【文章內(nèi)容簡介】 D}{48H}。該命令把觸發(fā)寄存器中的 TH、 TL字節(jié)分別復制到 EERAM 的 TH、 TL 的字節(jié)上。若主 CPU 發(fā)出命令后又進行讀操作，只要DS18B20 正忙于復制，主 CPU 就讀“ 0”；當復制工作完成后， DS18B20 又返回“ 1”。如果是寄生電源供電，主 CPU在發(fā)出該命令后就把單線總線拉到高電平，并保持 10ms。 5) 重新調(diào)出 EERAM（ RECALL EERAM） {B8H}。該命令是把存儲器在 E2RAM 溫度觸發(fā)器 TH、 TL內(nèi)的數(shù)據(jù)重新調(diào)入暫存器的 TH、 TL 字節(jié)。每次 DS18B20 上電時也自動進行這種操作，因此，只要器件接通電源，暫存存儲器的 TH、 TL 中已經(jīng)有效的數(shù)據(jù)供使用。桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 13 頁 共 40 頁 若主 CPU 在發(fā)出該命令之后又進行讀操作，只要 DS18B20 正忙于進行調(diào)出，主 CPU 就讀得“ 0”（表示“忙碌”）；完成調(diào)出操作后 DS18B20 既返回“ 1”（表示 “操作完畢”）。 6) 讀電源（ READ POWER SUPPLY） {B4H}。此項命令發(fā)送給 DS18B20 之后，對主 CPU發(fā)出的每條讀命令， DS18B20 都向主 CPU 提供電源方式信號“ 0”（表示由寄生電源供電）或者“ 1”（表示由外部電源供電）。 DS18B20 的工作時序 主機使用時間隙來讀寫 DS18B20 的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位。 a) 初始化 主機總線 T0 時刻發(fā)送復位脈沖（最短為 480us 的低電平信號），接著在 T1時刻釋放總線并進入接受狀態(tài)， DS18B20 再檢驗到總線的上升沿之后，等待 15us～ 60us，接著在 T2時刻發(fā)出存在脈沖（ 60us～ 240us），如圖 所示。 圖 DS18B20 初始化時序圖 b) 寫時間隙 當主機總線在 T0 時刻從高拉至低電平時，就產(chǎn)生寫時間隙，如圖 35（ a,b），從T0 時刻開始 15us 之內(nèi)應將所需寫的位送到總線上， DS18B20 在 T0后 15us～ 60us 間對總線采樣。若為低電平，則寫入的是 0，如圖 ；若為高電平，則寫入的位是 1，見圖。連續(xù)寫 2位時間間隙應大于 1us。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 14 頁 共 40 頁 圖 寫時間隙 c) 讀時間隙 如圖 ，總線 T0 時刻從高拉至低電平時，總線只需保持低電平 1us。之后在 T1時刻將總線拉高，產(chǎn)生讀時間隙，讀時間隙在 T1時刻和 T2時刻前有效。 T2 距 T0 為 15us，也就是說， T2 時刻前主機必需完成讀位，并在 T0 后的 60us～ 120us 內(nèi)釋放總線。 圖 讀時序 DS18B20 與單片機的硬件接口 因為 DS18B20 是單線接口器件，因此它與單片機硬件接口十分簡 單，只需占用單片機的一個雙向的 I/O口，其接口電路見圖 。在此采用外部電源供電，占用 89S52 的 口。 圖 單片機接口電路 VDD 89S52 DS18B20 +5V GND DQ 外接 +5V 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 15 頁 共 40 頁 DS18B20 使用中注意事項 DS18B20 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應用中也應注意以下幾方面的問題： a) 較小的硬件開銷需要相對復雜的軟件進行補償，由于 DS1820 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對 DS1820 進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使 用 PL/M、 C 等高級語言進行系統(tǒng)程序設計時，對 DS1820操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。 b) 在 DS1820 的有關資料中均未提及單總線上所掛 DS1820 數(shù)量問題，容易使人誤認為可以掛任意多個 DS1820，在實際應用中并非如此。當單總線上所掛 DS1820 超過 8個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設計時要加以注意。 c) 連接 DS1820 的總線電纜是有長度限制的。試驗中，當采用普通信號電纜傳輸長度超過 50m時，讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通 訊距離可達 150m，當采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離進一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。