【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 AT89C51有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是閑散模式和掉電工作模式。這兩種方式是控制專(zhuān)用寄存器PCON中的PD和IDL位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PD是掉電模式，當(dāng)PD=1時(shí)，激活掉電工作模式，單片機(jī)進(jìn)入掉電工作狀態(tài)。IDL是閑散等待方式，當(dāng)IDL=1，激活閑散工作狀態(tài)，單片機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。如需要同時(shí)進(jìn)入兩種工作模式，即PD和IDL同時(shí)為1，則先激活掉電模式。 在閑散工作模式狀態(tài)，中央處理器CPU保持睡眠狀態(tài)，而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此時(shí)，片內(nèi)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。閑散模式可由任何允許的中斷請(qǐng)求或硬件復(fù)位終止。終止閑散工作模式的方法有兩種，一是任何一條被允許中斷的事件被激活，IDL被硬件清除，即刻終止閑散工作模式。程序會(huì)首先影響中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序，并緊隨RETI指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入閑散工作模式，那條指令后面的一條指令。二是通過(guò)硬件復(fù)位也可將閑散工作模式終止。 需要注意的是：當(dāng)由硬件復(fù)位來(lái)終止閑散工作模式時(shí)，中央處理器CPU通常是從激活空閑模式那條指令的下一條開(kāi)始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個(gè)機(jī)器周期有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止中央處理器CPU訪(fǎng)問(wèn)片內(nèi)RAM，而允許訪(fǎng)問(wèn)其他端口，為了避免可能對(duì)端口產(chǎn)生的意外寫(xiě)入：激活閑散模式的那條指令后面的一條指令不應(yīng)是一條對(duì)端口或外部存儲(chǔ)器的寫(xiě)入指令。在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容在中指掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將從新定義全部特殊功能寄存器但不改變RAM中的內(nèi)容，在VCC恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無(wú)效切必須保持一定時(shí)間以使振蕩器從新啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。 閑散和掉電模式外部引腳狀態(tài)模式程序存儲(chǔ)器ALEP0P1P2P3閑散模式內(nèi)部11數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)閑散模式內(nèi)部11浮空數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)掉電模式外部00數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)掉電模式外部00數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)AT89C51可使用對(duì)芯片上的三個(gè)加密位LB1，LB2，LB3進(jìn)行編程（P）或不編程（U）： LBLBLB3功能表程序加密位保護(hù)類(lèi)型1UUU沒(méi)有程序保護(hù)功能2PUU禁止從外部程序存儲(chǔ)器中執(zhí)行MOVC指令讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容3PPU除上表功能外，還禁止程序校驗(yàn)4PPP除以上功能外，同時(shí)禁止外部執(zhí)行 當(dāng)LB1被編程時(shí)，在復(fù)位期間，EA端的電平被鎖存，如果單片機(jī)上電后一直沒(méi)有復(fù)位，鎖存起來(lái)的初始值是一個(gè)不確定數(shù)，這個(gè)不確定數(shù)會(huì)一直保存到真正復(fù)位位置。為了使單片機(jī)正常工作，被鎖存的EA電平與這個(gè)引腳當(dāng)前輯電平一致。機(jī)密位只能通過(guò)整片擦除的方法清除。 DS18B20溫度傳感器 溫度是日常生活中經(jīng)常遇到的一個(gè)物理量，它也是科研和生產(chǎn)中最常見(jiàn)、最基本的產(chǎn)量之一。在很多場(chǎng)合都需要對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)控，而溫度測(cè)控離不開(kāi)溫度傳感器，因此，掌握正確的測(cè)溫方法及溫度傳感器的使用方法極為重要。 常用的測(cè)溫方法 物體受熱后溫度就要升高，任何兩個(gè)溫度不同的物體相接觸都必然產(chǎn)生熱交換，直到兩者的溫度達(dá)到平衡為止。據(jù)此，可以選擇某種溫度傳感器與被測(cè)物體接觸進(jìn)行溫度測(cè)量，這種方法稱(chēng)為接觸式測(cè)溫。接觸式測(cè)溫常用于較低溫度的測(cè)量。此外，物體受熱后溫度升高的同時(shí)還伴有熱輻射，因此，可利用溫度傳感器接收被測(cè)物體在不同溫度下輻射能量的不同來(lái)測(cè)量溫度，這種測(cè)溫方法稱(chēng)為非接觸式測(cè)溫。非接觸式測(cè)溫常用于高溫測(cè)量。 溫度傳感器產(chǎn)品分類(lèi) 目前，溫度傳感器沒(méi)有統(tǒng)一的分類(lèi)方法。按輸出量分類(lèi)有模擬式溫度傳感器和數(shù)字式溫度傳感器。按測(cè)溫方式分類(lèi)有接觸式溫度傳感器和非接觸式溫度傳感器。按類(lèi)型分類(lèi)有分立式溫度傳感器（含敏感元件）、模擬集成式溫度傳感器和智能溫度傳感器（即數(shù)字溫度傳感器）。