【文章內(nèi)容簡介】 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結構，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外， AT89S52 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、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。 P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅動 8 個 TTL 邏輯電平。對P0 端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復用。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash 編程時， P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時， 需要外部上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P1 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和計時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體如下表所示。 在 flash 編程和校驗時， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 表 1： P1 口引腳號第二功能 湖南農(nóng)業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 12 T2（ 定時器 /計數(shù)器 T2 的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P2 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀 取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX@DPTR）時， P2 口送出高八位地址。在這種應用中， P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。 P3 口： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL） 。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 在 flash 編程和校驗時， P3 口也接收一些控制信號。 表 2： P3 口端口引腳第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時 /計數(shù)器 0) T1(定時 /計數(shù)器 1) 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 ) 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗的控制信號 。 RST—— 復位輸入。當振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復位。 ALE/PROG—— 當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地湖南農(nóng)業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 13 址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 對 FLASH 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE 禁止位無效。 PSEN—— 程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。 EA/VPP—— 外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加 密位 LB1 被編程，復位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。 FLASH 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 （ 2） AT89S52 與 AT89S51 的區(qū)別 除了 89S51/52 具有 ISP 下載線和看門狗以外，應該和 89C51/52基本是一樣的。 89S51： 4KROM、 128BRAM、 4 個中斷源、 2 個定時器。 89S52： 8KROM、 256BRAM、 5 個中斷源、 3 個定時器（比 51 多出的定時器具有 捕獲功能）。 DS18B20介紹 DS18B20 數(shù)字溫度計是 美國 DALLAS 半導體公司繼 DSl820 之后最新推出的一種改進型智能數(shù)字溫度傳感器。具有獨特的單總線接口，僅需要占用一個通用 I/O 端口即可完成與微處理器的通信；在－ 10～＋ 85℃溫度范圍內(nèi)具有177。 ℃精度；用戶可編程設定 9～ 12 位的分辨率。它是 DALLAS 半導體 公司生產(chǎn)的 1－ Wire，即 單線智能溫度傳感器 ，體積小的特點。 與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過編程實現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式；可以 分別在 和 750ms 內(nèi)完成 9 位和 12 位的數(shù)字量；從 DSl8B20 讀出信息或寫入 DSl8B20 信息僅需要 1 根口線 (單線接口 )；溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線 ,總線身也可以向所掛接的 DSl8B20 供電 ,而無需額外電源。使用 DSl8B20 可使系統(tǒng)結構更趨簡單，可靠性更高。以上特性使得 DSl8B20 非常適用于構建高精度、多點溫度測量系統(tǒng)。 (1).DS18B20 性能特點 ① 具有獨特的單總線接口 ， 僅需要占用一個通用 I /O 端口即可完成與微處理器的通信 。即采用單總線專用技術，既可通過串行口線，也可通過其它 I /O 口 線與微機接口，無須經(jīng)過其它變換電路，直接輸出被測溫度值（ 16 位二進制數(shù)，含符號位）。 湖南農(nóng)業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 14 ②測溫范圍為 55℃ +125℃，測量分辨率為 ℃。 ③內(nèi)含 64 位經(jīng)過激光修正的只讀存儲器 ROM。 ④適配各種單片機或系統(tǒng)機。 ⑤用戶可分別設定各路溫度的上、下限。 ⑥內(nèi)含寄生電源。 DS18B20 繼承了 DS1820 的全部優(yōu)點，并做了如下改進 ： 供電范圍擴大為 3. 05. 5V。 溫度分辨力可編程。 轉換速率有很大提高 。 內(nèi)部存儲器映射關系發(fā)生變化。 具有電源反接保護電路。 體積減小一半。對我們使用來 說最大的不同就是 DS18B20 可以程序設定 9~12 位的分辨率數(shù)字值，而 DS1820 為固定的 9 位數(shù)字值，且溫度轉換時的延時時間由 2s 減為 750ms。 (2).DS18B20 內(nèi)部結構 DS18B20 內(nèi)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。 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）。 圖 32： DS18B20引腳分布圖 (3).DS18B20 內(nèi)部存儲資源 DS18B20 的內(nèi)部存儲資源分為 8 個字 節(jié)的 ROM、 9 個字節(jié)的 RAM、 3 個字節(jié)的 EEPROM 如下 表。 表 3： DS18B20 的內(nèi)部存儲資源 ROM(8 個字節(jié) ) A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 RAM(9 個字節(jié) ) B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 EEPROM(3 個字節(jié) ) C1 C2 C3 ROM：在 DS18B20 內(nèi)部光刻了一個長度為 64bit 的 ROM，這個編碼是器件的身份識別標志。如下表所示。 湖南農(nóng)業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 15 表 4： DS18B20 的 ROM 64 位激光 ROM 8位 CRC 編號 48 位序列號 8位產(chǎn)品系列 編碼 MSB LSB MSB LSB MSB LSB 64 位光刻 RO M 的排列是：開始（最低） 8 位是產(chǎn)品類型標號，對于 DS18B20 來說就是（ 28H），接著的 48 位是該 DS18B 20 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）。 RAM：高速暫存存儲器 (RAM)由 9 個字節(jié)組成，包含了 8 個連續(xù)字節(jié) 。如下表所示。 表 5： DS18B20 暫存寄存器分布 寄存器內(nèi)容 字節(jié)地址 溫度值低位（ LS Byte） 0 溫度值高位（ MS Byte） 1 高溫限值（ TH） 2 低溫限值（ TL） 3 配置寄存器 4 保留 7 CRC 校驗值 8 前兩個字節(jié)是測得的溫度信息，第一個字節(jié)的內(nèi)容是溫度溫度的低八位，第二個字節(jié)是溫度的高八位 。 第三個和第四個字節(jié)是溫度高限 TH、溫度低限 TL 暫存區(qū)，第五個字節(jié)是配置寄存器暫存區(qū)，第 8 字節(jié)是系統(tǒng)保留用，就相當于 DS18B20 的運算內(nèi)存，第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié) 。 DS18B20 所檢測的溫度用二進制表示，前面 5 位是符號位，如果測 得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實際溫度。如下表所示。 表 6：所測溫度轉換為實際溫度值的舉例 TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT (Binary) DIGITAL OUTPUT (Hex) 湖南農(nóng)業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 16 +125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0h +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550h +℃ 0000 0001 1001 0001 0191h +℃ 0000 0000 1010 0010 00A2h +℃ 0000 0000 0000 1000 0008h 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000h ℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8h ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5Eh ℃ 1111 1110 0110 1111 FE6Fh 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90h 例如 +125℃ 的數(shù)字輸出為 07D 0H，十進制是 2021，乘以 0. 0625 就等于 125℃ 。同樣 +℃ 的數(shù)字輸出為 0191H，十進制為 401，乘以 就得出 25. 0625℃ 了。 55℃ 的數(shù)字輸出為 FC 90H，因為符號位為 1，先將 1111110010010000 取反，得 1101101111，再加一得 1101110000，十進制為 880，乘以 就得 55，為負值，即－ 55℃ 。 （ 3）、 DS18B20 控制方法 在硬件上， D S18B20 與單片機的連接有兩種方法，一種是 Vcc 接外部電源， GND 接地， I/O 與單片機的 I/O 線相連；另一種是用寄生電源供電，此時 UDD、 GND 接地， I/O 接單片機 I/O。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電， I/O 口線要接 5KΩ左右的上拉電阻。 DS18B 20 有六條控制命令。如下表所示。 表 7： RAM 指令表 指令 約定代碼 操作說明 溫度轉換 44H 啟動 DS18B20 進行溫度轉換 湖南農(nóng)業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 17 讀暫存器 BEH 讀暫存器 9 個字節(jié)內(nèi)容 寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的 TH、 TL 字節(jié) 復制暫存器 48H 把暫存器的 TH、 TL 字節(jié)寫到 E2RAM 中 新調(diào) E2RAM B8H 把 E2RAM 中的 TH、 TL 字節(jié)寫到暫存器 TH、 TL 字節(jié) 讀電源供電方式 B4H 啟動 DS18B20 發(fā)送電源供電方式的信號給主 CPU CPU