【正文】 17 得到小數(shù)部分的數(shù)值。 廣州工程技術職業(yè)學院 20xx 屆畢業(yè)設計（論文） 16 圖 412 高速暫存存儲器分配圖 溫度 /0C 二進制表示 十六進制表示 符號位（ 5位） 數(shù)據(jù)位（ 11位） +125 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 07D0H + 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0191H + 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 00A2H + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0008H 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 FFF8H 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 FF5EH 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 FE6FH 55 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 FC90H 圖 413 DS18B20溫度數(shù)據(jù)表 上表是 DS18B20 溫度采集轉(zhuǎn)化后得到的 11位數(shù)據(jù)，存儲在 DS18B20 的兩個 8比特的 RAM 中，二進制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大于或等于 0，這5位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1再乘于 即可得到實際溫度。 當溫度轉(zhuǎn)換 命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補碼形式存放在高速暫存存儲器的第 0 和第 1個字節(jié)。程序如下： 圖 411 讀數(shù)據(jù)和寫命令代碼段 單片機無論是發(fā)送操作命令還是接收數(shù)據(jù)，都是數(shù)據(jù)都是二進制的形式，所以需要一位位地讀，一位位地寫。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。溫度轉(zhuǎn)換命令被執(zhí)行，而后DS18B20 保持等待狀態(tài)。如果不想讀完所有字節(jié)，控制器可以在任何時間發(fā)出復位命令來中止讀取。 2. Read Scratchpad（讀暫存存儲器） [BEh] 這個命令讀取暫存器的內(nèi)容。 本系統(tǒng)使用到的 ROM 操作指令和 RAM操作指令有： 1. Skip ROM( 跳過 ROM )[CCh] 在單點總線系統(tǒng)中，此命令通過允許總線主機不提供 64 位 ROM 編碼而訪問存儲器操作來節(jié)省時間。 圖 49 DS18B20初始化 復位代碼如下： 廣州工程技術職業(yè)學院 20xx 屆畢業(yè)設計（論文） 14 圖 410 復位代碼段 完成復位后， DS18B20 進入了等待接收 ROM 操作命令或 RAM操作指令。 在對 DS18B20 進行讀 /寫編程時，必須嚴格保證讀 /寫時序，否則將無法讀取測溫結果，根據(jù) DS18B20 通信協(xié)議，單片機控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須以下步驟進行： 每一次讀 /寫之前都要對 DS18B20 進行復位，復位成功后發(fā)送一條 ROM 指令，最后發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對 DS18B20 進行預定的操作。 DS18B20 初始化及數(shù)據(jù)處理 DS18B20 采用單一總線型設計，外部電路十分簡潔，繪制作電路板時提供了不小的便利。 下位機程序設計 下位機程序主要包括 DS18B20 初始化及數(shù)據(jù)處理、通信端口初始化、 LED顯示、收發(fā)數(shù)據(jù)。下位機軟件由 C語 言來編寫，通過 C51 編譯器編譯成 HEX 文件，再由編程器把程序文件燒入AT89S52 芯片當中。 以上介紹的是本系統(tǒng)的幾個重要組成部分，這幾個部分共同組成了本系統(tǒng)的主體。 使用前需要安裝 PL2303 所配套的驅(qū)動程序才能正常地使用該模塊。 GND 接單片機的 GND，TXD 接單片機的 RXD 即 P3^0， RXD 接單片機的 TXD即 P3^1。出于這些考慮，決定直接購廣州工程技術職業(yè)學院 20xx 屆畢業(yè)設計（論文） 12 買市面上已經(jīng)做好完速通信模塊來使用，從而降低風險及制作難度。 PL2303HX 采用 28腳貼片 SOIC封裝，工作頻率為 12MHZ， 全速兼容 USB ，可以直接將 USB信號轉(zhuǎn)換成串口信號，波特率從 75～ 1228800，有 22 種波特率可以 選擇， 通信波特率高達 6Mb/s， 并支持 16 共 5 種數(shù)據(jù)比特位 ,可調(diào)節(jié)的 3～ 5V輸出電壓 等性能。