【導(dǎo)讀】摘要：本論文設(shè)計(jì)了一種基于C8051F330單片機(jī)的溫度計(jì)，測(cè)溫范圍為0～100℃，系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器，獲得隨溫度變化的模擬電壓，對(duì)這個(gè)電壓和片。內(nèi)溫度信號(hào)進(jìn)行測(cè)量、采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換及顯示，采樣速率可達(dá)200ksps。將采集到的模擬信號(hào)送入C8051F330單片機(jī)內(nèi)部的10位ADC進(jìn)行量。集測(cè)量，這種方法具有實(shí)用、便捷的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量過(guò)程的智能化。最后將程序下載到中，調(diào)試證明硬件能正常工作，可以完成課題要求的任務(wù)。

　　

【正文】 ② ADC0L： ADC0數(shù)據(jù)字低字節(jié)寄存器 在 AD0LJST = 0時(shí)，即選擇數(shù)據(jù)儲(chǔ)存 右對(duì)齊方式。位 7~0是 10位 ADC0數(shù)據(jù)的低 8位。 AD0LJST = 1時(shí)：位 7~6是 10位 ADC0數(shù)據(jù)的低 2位，位 5~0的讀出值總是為 0。 如表 3 35所示： 表 34 ADC0數(shù)據(jù)字高字節(jié)寄存器 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W 位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0 復(fù)位值 00000000 位 70： ADC0數(shù)據(jù)字高字節(jié)。 AD0LJST = 0時(shí)：位 7～ 2為位 1的符號(hào)擴(kuò)展位，位 1～ 0為 10位 ADC0數(shù)據(jù)的高 2位。 AD0LJST = 1時(shí)：位 7～ 0是 10位 ADC0數(shù)據(jù)的高 8位。 表 35 ADC0數(shù)據(jù)字 低 字節(jié)寄存器 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W 位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0 復(fù)位值 00000000 位 70： ADC0數(shù)據(jù)字高字節(jié)。 AD0LJST = 0時(shí)：位 7~0是 10位 ADC0數(shù)據(jù)的低 8位。 AD0LJST = 1時(shí)：位 7~6是 10位 ADC0數(shù)據(jù)的低 2位，位 5~0的讀出值總是為 0。 （ 2） ADC0控制寄存器設(shè)置 根據(jù)表 36對(duì) ADC0控制寄存器的說(shuō)明，要使能 ADC0的轉(zhuǎn)換，必須先置位 7為 “1”；當(dāng)選擇 ADC0為 正常方式 時(shí) ，選擇位 6為 “0”， 即當(dāng) ADC0被使能時(shí)，除了轉(zhuǎn)換期間之外輸入電壓 右對(duì)齊的 ADC0H： ADC0L （ AD0LJST=0） 左對(duì)齊的 ADC0H： ADC0L （ AD0LJST=1） VREF*1023/1024 0x3FF 0xFFC0 VREF*512/1024 0x0200 0x8000 VREF*256/1024 0x0100 0x4000 0 0x0000 0x0000 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 一直處于跟蹤方式。 當(dāng)位 “6”AD0TM = 0時(shí)，置 AD0CM2～ 0為 000，這樣就選擇了 向AD0BUSY寫(xiě) 1時(shí)啟動(dòng) ADC0轉(zhuǎn)換。 最終 ADC0CN值為 80H。 表 36 ADC0控制寄存器 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W AD0EN AD0TM AD0INT AD0BUSY AD0WINT AD0CM2 AD0CM1 AD0CM0 位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0 復(fù)位值 00000000 位 7： AD0EN： ADC0使能位 0： ADC0禁止。 ADC0處于低耗停機(jī)狀態(tài)。 1： ADC0使能。 ADC0處于活動(dòng)狀態(tài)，可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。 位 6： AD0TM： ADC0跟蹤方式位 0：正常方式：當(dāng) ADC0被使能時(shí)，除了轉(zhuǎn)換期間之外一直處于跟蹤方式。 1：低功耗跟蹤方式：由 AD0CM20定義跟蹤方式（見(jiàn)下面的說(shuō)明）。 位 5： AD0INT： ADC0轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷標(biāo)志 0：從最后一次將該位清 ?0?后， ADC0還沒(méi)有完成一 次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。 