【文章內(nèi)容簡介】 在輸出高 電平時(shí)，需接 ~10K 的上拉電阻。 （ 10） P1 口（ 1~8 腳）：由 ~ 組成， P1 口是一個(gè)內(nèi)部帶有上拉電阻的準(zhǔn)8 位雙向 I/0 口 ,能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 輸入。 （ 11） P2 口（ 21~28 腳）：由 ~ 組成， P2 口是一個(gè)內(nèi)部帶有上拉電阻的準(zhǔn) 8 位雙向 I/0 口 , 同時(shí)可用作高 8 位地址線和 8 位數(shù)據(jù)線，能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)LSTTL 輸入。 （ 12） P3 口 （ 10~17 腳）：由 ~ 組成， P3 口是一個(gè)帶內(nèi)部有上拉電阻的準(zhǔn) 8 位雙向 I/0 口。同時(shí)，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(shí) /計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)脈沖的輸入端） T1（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù)脈沖的輸出端） （片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)的輸出端，低電平 0 有效） （片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)的輸出端，低電平 0 有效） /計(jì)數(shù)器 STC89C52RC 單片機(jī)內(nèi)部自帶三個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0、 T1 和 T2， T0 和 T1均可作為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器使用。 6 個(gè)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(shè)置定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 和 T1 的工作方式。寄存器內(nèi)部如表 所示。 表 控制寄存器 (TMOD) 位編號(hào) 位定義 GATE C/’T M1 M0 GATE C/’T M1 M0 TMOD 的低 4 位用于定時(shí) /計(jì) 數(shù)器 T0 的工作方式選擇，高四位用于定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1 的工作方式選擇。 GATE:選擇定時(shí) /計(jì)數(shù)器是否受外部中斷控制。若 GATE=1，定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0啟停受引腳 （中斷 0）控制；定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1 啟停受引腳 （中斷 1）控制；若 GATE=0，定時(shí) /計(jì)數(shù)器的啟停與外部中斷（中斷 0和中斷 1）無關(guān)。 C/’T：定時(shí) /計(jì)數(shù)方式選擇位。當(dāng) C/’T=0 時(shí)為定時(shí)方式； C/’T=1 時(shí)為計(jì)數(shù)方式。 M M0：定時(shí) /計(jì)數(shù)器工作模式時(shí)選擇位。定時(shí) /計(jì)數(shù)器工方式如表 所示。 表 四種定時(shí) /計(jì)數(shù)器工作方式 M1 M2 工作方式 功能描述 0 0 方式 0 13 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 1 方式 1 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 0 方式 2 8 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 1 方式 3 分為兩個(gè)獨(dú)立的 8 位計(jì)數(shù)器（ T0） (2)定時(shí) /計(jì)數(shù)器控制寄存器（ TCON） TCON 用于控制定時(shí) /計(jì)數(shù)器的啟停、溢出和外部中斷觸發(fā)方式。 TCON 寄存器內(nèi)部各位定義如表 所示。 表 TCON 內(nèi)部各位定義 位編號(hào) 未定義 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) STC89C52RC 單片機(jī)內(nèi)部由中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入 /輸出端口、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)以及系統(tǒng)總線等構(gòu)成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如 所示。 11 圖 STC89C52RC 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 單片機(jī)內(nèi)部主要由中央處理器（ CPU）、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）、片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ ROM）和輸入 /輸出接口組成。 STC89C52RC 單片機(jī)的 CPU 是一個(gè) 8 位二進(jìn)制數(shù)的中央處理器，主要由運(yùn)算器、控制器和特殊寄存器組構(gòu)成。 運(yùn)算器：運(yùn)算器的核心 為算術(shù)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(gòu)成。主要功能為處理數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算。 控制器：控制器的主要功能為對(duì)來自存儲(chǔ)器中的指令進(jìn)行譯碼，通過定時(shí)控制電路，在規(guī)定的時(shí)刻發(fā)出各種操作所需的全部內(nèi)部和外部的控制信號(hào)，使各部分協(xié)調(diào)工作 ,控制器主要由程序計(jì)數(shù)器（ PC）、指令寄存器（ IR）、指令譯碼器（ ID）和定時(shí)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(dāng)前要執(zhí)行指令的內(nèi)存地址，存放特定的操作數(shù)， 指示指令的運(yùn)行狀態(tài)等。 STC89C52RC 單片機(jī)共有 12 26 個(gè)特殊功能寄存器，離散地分布在片內(nèi) RAM 的高 128B 地址中。 STC89C52RC 內(nèi)部有兩個(gè)存儲(chǔ)器，分為程序存儲(chǔ)器（ ROM）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jìn)行操作。 程序存儲(chǔ)器：主要存放單片機(jī)的要執(zhí)行的程序，一般為 Flash STC89C52RC 來說， ROM 的大小為 8KB，片內(nèi)存儲(chǔ)空間地址為 0000H~1FFFH，若 EA=0,當(dāng) PC 值在 0000H~1FFFH 之間時(shí)， CPU 從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器取指令，當(dāng)PC 值大于 1FFFH 時(shí)，則從外部程序存儲(chǔ)器取址。另外，程序存儲(chǔ)器中有幾個(gè)特殊存儲(chǔ)單元，這些存儲(chǔ)單元是提前固定好的，具有特殊用途。具體如表 所示。 表 程序存儲(chǔ)器中的特殊單元 0000H 單片機(jī)上電或復(fù)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(shí) /計(jì)數(shù)器 0 溢出中斷入口地址 0013H 外部中斷 1 入口地址 001BH 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 溢出中斷入口地址 0023H 串行口中斷入口地址 002BH 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 溢出或 T2EX（ ）端負(fù)跳變時(shí)的入口地址 內(nèi)部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器：主要存放運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存、緩沖、標(biāo)志位以及用戶自定義的字形表等。 