【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 IIL)。 在系統(tǒng)中編程中應(yīng)用。 此外， /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入 ()和時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的觸 發(fā)輸入 ()，具體如下表所示。 16 在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口接收低 8位地址字節(jié)。 引腳號(hào)第二功能 T2(定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的外部計(jì)數(shù)輸入 )，時(shí)鐘輸出 T2EX(定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制 ) MOSI MISO SCK P2 口： P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口， P2口 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P2 端口寫(xiě) “ 1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口 使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。 在系統(tǒng)中編程 中 應(yīng)用。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中， P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8位地址訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口輸出 P2鎖存器的內(nèi)容。在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P2口也 可以接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 P3 口： P3 口是一個(gè)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(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P3端口寫(xiě) “ 1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高 ，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，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。 在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P3口也接收一些控制信號(hào)。 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) 在系統(tǒng)中編程 中 應(yīng)用 TO(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) WR RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) 在系統(tǒng)中編程中應(yīng)用 本器件組成是應(yīng)用于單片機(jī)最小系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)多方對(duì)比，設(shè)計(jì)單片機(jī)底座，選擇了 AT89S52 單片機(jī)，并且把單片機(jī)連接了開(kāi)發(fā) 板上，各個(gè)引腳對(duì)應(yīng)如上所訴，方便連接其他器件及各大模塊的鏈接。 本器件通過(guò)選擇單片機(jī)，然后選擇 17 單片機(jī)的位置，選擇了 復(fù)位操作和復(fù)位電路 。 復(fù)位 (Reset)操作是使單片機(jī)的 CPU 以及系統(tǒng)各部件處于初始裝，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)行。單片機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)受到外界的干擾使程序陷入死循環(huán)或 “ 跑飛 ” ，發(fā)生 這種情況時(shí)需要將單片機(jī)復(fù)位，重新啟動(dòng)運(yùn)行。 AT89S52 單片機(jī)的 RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入斷口，高電平有效。在始終振蕩器穩(wěn)定工作的情況下，該引腳若由低電平上升到高電平并持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器中期，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一次復(fù)位操作。 復(fù)位操作有手動(dòng)復(fù)位和上電自動(dòng)復(fù)位。本設(shè)計(jì)是即可以上電自動(dòng)復(fù)位，又可以采用手動(dòng)復(fù)位。復(fù)位電路如圖 所示。在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用多次，已經(jīng)通過(guò)驗(yàn)證。整個(gè)電路是相對(duì)簡(jiǎn)單的。在系統(tǒng)上電后由于電容是在充電過(guò)程所以 RST 是高電平，達(dá)到復(fù)位的效果。在手動(dòng)操作中，通過(guò)按鍵的連接，而使 RST 的電流由低變高而達(dá)到上電復(fù)位的效 果。 在汽車(chē)控制中，溫度信號(hào)是整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制計(jì)算的根據(jù)。如果穩(wěn)定信號(hào)測(cè)量不準(zhǔn)確，控制系統(tǒng)的控制精度也就無(wú)從談起。所以選擇好的控制方案直接關(guān)系系統(tǒng)性能的好壞。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)大多以熱敏電阻為傳感器，但熱敏電阻可靠性差、測(cè)量溫度準(zhǔn)確率低，且必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的接口電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后才能由微處理器進(jìn)行處理。DS18B20是美國(guó)公司生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配微處理器等優(yōu)點(diǎn)。