【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電源引腳VCC和VSS（共兩根）其中VCC接+5V電壓。VSS接地。2. 時(shí)鐘電路引腳XTAL1和XTAL2（共兩根）其中XTAL1端口用來(lái)接外部晶體以及微調(diào)電容的一端，其作用是用來(lái)作為振蕩反相放大器的輸入端口。如果需要采用外部時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，必須將該引腳接地。XTAL2用來(lái)連接外部晶體與微調(diào)電容的另外一端，其具體作用是用來(lái)作為該電路的輸出端口。如果我們需要采用外部時(shí)鐘電路進(jìn)行振蕩時(shí)，我們必須給XTAL2端口輸入時(shí)鐘脈沖信號(hào)。3. 控制和復(fù)位引腳PSEN、 ALE、RST/VPD和 EA（共4根）ALE（30腳）：如果需要訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端的信號(hào)輸出主要用于鎖存地址的低位字節(jié)。PSEN(29腳):主要輸出的外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。EA(31腳):如果該端口保持高電平信號(hào)時(shí)，則表示只訪問(wèn)單片機(jī)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。如果該端口為低電平信號(hào)時(shí)，表示只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，而不管有沒(méi)有內(nèi)部存儲(chǔ)器。RST/VPD(9腳)：?jiǎn)纹瑱C(jī)復(fù)位引腳，主要用來(lái)維護(hù)程序的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)程序出現(xiàn)問(wèn)題或者跑飛速，該引腳發(fā)出2個(gè)機(jī)器周期的高電平信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行復(fù)位，讓其正常工作運(yùn)行。4. 輸入/輸出 (I/O)引腳P0、PPP3（共32根）P0端口是雙向8位三態(tài)I/O口，如果需要連接部存儲(chǔ)器時(shí)，該端口與地址總線的低8位及數(shù)據(jù)總線進(jìn)行復(fù)用，以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載。P1,P2,P3口都是8位準(zhǔn)雙向I/O口。以下是該單片機(jī)的主要性能參數(shù)：l 具有4K字節(jié)可以用來(lái)反復(fù)擦除Flash閃存存儲(chǔ)器，具有100次的擦除周期。l 具有三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器。l 全靜態(tài)操作，6個(gè)中斷源。l 含有1288字節(jié)的RAM，32個(gè)可用來(lái)編程的8位I/O口線（P0、PPP3）。l 含有2個(gè)16位的 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。（）。l 擁有微功耗空閑模式以及掉電模式，同時(shí)還具備可編程串行UART通道。 計(jì)數(shù)器/定時(shí)器控制寄存器（TCON）：表 （TCON）D7D6D5D4D3D2D1D0TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H其中：TF0為計(jì)數(shù)器/定時(shí)器T0的溢出標(biāo)志位，若計(jì)數(shù)器/定時(shí)器T0計(jì)滿時(shí)，通過(guò)硬件將其置位，如果許可，則觸發(fā)T0中斷，進(jìn)入中斷處理后通過(guò)內(nèi)部硬件電路將其自動(dòng)清除。TF1為計(jì)數(shù)器/定時(shí)器T0溢出標(biāo)志位，當(dāng)計(jì)數(shù)器/定時(shí)器T1計(jì)滿時(shí)，通過(guò)硬件將其置位，如果許可，則觸發(fā)T1中斷，進(jìn)入中斷處理后通過(guò)內(nèi)部硬件電路將其自動(dòng)清除。TR0為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的啟動(dòng)位?？梢酝ㄟ^(guò)軟件置位或者將其清0，當(dāng)其為1時(shí)，進(jìn)行啟動(dòng)；當(dāng)其為0時(shí)，停止啟動(dòng)。TR1作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的啟動(dòng)標(biāo)志位。我們能夠通過(guò)軟件置位或者將其置0，若其為1時(shí)，則進(jìn)行啟動(dòng)；當(dāng)其為0時(shí)，停止啟動(dòng)。（IE）IE為中斷的開(kāi)放和關(guān)閉的控制寄存器，：（IE）D7D6D5D4D3D2D1D0IEEAET2ESET1EX1ET0EX0位地址AFHADHACHABHAAHA9HA8H其中：EA表示CPU中斷總允許位，若EA=0時(shí)，表示CPU這個(gè)總開(kāi)關(guān)中斷，屏蔽外部一切中斷。