1： ADC0完成了一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。 位 4： AD0BUSY： ADC0忙標(biāo)志位 讀 0： ADC0轉(zhuǎn)換結(jié)束或當(dāng)前不在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。 AD0INT在 AD0BUSY的下降沿被置 ?1?。 1： ADC0正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 寫(xiě) 0：無(wú)作用。 1：若 AD0CM20＝ 000b則啟動(dòng) ADC0轉(zhuǎn)換。 位 3： AD0WINT： ADC0窗口比較中斷標(biāo)志 0：未發(fā)生 ADC0窗口比較匹配。 1：發(fā)生 ADC0窗口比較匹配。 位 20： AD0CM20： ADC0轉(zhuǎn)換啟動(dòng)方式選擇 本設(shè)計(jì)中， 10 位 ADC 模塊的應(yīng)用主要為以下幾點(diǎn)： 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 C8051F330 1 2 3 4 5 6 77 8 9* 10 11 13 12 14 15 16 17 18 19 20 GND VDD /RST （ 1） 使用了 寫(xiě) ?1?到 ADC0CN 的 AD0BUSY 位 的 A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)方式 ，即ADC0CN= 80H （ 2） 本設(shè)計(jì) 工作在查詢(xún)方式，使用 ADC0 中斷標(biāo)志 (AD0INT)來(lái)查詢(xún) ADC 轉(zhuǎn)換是否完成 （ 3） ADC0 工作在單端方式 ，即 AMX0N= 11H （ 4） 設(shè)計(jì)中用到 ﹑ 口作為電壓模擬量的輸入端，所以當(dāng)設(shè)置AMX0P= 04H﹑ AMX0P= 05H 時(shí)便可將它們分別選中 作為模擬輸入 （ 5） 當(dāng)采集片內(nèi)溫度值時(shí)， AMX0P= 10H 端口 I/O 的選用 C8051F330 采用 20 腳 DIP 封裝如下圖 33 所示： 圖 33 C8051F330的 封裝 和 都可以作為 I/O口，設(shè)計(jì)中采用 ﹑ ，分 段 控制溫度傳感器﹑ ； /RST作為電路復(fù)位開(kāi)關(guān)控制端口。 74LS164提供時(shí)鐘輸入； 。須注意的是： 為 C2調(diào)試接口提供 雙向數(shù)據(jù) 信號(hào) ， /RST同時(shí) 為 C2調(diào)試接口提供 時(shí)鐘 信號(hào)。 端口 I/O 的初始化 端口 I/O 初始化包括以下步驟： （ 1） 用端口輸入方式 寄存器 （ PnMDIN，其中 n=1,0） 選擇所有端口引腳的輸入方式（模擬或數(shù)字）。 （ 2） 用端口輸出方式寄存器 （ PnMDOUT ，其中 n=1,0） 選擇所有端口引腳的輸出方式 （ 漏極開(kāi)路或推挽 ） 。 （ 3） 使能 SPI （設(shè)置 XBR0為 02H,即 SPI0E = ?1?） 。 （ 4） 使能數(shù)字交叉開(kāi)關(guān) （設(shè)置 XBR1為 40H,即 XBARE = ?1?） 。 所有 使用到的 端口引腳都必須被配置為模擬或數(shù)字輸入。被用作 ADC輸入的任何西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 引腳都應(yīng)被配置為模擬輸入。當(dāng)一個(gè)引腳被配置為模擬輸入時(shí)， 它的弱上拉、數(shù)字驅(qū)動(dòng)器和數(shù)字接收器都被禁止，這可以節(jié)省功耗并減小模擬輸入的噪聲。 端口輸入方式在 PnMDIN寄存器中設(shè)置，其中 ?1?表示數(shù)字輸入， ?0?表示模擬輸入。復(fù)位后所有引腳的缺省設(shè)置都是數(shù)字輸入。表 37是 P0MDIN寄存器的內(nèi)容： I/O引腳的輸出驅(qū)動(dòng)器特性由端口輸出方式寄存器 PnMDOUT中的對(duì)應(yīng)位決定，每個(gè)端口輸出驅(qū)動(dòng)器都可被配置為漏極開(kāi)路或推挽方式。不管交叉開(kāi)關(guān)是否將端口引腳分配給某個(gè)數(shù)字外設(shè)，都需要對(duì)端口驅(qū)動(dòng)器的輸出方式進(jìn)行設(shè)置。 表 37 P0MDIN 端口 0輸入方式寄存器 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W 位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0 位 70： – （分別對(duì)應(yīng)） 當(dāng)端口引腳被配置為模擬輸入時(shí)，其弱上拉、數(shù)字驅(qū)動(dòng)器和數(shù)字接收器都被禁止。 0：對(duì)應(yīng)的 。 1：對(duì)應(yīng)的 。 端口 I/O 初始化 中還包括 交叉開(kāi)關(guān) 寄存器 XBR0 和 XBR1 的配置。 XBR0 和XBR1 用于選擇內(nèi)部數(shù)字功能。