【文章內容簡介】 0000H 到 FFFFH 的外部程序A存儲器讀取指令， 必須接地。為執(zhí)行內部程序指令， 應該接 VCC。EA在 Flash 編程期間， 也接收 12 伏 VPP電壓。AXTAL1：振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 AT89S52 與晶振連接電路AT89S52 單片機有一個用于構成內部振蕩器的反相放大器， XTAL1 和 XTAL2 分別是放大器的輸入、輸出端。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來一起構成自激振蕩器。從外部時鐘源驅動器件的話，XTAL2 可以不接，而從 XTAL1 接入，如圖 24。在本設計系統(tǒng)中采用的是內部振蕩電路連接法，如圖 23 所示。C2C1XTAL2XTAL1GNDXTAL2XTAL1GNDNC外部振蕩信號圖 23 內部振蕩電路連接圖 圖 24 外部振蕩電路連接圖 （石英晶振 C1,C2=30PF177。10PF 陶瓷諧振器 C1,C2=40PF177。10PF） 看門狗復位電路 當系統(tǒng) CPU 不能正常工作時，有可能會造成死機、信息丟失、運行不穩(wěn)定等故障。為了解決這些問題，實現(xiàn)系統(tǒng)安全可靠、穩(wěn)定、實時運行，可以采用集可編程看門狗、電壓監(jiān)控、E 2PROM 等功能于一身的 X5045 芯片。這種組合設計有效地減少了硬件電路的復雜程度。X5045 中的看門狗對系統(tǒng)提供了保護功能。當系統(tǒng)發(fā)生故障而超過設置時間時，電路中的看門狗將通過 RESET 信號向 CPU 做出反應。 X5045 提供了三個時間值供用戶選擇使用。它所具有的電壓監(jiān)控功能還可以保護系統(tǒng)免受低電壓的影響，當電源電壓降到允許范圍以下時，系統(tǒng)將復位，直到電源電壓返回到穩(wěn)定值為止。X5045 的存儲器與CPU 可通過串行通信方式接口。引腳介紹：X5045 的引腳圖可參見圖 25。它共有 8 個引腳：7 VCCRESETWPVSSCSSISCKSOX5045圖 25 X5045 的引腳圖表 23 引腳功能描述引腳名稱 功能描述1 /CSWDI 芯片選擇輸入：當 是高電平時，芯片末選中，并將 SO 置為高阻態(tài)。CS器件處于標準的功耗模式，除非一個向非易失單元寫的周期開始。在是高電平時，將 拉低將使器件處于選擇狀態(tài)，器件將工作于功耗狀態(tài)。在上電后任何操作之前， 必須要有一個高變低的過程。S看門狗輸入：在看門狗定時器超時并產生復位之前，一個加在 WDI 引腳上的由高到低的電平變化將復位看門狗定時器。2 SO 串行輸出：SO 是一個推/拉串行數據輸出引腳，在讀數據時，數據在SCK 脈沖的下降沿由這個引腳送出。3 WP寫保護：當 引腳是低電平時，向 X5045 中寫的操作被禁止，但是P其它的功能正常。當引腳是高電平時，所有操作正常，包括寫操作。如果在 是低的時候， 變?yōu)榈碗娖?，則會中斷向 X5045 中寫的CSW操作，但是，如果此時內部的非易失性寫周期己經初始化了， 變WP為低電平不起作用。4 VSS 地。5 SI 串行輸入：SI 是串行數據輸入端，指令碼、地址、數據都通過這個引腳進行輸入。在 SCK 的上升沿進行數據的輸入，并且高位(MSB)在前。6 SCK 串行時鐘：串行時鐘的上升沿通過 SI 引腳進行數據的輸入，下降沿通過 SO 引腳進行數據的輸出。7 RESET 復位輸出：RESET 下是一個開漏型輸出引腳。只要 Vcc 下降到最小允許 Vcc 值，這個引腳就會輸出高電平，一直到 Vcc 上升超過最小允許值之后 200ms 。同時它也受看門狗定時器控制，只要看門狗處于激活狀態(tài)，并且 WDI 引腳上電平保持為高或者為低超過了定時的時間，就會產生復位信號。 引腳上的一個下降沿將會復位看門狗定時器。CS由于這是一個開漏型的輸出引腳，所以使用時必須接上拉電阻。8 VCC 正電源。X5045 的狀態(tài)寄存器描述了器件的當前狀態(tài)，各位意義如下所示：表 24 X5045 狀態(tài)寄存器各位定義7 6 5 4 3 2 1 0基于單片機的電子體溫計電路設計80 0 WD1 WD0 BL1 BL0 WEL WIP其中，WDWD0 是看門狗定時時間設置位；BLBL0 是存儲單元寫保護區(qū)設置位；WEL 是只讀標志，1 表明寫使能開關打開；WIP 也是只讀標志，1 代表芯片內部正處于寫周期。