STC89C52RC 單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可分為片內(nèi) RAM區(qū)和特殊功能寄存器區(qū)（ SFR）。其內(nèi)部 RAM 的大小為 256B，低 128 字節(jié)的內(nèi)部 RAM（地址 :00H7FH） ,可直接尋址或間接尋址。高 128 字節(jié)的內(nèi)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(nèi)部 RAM。 52 系列單片機(jī)在 51 的基礎(chǔ)上 增加了 5 個(gè)特殊功能寄存器，主要與定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 相關(guān)聯(lián)。如表 所示： 表 STC89C52RC 附加的 SFR SFR 功能 名稱 SFR 符號(hào) 字節(jié)地址 復(fù)位值 （二進(jìn)制） 位地址和位名稱 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 定時(shí) /計(jì)數(shù)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(shí) /計(jì)數(shù)器 2 自動(dòng)重裝字節(jié) RLDL CAH 00000000 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 自動(dòng)重裝字節(jié) RLDH CBH 00000000 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 低字節(jié) TL2 CCH 00000000 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 高字節(jié) TH2 CDH 00000000 主要硬件介紹 在此次設(shè)計(jì)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(gè)硬件進(jìn)行介紹。 顯示屏 LCD1602 LCD1602 工業(yè)字符型液晶 顯示屏 ，能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32 個(gè)字符。它是一種專門用來 顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的 點(diǎn)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(fù)極 （ 2） VDD 接 5V 電源正極 （ 3） VEE 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接電源 正極 時(shí)對(duì)比度最弱，接電源 地 時(shí)對(duì)比度最高 （ 4） RS 為 寄存器 選擇，高電平時(shí)選擇 數(shù)據(jù)寄存器 、低電平時(shí)選擇 指令寄存器 。 （ 5） RW 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作， 低 電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 （ 6） E端為使能端 ,高電平時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。 （ 7） D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)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(qiáng)，精度高的特點(diǎn)。 DS18B20 主要的 技術(shù)性能 如下： （ 1） 獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)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(diǎn)組網(wǎng) 功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8 個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫，如果數(shù)量過多，會(huì)使供電電源電壓過低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定 。 （ 4） 工作電源 : ~（可以數(shù)據(jù)線寄生電源） （ 5） 在使用中不需要任何外圍元件 （ 6） 測量結(jié)果以 9~12 位數(shù)字量方式串行傳送 （ 7） 適用于狹小空間設(shè)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(nèi)部的寄生電源。 （ 2） DQ 端為雙向數(shù)據(jù)傳輸端口，與單片機(jī)的引腳相連。 （ 3） GND 端接電源負(fù)極。 DS18B20 的測溫原理： DS18B20 的測溫原理如圖 所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻 率受溫度的影響很小用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)， DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量 .計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將 55 ℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存中，減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在 55 ℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)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(jié)果，然后切去測量結(jié)果中的最低有效位 (LSB)，得到所測實(shí)際溫度整數(shù)部分 T 整數(shù)，然后再用 BEH 指令讀取計(jì)數(shù)器 1 的計(jì)數(shù)剩余值 M 剩余和每度計(jì)數(shù)值 M 每度，考慮到 DS1820 測量溫度的整數(shù)部分以 ℃、 ℃為進(jìn)位界限的關(guān)系，實(shí)際溫度 T 實(shí)際可用下式計(jì)算得到： T 實(shí)際 =(T 整數(shù)－ ℃ )+(M 每度－ M 剩余 )/M 每度。 斜累加 器 計(jì)數(shù)器 1 預(yù) 置 低溫度系數(shù)晶振 比 較 =0 溫度寄存器 預(yù)置 高溫度系數(shù)晶振 計(jì)數(shù)器 2 =0 圖 DS18B20 測溫原理 16 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng) 模塊 L298n L298N 是一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片 采用 15 腳封裝。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá) 46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為 2A；額定功率 25W 內(nèi)含兩個(gè) H 橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線圈等感 性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)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(qū)動(dòng)電機(jī)， 該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī) 。 L298N 用來驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)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(fù)極。 （ 3） IN1IN4 與單片機(jī)相連，輸入高低電平來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 （ 4） ENA、 ENB 為使能端，輸入 PWM 信號(hào)可以用來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速快慢。 （ 5） OUT1 與 OUT OUT3 與 OUT4 可以分別控制兩個(gè)電機(jī)與電機(jī)的兩端相連。 （ 6） SENSA 與 SENSB 接電源負(fù)極。 I N15I N27E N A6O UT 12O UT 23E N B11O UT 313O UT 414I N310I N412S E N