種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）。上述的命令都是對(duì)每一個(gè)溫度傳感器器件進(jìn)行操作，操作的部分是64位激光ROM部分。DS18B20中的溫度傳感部分是用來測(cè)量被測(cè)物體的溫度，下面用一個(gè)測(cè)得的12位溫度值轉(zhuǎn)化為例：用2個(gè)字節(jié)16位有符號(hào)的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式來提供數(shù)值，℃/LSB的形式表達(dá)出來，S 是用來表示符號(hào)位，如下表 24。表24 DS18B2022 位溫度數(shù)據(jù)bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0LS Byte 23 22 21 20 21 22 23 24bit15 bit14 bit13 bit12 bit11 bit10 bit9 bit8MS Byte S S S S S 26 25 24表24是將 12位溫度值經(jīng)過轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)，是12位，將轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DS18B20的兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。字節(jié)的前面5位是符號(hào)位，用來判斷測(cè)到的溫度的正負(fù)。如果測(cè)到被測(cè)物體的溫度值大于0，那么高字節(jié)前面的5位都是0，只要將測(cè)來的數(shù)值用來，就能得到實(shí)際的溫度；如果測(cè)到被測(cè)物體的溫度值小于0，那么高字節(jié)前面的5位都是1，將測(cè)到的數(shù)值來取反加1，就可以能夠得到實(shí)際的溫度。如下表25為DS18B20的溫度 /數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系。合肥師范學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）表 25 DS18B20 的溫度/數(shù)據(jù)關(guān)系TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT(BINARY)DIGITAL OUTPUT(HEX)+125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0h+85℃ 0000 0101 0101 0000 0550h+℃ 0000 0001 1001 0001 0191h+℃ 0000 0000 1010 0010 00A2h+℃ 0000 0000 0000 1000 0008h+0℃ 0000 0000 0000 0000 0000 h℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8h℃ 1111 1111 0101 1110 FF5Eh℃ 1111 1110 0110 1111 FE6Fh55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90h溫度傳感部分采集轉(zhuǎn)化后得來的數(shù)據(jù)，一般是放到 DS18B20 的暫存存儲(chǔ)器中。DS18B20 的暫存存儲(chǔ)器有 8 個(gè)字節(jié)，字節(jié)的區(qū)域是連續(xù)的。前面兩個(gè)字節(jié)是用來保存測(cè)來的溫度信息，第一個(gè)字節(jié)放入的是 DS18B20 測(cè)來的溫度值的低八位內(nèi)容，第二個(gè)字節(jié)放入的是 DS18B20 測(cè)得的溫度值的高八位部分。第三個(gè)和第四個(gè)字節(jié)是設(shè)置溫度告警的上限與下限的易失性保存，第五個(gè)字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性保存，當(dāng)這三個(gè)字節(jié)在上電復(fù)位狀態(tài)時(shí)，字節(jié)中的內(nèi)容都會(huì)被刷新。第六、七、八個(gè)字節(jié)用于內(nèi)部溫度數(shù)值的計(jì)算，第九字節(jié)是用來檢查冗余字節(jié)，如下表 26 為暫存寄存器的分布。表 26 DS18B20 暫存寄存器分布寄存器內(nèi)容 字節(jié)地址溫度最低數(shù)字位溫度最低數(shù)字位高溫限值低溫限值保留保留計(jì)數(shù)剩余值每度計(jì)數(shù)值CRC 校驗(yàn)01234567 8 ROM操作命令如果處理器檢測(cè)到總線掛有溫度傳感器，便發(fā)出傳感器ROM中的的五種操作命令之合肥師范學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）一，所有的操作命令都是一個(gè)字節(jié)。Read ROM(讀 ROM) [33h]此命令是允許連接總線上的處理器讀取DS18B20的8位產(chǎn)品系列編號(hào)，唯一的48位產(chǎn)品序列號(hào)以及8位的冗余校驗(yàn)碼。Match ROM(符合ROM) [55h]在與ROM中的命令匹配后，繼續(xù)以64位的ROM數(shù)據(jù)序列，允許連接在總線上的處理器對(duì)多個(gè)DS18B20中某個(gè)特定的傳感器，進(jìn)行讀寫。Skip ROM(跳過ROM) [CCh]此命令是用來尋找與64位ROM中的序列號(hào)相匹配的DS18B20地址，這樣才能響應(yīng)后面的操作命令。所有的與64位ROM序列號(hào)不匹配的外掛傳感器，都將等待復(fù)位脈沖的到來。earch ROM(搜索 ROM) [F0h]此命令允許總線上的處理器使用一種消去elimination處理命令，來識(shí)別總線上所有外掛器件的64位序列號(hào) [7]。 顯示模塊設(shè)計(jì)LED 顯示數(shù)碼管一般正向壓降的都是 ～2V，額定電流為 10mA，通過最大的電流為 40mA[8]。 根據(jù)各種不同管接線的方式，可將數(shù)碼管分成共陰極型和共陽極型。根據(jù)要求，本設(shè)計(jì)采用 4 位共陽 LED 數(shù)碼管，從 P0 口輸出段碼，列掃描用 P0 口來實(shí)現(xiàn)。下圖26 中數(shù)碼管采用的是 8 位七段共陽數(shù)碼管，其中 A~DP 段分別接到單片機(jī)的 P0 口，由單片機(jī)輸出的 P0 口數(shù)據(jù)來決定段碼值，位選碼 4 分別接到單片機(jī)的、由單片機(jī)來決定當(dāng)前該顯示的是哪一位。在圖中還有 8 個(gè)電阻，連接在 P0 口上，用作 P0 口的上拉電阻，保證 P0 口沒有數(shù)據(jù)輸出時(shí)候處于高電平狀態(tài)。 LED 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)合肥師范學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）圖 26 LED 共陽數(shù)碼管結(jié)構(gòu) 共陽數(shù)碼管數(shù)字編碼共陽數(shù)碼管數(shù)字編碼見下表 27。 表 27 共陽數(shù)碼管數(shù)字編碼顯示數(shù)字共陽極字段碼0 C0H1 F9H2 A4H3 B0H4 99H5 92H6 82H7 F8H8 80H9 90H 按鍵電路的設(shè)計(jì) 鍵盤實(shí)際是就是很多案件的一種組合，按鍵的按下與否形成一個(gè)高低電平，主控芯片 CPU 通過高低電平來識(shí)別所需信號(hào)，進(jìn)而使程序進(jìn)行下一步的操作。鍵盤操作的軟硬件的設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)方面的問題： 對(duì)于此設(shè)計(jì)來說我們要準(zhǔn)確的顯示我們所要對(duì)應(yīng)的信息，每按一次按鍵要顯示所要顯示的信息。這按鍵是主要用來控制溫度而設(shè)計(jì)的。這樣比鍵盤操作方便，也比較實(shí)惠。按鍵電路采用中斷模