【正文】 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 39 DS1232內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 （ 3） 主要特點(diǎn) DS1232 具有如下特點(diǎn)： ①具有 8腳 DIP 封裝和 16腳 SOIC 貼片封裝兩種形式，可以滿足不同設(shè)計(jì)。 Vcc：電源。 DS1232 的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) （ 1） 引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu) [7] 圖 38 DS1232外形及引腳排列 DS1232 是由美國(guó) DALLAS 公司生產(chǎn)的微處理器監(jiān)控電路，采用 8腳 DIP 封裝，如圖38所示 各引腳功能如下： PBRST：按鈕復(fù)位輸入端 。關(guān)于抗干擾的具體方法在很多書(shū)籍和文章中都有較為詳盡的論述，本文不再贅述。 “看門(mén)狗”電路 DS1232 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片微型計(jì)算機(jī)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域和智能化產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。它有固定的參數(shù)： 8位數(shù)據(jù)位和 1位停止位，無(wú)校驗(yàn)位，波特 率在 300bps～ 115kbps之間可選，硬件握手信號(hào)用 RTS0/CTS0，軟件流量控制用 XON/XOFF， CMOS電平，支持標(biāo)準(zhǔn)的 AT命令集。 35～ 38 為語(yǔ)音接口， 3 36 接揚(yáng)聲器放音。當(dāng) LED 熄滅時(shí) ,表明 TC35i 處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當(dāng) LED 為 600 ms 亮 /600ms沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 熄時(shí)，表明 SIM卡沒(méi)有插入或 TC35i 正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登錄；當(dāng) LED為 75 ms 亮 /3s 熄時(shí)，表明 TC35i 已登錄進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，處于待機(jī)狀態(tài)。 TC35i 使用外接式 SIM 卡 , 24～ 29 為 SIM卡引腳， SIM 卡同 TC35i 是這樣 連接的 :SIM 上的 CCRST、 CCIO、 CCCL、 CCVCC 和 CCGND 通過(guò) SIM 卡閱讀器與 TC35i 的同名端直接相連， ZIF 連接座的 CCIN 引腳用來(lái)檢測(cè) SIM 卡是否插好，如果連接正確，則 CCIN引腳輸出高電平，否則為低電平。硬件握手信號(hào)用 RTS0/CTS0，軟件流量控制用 XON/XOFF， CMOS 電平，支持標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令集。 tc35i 模塊的數(shù)據(jù)輸入 /輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合ITUT RS232 接口標(biāo)準(zhǔn)。 15腳是啟動(dòng)腳 IGT，系統(tǒng)加電后為使 TC35i 進(jìn)入工作狀態(tài) ,必須給 IGT 加一個(gè)大于 100ms 的低脈沖 ,電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過(guò) 1ms。 TC35i 的第 1～ 5引腳是正電源輸入腳通常推薦值 ，第 6～ 10 引腳是電源地。 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 TC35i 模塊引腳介紹 [6] TC35i 模塊 的實(shí)物圖如圖 37 圖 37 TC35i模塊實(shí)物圖 TC35i 模塊有 40 個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè) ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座 )連接器引出。 TC35i 由供電模塊 (ASIC)、閃存、 ZIF 連接器、天線接口等 6部分組成。 SIM 電壓為 3V/， TC35i 的數(shù)據(jù)接口 (CMOS 電平 )通過(guò) AT 命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù) ,可選波特率為 300b/s～ 115kb/s , 自動(dòng)波特率為～ 115kb/s。 （ 5）測(cè)溫電纜線建議采用屏蔽 4 芯雙絞線，其中一對(duì)線接地線與信號(hào)線，另一組接 VCC 和地線，屏蔽層在源端單點(diǎn)接地。 （ 4）在 DS1820 測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS18B20 的返回信號(hào)，一旦某個(gè) DS18B20 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該 DS18B20 時(shí)，將沒(méi)有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。這種情況主要是由總線分布電容使信號(hào)波形產(chǎn)生畸變?cè)斐傻?。試?yàn)中，當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長(zhǎng)度超過(guò) 50m時(shí)，讀取的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。當(dāng)單總線上所掛 DS18B20 超過(guò) 8 個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。在使用 PL/M、 C等高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì) DS18B20操作部分最好采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。圖 36 中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置值。計(jì)數(shù)器 1和溫度寄存器被預(yù)置在－ 55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器 1。 DS18B20 的讀寫(xiě)時(shí)序和測(cè)溫原理與 DS1820 相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由 2s 減為 750ms。將 CPU和 LED部分裝在盒子里面， DS18B20 溫度傳感器根據(jù)需要裝在需要測(cè)試的地點(diǎn)，只要通過(guò)連接線與 CPU 相連即可。 DS18B20 溫度傳感器以 一線總線 的數(shù)字量串行輸出方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。根據(jù)環(huán)境 的各種布局，安裝 DS18B20 的個(gè)數(shù)來(lái)測(cè)試 環(huán)境 溫度。 ℃ （ 6） 可編程的分辨率為 9～ 12位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃、 ℃、 ℃和 ℃ ，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫 （ 7） 在 9位分辨率時(shí)最多在 ， 12位分辨率時(shí)最多在 750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快 （ 8） 測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以 一線總線 串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 （ 9） 負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正 常工作 DS18B20 的工作原理 根據(jù)環(huán)境溫度測(cè)試的 要求 ，它主要有 CPU芯片 AT89C5溫度傳感器 DS18B顯示部分 LED等。