【文章內(nèi)容簡介】 芯片 24C02 特性： 與 400KHz I2C 總線兼容 到 伏工作電壓范圍 低功耗 CMOS 技術(shù) 寫保護(hù)功能當(dāng) WP 為高電平時(shí)進(jìn)入寫保護(hù)狀態(tài) 頁寫緩沖器 自定時(shí)擦 寫周期 1,000,000 編程 /擦除周期 可保存數(shù)據(jù) 100 年 8 腳 DIP SOIC 或 TSSOP 封裝 溫度范圍：商業(yè)級(jí)工業(yè)級(jí)和汽車級(jí) I2C 總線接口進(jìn)行操作有一個(gè)專門的寫保護(hù)功能 管腳配置： 主控電路 主控電路由單片機(jī)最小系統(tǒng)組成，包括時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和主芯片 AT89S52，另外，為了能儲(chǔ)存溫度上下限，還加入存儲(chǔ)芯片 24C02，存儲(chǔ)容量為 256 字節(jié)。 24C02 是串行 E2PROM，它是基于 I2CBUS 的存儲(chǔ)器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有體積小、引腳少、功 耗低、工作電壓范圍寬、數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點(diǎn)，在儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)化控制中得到大量的應(yīng)用。 24C02與單片機(jī)的接口非常簡單，占用 I/O端口少，芯片擴(kuò)展方便，讀寫簡單。如圖 33所示， A0、 A A2 為器件地址線，將這些引腳都接地時(shí)，器件地址為 0； WP 為寫保護(hù)引腳，將此引腳接地，允許對(duì)器件進(jìn)行讀 /寫操作； SCL、 SDA為二線串行接口，符合 I2C總線協(xié)議。 單片機(jī)的最小系統(tǒng)如下圖 33所示： P0是顯示器的數(shù)據(jù)總線。 P1為 4 4鍵盤矩陣接口。 ～ ，～ 。 。 。 數(shù)據(jù)采集部分 溫度作為一種最基本的環(huán)境條件參數(shù)，與工業(yè)、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)以及醫(yī)學(xué)乃至人們的日常生活都是緊密相關(guān)的，因此，對(duì)于溫度的測量方法以及測量裝置的研究就凸現(xiàn)的非常重要，由單片機(jī)和溫度傳感器所構(gòu)成的測溫系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)通過對(duì)單總線數(shù)字集成溫度傳感器 DS18B20 的特點(diǎn)，工作原理和使用方法的討論，結(jié)合對(duì)單片機(jī)AT89S52的編程實(shí)現(xiàn)溫度的采集。 大多單片機(jī)接口輸入的信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，或帶有 A/D 轉(zhuǎn)換的高端單片機(jī)也可 輸入模擬信號(hào)。由單片機(jī)獲取非電信號(hào)的溫度信息，必須通過溫度傳感器。傳統(tǒng)的溫度測量多以熱敏電阻作為溫度傳感器。但是，熱敏電阻可靠性較差，測量溫度精度低，而且還需 A/D 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)才能由單片機(jī)進(jìn)行處理。因此，使用數(shù)字溫度傳感器可簡化硬件設(shè)計(jì)，方便單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)，節(jié)約成本。設(shè)計(jì)單片機(jī)數(shù)字溫度計(jì)需要考慮一下 3個(gè)方面： 溫度傳感器芯片的選擇； 單片機(jī)和溫度傳感器的接口電路設(shè)計(jì)； 控制溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度信息采集以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖? DS18B20是美國達(dá)拉斯（ Dallas）公司的單數(shù)字溫度傳感器芯片，與傳統(tǒng)的熱 敏電阻不同， DS18B20可直接將被測信號(hào)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號(hào)，供單片機(jī)處理，通過對(duì) DS18B20編程可以實(shí)現(xiàn) 9～ 12位的溫度讀數(shù)，并可分別在 750ms內(nèi)完成 9位和 12位的數(shù)字量。其測量范圍 55℃～ +125℃，最大分辨率為 ℃，在 10℃～ +85℃范圍內(nèi)其測溫準(zhǔn)確度為177。 ℃。 DS18B20 具有體積小，功耗低，抗干擾能力強(qiáng)的，易于微處理器連接等特點(diǎn)，而且他無需任何外圍硬件即可方便的進(jìn)行溫度測量，與單片機(jī)交換信息只需一根 I/O口線，其讀寫及溫度轉(zhuǎn)換的功率也可來源于數(shù)據(jù)總線，而無需額 外電源。另外，每片 DS18B20都設(shè)有唯一的產(chǎn)品序列號(hào)，存放在他的內(nèi)部 ROM中，單片機(jī)通過簡單的協(xié)議就能識(shí)別這個(gè)序列號(hào)。因此，多個(gè) DS18B20 可以掛接于同一條單線總線上，特別適合構(gòu)成多點(diǎn)溫度測控系統(tǒng)。 