【正文】 數(shù)據(jù)線變低電平產(chǎn)生寫起始信號 MOV R3,03H DJNZ R3,$ 。置標志位 ,DS18B20 存在 LJMP INI3 INI2: CLR BZ1 。定時入口 NOP CLR DQ MOV R0, 0F0H DJNZ R0, $ 。跳過 ROM 匹配 LCALL WRITE MOV A,0BEH 。溫度獲得程序 ORG 0100H GET_TEMPER: LCALL INIT JB BZ1,S22 。若 BZ3 為 1，則跳轉(zhuǎn) NEXT LCALL WARN 。按鍵 4 標志位 LOOP: LCALL GET_TEMPER 。蜂鳴器發(fā)光二極管復(fù)位（低電平） MOV TMIN,0FH 。溫度上限 BZ1 BIT 00H 。DS18B20 溫度傳感器的第一個字節(jié) TH EQU 31H 。其次， 分析研究明白試驗各實驗硬件 器材的工作原理 ，因為只有都明白了，做起設(shè)計 才可能 事半功倍，如果沒弄明白，就迷迷糊糊的去選題目做設(shè)計，到頭來 可能就是事倍功半甚至一點收獲也沒有 。在方案設(shè)計選擇和芯片的選擇上，培養(yǎng)了我們綜合應(yīng)用單片機的能力，對單片機的各個管腳的功能也有了進一步的認識。硬件的設(shè)計 電路是現(xiàn)成的，但電路 焊接都要我們自己動手去焊，軟件的編程也要我們 自己 不斷的 分析研究并調(diào)試。 在這次課程設(shè)計中，我們還切身感受到團結(jié)、合作的重要性。 回顧起此次單片機課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多 。通過按鍵調(diào)節(jié)下限高于實際溫度時二極管亮燈，當再次調(diào)節(jié)使之低于實際溫度時二極管滅。程序執(zhí)行后，二者初始狀態(tài)設(shè)為低電平，均停止報警。明顯問題不在電壓上。 2． 按鍵功能 實現(xiàn) 后， 蜂鳴器報警 出現(xiàn)新問題： 當通過按鍵調(diào)節(jié)溫度上限使之低于實際溫度采集值時，蜂鳴器發(fā)出不正常的震動聲。 5）顯示子程序，使二極管能正常顯示溫度上下限及實際采集溫度值。 子程序部分 ： 1） DS18B20 采集溫度子程序，通過調(diào)用初始化和讀寫程序采集室內(nèi)溫度。通常把控制 LED 數(shù)碼管發(fā)光顯示字符的 8 位字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段選碼或者字符譯碼，如圖所示。 共陰極 LED 的所有發(fā)光管的陰極并接成公共端 COM，而共陽極 LED 的所有發(fā)光管的陽極并接成公共端 COM。 8段 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)與工作原 理如圖所示。 LED 的伏安特性類似于普通二極管，正向壓降約為 2 伏左右，工作電流一般在 10 20mA之間較為合適。 S51 增強型單片機實驗板通過一個三極管 C8550 來放大驅(qū)動蜂鳴器，原理圖 見下面圖： S51 增強型單片機實驗板驅(qū)動蜂鳴器原理圖 如圖所示，蜂鳴器的正極接到 VCC(+5V)電源上面，蜂鳴器的負極接到三極發(fā)射管的發(fā)射極 E，三極管的基級 B 經(jīng)過限流電阻 R1后由單片機的 引腳控制，當 輸出低 電平時，三極管 T1截止，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當 輸出高 電平時，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。 當它處于正向工作狀態(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從 LED 陽極流向陰極時，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關(guān)。 發(fā)光二極管 發(fā)光二極管 的核心部分是由 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體組成的晶片，在 P 型半導(dǎo)體和N 型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為 PN 結(jié)。 容量范圍： 耐壓：二倍額定電壓。這種電容器不宜使用在脈沖電路中，因為它們易于被脈沖電壓擊穿。 瓷片電容 用高介電常數(shù)的電容器陶瓷〈鈦酸鋇一氧化鈦〉擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質(zhì)，并用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極制成。 