【文章內(nèi)容簡介】 ，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求。 溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖 1 所示，控制器采用單片機(jī) STC89C52，溫度傳感器采用 DS18B20，用 3 位 LED 數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。長春大學(xué) 課程設(shè)計(jì)紙 第 7 頁 共 22 頁 DS18B20 采用 3 腳 PR35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝 。 長春大學(xué) 課程設(shè)計(jì)紙 第 8 頁 共 22 頁 圖 總體設(shè)計(jì)方框圖 主控制器：單片機(jī) AT89S51 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。 顯示電路：顯示電路采用 3 位共陽 LED 數(shù)碼管，從 P3 口 RXD,TXD 串口輸出段碼。 長春大學(xué) 課程設(shè)計(jì)紙 第 9 頁 共 22 頁 三 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 單片機(jī)的選擇 STC89C52 的特點(diǎn)及選擇原因 STC89C52 作為溫度測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心器件．該器件是 INTEL 公司生產(chǎn)的 MCS 一 5l系列單片機(jī)中的基礎(chǔ)產(chǎn)品，采用了可靠的 CMOS 工藝制造技術(shù)．具有高性能的 8 位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的 MCS 一 51 的 CMOS 產(chǎn)品。片內(nèi)含 8K bytes的可販毒擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件兼容標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令系統(tǒng)。片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元。結(jié)合了 HMOS 的高速和高密度技術(shù)及 CHMOS 的低功耗特征。 其具有如下性質(zhì)： （ 1）與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 （ 2） 8K 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃爍存儲器。 （ 3）壽命： 1000 寫 /擦循環(huán)。 （ 4）數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年。 （ 5）全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz。 （ 6）三級程序存儲器鎖定。 （ 7） 128*8 位內(nèi)部 RAM。 （ 8） 32 可編程 I/O 線。 （ 9）三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 （ 10） 8 個(gè)中斷源。 （ 11）可編程串行通道。 （ 12）低功耗的閑置和掉電模式。 （ 13）片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。 STC89C52 單 片機(jī)提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外， STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 長春大學(xué) 課程設(shè)計(jì)紙 第 10 頁 共 22 頁 由于此設(shè)計(jì)需要編寫程序，需要將程序烤入單片機(jī)中，因此單片 機(jī)必須具有足夠多的存儲空間，其具有 8K 字節(jié)的 Flash 完全滿足要求。 32 位的 I/O 口線能夠使得單片機(jī)與溫度顯示器、溫度傳感器、鍵盤、報(bào)警電路、按鍵電路和指示燈連接等等變得可能。 16 位的定時(shí)計(jì)數(shù)器使得讀取數(shù)據(jù)變得更加簡單，同時(shí)其結(jié)構(gòu)有利于晶振電路和復(fù)位電路的連接。最重要的是，能夠在掉電狀態(tài)下保存 RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)。同時(shí)，與同類 51 單片機(jī)相比， STC89C52 具有更強(qiáng)的可操作性。因此，對于本設(shè)計(jì)來說，選擇 STC89C52 是最有利的。 STC89C52 的工作模式及注意事項(xiàng) STC89C52 單片機(jī)有兩種可 用軟件編程的省電模式，它們是空閑模式和掉電工作模式。這兩種方式是控制專用寄存器 PCON(即電源控制寄存器 )中的 PD（ PCON1）和 IDL(PCON0)位來實(shí)現(xiàn)的。 PD 是掉電模式，當(dāng) PD=1 時(shí)，激活掉電工作模式，單片機(jī)進(jìn)入掉電工作狀態(tài)。 IDL 是空閑等待方式，當(dāng) IDL=1，激活空閑工作模式，點(diǎn)偏激進(jìn)入睡眠狀態(tài)。如需同時(shí)進(jìn)入兩種工作模式，即 PD 和 IDL同時(shí)為 1，則先激活掉電模式。 在空閑工作狀態(tài)下， CPU 保持睡眠狀態(tài)而所有的片內(nèi)的外設(shè)都保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生，此時(shí)片內(nèi) RM 和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保 持不變?？臻e模式可由任何允許的中斷請求或硬件復(fù)位終止。 終止空閑工作模式的方法有兩種，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨 RST1（中斷返回）指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入空閑模式的那條指令后面的一條指令。 其二是通過硬件復(fù)位可以將空閑工作模式終止。需要注意的是，當(dāng)由硬件復(fù)位來終止空閑工作模式時(shí)， CPU 通常是從激活空閑模式那條指令的嚇一跳指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個(gè)機(jī)器周期（ 24 個(gè)時(shí)鐘周期）有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止 CPU 訪問片內(nèi) RAM，而允許訪問其 他端口。為了避免可能對端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑狀態(tài)的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條端口或外部存儲器的寫入指令。 在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行 的指令。片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但并沒有因此改變 RAM 中的內(nèi)容，在 Vcc 恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無效，必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。 STC89C52 單片機(jī)具有一些極限參數(shù)： （ 1）工作溫度： 55 攝氏度至 +125 攝氏度 （ 2）儲藏溫度： 65 攝氏度至 +150 攝氏度 長春大學(xué) 課程設(shè)計(jì)紙 第 11 頁 共 22 頁 （ 3）任一引腳對地電壓： 至 + （ 4）最高工作電壓： （ 5）直流輸出電流： 傳感器的選擇 DS18B20 的特點(diǎn)及選擇原因 DS18B20 是美國 DALLAS 公司繼 DS1820 之后推出的增強(qiáng)型單總線數(shù)字式溫度傳感器，它在轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較之前產(chǎn)品有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來了更方便、更令人滿意的效果。 DALLAS 最新單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 是一種新型的“一線器件”，其體積更小、更適用于多種場合、且適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。 DALLAS 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS18B20 是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。溫度測量范圍為 55～ +125 攝氏度，可編程為 9 位～ 12 位轉(zhuǎn)換精度，測溫分 辨率可達(dá) 攝氏度，分辨率設(shè)定參數(shù)以及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲在 EEPROM 中，掉電后依然保存。被測溫度用符號擴(kuò)展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可以在遠(yuǎn)端引入，也可以采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)到 3 根或 2 根線上， CPU 只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。因此用它來組成一個(gè)測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 DQ 為數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源； GND 為地信號； VDD 為可選擇的 VDD 引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。 在硬件上， DS18B20 與單片機(jī)的連接有兩種方法，一種是 VCC 接外部電源，GND 接地， I/O 與單片機(jī)的 I/O 線相連；另