特別適合于構(gòu)成多點(diǎn)溫度測(cè)控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，而且每片 DS18B20都有唯一的產(chǎn)品號(hào)并可存入其ROM中，以便在構(gòu)成大型溫度測(cè)控系統(tǒng)時(shí)在單線上掛接任意多個(gè) DS18B20芯片。 DS18B20基本知識(shí) DS18B20數(shù)字溫度計(jì)是 DALLAS公司生產(chǎn)的 1Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)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產(chǎn)品的特點(diǎn) （ 1） 只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信。 （ 2） 在 DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。 （ 3） 實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。 （ 4） 測(cè)量溫度范圍在－ 55。 C到＋ 125。 C之間。 （ 5） 數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從 9位到 12位選擇。 18 （ 6） 內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。 DS18B20的引腳介紹 TO－ 92封裝的 DS18B20的引腳排列見(jiàn)圖 ，其引腳功能描述見(jiàn)表 。 圖 DS18B20傳感器底視圖 表 DS18B20詳細(xì)引腳功能描述 序號(hào) 名稱(chēng) 引腳功能描述 1 GND 地信號(hào) 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。開(kāi)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。 3 VDD 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。 DS18B20的使用方法 由于 DS18B20采用的是 1－ Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì) AT89S52單片機(jī)來(lái)說(shuō)，我們必須采用軟件的方法來(lái)模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來(lái)完成對(duì) DS18B20芯片的訪問(wèn)。 由于 DS18B20是在一根 I/O線上讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。 DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí) 序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫(xiě)時(shí)序開(kāi)始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫(xiě)命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 對(duì)于 DS18B20的讀時(shí)隙是從主機(jī)把單總線拉低之后，在 15秒之內(nèi)就得釋放單總線，以讓 DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。 DS18B20在完成一個(gè)讀時(shí)序過(guò)程，至少需要 60us才能完成。 對(duì)于 DS18B20寫(xiě) 0時(shí)序和寫(xiě) 1時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫(xiě) 0時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20能夠在 15us到 45us之間能夠正確地采樣 IO總線上的 “0”電平，當(dāng)要寫(xiě) 1時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在 15us之內(nèi)就得釋放單總線。 19 選擇完溫度傳感器，開(kāi)始設(shè)計(jì)溫度傳感器與實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板連接，因?yàn)闇囟葌鞲衅饔?3個(gè)引腳，在開(kāi)發(fā)板上用 ，并且與單片機(jī)連接 XTAL2L連接 AT89S52單片機(jī) 18引腳 。溫度傳感器 2引腳 DQ鏈接單片機(jī) 17引腳。如圖 。其中下圖左面畫(huà)出了晶振，防止輸入和輸出出現(xiàn)錯(cuò)誤，右面同上是復(fù)位電路。 圖 結(jié)合單片機(jī)的電路圖 在設(shè)計(jì)上，通過(guò)查閱相 關(guān)資料，一般轎車(chē)的溫度傳感器設(shè)計(jì)在方向盤(pán)下面，方便接受信號(hào)，本器件設(shè)計(jì)沒(méi)用采用一般的電阻似溫度傳感器。因?yàn)槟菢釉O(shè)計(jì)過(guò)于死板，不方便測(cè)溫時(shí)溫度傳感器的移動(dòng)和整個(gè)系統(tǒng)的移動(dòng)。最后選擇采用了 DS18B20溫度傳感器，利用其是 “ 線狀 ” 方便轉(zhuǎn)換位置，移動(dòng)，方便測(cè)溫等諸多優(yōu)點(diǎn)。最后設(shè)計(jì)了一個(gè)工具箱，可以裝載改器件，同時(shí)在外圍設(shè)計(jì)一個(gè)孔，把溫度傳感器連接到工具箱外圍，可以模擬在不同位置測(cè)量溫度。 溫度傳感器采集的溫度信號(hào)時(shí)模擬信號(hào)，需要進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。單片機(jī)的芯片就是進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換的擴(kuò)展 芯片，它可以進(jìn)行 8路模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。但是 MCU的輸入信號(hào)時(shí)電壓值，電壓范圍是 0~5V，而 18B20溫度傳感器采集的溫度信號(hào)是電流信號(hào)，電流量是微安級(jí)，所以傳感器采集的溫度還不能直接輸入到單片機(jī)中，需要進(jìn)行電流 /電壓的轉(zhuǎn)換，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并且對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行放大。以適應(yīng) AT89S52芯片的輸入要求。因此，本文采用 1千歐電阻與 AT89S52串聯(lián)對(duì)傳感器進(jìn)行電壓區(qū)域。在電阻上得到與絕對(duì)溫度成正比的電壓輸出 V。