75452 常用于驅(qū)動步進電機等！ 電解電容 電解電容是電容的一種介質(zhì)有電解液涂層有極性，分正負不可接錯。 真值表如 右 ： 邏輯圖 如下 ： Input Output A Y L H H L 北京交通大學(xué)微機原理與接口技術(shù)綜合實踐說明書 21 7407 7407TTL 集電極開路六正相高壓驅(qū)動器。 D7D6 =11 啟動 計 數(shù)器 。具體說明如下： D7D6 =00 不影響計數(shù)器工作。當定時工作時 ,從芯片內(nèi)部按機器周期提供固定頻率的計數(shù)脈沖；當計數(shù)工作時，從芯片外部引入計數(shù)脈沖。 定時 /計數(shù)器由兩個 8 位寄存器構(gòu)成，其中的低 14 位組成計數(shù)器，剩下的兩個高位（ M2， M1）用于定義輸出方式。狀態(tài)寄存器的端口地址與命令寄存器相同，低 8 位也是 00H，狀態(tài)寄存器的內(nèi)容只能讀出不能寫入。 PC0 為 AINTR， PC1 為 ABF，PC2 為 ， PC3～ PC5 為輸出。命令寄存 器只能寫入，不能讀出，命令寄存器的格式如 下圖 所示。這時， A、 B、 C 口的口地址低 8位分別為01H、 02H、 03H（設(shè)地址無關(guān)位為 0）。 TIMER OUT：定時 /計數(shù)器輸出端。 PA0～ PA7： 8位通用 I/O 口，其輸入、輸出的流向可由程序控制。當 IO/ ＝ 0 時，則選擇 8155 的片內(nèi)RAM， AD0～ AD7 上地址為 8155 中 RAM 單元的地址（ 00H～ FFH）；當 IO/ ＝ 1 時，選擇 8155的 I/O口， AD0～ AD7 上的地址為 8155 I/O 口的地址。 RD ：讀選通信 號，控制對 8155 的讀操作，低電平有效。復(fù)位后， 3個 I/O口均為輸入方式。 P1 口第 2 功能 ： T2() 定時 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入 /時鐘輸出 T2EX() 定時 /計數(shù)器 2 重裝載 /捕捉 /方向控制 I/O P2 口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O 口 ， 向 P2口寫入 1時 ， P2口被內(nèi)部上拉為高電平 ， 可用作輸入口 。恢復(fù) B RET 北京交通大學(xué)微機原理與接口技術(shù)綜合實踐說明書 14 二、 89C51 89C51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能 名稱 類型 名稱和功能 Vss I 地 Vcc I 電源：提供掉電、空閑、正常工作電壓 北京交通大學(xué)微機原理與接口技術(shù)綜合實踐說明書 15 I/O P0 口是開漏雙向口 ，可以寫為 1 使其狀態(tài)為懸浮 用作高阻輸入 。設(shè)置讀位數(shù) ACALL RDBIT 。1us NOP 。P1 口讀到 A MOV C,EOH 。1us NOP 。保存 A MOV B,23 。把寫的位放到 C 北京交通大學(xué)微機原理與接口技術(shù)綜合實踐說明書 13 ACALL WRBIT 。釋放總線 RET 。1us NOP 。寫開始 NOP 。存在時間等待 SHORT : POP A POP B RET (2)寫時間隙 當主機總線 t0 時刻從高拉至低電平時就產(chǎn)生寫時間隙從 t0 時刻開始 15us 之內(nèi)應(yīng)將所需寫的位送到總線上 DSl820在 t0后 1560us間對總線采樣 .若低電平寫入的位是 0,若高電平寫入的位是 2 位間的間隙應(yīng)大于 1us。清存在信號標志 WAITL: JB ,WH 。計數(shù) 250 次 北京交通大學(xué)微機原理與接口技術(shù)綜合實踐說明書 12 DJNZ B,$ 。保存 B 寄存器 PUSH A 。所有寫時間隙必須最少持續(xù) 60μs ，包括兩個寫周期間至少 1μs 的恢復(fù)時間。 Read Power Supply [B4h] 若把這條命令發(fā)給 DS18B20 后發(fā)出讀時間隙，器件會返回它的電源模式： “0”=寄生電源， “1” = 外部電源。如果使用寄生電源，總線 控制器必須在發(fā)出這條命令后立即起動強上拉，并保持 500ms。如果使用寄生電源，總線控制器必須在這條命令發(fā)出后立即起動強上拉并最少保持 10ms。 Read Scratchpad [BEh] 這個命令讀取暫存器的內(nèi)容。一個復(fù)位脈沖跟著一個存在脈沖表明 DS18B20 已經(jīng)準備好發(fā)送和接收數(shù)據(jù)（適當?shù)?ROM命令和存儲器操作命令）。 