【文章內容簡介】 的基礎上增加了一個定時器/計數(shù)器 T2。 圖 單片機的引腳排列圖湖北工業(yè)大學商貿學院畢業(yè)設計5 該單片機體積較小，允許低電壓供電，只需要兩個端口就能滿足設計電子體溫計系統(tǒng)的需求，因此它可以用兩節(jié)電池供電。 AT89C52 的引腳功能介紹（1）P0 口：P0 口也可以說是地址/數(shù)據(jù)總線復用口，它是一組漏極開路型雙向 I/O 口，有 8 位。當對 P0 端口寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。在作為輸出口使用時，其輸出緩沖級可驅動 8 個 TTL 邏輯門電路。 程序校驗時，輸出指令，校驗時，要求外接上拉電阻。 ，而在 Flash 編程時，P0 端口接收指令。（2）P1 口：P1 的每位能輸出電流能驅動 4 個 TTL 邏輯門電路。它一個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，共 8 位，在作為輸入口用時，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流，這是因為其內部有上拉電阻存在。當對端口 P1 寫“1”時，現(xiàn)在 P1 可當做輸入口，這是因為內部上拉電阻將端口拉到高電平。AT89C52 的 與 還能夠分別作為定時/計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入和輸出，因此總的來說，AT89C52 是 AT89C51 的增強型。 圖 和 口的附加功能湖北工業(yè)大學商貿學院畢業(yè)設計6 （3）P2 口：P2 的內部帶有上拉電阻，它的輸出電流可以驅動 4 個 TTL 邏輯門電路，它是是一個 8 位雙向 I/O 口。如果對 P2 口寫“1”時，此時該端口可以作為輸入口使用，這是因為上拉電阻將 P2 口拉到高電平，與此同時，某個引腳會輸出一個電流（當該引腳被外部信號拉低時） 。閃存校驗或編程時，端口會接收一部分的控制和高位地址信號。 在訪問 8 位地址的外部 data memory 時，P2 鎖存器的內容會由 P2 端口輸出。在訪問 6 位地址的外部 data memory 或外部 program memory 時，P2 端口會輸出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 （4）P3 口：P3 口的內部帶有上拉電阻，它的輸出電流可以驅動 4 個 TTL邏輯門電路，它是一組 8 位雙向 I/O 口。相對 P3 口的一般功能，它的第二功能更為重要，它可接收一些用于程序校驗與 Flash 閃速存儲器的控制信號。當對 P3 端口寫“1”時，該端口可以作為輸入口使用，這是因為上拉電阻將 P3 口拉到高電平，與此同時，它將用上拉電阻輸出電流，這是由于 P3 口被外部信號拉低的緣故。（5）XTAL1：內部振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器的輸入端。（6）XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端口。（7）PSEN：program memory 允許 PSEN 輸出時外部 program memory 的讀選通信號，當單片機由外部 program memory 取數(shù)據(jù)，每個機器周期輸出兩次脈沖。在這個過程中，如果訪問外部 data memory 時，會跳過兩次 PSEN 信號。（8）RST：復位輸入端。當振蕩器工作時，當 RST 的引腳產生兩個機器周期以上的的高電平時，會使 AT89C52 復位。（9）EV/VPP：外部訪問允許端口。只有當 EA 端接地時，才能使 CPU 只允許外部 program memory，其中地址是 0000HFFFFH。閃存存儲器編程時，EV/VPP 端口接+12V 的編程允許電源。（10）ALE/PROG：ALE 是地址鎖存允許端口，PROG 是輸入編程脈沖端口。 當訪問外部 data memory 或 data memory 時，ALE 輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。大多數(shù)情況，ALE 是以 1/6 的時鐘振蕩頻率輸出恒定的脈沖信號，所以它可用于定時目的或對外輸出時鐘。值得注意的是：每當訪問外部data memory 時會跳過一個 ALE 脈沖。在對 Flash memory 編程的期間，該端口湖北工業(yè)大學商貿學院畢業(yè)設計7還將用于 PROG（輸入編程脈沖） 。 