【文章內容簡介】 數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當 P3 口寫入 “1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。當 89S52 通電，時鐘電路開始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個時鐘 周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復位。初始化后，程序計數(shù)器 PC 指向 0000H， P0P3 輸出口全部為高電平，堆棧指鐘寫入 07H，其它專用寄存器被清 “0”。 RESET 由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。然而，初始復位不改變 RAM（包括工作寄存器 R0R7）的狀態(tài) 。 表 21 特殊功能寄存器初始狀態(tài) 特殊功能寄存器 初始態(tài) 特殊功能寄存器 初始態(tài) ACC 00H B 00H PSW 00H SP 07H DPH 00H TH0 00H DPL 00H TL0 00H 2 系統(tǒng)硬件設計 6 IP 00000B TH1 00H IE 00000B TL1 00H TMOD 00H TCON 00H SCON xxxxxxxxB SBUF 00H P0P3 1111111B PCON 0xxxxxxxB 復位電路： 圖 24 89S52 復位電路 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然 而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程 序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編 程電源（ VPP）。 基于單片機的空調控制系統(tǒng) 7 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2 應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要 求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 芯片擦除：整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， AT89S52 設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU停止工作。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復 位為止。 串口輸出電路 AT89S52 內部有一個可編程全雙工串行通信接口，它具有 UART 的全部功能，該接口不僅可以同時進行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，也可做同步移位寄存器使用。該串行口有 4種工作方式，幀格式有 8 位、 10 位和 11 位，并能設置各種波特率 。 AT89S52 串行口 AT89S52 內部有兩個獨立的接收、發(fā)送緩沖器 SBUF， SBUF 屬于特殊功能寄存器。發(fā)送緩沖器只能寫入不能讀出，接收緩沖器只能讀出不能寫入，二者共用一個字節(jié)地址（ 99H）。 發(fā)送數(shù)據(jù)時，是由一條寫發(fā)送緩沖器的指令（ MOV SBUF， A）把數(shù)據(jù)寫入串行口的發(fā)送緩沖器 SBUF 中，然后從 TXD 端一位一位地向外部發(fā)送。同時，接收端 RXD也可以一位一位地接收外部數(shù)據(jù)，當收到一個完整的數(shù)據(jù)后通知 CPU，再由一條指令（ MOV A， SBUF）把接收緩沖器 SBUF 的數(shù)據(jù)讀入累加器。 AT89S52 串行的工作方式 方式 0 用于擴展 I/O 口輸出 和輸入 方式 1 收發(fā)雙方都是工作在方式 1 下，此時，串行口為波特率可調的 10 位通用異步接口UART，發(fā)送或接收一幀信息，包括 1 位起始位 0， 8 位數(shù)據(jù)位和 1 位停止位 1。 方式 2 2 系統(tǒng)硬件設計 8 串行口為 11 位 UART，傳送 波特率與 SMOD 有關。發(fā)送或接收一幀數(shù)據(jù)包括 1 位起始位 0， 8 位數(shù)據(jù)位， 1 位可編程位 (用于奇偶校驗 )和 1 位停止位 1。 方式 3 方式 3 為波特率可變的 11 位 UART 通信方式，除了波特率以外，方式 3 和方式 2完全相同。 AT89S52 串行口的波特率 在串行通信中，收發(fā)雙方對傳送的數(shù)據(jù)速率即波特率要有一定的約定。通過上一小節(jié)的論述，我們已經(jīng)知道， AT89S52 單片機的串行口通過編程可以有 4 種工作方式。其中方式 0 和方式 2 的波特率是固定的，方式 1 和方式 3 的波特率可變，由定時器 T1 的溢出率決定，下表列出了各種常用 的波特率及獲得辦法。 電路若采用 的晶振，分析 TMOD 的設置，可知實訓 8 中串行通信的波特率應為 2400。 表 22 定時器 T1產生的常用波特率 波特率 FOSC SM OD C 模式 初始值 方式 0： 1MHz 12 MHz 12 MHz 12 MH 方式 2： 375K 12 MHz z 12 z 12 2 2 FFH FDH 方式 3： 110 MHz 6MHz 12 MHz 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 1 FDH FAH F4H E8H 1DH 72H FEEBH 單片機串口通信電路 這是進行全雙工通信所必須的最少線路。因為 MCS51 單片機輸入、輸出電平為TTL 電平，而 PC 機配置的是 RS232C 標準接口，二者的電氣規(guī)范不同，所以要加電平轉換電路。常用的有 MC148 MC1489 和 MAX232。 基于單片機的空調控制系統(tǒng) 9 MAX232 是串行通信時的電平轉換芯片。由于單片機的串行口的電平信號為單極型碼，而 MAX 232 串行通信的信號碼型為雙極型的所以得在他們的連線之間追加MAX232，雖然也可以用幾個三極管進行模擬轉換，但是還是用專用芯片更簡單可靠。 我采用了三線制連接串口，也就是說和電腦的 9 針串口只連接其中的 3 根線：第 5腳的 GND、第 2 腳的 RXD、第 3 腳的 TXD。