模擬式溫度傳感器輸出的是隨溫度變化的模擬量信號(hào)。其特點(diǎn)是輸出響應(yīng)速度較快和MPU（微處理器）接口較復(fù)雜。數(shù)字式溫度傳感器輸出的是隨溫度變化的數(shù)字量，同模擬輸出相比，它輸出響應(yīng)較慢，但容易與MPU接口。下面對(duì)工程中常用的溫度傳感器做簡(jiǎn)單介紹。 電阻式溫度傳感器分為熱電阻式溫度傳感器和熱敏電阻溫度傳感器，他們的特點(diǎn)是自身的電阻值隨溫度而變化。熱敏電阻式利用半導(dǎo)體材料制成的敏感組件，通常所用的熱敏電阻溫度傳感器都是具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，它的電阻率受溫度的影響很大，而且隨溫度的升高而減少，簡(jiǎn)稱(chēng)NTC。其優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，體積小，壽命長(zhǎng)，工作穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離；缺點(diǎn)是互換性差，非線(xiàn)性嚴(yán)重。 利用熱電阻溫度系數(shù)隨溫度變化的特性而制成的溫度傳感器。稱(chēng)為熱電阻溫度傳感器。對(duì)于大多數(shù)金屬導(dǎo)體，其電阻值都具有隨溫度升高而增大的特性。由于純金屬的溫度系數(shù)比合金的高，因此均采用純金屬作為熱電阻組件。常用的金屬導(dǎo)體材料有鉑、銅、鐵和鎳。 熱電偶是一種傳統(tǒng)的溫度傳感器，其測(cè)溫范圍一般為50到+1600℃，最高可達(dá)+2800℃，并且有較高的測(cè)量精度。另外，熱電偶產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，使用時(shí)易于選擇，可方便地用計(jì)算機(jī)做線(xiàn)性補(bǔ)償，因此，至今在測(cè)溫領(lǐng)域內(nèi)仍被廣泛使用。它的理論基礎(chǔ)是建立在熱電效應(yīng)上，將熱能轉(zhuǎn)化為電能。 集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的，因此亦稱(chēng)硅傳感器或單片集成傳感器。模擬集成溫度傳感器是在20世紀(jì)80年代問(wèn)世的。它是將溫度傳感器集成在一個(gè)芯片上、可完成溫度測(cè)量及模擬信號(hào)輸出功能的專(zhuān)用IC，它屬于最簡(jiǎn)單的一種集成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一（僅測(cè)量溫度）、測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線(xiàn)性校準(zhǔn)。外圍電路簡(jiǎn)單，它是目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較為普遍的一種集成傳感器。 智能溫度傳感器（亦稱(chēng)數(shù)字溫度傳感器）是在20世紀(jì)90年代中期問(wèn)世的。智能溫度傳感器是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的結(jié)晶，它也是集成溫度傳感器領(lǐng)域中最具活力和發(fā)展前途的一種新產(chǎn)品。目前，行許多著名的集成電路生產(chǎn)已開(kāi)發(fā)出上百種智能溫度傳感器產(chǎn)品。智能溫度傳感器具有以下三個(gè)顯著特點(diǎn)：第一，能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器（MCU）；第二，能以最簡(jiǎn)方式構(gòu)成高性?xún)r(jià)比、多功能的智能化溫度測(cè)控系統(tǒng)；第三，它是在硬件的基礎(chǔ)上通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開(kāi)發(fā)水平。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D傳感器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路控制器、中央控制器（CPU）、隨機(jī)存取儲(chǔ)存器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）。 溫度傳感器的選擇 在介紹溫度傳感器的選擇原則之前，首先介紹在測(cè)控系統(tǒng)中選擇傳感器的總原則，本原則適用于各種傳感器的選擇。 現(xiàn)代傳感器在原理和結(jié)構(gòu)上千差萬(wàn)別，如何根據(jù)具體的測(cè)控目的、測(cè)控對(duì)象以及測(cè)控環(huán)境合理地選擇傳感器，是單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)首先要解決的溫度。當(dāng)傳感器選定之后，與之相配套的測(cè)控電路也就可以確定了。測(cè)控結(jié)果的成敗，在很大程度取決于傳感器的選擇是否合理。作為單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)前向通道的關(guān)鍵部件，在選擇傳感器時(shí)應(yīng)考慮一下幾個(gè)方面： （1）根據(jù)測(cè)控對(duì)象與測(cè)控環(huán)境確定傳感器的類(lèi)型 首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因?yàn)?，即使是測(cè)量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選擇，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測(cè)量對(duì)象的特點(diǎn)和傳感器的使用條件綜合考慮一下一些具體問(wèn)題：1）傳感器的量程；2）被測(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求；3）測(cè)量方式為接觸式還是非接觸式；4）傳感器信號(hào)的引出是有線(xiàn)還是無(wú)線(xiàn)；5）是購(gòu)買(mǎi)傳感器還是自行研制傳感器以及價(jià)格因素等。 在綜合考慮上述因素之后就能確定選擇何種類(lèi)型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。 （2）靈敏度的選擇 通常情況下，在傳感器的線(xiàn)性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。 （3）頻率響應(yīng)特性 傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍，傳感器的頻率響應(yīng)好，可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬，傳感器的輸出信號(hào)必須在允許的頻率范圍內(nèi)保持不失真，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有一定得延遲，希望延遲時(shí)間越來(lái)越好。 （4）線(xiàn)性范圍 傳感器的線(xiàn)形范圍是指輸出信號(hào)與輸入量成正比的范圍。從理論上講，在此范圍內(nèi)靈敏度應(yīng)保持定值。傳感器的線(xiàn)性范圍越寬，其量程越大，并且能保證一定的測(cè)量精度。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類(lèi)確定之后首先要看其量程是否滿(mǎn)足要求。 （5）穩(wěn)定性 傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱(chēng)為穩(wěn)定性。影響傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。 （6）精度的選擇 精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)測(cè)量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要能滿(mǎn)足整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的精度要求就可以了，不必選得太高。這樣就可以在滿(mǎn)足同一測(cè)量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的傳感器。 溫度傳感器技術(shù)被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品、玩具、家用電子產(chǎn)品、工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)以及個(gè)人計(jì)算機(jī)應(yīng)用中。傳統(tǒng)上分立式溫度傳感器是最常用的溫度傳感器元件，而集成溫度傳感器特點(diǎn)是測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線(xiàn)性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單，它是目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種溫度傳感器。 綜上所述，不同的傳感器具有不同的應(yīng)用場(chǎng)合，由于在溫度測(cè)控系統(tǒng)中，傳感器是前向通道的關(guān)鍵部件，因此選擇合適的傳感器是非常重要的。選擇的原則要考慮溫度范圍、溫控精度、測(cè)溫場(chǎng)合、價(jià)格等幾方面的因素。 DS18B20概述 DS18B20數(shù)字溫度計(jì)提供912位攝氏溫度測(cè)量而且有一個(gè)高低電平觸發(fā)的可編程的不因電源消失而改變的報(bào)警功能。DS18B20通過(guò)一個(gè)單線(xiàn)接口發(fā)送或接受信息，因此在中央處理器和DS18B20之間僅需一條連接線(xiàn)。它的測(cè)溫范圍為55~ +125℃， 精度為177。5℃。除此之外，DS18B20能直接從單線(xiàn)通訊上級(jí)去能量，出去對(duì)外部電源的要求。 每個(gè)DS18B20都有個(gè)獨(dú)特的64位序列號(hào)，從而允許多只DS18B20同時(shí)連載一根單總線(xiàn)上；因此，很簡(jiǎn)單就可以用一個(gè)為微處理器去控制很多覆蓋在一大片區(qū)域的DS18B20。這一特性在很多控制方面非常有用。 詳細(xì)的引腳說(shuō)明8引SPIC封裝T09封裝符號(hào)說(shuō)明51GND接地引腳42DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。對(duì)于單線(xiàn)操作：樓極開(kāi)路。當(dāng)工作寄生電源模式時(shí)用來(lái)提供電源33VDD可選的VDD引腳。工作與寄生電源模式時(shí)VDD必須接地。（注：所有上表未提及的引腳都無(wú)連接） DS18B20測(cè)溫操作 DS18B20的核心功能是它的直接讀數(shù)的溫度傳感器。溫度傳感器的精度為用戶(hù)可編程的9，10，11或12位，℃，℃，℃℃增量遞增。在上電狀態(tài)下默認(rèn)精度為12位。 DS18B20啟動(dòng)后保持低功耗等待狀態(tài)；當(dāng)需要執(zhí)行溫度測(cè)量和AD轉(zhuǎn)換時(shí)，總線(xiàn)控制器必須發(fā)出[44h]命令。在那之后，嬋真的溫度數(shù)據(jù)以?xún)蓚€(gè)字節(jié)的形式被存儲(chǔ)到高速暫存器的溫度寄存器中， DS18B20繼續(xù)保持等待狀態(tài)。當(dāng)DS18B20由外部電源供電時(shí)總線(xiàn)控制器在溫度轉(zhuǎn)換指令之后發(fā)起“讀時(shí)序”，DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換中返回0，除非在進(jìn)入溫度轉(zhuǎn)換時(shí)總線(xiàn)被強(qiáng)上拉拉高，否則不會(huì)有返回值。 溫度寄存器格式LSbit7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0MSSSSSSbit 15 bit 14 bit 13 bit 12 bit 11 bit 10 bit 9 bit 8 溫度/數(shù)據(jù)關(guān)系溫度 ℃數(shù)據(jù)輸出（二進(jìn)制）數(shù)據(jù)輸出（十六進(jìn)制）+1250000 0111 1101 000007D0h+850000 0101 0101 00000550h+0000 0001 1001 00010191h+0000 0000 1010 00100