【導讀】院系：信息技術學院專業(yè)年級：電子信息2021級

　　

【正文】 方式 1 時， /EA 將內部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP） [8]。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2 應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對 外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 芯片擦除 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， STC89LV51 設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時器，計數器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內容并且凍結振蕩 器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止 [9]。 1602液晶顯示模塊 1602 使用說明 液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內容豐富等特點，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經是單片機應用設計中最常用的信息顯示器件了。 1602B可以顯示 2行 16個字符，有8位數據總線 D0D7，和 RS、 R/W、 EN三個控制端口，工作電壓為 5V，并且?guī)в凶址麑? 14 比度調節(jié)和背光。 本設計用 1602B做數據顯示和狀態(tài)顯示， 本設計程序一開始運行時 顯示 “Wele to china”和 “today is friday”，當顯示 ”NEXT”時，本地端程序已經進入等待階段，此時上位機如果發(fā)送十六進制，下位機就會受到數據傳送狀態(tài)并執(zhí)行讀取模塊數據并對數據取反，把上位機數據轉換成十進制數送單片機 P0口，由單片機控制 1602顯示。 1602 外觀圖 圖 42 1602 外觀圖 Figure 42 1602 the appearance of Figure 1602 電路圖 圖 42 1602 電路圖 Figure 42 1602 circuit diagram 15 1602 引腳說明 表 42 1602 引腳說明 Table 42 1602 pin description 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 2 VDD 電源正極 3 VL 對比度調節(jié) 4 RS 數據 /命令選擇 5 R/W 讀 /寫選擇 6 EN 模塊使能端 7 D0 雙向數據口 8 D1 雙向數據口 9 D2 雙向數據口 10 D3 雙向數據口 11 D4 雙向數據口 12 D5 雙向數據口 13 D6 雙向數據口 14 D7 雙向數據口 15 BLK 背光源地 16 BLA 背光 源正極 1602 連接注意事項 從該模塊的正面看，引腳排列從右向左為： 15腳、 16腳，然后才是 1－ 14腳 (線路板上已經標明 )。 VDD：電源正極， － ，通常使用 5V電壓； VL： LCD對比度調節(jié)端，電壓調節(jié)范圍為 0－ 5V。接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，但對比度過高時會產生“鬼影”，因此通常使用一個 10K的電位器來調整對比度，或者直接串接一個電阻到地； RS： MCU寫入數據或者指令選擇端。 MCU要寫入指令時，使 RS為低電平； MCU要寫入數據時，使 RS為高電平； R/W：讀 寫控制端。 R/W為高電平時，讀取數據； R/W為低電平時，寫入數據； E： LCD模塊使能信號控制端。寫數據時，需要下降沿觸發(fā)模塊。 D0－ D7： 8位數據總線，三態(tài)雙向。如果 MCU的 I/O口資源緊張的話，該模塊也可以只使用 4位數據線 D4－ D7接口傳送數據。本充電器就是采用 4位數據傳送方式； BLA： LED背光正極。需要背光時， BLA串接一個限流電阻接 VDD， BLK接地，實測該模塊的背光電流為 50mA左右； BLK： LED背光地端。 16 按鍵模塊 按鍵模塊連接 P10~P14端口，可以做很好的開展功能，單片 機根據不同的按鍵執(zhí)行不同的操作。例如，當按鍵 1按下時，下位機上傳數據給上位機，按鍵 2按下時接受上位機下傳數據，按鍵 3和按鍵 4可以選擇下傳和上傳數據類型。 溫度檢測系統(tǒng) 溫度傳感器 DS18B20 介紹及其設計 DS18B20 數字溫度計是 DALLAS 公司生產的 l 一 Wire，它具有以下特點 : .獨特的單線接口方式 :DS18B20 與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20 的雙向通訊。 .在使用中不需要任何外圍元件。 .可用數據線供電，電壓范圍 :+ 一 +。 .測溫范圍 :一 55 一 +125℃。固有測溫分辨率為 ℃。 .通過編程可實現(xiàn) 9 一 12 位的數字讀數方式。 .用戶可自設定非易失性的報警上下限值。 .支持多點組網功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點測溫。 .負壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 DS18B20 的內部結構 DS18B20 采用 3 腳 PR35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，其內部結構框圖如圖 43 所示 圖 43 DS18B20 的內部結構圖 Figure 43 The internal structure of Figure DS18B20 64b 閃速 ROM 的結構如下表 43： 存儲器和控制器 8 位 CRC 生成器 配置寄存器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 溫度靈敏元件 高速 緩存 存儲器 64 位ROM 和 單線接口 電源檢測 17 表 43 64位 ROM的結構表 Table 43 The structure of the table 64bit ROM 8b 檢驗 CRC 48b 序列號 8b 工廠代碼（ 10H） MSB LSB MSB LSB MSB LSB 開始 8 位是產品類 型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有 48 位，最后 8位前 56 位的 CRC 校驗碼，這也是多個 DS18B20 可以采用一線進行通信的原因。 