這種方法最大的優(yōu)點就是兼容性強，能方便地把 RS232 串口升級成 USB 口通信，但不需要更改原有的通信協(xié)議，唯一的不足就是要安裝上對應的驅(qū)動才能使用 USB通信模塊。 現(xiàn)在在市場上能找到的一些簡易 USB 通信模塊都是使用虛擬串口技術來實現(xiàn)通信。這都約束了 RS232 串口與 PC 聯(lián)機的單片機設備和使用。而隨著 USB 接口技術的成熟和使用的普及，由于 USB 接口有著一系列串口無法比擬的優(yōu)點， USB 接口正在逐步取代 RS232 串口，成為外設接口的主流 。從而較方便地完成通信。 由于 P0 口沒有內(nèi)置上拉電阻，所以在輸出時外掛上一個 10K 的上拉排阻，同時，為了保護 P0 口給每個 P0 口接上一個 1K 的限流電阻，以保護 P0 口不會被燒壞。PN8550 的發(fā)射極 E 接上 +5V 電源，基極 B 接上 P0 相應的 I/O 口，集電極 C 接上 LED 數(shù)碼管的各位公共端。 利用單片機的 P0 口與 P2 口的部分引腳構成了 4 位 LED 數(shù)碼管驅(qū)動電路。 本系統(tǒng)采用外部供電模式。 同時，在單總線上可以掛任意多片 DS18B20。這樣做的好處是 I/O線上不需要加強上拉，而且總線控制器不用在溫度轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換期間總是保持高電平。 DS18B20 的工作電流達到 1mA,以至于僅靠 ，當要接多個 DS18B20時更不可能。寄生供電有兩個好處： 進行 遠距離測溫時，無需本地電源； 可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀 ROM。在寄生電源模式工作時，會在 I/O 口或 VDD 引腳處于高電平時“偷”能量。由于每一個 DS18B20 都有唯一系列號，因此多個 DS18820 可以存在同一條單總線上。其工作電源既可在遠端引入，也可以采用寄生電源力方式產(chǎn)生。測溫分辨率可達℃，被測溫度用符號擴展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出。 硬件設計 硬件設計主要包括溫度采集電路設計、顯示電路設計、單片機基礎電路設計、 USB 通信模塊四個部分。安裝 MDK 組件 后，可以用于 ARM 開發(fā) 。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。掌握這一軟件的使用對于使用 51系列單片機的愛好者來說是十分必要的，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買 到該軟件、而你買的仿真機也很可能只支持該軟件），即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。 Keil 提供了包括 C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。 多種輸出格式的支持 ： 可以輸出多種格式文件，包括 Gerber 文件的導入或?qū)С?，便利與其它 PCB 設計工具的互轉(zhuǎn)（如 protel）和 PCB 板的設計和加工。 先 進的自動布局 /布線功能 ： 支持器件的自動 /人工布局；支持無網(wǎng)格自動布線或人工布線；支持引腳交換 /門交換功能使 PCB 設計更為合理。 編譯及調(diào)試：支持單片機匯編語言的編輯 /編譯 /源碼級仿真，內(nèi)帶805 AVR、 PIC 的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境（如 IAR、Keil 和 Hitech）結合，進行高級語言的源碼級仿真和調(diào)試。 支持通用外設模型：如字符 LCD模塊、圖形 LCD模塊、 LED點陣、 LED七段顯示模塊、鍵盤 /按鍵、直流 /步進 /伺服電機、 RS232虛擬終端、電子廣州工程技術職業(yè)學院 20xx 屆畢業(yè)設計（論文） 7 溫度計等等，其 COMPIM（ COM 口物理接口模型）還可以使仿真電路通過 PC機串口和外部電路實現(xiàn)雙向異步串行通信。 生動的仿真顯示 ： 用色點顯示引腳的數(shù)字電平，導線以不同顏色表示其對地電壓大小，結合動態(tài)器件（如電機、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動 高級圖形仿真功能（ ASF）：基于圖標的分析可以精確分析電路的多項指標，包括工作點、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等。 多樣的激勵源 ： 包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻（使用wav 文件）、指數(shù)信號、單頻 FM、數(shù)字時鐘和碼流，還支持文件形式的信號輸入。 