【文章內(nèi)容簡介】 8B20 的暫存器寫入兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)，其中第一個字節(jié)寫入 TH 中，第二個字節(jié)寫入 TL中?？梢栽谌魏螘r刻發(fā)出復(fù)位命令終止數(shù)據(jù)的寫入。 Read scratchpad(讀暫存器 )。命令代碼為 BEH，允許主設(shè)備讀取暫存器中的內(nèi)容。從第一個字節(jié)開始直到讀完第九個字節(jié) CRC 讀完。也可以在任何時刻發(fā)出復(fù)位命令中止數(shù)據(jù)的讀取操作。 Copy scratchpad(復(fù)制暫存器 )。命令代碼為 48H，將溫度報警觸發(fā)器 TH和TL 中的字節(jié)復(fù)制到非易失性 EEPROM。若主機在該命令之后 又發(fā)出讀操作，而DS18B20又忙于將暫存器中的內(nèi)容復(fù)制到 EEPROM時， DS18B20就會輸出一個“ 0” ,若復(fù)制結(jié)束，則 DS18B20 輸出一個“ 1”。 Convert T(溫度轉(zhuǎn)換 )。命令代碼為 44H，啟動一次溫度轉(zhuǎn)換，若主機在該命令之后又發(fā)出其它操作，而 DS18B20 又忙于溫度轉(zhuǎn)換， DS18B20 就會輸出一個“ 0”，若轉(zhuǎn)換結(jié)束，則 DS18B20 輸出一個“ 1”。 Recall E2(拷回暫存器 )。命令代碼為 B8H。將溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL中的字節(jié)從 EEPROM 中拷回到暫存器中。該操作是在 DS18B20 上 電時自動執(zhí)行，若執(zhí)行該命令后又發(fā)出讀操作， DS18B20 會輸出溫度轉(zhuǎn)換忙標識： 0 為忙， 1 完成。 Read power supply(讀電源使用模式 )。命令代碼為 B4H。主設(shè)備將該命令發(fā)給 DS18B20 后發(fā)出讀操作， DS18B20 會返回它的電源使用模式： 0為寄生電源，1為外部電源。 AT89C51 概述 單片機 AT89C51 介紹 AT89C51[7] 是美 國 ATMEL 公司生 產(chǎn) 的低 電壓 ，高性能 CMOS8 位 單 片機，片內(nèi)含 4k bytes 的可反 復(fù) 擦 寫 的只 讀 程序存 儲 器（ PEROM）和 128 bytes 的 隨機存取 數(shù) 據(jù)存 儲器 （ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存 儲 技 術(shù) 10 生產(chǎn)， 兼容 標準 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，功能強大 AT89C51 單 片機可 為您提 供 許多高性 價比的 應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 功能特性 概述 圖 AT89C51 引腳圖 AT89C51 提供以下 標 準功能： 4k 字 節(jié) Flash 閃 速存 儲 器， 128 字 節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個 I／ O 口 線 ， 兩個 16 位定 時 ／ 計 數(shù)器 ，一 個 5 向量 兩級 中 斷結(jié)構(gòu) ，一 個 全 雙 工串行通信口，片 內(nèi) 振 蕩 器及 時鐘電 路。同 時 ， AT89C51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏 輯 操作， 并 支持 兩種軟 件可 選 的 節(jié)電 工作模式?？?閑 方式停止 CPU 的工作，但允 許 RAM，定 時 ／ 計數(shù)器 ，串行通信口及 中 斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的 內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。 11 圖 AT89C51 方框圖 引腳功能 說明 圖 AT89C51 方框圖 Vcc： 電源電壓 GND：地 P0 口： P0 口是一 組 8 位漏 極開 路型 雙 向 I／ O 口，也即地址／ 數(shù) 據(jù) 總線復(fù)用口。作 為輸 出口用 時 ，每位能吸收 電 流的方式 驅(qū)動 8個 TTL 邏輯門電路，對端口寫 “1” 可作 為高阻抗輸入端用。 在 訪問 外部 數(shù) 據(jù)存 儲 器或程序存 儲 器 時 ， 這 12 組 口 線 分 時轉(zhuǎn)換地 址（低 8 位）和 數(shù) 據(jù) 總線復(fù) 用，在 訪問 期 間 激活 內(nèi) 部上 拉 電阻 。 在 FIash 編程時， P0 口接收指令字 節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 P1 口： P1 是一 個帶內(nèi) 部上拉 電 阻的 8位 雙向 I／ O 口， P1 的 輸 出 緩 沖 級 可驅(qū)動 （吸收或 輸 出 電流 ） 4 個 TTL 邏輯門電 路。 對 端口 寫 “1” ，通 過 內(nèi) 部的上拉 電 阻把端口拉到高 電 平，此 時 可作 輸 入口。作 輸 入口使用 時 ，因 為內(nèi) 部存在上拉 電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。 FIash 編 程和程序校 驗期間， P1 接收低 8 位地址。 P2 口： P2 是一 個帶 有 內(nèi) 部上拉 電 阻的 8 位 雙 向 I／ O 口， P2 的 輸 出 緩 沖級 可 驅(qū)動（ 吸收或 輸 出 電流 ） 4 個 TTL 邏輯門電路 。 對 端口 寫 “1” ，通 過內(nèi) 部的上拉 電 阻把端口拉到高 電平 ，此 時 可作 輸 入口，作 輸 入口使用 時 ，因 為內(nèi) 部存在上拉 電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。 在 訪問 外部程序存 儲器或 16 位地址的外部 數(shù) 據(jù)存 儲 器（例如 執(zhí)行 MOVX@DPTR 指令） 時 ， P2 口送出高 8 位地址 數(shù) 據(jù)。在 訪問 8 位地址的外部 數(shù) 據(jù)存 儲 器（如 執(zhí)行 MOVX@RI 指令） 時 ， P2 口 線 上的 內(nèi) 容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 R2 寄存器的 內(nèi)容 ），在整 個訪問期間不改變。 Flash 編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和其 它控制信號。 P3 口： P3 口是一 組帶 有 內(nèi) 部上拉 電 阻的 8位 雙向 I／ O 口。 P3口 輸 出 緩 沖級 可 驅(qū)動 （吸收或 輸 出 電 流） 4個 TTL 邏輯門電 路。 對 P3口 寫 入 “1” 時 ， 它們被 內(nèi) 部上拉 電 阻拉高 并 可作 為輸 入端口。作 輸 入端 時 ，被外部拉低的 P3口 將 用上拉 電阻輸出電流（ IIL）。 