非易市失性溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL，可通過軟件寫入用戶報警上下限。 DS18B20 溫度傳感器的內部存儲器包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的 EZRAM。后者用于存儲 TH， TL值。數據先寫入 RAM，經校驗后再傳給 EZRAM四。而配置寄存器為高速暫存器中的第 5 個字節(jié)，他的內容用于確定溫度值的數字轉換分辨率， DS18B20 工作時按此寄存器中的分辨率將溫度轉換為相應精度 的數值。該字節(jié)各位的定義如下表 : 表 44 配置寄存器字節(jié)定義表 Table 44 Configuration register byte defines the table TM R1 R0 1 1 1 1 1 低 5 位一直都是 1， TM 是測試模式位，用于設置 DS18B20 在工作模式還是在測試模式。在 DS18B20 出廠時該位被設置為 0，不作改動， Rl 和 R0 決定溫度轉換的精度位數，即是來設置分辨率，如下表 所示 (Ds18B20 出廠時被設置為 12 位 )。 表 45 分辨率設置表 Table 45Resolution setting the table R1 R0 分辨率 溫度最大轉換時間 /mm 0 0 9 位 0 1 10 位 1 0 11 位 1 1 12 位 由上可見，設定的分辨率越高，所需要的溫度數據轉換時間就越長。高速暫存存儲器除了配置寄存器外，還有其他 8 個字節(jié)組成，其分配如下表 所示。其中溫度信息 (第1， 2 字節(jié) )、 TH 和 TL 值第 3， 4 字節(jié)、第 6~8 字節(jié)未用 ，表現(xiàn)為全邏輯 1。第 9 字節(jié)讀出的是前面所有 8 個字節(jié)的 CRC 碼，可用來保證通信正確。 18 表 46 高速暫存存儲器字節(jié)分配表 Table 46 Highspeed cache memory byte allocation table 溫度低位 溫度高位 TH TL 配置 保留 保留 8 位 CRC LSB MSB DS18B20 接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值就以 16 位帶符號 擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第 1， 2 字節(jié)。單片機可通過單線接口讀到該數據，讀取時低位在前，高位在后，數據格式以 ℃ /比 B 形式表示。溫度值格式如下表 47： 表 47 溫度值格式表 Table 47 Temperature format table 32 22 21 20 2 1? 2 2? 23? 24? MSB LSB S S S S S 26 25 24 MSB LSB 對應的溫度計算 :當符號位 S=0 時，直接將二進制位轉換為十進制 。當 S=1 時，先將補碼變換為原碼，再 計算十進制值。如下表 48 是對應的一部分溫度值。 表 48 溫度計算對應表 Table 48Temperature calculation corresponding table 溫度 二進制表示 十六進制表示 +125 00000111 11010000 07D0H + 00000001 10010001 0191H + 00000000 00001000 0008H 0 00000000 00000000 0000H 11111111 11111000 FFF8H 11111110 01101111 FE6FH 55 11111100 10010000 FC90H DS18B20 完成溫度轉換后，就把測得的溫度值與 TH， TL作比較，若 TTH:或 TTL，則將該器件內的告警標志置位，并對主機發(fā)出的告警搜索命令作出響應。 在 64bROM 的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余校驗碼 (CRC)。主機根據 ROM 的前56 位來計算 CRC 值，并和存入 DS18B20 中的 CRC 值 做比較，以判斷主機收到的 ROM數據是否正確。 DS18B20 的測溫原理 19 圖 44 測溫原理框圖 Figure 44 Block diagram of temperature measurement DS18B20 的測溫原理如圖 76 所示，圖中低溫度系數晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產生固定頻率的脈沖信號送給減法計數器 1，高溫度系數晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產生的信號作為減法計數器 2 的脈沖輸入，圖中還隱含著計數門，當 計數門打開時， DS1SB20 就對低溫度系數振蕩器產生的時鐘脈沖后進行計數，進而完成溫度測量。計數門的開啟時間由高溫度系數振蕩器來決定，每次測量前，首先將一 55℃所對應的基數分別置入減法計數器 1 和溫度寄存器中，減法計數器 1 和溫度寄存器被預置在一 55℃所對應的一個基數值。減法計數器 1 對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行減法計數，當減法計數器 1 的預置值減到 0 時溫度寄存器的值將加 1，減法計數器 1 的預置將重新被裝入，減法計數器 1重新開始對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行計數，如此循環(huán)直到減法計數器 2 計數到 0 時，停止溫度 寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數值即為所測溫度。圖中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數器的預置值，只要計數門仍未關閉就重復上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值，這是 DS18B20 的測溫原理。另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時完成的，他有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進行。操作協(xié)議為 :初始化 DS18B20(發(fā)復位脈沖 )~發(fā) ROM 功能命令一發(fā)存儲器操作命令一處理數據 ]13[ 。 DS18B20 測溫電路圖 DS1820 測量溫度時使用特有的溫度測量技術。