AT89C52 的特殊功能在單片機的片內 data memory 中，字段位在 80H 到 FFH 之間的 128 個單元稱為 SFR（特殊功能寄存器） ，在這個字段位范圍內，只有一部分字節(jié)被定義，還有很大一部分字節(jié)沒有被定義。無法對未被定義的單元進行讀寫操作，寫入的數(shù)據(jù)將丟失，讀出的數(shù)據(jù)也都不準確。這些單元的數(shù)值在復位后總是“0” 。 AT89C52 的數(shù)據(jù)存儲單片機有 256 個字節(jié)的內部隨機存取存儲器，SFR（特殊功能寄存器）與80H 至 FFH 間的高 128 個字節(jié)的地址是重疊的，但它們在物理上是分開的。當指令訪問的內部單元的地址在 7FH 以上，指令所使用的尋址方式會有不同，如果指令是以間接尋址的方式訪問的，那么它將訪問高 128 字節(jié)的隨機存取存儲器，例如下面指令是采用間接尋址的，R1 的內容為 080H，則說明它訪問數(shù)據(jù)的地址是 080H。MOV @R1,data如果指令是以直接尋址的方式訪問的，那么它將訪問特殊功能寄存器，例如下面指令是采用直接尋址的，它訪問的是特殊功能寄存器 080H 地址單元,而不是說它訪問數(shù)據(jù)的地址是 080H。MOV 080H,data AT89C52 的中斷AT89C52 單片機有 6 個中斷源：一個串行中斷，0、2 三個定時中斷定時器，INT0、INT1 兩個外部中斷。每個中斷源都能通過清除特殊寄存器 IE 中的相關中斷允許控制位使中斷源無效，通過置位使中斷源有效。其中，IE 還含一個能使所有中斷禁止的中斷總控制位，它就是 EA。如下表所示， 是無用的。對于單片機 AT89S52 而言， 同樣不可用。這些是為 AT89 系列的新型單片機預留的，用戶在編程時不必給他們寫 1。當定時器 0、1 的標志位 TF1 和 TF0 在計數(shù)溢出時，在這個周期中，S5P2被置位，電路會在下個周期捕捉它們的值。當定時器 2 的標志位 TF2 在計數(shù)溢出時，同個周期 S5P2 被置位，并且電路會在同一個周期捕捉它的值。湖北工業(yè)大學商貿學院畢業(yè)設計8寄存器 T2CON 中的 EXF2 和 TF2 的或邏輯能夠觸發(fā)定時器 2。上述標志位會在程序入中斷服務后被硬件清零。在現(xiàn)實情況當中，中斷服務程序一定會判斷是否是 EXF2 或者 TF2 激活中斷。標志位也務必被軟件清零。圖 中斷允許控制位 AT89C52 的兩種工作模式 （1）掉電工作模式：使單片機 AT89C52 進入掉電模式的指令一般都是最后被執(zhí)行的一條指令，在這個模式下，特殊功能寄存器與片內 RandomAccess Memory(隨機存取存儲器)的內容將被凍結，振蕩器也會停止工作。只能通過硬件復位退出掉電模式，復位后的 AT89C52 芯片的 RAM 中的內容不會改變，只是會將所有的特殊功能寄存器重新定義。值得注意的是，當 Vcc 還沒有恢復到正常工作電壓時，是無法對 AT89C52 芯片進行復位的，除此之外，還應在 Vcc 恢復到正常工作電壓后保持一定時間使得振蕩器重啟并穩(wěn)定工作方可進行復位操作。（2）空閑工作模式：在這種工作模式下，全部片內的外接設備處于激活狀態(tài)，CPU 則保持睡眠狀態(tài)，與此同時，全部的特殊功能寄存器和片內 RandomAccess Memory(隨機存取存儲器)的內容將被凍結，和掉電工作模式不同的是，硬件復位或任何允許的中斷請求都可以退出空閑工作模式。通過硬件復位的方式退出空閑工作模式只需要兩個機械周期的有效復位信號，在此期間，允許訪問端口引腳，但禁止片內硬件訪問內部 RandomAccess Memory(隨機存取存儲器)，為了避免在退出空閑工作模式期間對端口意外寫入，激活空閑工作模式的指令的后一條指令不應該是對外部存儲器或端口的寫入指令。湖北工業(yè)大學商貿學院畢業(yè)設計9 溫度傳感器 DS18B20 簡介DS18B20 作為常用的溫度傳感器，具有精度高，抗干擾能力強，成本低廉，體積小等特點。其測溫范圍是55176。C～125176。C，固有誤差 1176。C。工作電壓是～，適用于小電源工作電路。 DS18B20 的引腳說明 （1）GND 地信號（2）DQ 數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。（3）VDD 可選擇的 VDD 引腳。當利用寄生電源工作時，此引腳務必接地。圖 DS18B20 的引腳分布圖湖北工業(yè)大學商貿學院畢業(yè)設計10 DS18B20 的測溫原理溫度傳感器采集溫度信息，單片機傳送溫度轉換指令給溫度傳感器，DS18B20 會啟動轉換，經過轉換后的溫度值就以帶符號的 16 位二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第 1,2 字節(jié)中。