【文章內(nèi)容簡介】 夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地接收。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口 輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(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(nèi)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(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)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。 P3 口也可作為AT89C51 的一些特殊功能口。 ： RXD（串行輸入口） ； ： TXD（串行輸出口）；： /INT0（外部中斷 0）； ： /INT1（外部中斷 1）； ： T0（記時器 0 外部輸 10 入）； ： T1（記時器 1外部輸入）； ： /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）； ：/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）。 P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)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(dāng)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(dāng) /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(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)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）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 LED數(shù)碼管簡介 本系統(tǒng)選用五個 LED 數(shù)碼管來進行溫度顯示。 LED 又 稱為數(shù)碼管，它主要是由 8段發(fā)光二極管組成的不同組合，其中 a~g 為數(shù)字和字符顯示段， dp 為小數(shù)點的顯示，通過 a~g 這 7 個發(fā)光二極管點亮的不同組合，可以顯示 0～ 9 和 A～ F 共 16 個數(shù)字和字母。 LED 數(shù)碼管可以分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)，如下圖 5(a)和圖 5(b) 所示。共陰極結(jié)構(gòu)把 8 個發(fā)光二極管陰極連在一起，共陽極結(jié)構(gòu)把 8 個發(fā)光二極管陽極連在一起。通過單片機引腳輸出高低電平，可使數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字或字母，這種使數(shù)碼管顯示字形的數(shù)據(jù)稱字形碼，又稱段選碼 [5]。 一個共陰極數(shù)碼管接至單片機的電路，要想顯示數(shù)字“ 7”須 a、 b、 c 這 3 個顯示段發(fā)光 （即這 3 個字段為高電平）只要在 P0 口輸入 00000111（ 07H）即可。這里 07H 即為數(shù)字 7 的段選碼。字形與段選碼的關(guān)系見表 1 所示。 [5] 胡全 .51 單片機的數(shù)碼管動態(tài)顯示技術(shù) [J] .信息技術(shù)， 20xx,13:25— 26 11 g f bae d c dpgndgnd dpgfedcbadpgfedcbaRx 8 Rx 8 數(shù)碼管引腳分配圖 圖 5 七段 LED 數(shù)碼管 表 1 7 段 LED 的段選碼表 顯示字符 共陰極段碼 共陽極段碼 顯示字符 共陰極段碼 共陽極段碼 0 3fH C0H 8 7fH 80H 1 06H F9H 9 6fH 90H 2 5bH A4H A 77H 88H 3 4fH B0H B 7fH 83H 4 66H 99H C 39H C6H 5 6dH 92H D 3fH A1H 6 7dH 82H E 79H 86H 7 07H F8H F 71H 8EH 各部分電路設(shè)計 開關(guān)復(fù)位與晶振電路 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，除單片機本身需要復(fù)位以外，外部擴展 I/O 接口電路也需要復(fù)位，因此需要一個包括上電和按鈕復(fù)位在內(nèi)的系統(tǒng)同步復(fù)位電路。單片機上的 XTAL1和 XTAL2 用來外接石英晶體和微調(diào)電容，即用 來連接單片機片內(nèi) OSC 的定時反饋回路。本設(shè)計中 開關(guān)復(fù)位與晶振電路如 圖 6 所示，當(dāng)按下按鍵開關(guān) S1 時，系統(tǒng)復(fù)位一次。其中電容 C C2 為 20pF， C3 為 10uF，電阻 R R3 為 10k，晶振為 。 12 圖 6 系統(tǒng)復(fù)位與晶振電路 數(shù)碼管顯示電路 本設(shè)計制作中選用 5 位共陰極數(shù)碼管作為顯示模塊，它和單片機硬件的接口如圖 8所示。其中前 3 位數(shù)碼管 DS DS DS3 用于顯示溫度傳感器實時檢測采集到的溫度，可精確到 攝氏度，顯示范圍為 0~ 攝氏度；后 2 位數(shù)碼管 DS DS5 用于顯 示系統(tǒng)設(shè)置的初值溫度，只能顯示整數(shù)的溫度值，顯示范圍為 0~99 攝氏度。 5 位數(shù)碼管的段選 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp 線分別與單片機的 ~ 口連接，其中 P0 口需接一 10K的上拉電阻，以使單片機的 P0 口能夠輸出高低電平。 5 位數(shù)碼管的位選 W1~W5 分別與單片機的 ~ 口相連接，只要 ~ 中任一位中輸出低電平，則選中與該位相連的數(shù)碼管。 13 圖 7 獨立鍵盤連接電路 溫度采集電路 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器通過其內(nèi)部計數(shù)時鐘周期來的作用，實現(xiàn)了特有的溫度測量功能。 低溫系數(shù)振蕩器輸出的時鐘信號通過由高溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的門周期而被計數(shù)，計數(shù)器預(yù)先置有與 55℃相對應(yīng)的一個基權(quán)值。