【文章內容簡介】 需接 ~10K 的上拉電阻。 （ 10） P1 口（ 1~8 腳）：由 ~ 組成， P1 口是一個內部帶有上拉電阻的準8 位雙向 I/0 口 ,能驅動 4 個 LSTTL 輸入。 （ 11） P2 口（ 21~28 腳）：由 ~ 組成， P2 口是一個內部帶有上拉電阻的準 8 位雙向 I/0 口 , 同時可用作高 8 位地址線和 8 位數據線，能驅動 4 個LSTTL 輸入。 （ 12） P3 口 （ 10~17 腳）：由 ~ 組成， P3 口是一個帶內部有上拉電阻的準 8 位雙向 I/0 口。同時，它的每一條口線都具有第二功 能，表 所示。 表 P3口各位的第二類功能 口線 第二功能 RXD（串行口的輸入端） TXD（串行口的輸出端） （外部中斷 INT0 輸入端，低電平 0 有效） （外部中斷 INT1 輸入端，低電平 0 有效） T0（定時 /計數器 0 計數脈沖的輸入端） T1（定時 /計數器 1 計數脈沖的輸出端） （片外數據存儲器寫選通信號的輸出端，低電平 0 有效） （片外數據存儲器讀選通信號的輸出端，低電平 0 有效） /計數器 STC89C52RC 單片機內部自帶三個 16位定時 /計數器 T0、 T1和 T2， T0和 T1均可作為定時器或計數器使用。 6 個特殊功能寄存器決定了它的工作方式及功 10 能。 (1)TMOD:用來設置定時 /計數器 T0 和 T1的工作方式。寄存器內部如表 所示。 表 控制寄存器 (TMOD) 位編號 位定義 GATE C/’T M1 M0 GATE C/’T M1 M0 TMOD 的低 4位用于定時 /計 數器 T0 的工作方式選擇，高四位用于定時 /計數器 T1 的工作方式選擇。 GATE:選擇定時 /計數器是否受外部中斷控制。若 GATE=1，定時 /計數器 T0啟停受引腳 （中斷 0）控制；定時 /計數器 T1啟停受引腳 （中斷 1）控制；若 GATE=0，定時 /計數器的啟停與外部中斷（中斷 0 和中斷 1）無關。 C/’T：定時 /計數方式選擇位。當 C/’T=0 時為定時方式； C/’T=1 時為計數方式。 M M0：定時 /計數器工作模式時選擇位。定時 /計數器工方式如表 所示。 表 四種定時 /計數器工作方式 M1 M2 工作方式 功能描述 0 0 方式 0 13 位定時 /計數器 0 1 方式 1 16 位定時 /計數器 1 0 方式 2 8 位定時 /計數器 1 1 方式 3 分為兩個獨立的 8 位計數器（ T0） (2)定時 /計數器控制寄存器（ TCON） TCON 用于控制定時 /計數器的啟停、溢出和外部中斷觸發(fā)方式。 TCON 寄存器內部各位定義如表 所示。 表 TCON內部各位定義 位編號 未定義 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 單片機內部結構 STC89C52RC 單片機內部由中央處理器、存儲器、輸入 /輸出端口、定時 /計數器、中斷系統(tǒng)以及系統(tǒng)總線等構成，內部結構框圖如 。 11 圖 STC89C52RC 單片機內部結構 單片機內部主要由中央處理器（ CPU）、片內數據存儲器（ RAM）、片內程序存儲器（ ROM）和輸入 /輸出接口組成。 STC89C52RC 單片機的 CPU是一個 8 位二進制數的中央處理器，主要由運算器、控制器和特殊寄存器組構成。 運算器：運算器的核心 為算術邏輯單元（ ALU），主要由布爾處理器、累加器（ ACC）、暫存器（ TMP TMP2）、程序狀態(tài)字寄存器（ PSW）和寄存器（ B）構成。主要功能為處理數據的算術運算。 控制器：控制器的主要功能為對來自存儲器中的指令進行譯碼，通過定時控制電路，在規(guī)定的時刻發(fā)出各種操作所需的全部內部和外部的控制信號，使各部分協調工作 ,控制器主要由程序計數器（ PC）、指令寄存器（ IR）、指令譯碼器（ ID）和定時控制邏輯電路等組成。 特殊寄存器（ SFR）：也稱為專用寄存器 ,主要用來指示當前要執(zhí)行指令的內存地址，存放特定的操作數， 指示指令的運行狀態(tài)等。 STC89C52RC 單片機共有 12 26 個特殊功能寄存器，離散地分布在片內 RAM 的高 128B 地址中。 