P3 口除了作 為一般的 I／ O 口 線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示： 表 P3口第二功能 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（外中斷 0） INT1（外中斷 1） T0（定時／計數(shù)器 0 外部輸入） T1（定時／計數(shù)器 1 外部輸入） 13 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 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 RST：復(fù)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使單片機復(fù)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址的低 8 位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 l／ 6 輸出固定的正脈沖信號，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 DO 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會被激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 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AT89C51 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，這兩次有效的 PSEN 信號不出現(xiàn)。 EA／ VPP：外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H— FFFFH）， 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(fù)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)部程序存儲器中的指令。 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。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 空間節(jié)電模式 AT89C51 有兩種可用軟件編程的省電模式 [8]，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（ ）和 IDL（ ）位來實現(xiàn)的。 PD 是掉電模式，當 PD=1 時，激活掉電工作 模式，單片機進入掉電工作狀態(tài)。 IDL 是空閑等待方式，當 IDL=1，激活空閑工作模式，單片機進入睡眠狀態(tài)。如需同時進入兩種工作模式，即 PD 和 IDL 同時為 14 1，則先激活掉電模式。在空閑工作模式狀態(tài)， CPU 保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此 時，片內(nèi) RAM 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，其一是任何一條被允許中斷的事件被激活， IDL（ ）被硬件清除，即刻終止空閑工作模式。程序會首先響應(yīng)中斷，進入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨 RETI（中斷返回）指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機進入空閑模式那條指令后面的一條指令。其二是通過硬件復(fù)位也可將空閑工作模式終止。需要注意的是，當由硬件復(fù)位來終止空閑工作模式時， CPU 通常是從激活空閑模式那條指令的下一 條指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個機器周期（ 24 個時鐘周期）有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止 CPU 訪問片內(nèi) RAM，而允許訪問其它端口。為了避免可能對端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條對端口或外部存儲器的寫入指令。 掉電模式：在掉電模式下，振蕩器停止工作，進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不改變 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，且必須保持一定時間以使振蕩器重啟動并穩(wěn)定工作。 表 模式 程序存儲區(qū) ALE PSEN PSEN P0 P1 P2 P3 空閑模式 內(nèi)部 1 1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 空閑模式 外部 1 1 浮空 數(shù)據(jù) 地址 數(shù)據(jù) 掉電模式 內(nèi)部 0 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 掉電模式 外部 0 0 浮空 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 74LS245 概述 74LS245 邏輯圖與功能表如下所示。 74LS245 是常用的芯片，用來驅(qū)動 led或者其他的設(shè) 備，它是 8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。 74LS245 還具有雙向三態(tài)功能 [9]，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。 當 8051 單片機的 P0口總線負載達到或超過 P0 最大負載能力時，必須接入74LS245 等總線驅(qū)動器。 15 圖 74LS245 邏輯圖 表 ： 74LS245功能 Enable G Direction Control DIR Operation L L L L H X B data to A bus A data to B bus Isolation 表 推薦工作條件 Enable G Direction Control DIR Operation L L H L H X B data to A bus A data to B bus Isolation 當片選端 /CE 低電平有效時， DIR=“0” ，信號由 B 向 A 傳輸；（接收） DIR=“1” ，信 號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當 /CE 為高電平時， A、 B均為高阻態(tài)。 由于 P2口始終輸出地址的高 8位，接口時 74LS245 的三態(tài)控制端 /1G 和 /2G接地， P2 口與驅(qū)動器輸入線對應(yīng)相連。 P0 口與 74LS245 輸入端相連 ,/E 端接地，保證數(shù)據(jù)現(xiàn)暢通。 8051 的 /RD 和 /PSEN 相與后接 DIR，使得 /RD 或 /PSEN 有效時，74LS245 輸入（ ←Di ），其它時間處于輸出（ →Di ）。 16 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 硬件是一個工程設(shè)計項目的主要組成部分，它支撐并構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)骨架，缺少這一骨架，就智只能紙上 談兵，虛無縹緲。因此，系統(tǒng)的硬件設(shè)計是設(shè)計中的 重點 考慮對象。