當(dāng)為1時(shí)，表示CPU將中斷總開(kāi)關(guān)打開(kāi)，使其處于開(kāi)中斷狀態(tài)。對(duì)于某個(gè)中斷源是否開(kāi)啟取決于各自的允許位來(lái)決定。EX0為外部中斷0/INT0的中斷允許位。如果我們需要INT0進(jìn)行中斷，則設(shè)置EX0=1，否則的話，設(shè)置EX0=0，表示屏蔽INT0中斷。EX1為外部中斷0/INT1的中斷允許位。如果我們需要INT1進(jìn)行中斷，則設(shè)置EX1=1，否則的話，設(shè)置EX1=0，表示屏蔽INT1中斷。ET1表示定時(shí)器1（T1溢出中斷）中斷允許位，當(dāng)設(shè)置TE1=0，表示禁止T1進(jìn)行中斷；當(dāng)設(shè)置ET1=1時(shí)，表示允許T1進(jìn)行中斷。ET2為定時(shí)器2（T1溢出中斷）中斷允許位，僅僅適用于52系列的單片機(jī)中，當(dāng)ET2=0，表示禁止T2進(jìn)行中斷；當(dāng)ET2=1時(shí)，則表示允許T2進(jìn)行中斷。ES表示串行口中斷允許位。當(dāng)我們?cè)O(shè)置ES=1，表示允許串行口的接收和發(fā)送中斷。否則禁止一切串行口中斷。第三章 溫度報(bào)警器硬件的設(shè)計(jì)與研究第一節(jié) 硬件系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)思想該溫度報(bào)警器主要由硬件和軟件共同組成，其中硬件的電子電路主要應(yīng)用到單片機(jī)模塊，溫度讀取模塊、溫度設(shè)計(jì)模塊、溫度顯示模塊和溫度報(bào)警模塊?！?3】：溫度報(bào)警模塊顯示模塊LCD1602DS18B20溫度傳感器單片機(jī) AT89C51溫度報(bào)警設(shè)置模塊 其中該溫度報(bào)警器通過(guò)DS18B20溫度傳感器感應(yīng)周圍的環(huán)境溫度，通過(guò)單片機(jī)對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取處理，經(jīng)過(guò)LCD1602液晶顯示模塊將實(shí)時(shí)的溫度顯示在液晶顯示器上，供用戶讀取觀察溫度信息，同時(shí)可以通過(guò)按鍵對(duì)該款溫度報(bào)警器的報(bào)警值的上限或下限根據(jù)用戶的需要進(jìn)行設(shè)定調(diào)整。當(dāng)DS18B20讀取的溫度超過(guò)提前設(shè)定的報(bào)警值的上限或下限時(shí)，通過(guò)調(diào)用報(bào)警子程序，驅(qū)動(dòng)溫度報(bào)警模塊的揚(yáng)聲器和LED指示燈進(jìn)行報(bào)警。第二節(jié) 電路模塊的分類與簡(jiǎn)介一、 單片機(jī)電路模塊 單片機(jī)作為一款控制芯片，要想正常運(yùn)行工作，務(wù)必有正常的最小電路系統(tǒng)，其中單片機(jī)最小的系統(tǒng)主要由電壓源、復(fù)位電路和晶體振蕩器組成，這樣才能夠確保其正常運(yùn)行。： 單片機(jī)電路圖其中5V的直流電源是單片機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提，其中Vcc連接電源端，GND接地，它們之間的電容起到去耦的作用。對(duì)于復(fù)位電路的作用主要是確保單片機(jī)芯片的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，常見(jiàn)的復(fù)位電路一般包括以下幾種：上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位、程序自動(dòng)復(fù)位。如果當(dāng)程序發(fā)生死機(jī)現(xiàn)象，或者遇到外界信號(hào)的干擾，程序出現(xiàn)跑飛時(shí)，通過(guò)該電路的復(fù)位電路的按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的初始化，使其正常運(yùn)行。對(duì)于EA端口，通常我們會(huì)給予其高電平時(shí)，表示我們只訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。相反，如果我們給予其低電平信號(hào)，則表示訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。晶振電路中的晶振又叫晶振振蕩器，它是一直不停的振蕩，為單片機(jī)系統(tǒng)提供基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的正常工作都是以該信號(hào)為基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行工作。其晶振電路連接到18和19腳。其并聯(lián)2個(gè)20pF的電容元件主要是輔助振蕩器的正常起振，來(lái)確保晶振信號(hào)的穩(wěn)定性。二、 溫度測(cè)量電路模塊溫度采集模塊主要是通過(guò)DS18B20數(shù)字式芯片利用微電子技術(shù)完成對(duì)目標(biāo)環(huán)境溫度數(shù)據(jù)的采集功能，：通過(guò)電路圖可以看到溫度測(cè)量模塊的電路很簡(jiǎn)單，只有三個(gè)引腳接口，其中VDD接入直流電源，GND直接接地，通過(guò)DQ鏈接到單片機(jī)I/O口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。