通過數(shù)據(jù)線，AT89C52 可讀到該數(shù)據(jù)，讀取的方式是高位在后，低位在前，格式是 176。C/LSB。將轉化后所得的16 位數(shù)據(jù)，存儲在溫度傳感器的兩個 8 bit 的隨機存取存儲器中，其中前 5 位表示符號位，當測得的溫度低于 0176。C，這 5 位數(shù)值置 1，將通過測量得到的數(shù)值取反后加 1，并乘 ，就能夠得到實際溫度值。當測得的溫度高于0176。C，這 5 位數(shù)值都為 0，只需將測得到數(shù)據(jù)乘以 ，便可得到實際的溫度值。例如+176。C 的輸出數(shù)字是 07D0H。 圖 9 比特格式 DS18B20 的外形和內部結構DS18B20 溫度傳感器的內部構造主要由四部分組成：配置寄存器、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TL 和 TH、64 位光刻只讀存儲器。 圖 溫度傳感器的管腳排列圖湖北工業(yè)大學商貿學院畢業(yè)設計11 圖 溫度傳感器的內部結構圖 圖 溫度傳感器的測溫原理圖 DS18B20 的應用電路溫度傳感器的測溫系統(tǒng)有很多優(yōu)點，比如接線口較少、方便連接、測量的精度高、測溫系統(tǒng)簡單。DS18B20 有幾種不同的應用方式（外部電源供電方式、寄生電源強上拉供電方式、寄生電源供電方式） ，其對應的測溫電路圖也不同，因為它的外部單元供電方式是溫度傳感器最佳的工作方式，電路簡單，抗干擾能力強，而且工作穩(wěn)定，可以開放出可靠穩(wěn)定的多點溫度監(jiān)控系統(tǒng)，所有下面介紹它的外部電源供電方式。在外部電源供電方式下，引腳 VDD 接入溫度傳感器的工作電源，此時電源電流足夠可以保證精度的轉換，因此 I/O 線沒有必要強上拉，理論上來講，總湖北工業(yè)大學商貿學院畢業(yè)設計12線上還可以接多個溫度傳感器 DS18B20，組成多點溫度測量系統(tǒng)。當利用外接電源進行供電時，可以將溫度傳感器 DS18B20 的款電源電壓范圍的優(yōu)點發(fā)揮得淋漓精致，即便電源電壓降到 3V，依舊可以保證測量溫度的精度。圖 溫度傳感器的外部電源供電方式圖 溫度傳感器的多點測溫電路原理圖 使用 DS18B20 的注意事項DS18B20 的測溫系統(tǒng)簡單、方便連接、接線口少、測量精度高，但在實際應用的過程中還是應該注意以下幾點問題：湖北工業(yè)大學商貿學院畢業(yè)設計13（1）溫度傳感器 DS18B20 具有獨特的單線接口方式，只需要和單片機連接一條線即可實現(xiàn)單片機與傳感器間的雙向通訊，并且在使用過程中不需要外接任何元件，因此它的硬件電路比較簡單。DS18B20 扁平的一面，接線方式變?yōu)橛艺筘?，如果接反就會有發(fā)熱現(xiàn)象，嚴重的有可能燒毀。如果傳感器總是顯示 85176。C，可以首先判斷是否接反，如果不是因為接反的緣故，那么可以檢查DS18B20 的引腳 GND 是否懸空，懸空，則無法轉換溫度。（2）在使用 C 語言等高級語言對 DS18B20 的操作部分進行編程時，最好采用匯編語言。由于 DS18B20 的硬件部分較為簡單，因此要想實現(xiàn)完善的功能，就需要復雜的軟件編程對它進行補償，并且 AT89C52 與 DS18B20 之間是通過串行數(shù)據(jù)進行出生的，只有在對溫度傳感器進行讀寫編程時嚴格的保證其讀寫時序，才能讀取測溫的結果。（3）溫度測量電纜線建議使用屏蔽 4 芯雙絞線，其中一對則接信號線和GND，另一組接 GND 和 VCC，屏蔽層在遠端單點接地，因為在測溫過程中，當AT89C51 向 DS18B20 發(fā)送溫度轉換指令后，總要等待 DS18B20 返回信號后程序才會繼續(xù)執(zhí)行，如果某個溫度傳感器斷線或者接觸不良，該溫度傳感器在接收到單片機的溫度轉換指令后就不會發(fā)送回返回信號，如此一來，程序會進入死循環(huán)。采用上述接線的方法，可以最大程度上避免此類問題的發(fā)生。（4）在設計使用溫度傳感器進行長距離測溫時，需要考慮阻抗匹配和分布電容的問題，由于總線分布是信號波發(fā)生畸變，當使用超過 50 米的普通電纜線進行傳送時，測溫數(shù)據(jù)的讀取會發(fā)送錯誤。當使用雙絞線帶屏蔽電纜時，其通訊距離一般為 150 米，當使用的雙絞線帶屏蔽電纜的每米絞合次數(shù)增多時，其通訊距離也會加長。（5）在介紹 DS18B20 的外部電源供電方式時，提到過其總線上還可以接多個 DS18B20 傳感器，組成多點測溫系統(tǒng)，可是并未說明總線上所掛的溫度傳感器的數(shù)量是否有限制，容易使人誤解