DS18B20的主要特性 ： 1適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電 2獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20的雙向通訊 3 DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線 上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫 4 DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) 5 溫范圍－ 55℃～＋ 125℃，在 10～ +85℃時(shí)精度為177。 ℃ 6 可編程的分辨率為 9～ 12 位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃、 ℃、 ℃和℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測溫 7 在 9 位分辨率時(shí)最多在 ， 12 位分辨率時(shí)最多在 750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快 8 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以“一線總線”串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 9 負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。 DS18B20的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)： 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(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL、配置寄存器。 DS18B20引腳定義： (1)DQ為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端； (2)GND為電源地； (3)VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。 鍵盤電路的設(shè)計(jì) 鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人干預(yù)單片機(jī)的主要手段。下面介紹鍵盤的工作原理，鍵盤按鍵的識(shí)別過程及識(shí)別方法，鍵盤與單片機(jī)的接口技術(shù)。 1 鍵盤輸入的特點(diǎn) 鍵盤實(shí)質(zhì)上是一組按鍵開關(guān)的集合。通常，鍵盤開關(guān)利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用。一個(gè)電壓信號(hào)通過鍵盤開關(guān)機(jī)械觸點(diǎn)的斷開、閉合，其行線電壓輸出波形如圖 35所示， t1和 t3分別為間的閉合和斷開過程中的抖動(dòng)期，抖動(dòng)時(shí)間長短和開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為 5～ 10ms， t2為穩(wěn)定的閉合期，其時(shí)間由按 鍵動(dòng)作所 確定，一般為十分之幾秒， t0、 t4為斷開期 。 2按鍵的確認(rèn) 鍵盤的閉合與否，反映在行線輸出電壓上就是呈現(xiàn)高電平或低電平，如果高電平表示鍵斷開，低電平則表示鍵閉合，通過對(duì)行線電平高低狀態(tài)的檢測，便可確認(rèn)按鍵按下與否。為了確保 CPU對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次按鍵有效，必須消除抖動(dòng)期 t1和 t3的影響。 3如何消除按鍵的抖動(dòng) 常常采用軟件來消除按鍵抖動(dòng)，基本思想是：在第一次檢測有鍵按下時(shí)，該鍵所對(duì)應(yīng)的行線為低電平，執(zhí)行一段延時(shí) 10ms的子程序后，確認(rèn)該行線電平是否仍為低電平，如果仍為低電平，則確認(rèn)該行確實(shí)有 鍵按下。當(dāng)按鍵松開時(shí)，行線的低電平變?yōu)楦唠娖?，?zhí)行一段延時(shí) 10ms的子程序后，檢測該行線為高電平，說明按鍵確實(shí)已經(jīng)松開，采取以上措施，躲開了兩個(gè)抖動(dòng)期 t1和 t3，從而消除了按鍵抖動(dòng)的影響。 本設(shè)計(jì)使用了 4 4 矩陣式（也稱行列式）鍵盤，如圖 36）它由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。與獨(dú)立鍵盤相比，矩陣式鍵盤要節(jié)省很多的 I/O口線。按鍵設(shè)置在行、列線交點(diǎn)上，行、列線分別連接到按鍵的兩端。行、列線通過上拉電阻接到 +5V上。無按鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)由與此行線相連 的列線的電平?jīng)Q定。這一點(diǎn)是識(shí)別矩陣式鍵盤按鍵是否按下的關(guān)鍵所在。所以，必須將行、列線信號(hào)配合起來做適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。 在本系統(tǒng)中用到了點(diǎn)陣字符型 LCD 顯示器。液晶顯示模塊必須有相應(yīng)的 LCD 控制器、驅(qū)動(dòng)器，來對(duì) LCD 顯示器進(jìn)行掃描、驅(qū)動(dòng)，以及一定空間的 RAM 和 ROM 來存儲(chǔ)寫入的命令和顯示字符的點(diǎn)陣?，F(xiàn)在人們已將 LCD控制器、驅(qū)動(dòng)器、 RAM、 ROM和 LCD顯示器用 PCB連接到一起，成為液晶顯示模塊 LCM（ LCD Module）。使用時(shí)只要向 LCM送入相應(yīng)的指令和數(shù)據(jù)就可 實(shí)現(xiàn)所需要的顯示內(nèi)容，