I/O 信號 DS18B20 需要嚴格的協(xié)議以確保數(shù)據(jù)的完整性。 Alarm Search [ECh] 這條命令的流程圖和 Search ROM 相同。 Skip ROM [CCh] 這條命令允許總線控制器不用提供 64 位 ROM 編碼就使用存儲器操作命令，在單點總線情況下 又 節(jié)省時間。 Match ROM [55h] 匹配 ROM 命令，后跟 64 位 ROM 序列，讓總線控制器在多點總線上定位一只特定的 DS18B20。所有 ROM操作命令都 8位長度。 通過單線總線端口訪問 DS1820 的協(xié)議如下： ? 初始化 ? ROM 操作命令 北京交通大學(xué)微機原理與接口技術(shù)綜合實踐說明書 9 ? 存儲器操作命令 ? 執(zhí)行 /數(shù)據(jù) 初始化 通過單線總線的所有執(zhí)行（處理）都從一個初始化序列開始。 單線總線的空閑狀態(tài)是高電平。為此每一個總線上的器件都必須是漏極開路或三態(tài)輸出。 單線總線系統(tǒng) 單線總線系統(tǒng)包括一個總線控制器和一個或多個從機。第七和第八字節(jié)是計數(shù)寄存器，它們可以被用來獲得更高的溫度分辨力（見 “ 測溫操作 ” 一節(jié)）。 北京交通大學(xué)微機原理與接口技術(shù)綜合實踐說明書 8 暫存器的結(jié)構(gòu)為 8 個字節(jié) 的存儲器。當在單線總線上通訊時，暫存器幫助確保數(shù)據(jù)的完整性。 8 位系列編碼都進入以后，序列號再進入， 48 位序列號都進入后，移位寄存器中就存儲了 CRC值。當在 DS1820 中存儲的或由其計算的 CRC 值和總線控制器計算的值不相符時， DS1820 內(nèi)部并沒有一個能阻止命令序列進行的電路?？偩€控制器可以用 64 位 ROM 中的前 56 位計算出一個 CRC 值，再用這個和存儲在 DS1820 中的值進行比較，以確定 ROM 數(shù)據(jù)是否被總線控制器接收無誤。這個協(xié)議用 ROM 操作協(xié)議流程圖來描述。下面 48位是一個唯一的序列號。當報警標識置位時， DS1820 會對報警搜索命令有反應(yīng)。因為這些寄存器是 8 位的，所以 ℃ 位被忽略不計。數(shù)據(jù)通過單線接口以串行方式傳輸。這是通過改變計數(shù)器對溫度每增加一度所需計數(shù)的的值來實現(xiàn)的。如果計數(shù)器在門周期結(jié)束前到達 0，則溫度寄存器（同樣被預(yù)置到 55℃ ）的值增加，表明所測溫度大于 55℃ 。 測溫操作 DS18B20 通過一種片上溫度測量技術(shù)來測量溫度。 對于總線控制器不知道總線上的 DS18B20 是用寄生電源還是用外部電源的情況， DS18B20 預(yù)備了一種信號指示電源的使用意圖。另外，在單 線總線上可以掛任意多片 DS18B20，而且如果它們都使用外部電源的話，就可以先發(fā)一個 Skip ROM 命令，再接一個 Convert T 命令，讓它們同時進行溫度轉(zhuǎn)換。使用寄生電源方式時， VDD 引腳必須接地。 有兩種方法能夠使 DS18B20 在動態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應(yīng)。當有特定的時間和電壓需求時（見節(jié)標題 “單線總線系統(tǒng) ”）， I/O 要提供足夠的能量?？梢杂靡粭l存儲器操作命令對 TH 和 TL 進行寫入，對這些寄存器的讀出需要通過暫存器。一條控制操作命令指示 DS18B20 完成一次溫度測量。在單線端口條件下，必須先建立 ROM 操作協(xié)議，才能進行存儲器和控制操作。 DS18B20 有三個主要數(shù) 字部件： 1） 64 位激光 ROM， 2）溫度傳感器， 3）非易失性溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL。 關(guān)鍵詞： DS18B20 數(shù)字溫度傳感器 89C51 LED 共陰 極 顯示器 程序匯編 調(diào)試 北京交通大學(xué)微機原理與接口技術(shù)綜合實踐說明書 2 目 錄 一、 DS18B20???????????????? 6 二、 89C51????????????????? 17 三、 8155?????????????????? 19 四 、實驗設(shè)備及原理 ????????????? 23 五 、設(shè)計思路及程序流程圖 ?????????? 28 六 、上機 調(diào)試 過程 ?????????????? 37 七 、 心得體會 ???????????????? 38 八 、附件 Ⅰ Ⅱ Ⅲ ????????