因此，在用 DS1820 進行長距離測溫系統(tǒng)設計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。 d) 在 DS1820 測溫程序設計中，向 DS1820 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820 的返回信號，一旦某個 DS1820 接觸不好或斷線，當程序讀該 DS1820 時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。這一點在進行 DS1820 硬件連接和軟件設計時也要給予一定的重視。 MCS51 系列單片機簡介 MCS51 系列單片機 MCS51 系列單片機研制于 1980 年，由 Intel 公司所開發(fā)，其結(jié)構(gòu)是 8048 的延伸，改進了 8048 的缺點，其 ROM、 RAM 都可擴充至 64KB，也增添了如乘（ MUL）、除（ DIV）、減（ SUBB）、比較（ CJNE）、棧入（ PUSH）、棧出（ POP）、 16 位數(shù)據(jù)指針、布爾代數(shù)運算等指令，以及串行通信能力和 5 個中斷源。 8052有 6個中斷源。 MCS51 系列單片機特點如下： (1)專為控制應用所設計的八位 CPU ； (2)具有布爾代數(shù)的運算能力； (3)32條雙項且可被獨立尋址的 I\O口； (4)芯片內(nèi)有 128 字節(jié)可供存儲數(shù)據(jù)的 RAM（ 8052： 256字節(jié)）； (5)內(nèi)部有兩組 16 位定時器（ 8052 有 3個）； (6)具有全多工傳輸信號 UART；(7)5 個中斷源，且具有兩級（高／低）優(yōu)先權(quán)順序的中斷結(jié)構(gòu)； (8)芯片內(nèi)有 4KB（ 8KB/8052）的程序存儲器（ ROM）； (9)芯片內(nèi)有時鐘（ CLOCK）振蕩器電路； (10)程序存儲器可擴展至 64KB（ ROM）； (11)數(shù)據(jù)存儲器可擴展至 64KB（ RAM）。 MCS51系列單片機引腳介紹 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 16 頁 共 40 頁 a) 時鐘電路引腳 MCS－ 51單片機的時鐘可以由內(nèi)部方式和外部方式產(chǎn)生， XTAL1（ 19腳）和 XTAL2（ 18腳）即為單片機的兩個時鐘引腳。 1)內(nèi)時鐘引腳 8052 單片機片內(nèi)有振蕩電路，只需在 XTAL1 和 XTAL2 間外接石英晶體和電容組成的并聯(lián)振蕩電路（晶振器），晶體可以在固有頻率 ～ 12MHz 的晶振器之間任選晶體，電容可以在 20～ 60pF 的電容之間任選，通常選擇 30pF 的瓷片電容。在單片機控制的數(shù)字顯示溫度計電路設計的這個部 分，就是采用內(nèi)時鐘引腳，其中晶振器為 6MHz，兩個電容均為 30pF。 2)外時鐘方式， XTAL1 接地， XTAL2 接外部振蕩器。由于 XTAL2 端的電平不是 TTL電平，故接一個上拉電阻。外部振蕩器的頻率應低于 12MHz。 b) 制信號引腳 ,包括 RST/Vpd、 ALE/PROG非、 PSEN非、 EA非／ Vpp。下面分別對其進行介紹： 1) RST/Vpd（ 9腳） ：復位信號／備用電源引腳 當輸入的復位信號延續(xù)２個機器周期以上，高電平即為有效，用以完成單片機的復位操作。復位后影響片內(nèi)特殊功能寄存器的狀態(tài)，但不影響片內(nèi) RAM狀態(tài)。 同一引腳的Ｖ pd是備用電源輸入端（ Vpd接＋ 5V備用電源）。在 Vcc斷電時，為保證 RAM中的信息不丟失，可使此引腳完成掉電保護功能。 2) ALE/PROG非（ 30腳）；地址鎖存允許信號／編程脈沖輸入端 在系統(tǒng)擴展時， ALE用于控制把 P0口輸出的低 8位地址送入鎖存器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。此外由于 ALE是以 1/6晶振頻率的固定頻率輸出的正脈沖，因此可作為外邊時鐘或外部定時脈沖使用。 對片內(nèi)帶有４ kbyteEPROM的 8751編寫固化程序時， PROG非作為編程脈沖輸入端。 3) PSEN非（ 29引腳）：外邊程序存儲器讀選通信號為低電平有效， 8051在訪問片外程序存儲器 時，此引腳端輸出負脈沖作為讀片外程序存儲器的選通信號，以實現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。要檢查 8051上電平后 CPU能否正常到程序存儲器中讀取指令碼，可以用示波器觀察引腳 PSEN非有無脈沖輸出，若有說明正常。 