電復位時，各位都被清零。X5045 芯片功能包括以下 4 種：（1）上電復位控制。在對 X5045 通電時，RESET 引腳輸出有效的復位信號，并保持至少 200ms，使 CPU 有效復位。（2）電源電壓監(jiān)控。當檢測到電源電壓低于內部門檻電壓 VTRIP時，RESET 輸出復位信號，直至電源電壓高于 VTRIP并保持至少 200ms，復位信號才被撤消。V TRIP的出廠值根據芯片型號不同共有 5 個級別的電壓范圍。對于需要電源電壓精確監(jiān)控的應用，用戶可以搭建編程電路，對芯片內 VTRIP電壓進行微調。（3）看門狗定時器。芯片內部狀態(tài)寄存器的 WDWD0 是看門狗定時設置位，通過狀態(tài)寄存器寫指令 WRSR 修改這兩個標志位，就能在三種定時間隔中進行選擇或關閉定時器。對看門狗的復位由 輸入電平的下降沿完成。下表是 WDWD0 組合的含義。CS表 25 WDWD0 組合定義WD1 WD0 看門狗定時值0 0 0 1 600ms1 0 200ms1 1 禁止看門狗工作（4）串行 E2PROM。芯片片內含 512 字節(jié)存儲單元，10 萬次可擦寫，數據保持時間100 年，并設計了 3 種保護方式防止誤寫。包括：① 寫保護引腳，當引腳被拉低時，WP內部存儲單元狀態(tài)寄存器都禁止寫入；②存儲區(qū)域寫保護模式，通過對狀態(tài)寄存器的BLBL0 位的設置，可以選擇對不同的存儲區(qū)域進行寫保護；③在進行任何寫操作前都必須打開寫使能開關，而且在上電初始化寫操作完成時，寫使能開關自動關閉。顯然，在幾方面的保護之下，產生誤寫的可能性極小，下表是 BLBL0 組合的含義。表 26 BLBL0 組合定義BL1 BL0 寫保護的單元地址0 0 沒有保護0 1 180H～1FFH1 0 100H～1FFH1 1 000H～1FFH（1）WREN 和 WRDI 是寫使能開關的開/關指令。它們都是單字節(jié)指令。（2）RDSR 和 WRSR 是狀態(tài)寄存器的讀/寫指令。在從 SI 輸入指令后，RDSR 的執(zhí)行結果，即狀態(tài)寄存器內容須從 SO 讀出；而 WRSR 需要緊接著輸入修改數據。（3）READ 和 WRITE 是存儲單元的讀/寫指令。輸入指令后（指令的位三用于選擇存儲器的上半區(qū)和下半區(qū)），接著輸入低八位地址，最后就可以連續(xù)讀出或寫入數據。其中，讀指針和寫指針的工作方式完全不同，讀指針的全部 8 位用來計數，0FFH 溢出后變成 00H；寫指針只用最低兩位計數，XXXXXX11B 溢出后變成 XXXXXX00B，所以連續(xù)寫的實際結果是在 4 個單元中反復寫入。另外，由于 E2PROM 的寫入時間長，所以在連續(xù)兩條寫指令之間應讀取 WIP 狀態(tài)，只有內部寫周期結束時才可輸入下一條寫指令。芯片內部共有 6 條指令，如下表 27 所示。表 27 X5045 內部指令命令名稱 命令格式 內 容WREN 0000 0110 打開寫使能開關9WRDI 0000 0100 關閉寫使能開關RDSR 0000 0101 讀狀態(tài)寄存器WRSR 0000 0001 寫狀態(tài)寄存器READ 0000 A8011 讀存儲單元WRITE 0000 A8010 寫存儲單元對 X5045 的操作是通過 4 根口線 、SCK、SI 和 SO 進行同步串行通信來完成的。CSX5045 與 AT89S52 單片機的連接電路圖見圖 26。SCK 是外部輸入的同步時鐘信號，在對芯片進行寫入指令或數據時，時鐘前沿將 SI 引腳信號輸入；在讀取數據時，時鐘后沿將數據位輸出到 SO 引腳上。數據的輸入、輸出都是高位在先。VCCRESETVCCRESET WP VSS CSSISCKSOX5045R1圖 26 X5045 與 AT89S52 單片機連接電路圖綜上所述，并基于電路產生復位信號的條件，只要滿足以下任意一個條件，就將使系統(tǒng)產生復位，迫使程序從起點執(zhí)行。（1）該芯片在其上電后自產生復位信號，這樣就實現(xiàn)單片機的上電自動復位；（2）當電源 VCC低于規(guī)定值時， （如 VCC=5V，則規(guī)定值為 ～） ，將產生復位信號。這樣就實現(xiàn)系統(tǒng)電源的掉電復位；（3）當程序在編程選擇的時間里沒有訪問 X5045 時，即沒有一個喂狗語句，則看門狗（WDT）將起作用，RST 將產生復位信號，迫使單片機復位。 