其中上拉電阻的作用是確保DQ端為高電平，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)都的接收。因?yàn)镈S18B20是單總線通信，即使接收和發(fā)送都是這個(gè)通信腳進(jìn)行的。其接收時(shí)為高電阻輸入，其發(fā)送時(shí)是開(kāi)漏輸出，即輸出0時(shí)通過(guò)三極管下拉為低電平，而輸出1時(shí)，則為高阻，需要外接上拉電阻將其拉為高電平。因此，需要DQ端外接一個(gè)上拉電阻，來(lái)確保單總線的正常工作，否則無(wú)法輸出1。三、 液晶顯示電路模塊顯示模塊主要是把DS18B20傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上，為用戶提供實(shí)時(shí)的參考數(shù)據(jù)。: 液晶顯示模塊電路液晶的電源1 腳2 腳以及背光電源15 腳16 腳，電路接法很簡(jiǎn)單，照?qǐng)D示正常接就可以了。3 腳叫做液晶顯示偏壓信號(hào)，該3 腳主要是用來(lái)調(diào)整顯示的黑點(diǎn)和不顯示的之間的對(duì)比度，如果調(diào)整好了對(duì)比度，就可以讓我們的顯示更加清晰一些。在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，通常的辦法是在這個(gè)引腳上接個(gè)電位器，也就是我們常說(shuō)的滑動(dòng)變阻器，通過(guò)調(diào)整變阻器的分壓值，來(lái)調(diào)整3 腳的電壓。而當(dāng)產(chǎn)品批量生產(chǎn)的時(shí)候，我們可以把我們調(diào)整好的這個(gè)值直接用簡(jiǎn)單電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，市面上有的LCD1602 的下拉電阻大概1 是比較合適的值。4～14腳正常接入單片機(jī)的I/O端口，一般我們選擇P0端口，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸【9】。四、 報(bào)警電路模塊報(bào)警電路主要實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的監(jiān)視，當(dāng)實(shí)際溫度值超越用戶設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，通過(guò)報(bào)警向用戶反饋信息。該報(bào)警電路的核心硬件主要是蜂鳴器。對(duì)市面上的蜂鳴器，根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，我們將其主要分為2種，分別是有源蜂鳴器和無(wú)源蜂鳴器。對(duì)于有源蜂鳴器不是指的有電源，而是有振蕩源。直接給BUZZ引腳一個(gè)低電平，蜂鳴器就會(huì)直接發(fā)聲。而對(duì)于無(wú)源蜂鳴器內(nèi)部是不帶振蕩源的。對(duì)于有源蜂鳴器來(lái)說(shuō)，無(wú)源更加便宜，同時(shí)可以通過(guò)輸入不同頻率的脈沖信號(hào)制作優(yōu)美的音樂(lè)。： 蜂鳴器電路因?yàn)榉澍Q器的電流相對(duì)還是很大，而單片機(jī)的I/O不能提供較大的電流，因此需要一個(gè)三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)。同時(shí)加一個(gè)100歐的電阻主要是作為限流電阻。此外還加一個(gè)二極管，該器件主要起到續(xù)流作用。因?yàn)榉澍Q器是感性元件，當(dāng)三極管當(dāng)三極管導(dǎo)通給蜂鳴器供電時(shí)，就會(huì)有導(dǎo)通電流流過(guò)蜂鳴器。而電感的一個(gè)特點(diǎn)就是電流不能突變，導(dǎo)通時(shí)電流是逐漸加大的，但當(dāng)關(guān)斷時(shí)，經(jīng)“電源三極管蜂鳴器地”這條回路就截?cái)嗔?，過(guò)不了任何電流了，儲(chǔ)存的電流就是經(jīng)過(guò)這個(gè)二極管 和蜂鳴器自身的環(huán)路來(lái)消耗掉了，從而就避免了關(guān)斷時(shí)由于電感電流造成的反向沖擊。第三節(jié) 設(shè)計(jì)總原理圖該溫度報(bào)警器的硬件電路原理圖主要由以上測(cè)溫電路、顯示電路、單片機(jī)電路和蜂鳴器報(bào)警電路以及LED報(bào)警電路共同組成了溫度報(bào)警器系統(tǒng)。： 溫度報(bào)警器原理圖 該溫度報(bào)警器電路原理圖實(shí)現(xiàn)了對(duì)周圍環(huán)境溫度的測(cè)量，將實(shí)時(shí)的溫度值顯示LCD1602液晶顯示器上，供用戶獲取實(shí)時(shí)的溫度值，同時(shí)用戶可以通過(guò)按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度報(bào)警值的上下限設(shè)定。