【導(dǎo)讀】系統(tǒng)采用多級(jí)分布式結(jié)構(gòu)和多單片機(jī)設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)由上位機(jī)、中間控制機(jī)和下位機(jī)構(gòu)成。下位機(jī)主要完成溫度的采集與處理，并通過總線傳至中間控制機(jī)統(tǒng)一顯示并做出判斷實(shí)現(xiàn)超限報(bào)警。上位機(jī)可以設(shè)定中間控制機(jī)地址、查詢中間控制機(jī)的工作狀態(tài)、設(shè)定溫度的報(bào)警閥值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)目標(biāo)的統(tǒng)一管理。采用這種多級(jí)分布式結(jié)構(gòu)不僅避免了模擬信號(hào)因長(zhǎng)距離傳輸引起的損耗，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的布線，而且便于增加傳感器的個(gè)數(shù)和種類，系統(tǒng)易于擴(kuò)展、升級(jí)。在本課題中，溫度傳感器采用直接輸出數(shù)字量的DS18B20。本文通過增加一片AT89C2051擴(kuò)展了P89C662的串行口，從而實(shí)現(xiàn)了中間控制機(jī)與上下位機(jī)的獨(dú)立通信。相較而言光纖溫度傳感器的精度更高，但成本較貴。在這種結(jié)構(gòu)下，所有的傳感器及執(zhí)行器均與下位機(jī)相連，由其直接控制。同時(shí)因?yàn)槊娣e的增大，使得部分傳感器距離下位機(jī)或數(shù)據(jù)采集板較遠(yuǎn)，若傳感器為模擬量輸出將會(huì)在傳輸線上產(chǎn)生損耗，影響測(cè)量精度。

　　

【正文】 度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pF177。pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pF177。10pF。用戶也可以采用外部時(shí)鐘。采用外部時(shí)鐘的電路如圖42右圖所示。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。圖42 振蕩電路 由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符介產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。（五）空閑節(jié)電模式 AT89C2051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CPU(即電源控制寄存器)中的PD ()和IDL(PCON. 0)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，單片機(jī)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(shí)，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持小變?？臻e模式可由任何允許的中斷請(qǐng)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(huì)首先響應(yīng)中斷，進(jìn)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(jī)進(jìn)入空閑模式那條指令后而的一條指令。 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(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(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，而允許訪問其它端口。為了避免可能對(duì)端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑模式的那條指令后應(yīng)是一條對(duì)端口或外部存儲(chǔ)器的寫入指令。（六）掉電模式在掉電模式下，振蕩器停比工作，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)容在終比掉電模式前被凍結(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小改變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(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。表41 空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài) 模式程序存儲(chǔ)器ALEPSENP0P1P2P3空閑模式內(nèi)部11數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)空閑模式外部11浮空數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)掉電模式內(nèi)部00數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)掉電模式外部00浮空數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)（七）程序存儲(chǔ)器的加密AT89C2051可使用對(duì)芯片上的3個(gè)加密位LB1, LB2, LB3進(jìn)行編程（P）或小編程(U)來得到如下表所示的功能表42 加密位保護(hù)功能表程序加密位保護(hù)類型LB1LB2LB31UUU沒有程序保護(hù)功能2PUU禁止從外部程序存儲(chǔ)器中執(zhí)行MOVC指令讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容3PPU除上表功能外，還禁止程序校驗(yàn)4PPP除以上功能外，同時(shí)禁止外部執(zhí)行 注：U——表示未編程 P——表示編程 當(dāng)加密位LB1被編程時(shí)，在復(fù)位期間，EA端的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機(jī)掉電后一直沒有復(fù)位，則鎖存起的初始值是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，且這個(gè)隨機(jī)數(shù)會(huì)一直保存到真正復(fù)位為止。