溫度信號采集模塊 DS18B20 的芯片簡介 DS18B20 是美國達拉斯(DALLAS)半導體公司推出的應用單總線技術的數字溫度傳感器。該器件將半導體溫敏器件、A/D 轉換器、存儲器等做在一個很小的集成電路芯片上。本設計中溫度傳感器之所以選擇單總線數字器件 DS18B20，是在經過多方面比較和考慮后決定的，主要有以下幾方面的原因：（1）系統(tǒng)的特性：測溫范圍為55℃～+125℃ ，測溫精度為士 ℃；溫度轉換精度 9～12 位可變，能夠直接將溫度轉換值以 16 位二進制數碼的方式串行輸出；12 位精度轉換的最大時間為 750ms；可以通過數據線供電，具有超低功耗工作方式。（2）系統(tǒng)成本：由于計算機技術和微電子技術的發(fā)展，新型大規(guī)模集成電路功能越來越強大，體積越來越小，而價格也越來越低。一支 DS18B20 的體積與普通三極管相差無幾，價格只有十元人民幣左右。（3）系統(tǒng)復雜度：由于 DS18B20 是單總線器件，微處理器與其接口時僅需占用 1基于單片機的電子體溫計電路設計10個 I/O 端口且一條總線上可以掛接幾十個 DS18B20，測溫時無需任何外部元件，因此，與模擬傳感器相比，可以大大減少接線的數量，降低系統(tǒng)的復雜度，減少工程的施工量。使測溫系統(tǒng)的線路結構設計和硬件開銷大為簡化。（4）系統(tǒng)的調試和維護：由于引線的減少，使得系統(tǒng)接口大為簡化，給系統(tǒng)的調試帶來方便。同時因為 DS18B20 是全數字元器件，故障率很低，抗干擾性強，因此，減少了系統(tǒng)的日常維護工作。DS18B20 采用 3 腳封裝如圖 27 所示：DS18B20圖 27 DS18B20 引腳圖 引腳說明： 接地 數字輸入/輸出 可選的電源 DS18B20 的溫度測量DS18B20 的核心功能是其數字溫度傳感器，其溫度與數字量的關系如表 28 所示。溫度傳感器的測量結果被用戶定義為 9,10，11 或 12 位，其各自的準確度為、0. 0625。DS18B20 測得溫度數據在溫度寄存器中被存為帶標志位的 16 位數，標志位 S 表示溫度是正是負，為正則 S=0，為負則 S=1, 如果 DS18B20 設定為 12 位結果，溫度寄存器中所有位將包含有數據；對于 11 位結果，0 位未定義；10位結果，0 位和 1 位未定義；9 位結果位 位 1 和位 0 未定義。表 29 是 DS18B20 內部存儲器，表 210 是 DS18B20 溫度存儲格式與配置寄存器控制字的格式。由表 28 可知，檢測溫度由兩個字節(jié)組成，字節(jié) 1 的高 5 位 S 代表符號位，字節(jié) 0 的低 4 位是小數部分，中間 7 位是整數部分。字節(jié) 4 是配置寄存器控制字的格式，當主機發(fā)出溫度轉換命令（44H）時，啟動溫度轉換過程，轉換時間最長 750 ms。主機通過讀寄存器命令（BEH） ，將溫度值讀出。通過寫寄存器功能命令，改變分辨率的設置。表 28 溫度和數字量的關系溫 度 數字輸出（二進制） 數字輸出（十六進制）+1250C 0000 0111 1101 0000B 07D0H+850C 0000 0101 0101 0000B 0550H+ 0000 0001 1001 0001B 0191H表 29 DS18B20 內部存儲器字 節(jié) ROM RAM0 產品代號（28H） 溫度低 8 位1 48 位器件序列號 溫度高 8 位2 48 位器件序列號 TH3 48 位器件序列號 TL4 48 位器件序列號 配置寄存器5 48 位器件序列號 保留6 48 位器件序列號 保留7 CRC 保留8 CRC11表 210 溫度存儲格式與配置寄存器控制字格式Bite7 Bite6 Bite5 Bite4 Bite3 Bite2 Bite1 Bite0字節(jié) 0 23 22 21 20 21 22 23 24字節(jié) 1 S S S S S 26 25 24字節(jié) 4 0 R1 R0 1 1 1 1 1 溫度報警信號 DS18B20 完成溫度轉換后，就把測得的溫度值與 TH，TL 作比較。若 TTH 或 TTL，則將該器件內的報警標志置位，并對主機發(fā)出的告警搜索命令作出響應。因此，多只DS18B20 同時測量溫度并進行報警搜索，一旦某測溫點越限，主機利用報警搜索命令，即可識別正在報警的器件，并讀出其序列號。 溫度傳感器的登記每一個 DS18B20 在接入系統(tǒng)工作前，必須先進行登記注冊。在每臺分機上都有一個登記注冊端口，DS18B20 在接入系