4) EA非／ Vpp（ 31腳）：內(nèi)部和外部程序存儲器選擇信號 當引腳接高電平時， CPU只訪問片內(nèi) 4kbyte的 EPROM/ROM，執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令，但在程序計數(shù)器計數(shù)超過 OFFFH時（即地址大于 4kbyte時），將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外大于 4kbyte程序存儲器內(nèi)的程序。 若 EA非引腳接低電平時， CPU只訪問外部程序存儲器，而不管片內(nèi)是否有程序存儲器。對于 8031單片機（片內(nèi)無 ROM）需外擴 EPROM，故必須將 EA非引腳接地。 在對EPROM編寫固化程序時，需對此引腳施加 21V的編程電壓。 c) I/O（輸入 /輸出）接口引腳 1) 并行 I/O接口的特點 MCS51有 4個 8位并行 I/O接口 P0～ P3，他們都是雙向端口，可以進行輸入或者輸出操作，每個口都有口鎖存器和口驅(qū)動器兩部分組成。此外，它還有一個全雙工串行通信口。這 4個端口為 MCS51與外圍器件或外圍設備進行信息 (數(shù)據(jù)、桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 17 頁 共 40 頁 地址、控制信號 )交換提供 了多功能的輸入 /輸出通道，也為 MCS51擴展外部功能、構(gòu)成應用系統(tǒng)提供了必要的條件。它們的特點如下： a、 4個并行 I/O接口都是雙向的。 P0口為漏極開路， P P P3口均具有內(nèi)部上拉電阻，它們有時被稱為準雙向口。 b、 4個并行口的 32條 I/O接口線都可以獨立地用于輸入或輸出操作。 c、當 4個并行口的 I/O接口線有作輸入操作時，必須對該口的鎖存器進行寫 1操作，以保證從 I/O接口線輸入數(shù)據(jù)的正確性，這也是 4個并行接口有時被稱為 “ 準 ” 雙向的含義。 2) I/O接口電路功能匯總 MCS51單片機內(nèi)部屬單總線結(jié)構(gòu)， 因此使系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上增加了靈活性。通過總線，用戶可根據(jù)應用需要進行多功能的系統(tǒng)擴展，構(gòu)成用戶的實際應用系統(tǒng)。 MCS51系列中的 8031單片機，因其內(nèi)部在結(jié)構(gòu)上無程序存儲器，所以它的應用系統(tǒng)必定為一個擴展的系統(tǒng)。因此， MCS51的 4個并行 I/O接口中的 P0、 P P P3口基本上都具備有這兩項功能： a、 P0口： P0口是一個多功能口除可以作為通用的輸入 /輸出口外，還具備用于系統(tǒng)擴展的第二功能。在 MCS51的進行系統(tǒng)擴展時，它作為地址/數(shù)據(jù)總線口。通過外接地址鎖存器， MCS51的內(nèi)部單總線可從 P0口被擴展 成 8位的數(shù)據(jù)總線和 16位地址總線的低 8位。在實際應用中， P0口先送出外部存儲器 16位地址中的低 8位至地址鎖存器鎖存，然后再由 P0口進行 8位數(shù)據(jù)的輸入或輸出； b、 P1口： P1口作為通用 I/O接口，它的每一位都可以別編程為通用 I/O接口線； c、 P2口： P2口也是一個多功能口，與 P0口相似，它除可被用作 I/O接口外，在進行系統(tǒng)擴展時，還可以輸 16位地址總線中的高 8位，和 P0口共同構(gòu)成 16位的地址總線。當然，在 P0口和 P2口用作地址 /數(shù)據(jù)總線時，它們都不能再作為通用 I/O接口； d、 P3口： P3口也是一個多功能口，除 可以作為通用 I/O接口外，還具有多種控制功能，為通用 I/O接口時和 MCS51其他具有控制功能的輸入 /輸出引線在一起，共同形成 MCS51的控制總線。 P3口在作為第二功能（控制功能）使用時，它的每一位功能定義如表 。 表 P3 口各引腳定義 口線 第二功能 信號名稱 RXD 串行數(shù)據(jù)接收 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 INT0 外部數(shù)據(jù) 0申請 INT1 外部數(shù)據(jù) 1申請 T0 定時器 /計數(shù)器 0 輸入 T1 定時器 /計數(shù)器 1 輸入 WR 外部 RAM寫選通 RD 外部 RAM讀選通 一個信號引腳，既是第一功能又是第二功能，在使用時也不會引起混亂和造成錯誤，理由如下： a、對于各種型號的芯片，其功能的第一功能信號是相同的，所不同的只在桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 18 頁 共 40 頁 引腳的的第二功能信號上； b、對于 30 和 31各個引腳，由于第一功能信號與第二功能信號是單片機在不同工作方式下的信號，因此不會發(fā)生使用上的矛盾； c、 P3口線的情況卻有所不同，它的第二功能信號都是單片機的重要控制信號。因此在實際使用時，總是先按需要優(yōu)先選用它的二功能，剩下不用的才作為口線使用。 d) MCS51單片機的復位方式和復位電路 1) 復位操作 :復