如果計數(shù)器計數(shù)到 0 時，高溫度系數(shù)振蕩周期還未結(jié)束，則表示測量的溫度值高于 55℃，被預(yù)置在 55℃的溫度寄存器中的值就增加 1℃，然后這個過程不斷重復(fù)，直到高溫度系數(shù)振蕩周期結(jié)束為止。此時溫度寄存器中的值即為被測溫度值，這個值以 16 位二進制形式存放在存儲器中，通過主機發(fā)送存儲器讀命令可讀出此溫度值，讀取時低位在前，高位在后，依次進行。由于溫度振蕩器的拋物線特性的影響，其內(nèi)用斜率累加器進行補償 [6]。 DS18B20 在使用時，一般都采用單片機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。只須將 DS18B20 信號線與單片機 1 位 I/O 線相連，且單片機的 1 位 I/O 線可掛接多個 DS18B20，就可實現(xiàn)單點或多點溫度檢測 [7]。在本設(shè)計中將 DS18B20 接在 口實現(xiàn)溫度的采集。其與單片機 [6] 李鋼 ,趙彥峰 .1Wire 總線數(shù)字溫度傳感器 DSI8B20 原理及應(yīng)用 [J].現(xiàn)代電子技術(shù)， 20xx,28(21)：77— 79. [7] 馬云峰 .單片機與數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 的接口設(shè)計 [J].計算機測量與控制， 20xx,10(4)：278— 280. 14 的連接如圖 9 所示。 圖 8 數(shù)碼管顯示電路 15 圖 9 溫度采集電路 風(fēng)扇電機驅(qū)動與調(diào)速電路 本設(shè)計中由單片機的 I/O 口輸出 PWM 脈沖，通過一個達林頓反向驅(qū)動器 ULN2803驅(qū)動 12V 直流無刷風(fēng)扇電機以及實現(xiàn)風(fēng)扇電機速度的調(diào)節(jié)。 鍵盤控制設(shè)置溫度，通過軟件向單片機輸入相應(yīng)控制指令，由單片機通過 口輸出與轉(zhuǎn)速相應(yīng)的 PWM 脈沖，經(jīng)過 ULN2803 驅(qū)動風(fēng)扇直流電機控制電路，實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速與啟停的自動控制 [8]。當(dāng)環(huán)境溫度升高時，直流電機的轉(zhuǎn)速會相應(yīng)按照設(shè)定的等級有所提高；當(dāng)環(huán)境溫度下降時，電機的轉(zhuǎn)速會相應(yīng)的下降；當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)置溫度時，電機停止轉(zhuǎn)動，而環(huán)境溫度又高于預(yù)設(shè)溫度時，電機重新啟動。 電路如圖 10 所示，風(fēng)扇電機的一端接 12V 電源，另一端接 ULN2803 的 OUT7 引腳， ULN2803 的 IN7 引腳與單片機的 引腳相連，通過 控制單片機的 引腳輸出PWM 信號，由此控制風(fēng)扇直流電機的速度與啟停。 系統(tǒng)選用的風(fēng)扇電機為 12V直流無刷電機，單達林頓反向驅(qū)動器 ULN2803輸入 TTL信號為 5V 或 CMOS 信號為 6~15V 時，輸出的最大電壓為 50V，最大電流為 500mA，工作溫度范圍為 0~70℃ 。本系統(tǒng)中單片機 I/O 口 輸出的 TTL 信號為 5V，因此此風(fēng)扇電 [8] 王會明，侯加林 . 智能電風(fēng)扇控制器的研制 [J]. 電子與自動化， 1998,5(4)： 25— 26. 16 機可以用 ULN2803 來驅(qū)動。 圖 10 風(fēng)扇電機驅(qū)動與調(diào)速電 17 第三章 軟件設(shè)計 程序設(shè)置 程序設(shè)計部分主要包括 主程序、 DS18B20 初始化函數(shù)、 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換函 數(shù)、溫度讀取函數(shù)、鍵盤掃描函數(shù)、數(shù)碼管顯示函數(shù)、溫度處理函數(shù)以及風(fēng)扇電機控制函數(shù)。DS18B20 初始化 函數(shù)完成對 DS18B20 的初始化 ； DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)完成對環(huán)境溫度的實時采集； 溫度讀取函數(shù)完成主機對溫度傳感器數(shù)據(jù)的讀取及數(shù)據(jù)換算，鍵盤掃描函數(shù)則根據(jù)需要完成初值的加減設(shè)定；溫度處理函數(shù)對采集到的溫度進行分析出理，為電機轉(zhuǎn)速的變化提供條件；風(fēng)扇電機控制函數(shù)則根據(jù)溫度的數(shù)值完成對電機轉(zhuǎn)速及啟停的控制。 主程序流程圖如圖 11： 圖 11 主程序流 程圖 用 Keil C51 編寫程序 Keil C51 是美國 Keil Software 公司開發(fā)的 51 系列兼容單片機 C 語言的軟件開發(fā)系主程序開始 程序初始化 調(diào)用 DS18B20 初始化函數(shù) 調(diào)用 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換函數(shù) 調(diào)用溫度讀 取函數(shù) 調(diào)用鍵盤掃 描函數(shù) 調(diào)用數(shù)碼管 顯示函數(shù) 調(diào)用溫度處 理函數(shù) 調(diào)用風(fēng)扇電 機控制函數(shù) 結(jié)束 18 統(tǒng)，與單片機匯編語言相比， C 語言在不僅語句簡單靈活，而且編寫的函數(shù)模塊可移植性強 [9]，因而易學(xué)易用，效率高。 隨著單片機開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil 軟件是目前 使用較多的 MCS51 系列單片機 開發(fā) 的軟件 。 Keil C51 軟件 不僅 提供 了 豐富的庫函數(shù) ，而且它 強大的集成開發(fā)調(diào)試工具 為程序編輯調(diào)試帶來便利， 在開 發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 在使用時要先建立一個工程，然后添加文件并編寫程序，編寫好后再編輯調(diào)試。 Keil C51 的使用界面如圖 12。 圖 12 Keil C51 的使用界面 用 Proteus 進行仿真 Proteus 簡介 Proteus 軟件是來自英國 Labcenter electronics 公司的 EDA 工具軟件。