為使單片機(jī)能正常工作，被鎖存的EA電平值必須與該引腳當(dāng)前的邏輯電平一致。此外，加密位只能通過整片擦除的方法清除。（八）Flash閃速存儲(chǔ)器的編程 AT89C2051單片機(jī)內(nèi)部有4k字節(jié)的Flash PEROM，這個(gè)Flash存儲(chǔ)陣列出廠時(shí)已處于擦除狀態(tài)(即所有存儲(chǔ)單元的內(nèi)容均為FFH)，用戶隨時(shí)可對(duì)其進(jìn)行編程。編程接口可接收高電壓（+12 V）或低電壓(Vcc)的允許編程信號(hào)。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程模式可與通用EPROM編程器兼容。AT89C2051單片機(jī)中，有些屬于低電壓編程方式，而有些則是高電壓編程方式，用戶可從芯片上的型號(hào)和讀取芯片內(nèi)的簽名字節(jié)獲得該信息，見下表。 表43信息獲取表Vpp=12VVpp=5V芯片頂面標(biāo)識(shí)AT89C51xxxxyywwAT89C51xxxx5yyww簽名字節(jié)（030H）=1EH (031H)=51H (032H)=FFH（030H）=1EH (031H)=51H (032H)=05H AT89C2051的程序存儲(chǔ)器陣列是采用字節(jié)寫入方式編程的，每次寫入一個(gè)字節(jié)，要對(duì)整個(gè)芯片內(nèi)的PEROM程序存儲(chǔ)器寫入一個(gè)非空字節(jié)，必須使用片擦除的方式將整個(gè)存儲(chǔ)器的內(nèi)容清除。結(jié) 論多路溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是利用主從分布式思想而設(shè)計(jì)的一種大規(guī)模溫度檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)利用PC機(jī)作為上位管理機(jī)，并使用VB軟件制作了較為人性化的溫度控制操作界面，從而提高了系統(tǒng)的可視化程度，方便了用戶的使用。系統(tǒng)選用的AT89C2051單片機(jī)內(nèi)含4kB FLASH ROM，32個(gè)I/O口，時(shí)鐘頻率為12M，且開發(fā)環(huán)境友好，大大提高了本系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)效。系統(tǒng)的溫度采集部分采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20,其具有單總線的特點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)溫度檢測(cè)系統(tǒng)中測(cè)溫點(diǎn)多、環(huán)境復(fù)雜和傳輸距離遠(yuǎn)的問題，簡(jiǎn)化了外圍電路的設(shè)計(jì)，節(jié)約了系統(tǒng)的成本。另外，LCD顯示電路的設(shè)計(jì)，使得采集的溫度信息能夠?qū)崟r(shí)顯示；4*4鍵盤的使用，還使系統(tǒng)溫度的設(shè)定變得更為方便和簡(jiǎn)潔。同時(shí)，系統(tǒng)還具有報(bào)警功能，當(dāng)采集溫度超過設(shè)定溫度時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。由于本次設(shè)計(jì)的時(shí)間比較有限，系統(tǒng)還有很多地方需要進(jìn)一步完善，如系統(tǒng)在串口通信、VB采集和監(jiān)控操作界面的功能等方面還可以進(jìn)一步擴(kuò)展，使其應(yīng)用到更多的領(lǐng)域當(dāng)中。2黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院08級(jí)電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)致 謝 三年的讀書生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開始。在這三年的求學(xué)生涯中師長(zhǎng)、親友給與了我大力支持，在這個(gè)翠綠的季節(jié)我將邁開腳步走向遠(yuǎn)方，懷念，思索，長(zhǎng)長(zhǎng)的問號(hào)一個(gè)個(gè)在求學(xué)的路途中被知識(shí)的拳手擊碎，而人生的思考才剛剛開始。感謝我教書育人的老師，我不是你們最出色的學(xué)生，而你們卻是我最尊敬的老師。大學(xué)時(shí)代的老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了對(duì)待知識(shí)，走向社會(huì)的思考方式。在這里尤其要感謝張慧坤老師，從論文題目的選定到論文寫作的指導(dǎo),經(jīng)由您悉心的點(diǎn)撥,再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟,常常讓我有“山重水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村”的頓悟。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯謝意！ 同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。 參考文獻(xiàn)[1] 孫霞．多路高精度溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]．山東科技大學(xué)出版社，2004，6（4）：3435.[2] 賈振國(guó). 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