對(duì)于輸出的電壓值還需要進(jìn)行放大，采用通用發(fā)大器進(jìn)行同相放大 10倍。這樣， DS18B20傳感器采集 的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后就為AT89S52芯片要求的 0~5V，對(duì)于測(cè)量范圍在 55攝氏度到 +125攝氏度的信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后得到的電壓值分別為： 20 0攝氏度對(duì)應(yīng)的電壓值為 100攝氏度對(duì)應(yīng)的電壓值為 表 對(duì)于各個(gè)數(shù)的編程 對(duì)應(yīng)表 為 溫度 / 二進(jìn)制表示 十六進(jìn)制表示 +125 00000111 11010000 07D0H + 0000001 10010001 0191H + 0000000 10100010 00A2H + 0000000 00001000 0008H 0 0000000 00000000 0000H 11111111 11111000 FFF8H 11111111 01011110 FF5EH 11111110 01101111 FE6FH 55 11111100 10010000 FC90H 另外，出于經(jīng)濟(jì)性和數(shù)據(jù)采集特點(diǎn)的考慮，本文決定采用多路 開(kāi)關(guān)來(lái)對(duì) 8路傳感器信號(hào)進(jìn)行分時(shí)采集，這樣可以使 8路信號(hào)公用一個(gè)放大器，而又不影響電路的特性。 顯示模塊主要顯示車(chē)內(nèi)溫度。本系統(tǒng)使用帶背光的 RZ1602LCD液晶顯示屏。 1602液晶也叫 1602字符型液晶，它是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣型液晶模塊，他有若干個(gè) 5 7或者 5 11等點(diǎn)陣字符組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔 每行之間也有也有間隔 起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱? 所以他不能顯示圖形。 1602LCD是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于 HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780寫(xiě)的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。 1602液晶顯示屏的 正面 圖片 如圖 ： 21 圖 1602液晶顯示屏 外觀圖 1602LCD的特性： +5V電壓，對(duì)比度可調(diào) 。 內(nèi)含復(fù)位電路 。 提供各種控制命令 ,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能 。 有 80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 DDRAM。 內(nèi)建有 160個(gè) 5 7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM。 8個(gè)可由用戶自定義的 5X7的字符發(fā)生器 CGRAM。 字 符型 LCD1602通常有 14條引腳線或 16條引腳線的 LCD，多出來(lái)的 2條線是背光電源線 VCC(15腳 )和地線 GND(16腳 )。 1602的液晶接口及引腳 設(shè)計(jì)最初是選擇 18624液晶顯示屏的，但是比較優(yōu)點(diǎn)及對(duì) 1602的研究，最后選擇了1602液晶顯示屏，其具體引腳如圖 。 引腳功能見(jiàn)表 。 圖 1602液晶顯示屏 接口圖 22 表 1602具體原理表格以及引腳對(duì)應(yīng)： 引腳號(hào) 引腳名 電平 輸入 /輸出 作用 1 Vss 電源地 2 Vcc 電源（ +5V） 3 Vee 對(duì)比調(diào)整電壓 4 RS 0/1 輸入 0輸入指令 1輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 0向 LCD寫(xiě)入指令數(shù)據(jù) 1從 LCD讀取數(shù)據(jù) 6 E 1 輸入 使能信號(hào)， 1時(shí)讀取信息 1→ 0執(zhí)行指令 7 DB0 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line0（最低位） 8 DB1 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line1 9 DB2 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line2 10 DB3 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line3 11 DB4 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line4 12 DB5 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line5 13 DB6 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line6 14 DB7 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line7（最高位） 15 A +Vcc LCD背光電源正極 16 K 接地 LCD背光電源負(fù)極 1602液晶顯示屏的開(kāi)發(fā)板的液晶接口： HD44780內(nèi)置了 DDRAM（顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ) RAM）、 CGROM（字符存儲(chǔ) ROM）和CGRAM（用戶自定義 RAM）。 DDRAM就是顯示數(shù)據(jù) RAM，用來(lái)寄存待顯示的字符代碼。共 80個(gè)字節(jié)， 選擇 1602液晶顯示屏的一個(gè)重要原因是本實(shí)驗(yàn)需要顯示溫度，起初設(shè)定是要顯示溫度范圍，后來(lái)決定還是顯示當(dāng)前的溫度，由于溫度是隨著溫度傳感器輸入信號(hào)而時(shí)刻變化的，所以，選擇 1602LCD顯示屏 ， 5 7的數(shù)字點(diǎn)陣和 16各個(gè)模塊分 2排能更清晰的表達(dá)溫度，方便演示時(shí)觀看。 其地址和屏幕的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表 述 ： 23 表 1602地址和對(duì)應(yīng)關(guān)系表 顯示位置 1 2 3 4 5 6 7 …… 40 地址 第一行 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H …… 27H 第二