STC89C52RC 內部有兩個存儲器，分為程序存儲器（ ROM）和數據存儲器（ RAM），但由于訪問的地址一樣，因而要采用不同形式的指令進行操作。 程序存儲器：主要存放單片機的要執(zhí)行的程序，一般為 Flash STC89C52RC 來說， ROM 的大小為 8KB，片內存儲空間地址為 0000H~1FFFH，若 EA=0,當 PC 值在 0000H~1FFFH 之間時， CPU 從內部程序存儲器取指令，當PC 值大于 1FFFH 時，則從外部程序存儲器取址。另外，程序存儲器中有幾個特殊存儲單元，這些存儲單元是提前固定好的，具有特殊用途。具體如表 所示。 表 0000H 單片機上電或復位后，程序從該地址開始執(zhí)行 0003H 外部中斷 0 入口地址 000BH 定時 /計數器 0 溢出中斷入口地址 0013H 外部中斷 1 入口地址 001BH 定時 /計數器 1 溢出中斷入口地址 0023H 串行口中斷入口地址 002BH 定時 /計數器 2 溢出或 T2EX（ ）端負跳變時的入口地址 內部數據 存儲器：主要存放運算的中間結果、數據暫存、緩沖、標志位以及用戶自定義的字形表等。 STC89C52RC 單片機內部數據存儲器可分為片內 RAM區(qū)和特殊功能寄存器區(qū)（ SFR）。其內部 RAM 的大小為 256B，低 128 字節(jié)的內部 RAM（地址 :00H7FH） ,可直接尋址或間接尋址。高 128 字節(jié)的內部 RAM（地址 :80HFFH） ,只能間接尋址。特殊功能寄存器（ SFR）（地址 :80HFFH） , 只能直接尋址 .因此可以通過尋址方式的不同，來區(qū)分特殊功能寄存器 SFR 和高 128位的內部 RAM。 52 系列單片機在 51 的基礎上 增加了 5 個特殊功能寄存器，主要與定時 /計數器 2 相關聯。如表 所示： 表 STC89C52RC 附加的 SFR SFR 功能 名稱 SFR 符號 字節(jié)地址 復位值 （二進制） 位地址和位名稱 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 定時 /計數器 2 T2C C8H 00000000 CF CE CD CC CB CA C9 C8 13 控制寄存器 ON TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL2 定時 /計數器 2 自動重裝字節(jié) RLDL CAH 00000000 定時 /計數器 2 自動重裝字節(jié) RLDH CBH 00000000 定時 /計數器 2 低字節(jié) TL2 CCH 00000000 定時 /計數器 2 高字節(jié) TH2 CDH 00000000 主要硬件介紹 在此次設計用用到了很多硬件，比如 DS18B LCD1602 液晶顯示屏、功率晶體管 MJ1101 L298N 等等。這里選取主要的幾個硬件進行介紹。 顯示屏 LCD1602 LCD1602 工業(yè)字符型液晶 顯示屏 ，能夠同時顯示 16x02 即 32 個字符。它是一種專門用來 顯示字母、數字、符號等的 點陣 型液晶模塊。 LCD1602 的引腳圖如下。 圖 LCD1602引腳圖 D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L 14 （ 1） VSS 為電源地接電源負極 （ 2） VDD 接 5V 電源正極 （ 3） VEE 為液晶顯示器對比度調整端，接電源 正極 時對比度最弱，接電源 地 時對比度最高 （ 4） RS 為 寄存器 選擇，高電平時選擇 數據寄存器 、低電平時選擇 指令寄存器 。 （ 5） RW 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作， 低 電平時進行寫操作。 （ 6） E 端為使能端 ,高電平時讀取信息，負跳變時執(zhí)行指令。 （ 7） D0～ D7為 8位雙向數據端 ， 讀寫狀態(tài)依賴于 RS 的電平狀態(tài)。 溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 是 常用的溫度傳感器，具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強，精度高的特點。 DS18B20 主要的 技術性能 如下： （ 1） 獨特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 （ 2） 測溫范圍 － 55℃ ～ +125℃ ，固有測溫誤差 1℃ 。 （ 3） 支持 多點組網 功能，多個 DS18B20 可以并聯在唯一的三線上，最多只能并聯 8 個，實現多點測溫，如果數量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸的不穩(wěn)定 。 （ 4） 工作電源 : ~（可以數據線寄生電源） （ 5） 在使用中不需要任何外圍元件 （ 6） 測量結果以 9~12 位數字量方式串行傳送 （ 7） 適用于狹小空間設備測溫 DS18B20 的引腳圖如下 : 圖 DS18B20 引腳 2 7 . 0DQ2 V C C3G N D1U5D S 1 8 B 2 0 15 （ 1） VCC 端接外部電源正極（ 3V— ）也可使用內部的寄生電源。 （ 2） DQ 端為雙向數據傳輸端口，與單片機的引腳相連。 （ 3） GND 端接電源負極。 DS18B20 的測溫原理： DS18B20 的測溫原理如圖 所示，圖中低溫度系數晶振的振蕩頻 率受溫度的影響很小用于產生固定頻率的脈沖信號送給減法計數器 1，高溫度系數晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產生的信號作為減法計數器 2 的脈沖輸入，圖中還隱含著計數門，當計數門打開時， DS18B20 就對低溫度系數振蕩器產生的時鐘脈沖后進行計數，進而完成溫度測量 .計數門的開啟時間由高溫度系數振蕩器來決定，每次測量前，首先將 55 ℃所對應的基數分別置入減法計數器 1 和溫度寄存中，減法計數器 1 和溫度寄存器被預置在 55 ℃所對應的一個基數值。首先 DS1820 提供的讀暫存寄存器指令 (BEH)讀出以 ℃為分辨率的溫 度測量結果，然后切去測量結果中的最低有效位 (LSB)，得到所測實際溫度整數部分 T 整數，然后再用 BEH 指令讀取計數器 1 的計數剩余值 M 剩余和每度計數值 M 每度，考慮到 DS1820 測量溫度的整數部分以 ℃、 ℃為進位界限的關系，實際溫度 T 實際可用下式計算得到： T 實際 =(T 整數－ ℃ )+(M 每度－ M 剩余 )/M 每度。 斜累加 器 計數器 1 預 置 低溫度系數晶振 比 較 =0 溫度寄存器 預置 高溫度系數晶振 計數器 2 =0 圖 DS18B20 測溫原理 16 直流電機驅動 模塊 L298n L298N 是一種高電壓、大電流電機驅動芯片。該芯片 采用 15 腳封裝。主要特點是：工作電壓高，最高工作電壓可達 46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達3A，持續(xù)工作電流為 2A；額定功率 25W 內含兩個 H 橋的高電壓大電流全橋式驅動器，可以用來驅動直流電動機和步進電動機、繼電器線圈等感 性負載；采用標準邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。使用 L298N 芯片驅動電機， 該芯片可以驅動一臺兩步進電機或四相步進電機，也可以驅動兩臺直流電機 。 L298N 用來驅動直流電機的模塊引腳如圖 所示： 圖 L298N模塊引腳圖 （ 1） VCC 接電源正極（ 3V46V） 。 （ 2） GND 接電源負極。 （ 3） IN1IN4 與單片機相連，輸入高低電平來控制電機的正反轉。 （ 4） ENA、 ENB 為使能端，輸入 PWM 信號可以用來調節(jié)電機轉速快慢。 （ 5） OUT1 與 OUT OUT3 與 OUT4 可以分別控制兩個電機與電機的兩端相連。 （ 6） SENSA 與 SENSB 接電源負極。 I N15I N27E N A6O UT 12O UT 23E N B11O UT 313O UT 414I N310I N412S E N S A1S E N S B15G ND8V