數(shù)字和模擬資源可以通過(guò) 17 個(gè) I/O 引腳使用。端口引腳被組織為兩個(gè) 8 位口和一個(gè) 1 位口。每個(gè)端口引腳都可以被定義為通用 I/O 或模擬輸入。注意，不論交叉開(kāi)關(guān)的設(shè)置如何，端口 I/O 引腳的狀態(tài)總是可以被讀到相應(yīng)的端口鎖存器。 寄存器 XBR0和 XBR1必須被裝入正確的值以選擇所需要的數(shù)字 I/O功能。置?1?XBR0中的 SPI0E（ 位 2） 將使 SPI I/O連接到端口引腳。置 ?1?XBR1中的 XBARE位（ 位 6） 將使能交叉開(kāi)關(guān)。不管 XBRn寄存器的設(shè)置如何，在交叉開(kāi)關(guān)被使能之前，外部引腳保持標(biāo)準(zhǔn)端口 I/O方式 （ 輸入 ） 。對(duì)于給定的 XBRn設(shè)置，可以使用優(yōu)先權(quán)譯碼表確定 I/O引腳分配；另一種方法是使用 Silicon laboratories IDE軟件的配置向?qū)Чδ軄?lái)確定基于 XBRn寄存器設(shè)置的端口 I/O引腳分配。注意：為使端口引腳工作在標(biāo)準(zhǔn)端口 I/O輸出方式，交叉開(kāi)關(guān)必須被使能。當(dāng)交叉開(kāi)關(guān)被禁止時(shí)，端口輸出驅(qū)動(dòng)器被禁止。 設(shè)計(jì)中， I/O模塊的應(yīng)用主要為以下幾點(diǎn)： （ 1） 、 端口為模擬輸入，即 P0MDIN= 0CFH （ 2） 、 端口為模擬輸入，即 P1MDIN= 03H （ 3） 、 端口輸出為推挽方式，即 P0MDOUT= 05H 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 增強(qiáng)型串行輸出接口 SPI0 配置 C8051F330 提供了增強(qiáng)型串行外設(shè)接口 （ SPI0） ， SPI0 具有訪問(wèn)一個(gè)全雙工同步串行總線的能力。 SPI0 可以作為主器件或從器件工作，可以使用 3 線或 4 線方式，并可在同一總線上支持多個(gè)主器件和從器件。 SPI 的原理結(jié)構(gòu)框圖 如圖 34 所示： 如圖 34 所示，只有 SPI 主器件能啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。通過(guò)將主允許標(biāo)志 （ MSTEN，） 置 1 將使 SPI0 處于主方式。當(dāng) SPI0 處于主方式時(shí)，向 SPI0 數(shù)據(jù)寄存器（ SPI0DAT） 寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)時(shí)是寫(xiě)發(fā)送緩沖器。如果 SPI 移位寄存器為空，發(fā)送緩沖器中的數(shù)據(jù)字節(jié)被傳送到移位寄存器，數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始。 SPI0 主器件立即在 MOSI 線上串行移出數(shù)據(jù)，同時(shí)在 SCK 上給 74LS164 提供串行時(shí)鐘。在傳輸結(jié)束后 SPIF（ ） 標(biāo)志被置為邏輯 1。注意軟件清 ”0”,以免影響數(shù)據(jù)的下次傳輸。 圖 34 SPI 原理框圖 當(dāng)被配置為主器件時(shí)， SPI0 可以工作在三種方式：多主方式、 3 線單主方式或 4線單主方式。設(shè)計(jì)中用到的是 3 線單主方式，這種方式下，只將單片機(jī)內(nèi)核轉(zhuǎn)換出的段碼信息送 74LS164，而不需外部器件反饋信息。 3 線單主方式主從器件的連接方式如圖 35 所示： 圖 35 3 線單主方式和 3 線單從方式連接圖 當(dāng) NSSMD1（ ） =0 且 NSSMD0（ ） =0 時(shí)，選擇了 SPI0 工作西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 在 3 線單主方式。在該方式，應(yīng)使用通用 I/O 引腳選擇要尋址的從器件。 對(duì) SPI0的訪問(wèn) 和控制是通過(guò)系統(tǒng)控制器中的 4個(gè)特殊功能寄存器實(shí)現(xiàn)的：配置寄存器 SPI0CFG、 控制寄存器 SPI0CN、時(shí)鐘頻率寄存器 SPI0CKR和數(shù)據(jù)寄存器SPI0DAT。下面主要對(duì)配置寄存器 SPI0CFG、 控制寄存器 SPI0CN、 及 數(shù)據(jù)寄存器SPI0DAT給以說(shuō)明： （ 1） 配置寄存器 SPI0CFG 表 38 配置 寄存器 SPI0CFG R R R R/W R/W R/W R/W R/W SPIBSY MSTEN CKPHA CKPOL SLVSEL NSSIN SRMT RXBMT 位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0 復(fù)位值： 00000111 位 7： SPIBSY： SPI忙標(biāo)志（只讀） 當(dāng)一次 SPI傳輸正在進(jìn)行時(shí)（主或從方式），該位被置為邏輯 1。 位 6： MSTEN：主方式允許位 0：禁止主方式，工作在從方式。 1：允許主方式，工作在主器件方式。 位 5： CKPHA： SPI0 時(shí)鐘相位。 該位控制 SPI0