這是最簡單的連接方法，但是對我們來說已經(jīng)足夠使用了，電路如 27 所示， MAX232 的第 10 腳和單片機的 11 腳連接，第 9 腳和單片機的 10 腳連接，第 15 腳和單片機的 20 腳連接。 圖 25 串口通信電路 溫度傳感器 DS18B20 溫度感測 溫度的采集主要基于 單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 芯片。 Dallas 半導體公司的單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 是世界上第一片支持 “ 一線總線 ” 接口的溫度傳感器。一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構建引入全新概念。 DS18B20 支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 55176。C~+125176。C，在 10~+85176。C范圍內 ,精度為 177。176。C?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線 ”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，支持 3V~， DS18B20可以程序設定 9~12 位的分辨率，精度為 177。176。C。 數(shù)字單總線溫度傳感器是目前最新的測溫器件，它集溫度測量， A/D轉換于一體，具有單總線結構，數(shù)字量輸出，直接與微機接口等優(yōu)點。既可用它組成單路溫度測量裝置，也可用它組成多路溫度測量裝置，文章介紹的單路溫度測量裝置已研制成產品 ,產品經(jīng)測試在 10℃ ~70℃ 間測得誤差為 ℃ ,80℃ ≤T≤105℃ 時誤差為 ℃ ,當 T105℃ 誤差為增大 到 1℃ 左右。 溫度數(shù)據(jù)的無線傳輸主要是基于 低功耗射頻傳輸單元 NRF905芯片。 工作電壓為 是 RXD TXD 2 系統(tǒng)硬件設計 10 ～ ， 32引腳 QFN封裝 (55mm)，工作于 433/868/915MHz三個 ISM(工業(yè)、科學和醫(yī)學 )頻道，頻道之間的轉換時間小于 650us。 nRF905由頻率合成器、接收解調器、功率放大器、晶體振蕩器和調制器組成，不需外加聲表濾波器， ShockBurstTM工作模式，自動處理字頭和 CRC(循環(huán)冗余碼校驗 )，使用 SPI接口與微控制器通信，配置非常方便。此外，其功耗非常低，以 10dBm的輸出功率發(fā)射時電流 只有 11mA， 工作于接收模式時的電流為 ，內建空閑模式與關機模式，易于實現(xiàn)節(jié)能。 nRF905片內集成了電源管理、晶體振蕩器、低噪聲放大器、頻率合成器功率放大器等模塊。 經(jīng)過無線傳輸后，溫度數(shù)據(jù)信息將在 1602液晶顯示芯片上進行顯示， 1602液晶顯示芯片 采用標準 14腳接口，其中 VSS為地電源， VDD接 5V正電源， V0為對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K電位器調整對比度。 RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇 指令寄存器。 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。當 RS和 RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS為低電平 RW為高電平時可以讀忙信號，當 RS為高電平 RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 E端為使能端，當 E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 D0D7為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 本系統(tǒng)的溫度采集與顯示，無線的傳輸與對比均由 單片機 89S52來控制完成。相比較而言 ATMEL 公司的 89S52更實用，因他不但和 89C51指令、管腳完全兼容，而且其片內的 8K程序存儲器是 FLASH工藝的，這種工藝的存 儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫，一般專為 ATMEL AT89xx 做的編程器均帶有這些功能。顯而易見，這種單片機對開發(fā)設備的要求很低，開發(fā)時間也大大縮短。寫入單片機內的程序還可以進行加密，這又很好地保護了我們的勞動成果。 首先，打開電源后，本系統(tǒng)由單片機 89S52向單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20芯片發(fā)出指令進行測溫， DS18B20內部結構主要由四部分組成： 64位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH和 TL、配置寄存器。 圖 26 封裝圖 基于單片機的空調控制系統(tǒng) 11 DQ為數(shù)字信號輸入 /輸出端； GND為電源地； VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。 DS18B20高速暫存器共 9個存儲單元，如表 21所示： 表 23 DS18B20高速暫存器共存儲單元 序號 寄存器名稱 作用 序號 寄存器名稱 0 溫度低字節(jié) 以 16位補碼形式存放 5 保留字節(jié) 2 1 溫度高字節(jié) 同上 6 計數(shù)器余值 2 TH/用戶字節(jié) 1 存放溫度上限 7 計數(shù)器 /℃ 3 HL/用戶字節(jié) 2 存放溫度下限 8 CRC 光刻 ROM中的 64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20的地址序列碼。 64位光刻 ROM的排列是：開始 8位（ 28H）是產品類型標號，接著的 48位是該DS18B20自身的序列號，最后 8位是前面 56位的循環(huán)冗余校驗碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以 12位轉化為例 用 16位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB形式表達，其中 S為符號位。 12位轉化后得到的