在 DS18B20 出廠時(shí)該位被設(shè)置為 0，用戶不要去改動(dòng)。 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 表 32 DS18B20溫 度數(shù)據(jù)表 TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT (Binary) DIGITAL OUTPUT (Hex) +125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0H +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550H +℃ 0000 0001 1001 0001 0191H +℃ 0000 0000 1010 0010 00A2H +℃ 0000 0000 0000 1000 0008H 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H ℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8H ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5EH 1111 1110 0110 1111 FF6FH 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90H （ 3） DS18B20 溫度傳感器的存儲(chǔ)器 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部 存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存 RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的 EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、 TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。 如表 31所示： 表 31 DS18B20溫度值格式表 LS Byte bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 23 22 21 20 21 22 23 24 MS Byte bit 15 bit 14 bit 13 bit 12 bit 11 bit 10 bit 9 bit 8 S S S S S 26 25 24 這 是 12位轉(zhuǎn)化后得到的 12位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在 18B20 的兩個(gè) 8比特的 RAM 中，二進(jìn)制中的前面 5位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于 0，這 5位為 0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5位為 1，測(cè)到的數(shù)值需要 取反加 1 再乘于 即可得到實(shí)際溫度。光刻 ROM 的作用是使每一個(gè) DS18B20 都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20 的目的 。 DS18B20 的四個(gè)主要部件 [5] （ 1） 光刻 ROM中的 64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼。 DS18B20 的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 34 DS18B20的 外形及管腳排列 DS18B20 的外形及管腳排列如 上 圖 34 所示 （ 1） DQ 為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端； （ 2） GND 為電源地； （ 3） VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線 方式時(shí)接地）。 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 DS18B20 器件的介紹 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有 3引腳 TO－ 92 小體積封裝形式；溫度測(cè)量范圍為－ 55℃～＋ 125℃ ,可編程為 9 位～ 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá) ℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián) 到 3根或 2 根線上， CPU 只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。將該器件與微處理芯片系統(tǒng)一起進(jìn)行控制，對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)試。鑒于此，環(huán)境溫度是試驗(yàn)環(huán)境中的一項(xiàng)重點(diǎn)，環(huán)境溫度的高低直接影響產(chǎn)品的電氣和機(jī)械性能參數(shù)。 AT89C52 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案，有利于小型化設(shè)計(jì)。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 /EA/VPP：當(dāng) /EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無(wú)效。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周期輸出 正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。另外，被外部拉低的 P3口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 圖 33 AT89C52引腳圖 P3口： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻 的雙向 I/O口，可接收輸出 4個(gè) TTL門(mén)電流。 并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部 拉 低將輸出電流。在 FLASH編程校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4個(gè) TTL門(mén)電流。 P0口： P0口為一個(gè) 8位漏極開(kāi)路 雙向 I/O口，每腳可吸收 8個(gè) TTL門(mén)電流。 AT89C52 芯片的主要特性 ①與 MCS51兼容 ② 8K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ③壽命： 1000 寫(xiě) /擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年；全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz ④三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 ⑤ 256*8位內(nèi)部 RAM； 32 可編程 I/O 線；三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 { T 2 } P 1 . 0 { T 2 EX } P 1 . 1 P 1 . 2 P 1 . 3 P 1 . 4 P 1 . 5 P 1 . 6 P 1 . 7 RS T{ R XD } P 3 . 0 { T XD } P 3 . 1{ I NT 0 } P 3