圖 31 PROTEUS ISIS界面 2. 完善的電路仿真功能（ Prospice） ProSPICE 混合仿真 ： 基于工業(yè)標準 SPICE3F5，實現(xiàn)數(shù)字 /模擬電路的混合仿真。 支持總線結構：使用總線器件和總線布線使電路設計簡明清晰。 智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件。同時，當硬件調(diào)試成功后，利用Proteus ARES 軟件，很容易獲得其 PCB 圖，為今后 的制造提供了方便。因此在仿真和程序調(diào)試時，關心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器和存儲器內(nèi)容的改變 ,而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結果。 4. 具有強大的原理圖繪制功能。如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等，調(diào)試非常方便。 該軟件的特點是： 1. 實現(xiàn)了單片機仿真和 SPICE 電路仿真相結合，具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、各種單片機 (51 系列、 AVR、 PIG 等常用的 MCU)及其外圍電路 (如LCD、 RAM、 ROM、鍵盤、 LED、 A/D、 D/A??) 組成的系統(tǒng)仿真。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持 805 HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086和 MSP430等 ， 20xx年即將增加 Cortex 和 DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。它不僅具有其它 EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。 出于自身的條件與方便開發(fā)，本系統(tǒng)采用 USB 通信模塊。 觸點 功能（主機） 功能（設備） 1 VBUS (－ V) VBUS (－ V) 2 D D 3 D+ D+ 4 接地 接地 USB 采用四線電纜， USB 信號使用分別標記為 D+ 和 D 的雙絞線傳輸，它們各自 使用 半雙工的差分信號并協(xié)同工作，以抵消長導線的電磁干擾。 USB 具有傳輸速度快（ 是 12Mbps， 是 480Mbps, 是 5 Gbps），使用方便，支持熱插拔，連接靈活，獨立供電等優(yōu)點。 方案二： USB 通信模塊。 并且傳輸速度慢，容易受到共模干擾。 RS232 接口 在 TxD 和 RxD 上：邏輯 1(MARK)=3V～ 15V ,邏輯0(SPACE)=+3～ +15V。 廣州工程技術職業(yè)學院 20xx 屆畢業(yè)設計（論文） 4 通信模塊的選擇 方案一：串口通信模塊。 本系統(tǒng)的顯示部分只需要顯示當前的溫度，都是數(shù)字，沒有其他字符；同時出于成本的考慮，字符型 LCD 的價格一般較 高；控制的復雜度方面，控制 LCD顯示遠比 LED 復雜。例如常用的 1602 字符型 LCD，是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點 陣式 LCD，當然也是顯示漢字的最好選擇。如圖 21。 常用 LED 數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是 0、 A、 B、 C、 D、 E、 F。這些段分別由字母 a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。 顯示方式的選擇 方案一： LED 七段數(shù)碼管顯示。 本系統(tǒng)由于使用到上位機，大多復雜的數(shù)據(jù)處理由上位機完成，所以沒有必要使用性能較為強大的 PIC 系列單片機；出于成本方面考慮，例如流行的PIC16F877A 的零售價一般在 15～ 25 元，價格比 AT89S52 高了不少； C51 的資料 比 PIC 豐富很多。AT89C51 單片機是 8位單片機中的“經(jīng)典”， AT89S52 繼承了 AT89C51 的所有優(yōu)點，在工藝和功能上都有不少的提升，延續(xù)了 C51 的經(jīng)典。這與它的優(yōu)越性能是直接相關的。 AT89C51 在工業(yè)控制上也有著廣泛的應用，編程技術及外圍功能電路的配合使用都很成熟 。單片機軟件廣州工程技術職業(yè)學院 20xx 屆畢業(yè)設計（論文） 3 編程的自由度大 ，能實現(xiàn)與 PC通信 ，可通過編程實現(xiàn)各種各樣的算術算法和邏輯控制。 方案二： AT89S52 8 位單片機。 PIC16F877A是 PIC8 位單片機系列中較為先進且常見的一款。 PIC 系列單片機是 Microchip 公司生產(chǎn)的 ,主要有 8位、 16 位、 32 位單片機。本系統(tǒng)采用 DS18B2