如果當(dāng)DS18B20采集的實(shí)時(shí)溫度值超越設(shè)定的報(bào)警值的上限或下限時(shí)，通過(guò)調(diào)用報(bào)警子程序，來(lái)驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊的蜂鳴器以及報(bào)警模塊的紅色LED實(shí)現(xiàn)報(bào)警，同時(shí)紅色LED指示燈不斷閃爍。該電路實(shí)現(xiàn)了完整的溫度報(bào)警系統(tǒng)。第四章 溫度報(bào)警器軟件的設(shè)計(jì)與研究第一節(jié) 軟件系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)思想軟件系統(tǒng)是該器件必不可少的部分，它決定著硬件電路的正常運(yùn)行。起到了及其重要的作用。該款溫度報(bào)警器的軟件部分不是十分的復(fù)雜，我們首先選擇匯編語(yǔ)言作為軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。為了達(dá)到清晰的編程思路。我們把該程序模塊化。具體的分為以下幾個(gè)部分：主程序、溫度報(bào)警程序、測(cè)溫程序、液晶顯示程序。一、 主程序流程圖設(shè)計(jì) 主程序是軟件程序的核心部分，它主要完成對(duì)子程序之間的調(diào)用而不能被其他子程序調(diào)用，其作用是將各個(gè)模塊的子程序合理有序的連接起來(lái)組成一個(gè)完整的軟件系統(tǒng)。是整個(gè)程序的骨架部分，對(duì)于相對(duì)比較復(fù)雜的程序，主程序需要不斷的調(diào)用許許多多的子程序來(lái)完成計(jì)算機(jī)程序的正常運(yùn)行。每個(gè)計(jì)算機(jī)程序都有各自清晰地流程圖?！?4】： 主程序開(kāi)始加電復(fù)位（00000H）開(kāi)放總中斷。允許T0、T1中斷LCD1602初始化，顯示緩沖區(qū)設(shè)定溫度報(bào)警初始值報(bào)警越界處理、合并、顯示當(dāng)前溫度 比較當(dāng)前溫度 N Y 返回 主程序流程圖二、 主程序中主要程序的設(shè)計(jì)與說(shuō)明主程序設(shè)計(jì)中，主程序是整個(gè)整個(gè)程序的核心部分，首先是對(duì)各模塊程序進(jìn)行必要的初始化，通過(guò)不斷調(diào)用各個(gè)模塊的子程序以及各個(gè)模塊的算法將其合理有序的連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)程序的正常運(yùn)行。具體的內(nèi)容見(jiàn)下表 。表 主程序重要部分的編寫(xiě)與介紹主要程序具體說(shuō)明ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP EX_INT0ORG 0013HLJMP EX_INT1ORG 0100H 編寫(xiě)程序之前，我們首先設(shè)計(jì)主程序的入口地址，我們一般設(shè)定從0000H開(kāi)始，同時(shí)指出2個(gè)外部中斷INT0和INT1的固定入口地址。分別為0003H和0013H，用戶通過(guò)2個(gè)中斷實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度報(bào)警值上下限的調(diào)節(jié)。MOV IE,85HSETB IT0SETB IT1SETB SOUNDSETB LED_RMOV P0,01HCALL ENABLEMOV P0,38HCALL ENABLEMOV P0,0CHCALL ENABLEMOV TEMP_SET,20MOV TEMP_SET_1,00H 首先通過(guò)MOV IE,85H程序設(shè)定中斷允許寄存器設(shè)計(jì)允許中斷0與中斷1，CPU打開(kāi)中斷EA。同時(shí)設(shè)計(jì)外部斷為下降沿觸發(fā)，對(duì)報(bào)警器與指示燈關(guān)閉。對(duì)LCD1602液晶顯示屏初始化，清除屏幕，功能設(shè)定（8位，2行，57點(diǎn)陣格式），打開(kāi)顯示器，對(duì)光標(biāo)閃爍進(jìn)行關(guān)閉。設(shè)計(jì)溫度報(bào)警上、下值為20℃和0℃。CALL SET_TEMPCALL SET_TEMP_1CALL READ_TEMPCALL MERGE_TEMPCALL CONVERT_TEMPCALL DISPLAYMOV A,80HMOV B,TEMP_SET_1CJNE A,B,NEXT0該部分主要是調(diào)用各個(gè)子程序。調(diào)用溫度設(shè)定、讀取當(dāng)前溫度、合并當(dāng)前溫度、轉(zhuǎn)換當(dāng)前溫度、顯示當(dāng)前溫度、比較當(dāng)前溫度。第二節(jié) 測(cè)溫處理程序的設(shè)計(jì)一、 測(cè)溫模塊程序流程圖的設(shè)計(jì) 溫度測(cè)量模塊是整個(gè)系統(tǒng)重要的部分，它完成了整個(gè)系統(tǒng)需要的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，DS18B20作為一總線的數(shù)字式芯片，其對(duì)整個(gè)溫度采集過(guò)程相對(duì)比較復(fù)雜，【5】： DS18B20溫度采集過(guò)程通過(guò)該圖我們看到，黑色的實(shí)粗線部分是通過(guò)單片機(jī)I/O 口拉低這個(gè)引腳，虛粗線是DS18B20芯片自主拉低的這個(gè)引腳，細(xì)線是單片機(jī)和DS18B