【正文】 圍通常在 到 24MHz 之間。在 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。 89C51 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器， 用于構(gòu)成振蕩器。常用的時(shí)鐘電路有兩種方式，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種為外部時(shí)鐘方式。 因此時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。 單片機(jī)時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生 89C51 單片機(jī)工作時(shí)所必需的時(shí)鐘信號(hào)。單片機(jī)正常工作時(shí)， 口定期 (小于 s)改變 WDI 輸入端的電平，使看門(mén)狗電路不發(fā)出復(fù)位電路。 復(fù)位門(mén)限電平 。 復(fù)位脈沖寬度 TRS 為 200ms； 178。 靜態(tài)電流 200μ A ； 178。 MAX690A 的主要電氣參數(shù)為： 178。 (3)具有看門(mén)狗電路，該電路的觸發(fā)脈沖時(shí)間間隔 超過(guò) 時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位輸出。 MAX690A 是美國(guó) MAXIM 公司的產(chǎn)品，具有以下功能： (1)在微處理器上電、掉電及低壓供電時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位輸出信號(hào)。“看門(mén)狗”技術(shù)可由硬件實(shí)現(xiàn)，可由軟件實(shí)現(xiàn)，也可由兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)。 V c cR S T8 0 C 5 1C 1 0RRμ f 22 圖 37 單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位電路 在單片機(jī)系統(tǒng)中，為了擺脫“死循環(huán)”通常采用“看門(mén)狗技術(shù)”也就是程序監(jiān)控技術(shù)。脈沖復(fù)位是利用 RC 微分電路產(chǎn)生的正脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 按鍵手動(dòng)復(fù)位分為電平方式和脈沖方式兩種。 上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 37 所示。若使頻率為 6MHZ的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間超過(guò) 4μ s 才能完成復(fù)位操作。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，程 序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)單片機(jī)。 單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。 8279 的 A0端用于控制讀寫(xiě)命令 /狀態(tài)和數(shù)據(jù)， A0 與地址鎖存器 74LS373 輸出的最低位地址線(xiàn) AB0 相接，所以 8279 的數(shù)據(jù)口地址為 8FFEH，命令 /狀態(tài)口地址為 8FFFH。同時(shí) 8279 的中斷請(qǐng)求信號(hào) IRQ 為高電平，可向 CPU 申請(qǐng)中斷，讀取鍵值 代碼。 8279 工作于鍵盤(pán)輸入方式， 4 根列掃描線(xiàn)由 SL0SL7 經(jīng) 74LS138(2)譯碼獲得，只用其中的四根， 4 根行信號(hào)線(xiàn)由 RL0， RL1， RL2， RL3 引入。消隱顯示信號(hào)輸出 BD 線(xiàn)與 74LS138(1)的使能端 E3相連，當(dāng)顯示功換時(shí) ,BD 輸出低電平關(guān)閉 74LS138(1)，從而達(dá)到顯示消隱的目的。 8 鍵盤(pán)和 4 位顯示器，工作于 4 位顯示和鍵盤(pán)輸入工作方式，均為編碼掃描，其組成 可分為三個(gè)部分： 圖 36 8279 與單片機(jī) AT89C51 的硬件接口電路圖 1．顯示接口：由 4 個(gè) 7 段 LED 顯示器組成。 20 8279 與單片機(jī) AT89C51 的硬件接口電路圖如圖 313 所示。當(dāng)有按鍵時(shí)， 8279 申請(qǐng)中斷 CPU響應(yīng)中斷后轉(zhuǎn)入鍵盤(pán)監(jiān)控處理程序。用戶(hù)可以通過(guò)鍵盤(pán)完成人機(jī)接口的各種操作。鍵盤(pán)由 09 數(shù)字鍵，報(bào)警值設(shè)定鍵，時(shí)鐘設(shè)定鍵，左位移鍵，確認(rèn)鍵，運(yùn)行鍵等組成，采用 4179。 由于動(dòng)態(tài) 顯示所用接口管線(xiàn)較少，因此本系統(tǒng)采用 LED 顯示器的動(dòng)態(tài)顯示方式。 2． LED 動(dòng)態(tài)顯示 在多位 LED 顯示時(shí)，為簡(jiǎn)化硬件電路，通常將所有的位的段選線(xiàn)相應(yīng)的并聯(lián)在一起，由一個(gè) 8 位 I/O 口控制，形成段選線(xiàn)的多路復(fù)用。各個(gè) LED 的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個(gè)字符為止。 1． LED 靜態(tài)顯示 LED 顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位的共陰極（或供陽(yáng)極）連接在一起并接地 (或 +5V)；每位的段選線(xiàn)（ adp）分別與一個(gè)八位的鎖存器輸出相連 。由于本系統(tǒng)按鍵較多所以采用鍵盤(pán)編碼的方法。因此各按鍵彼此間互相發(fā)生影響，所以必須將行、列線(xiàn)信號(hào)配合起來(lái)并作適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。這是識(shí)別矩陣鍵盤(pán)按鍵是否被按下的關(guān)鍵所在。平時(shí)無(wú)按鍵時(shí)，行線(xiàn)處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線(xiàn)電平狀態(tài)鍵由此行線(xiàn)相連的列電平?jīng)Q定。 0 1 2 34 5 6 78 9 10 1112 13 14 1512341 2 3 4+ 5 V 19 圖 34 矩陣式 4*4 鍵盤(pán)原理圖 1）矩陣式鍵盤(pán)接口的工作原理 按鍵設(shè)置在行、列線(xiàn)的交叉點(diǎn)上，行、列線(xiàn)分別連接開(kāi)關(guān)的兩端。矩陣式 4*4 鍵盤(pán)如圖 34 所示。本系統(tǒng)采用 矩陣式鍵盤(pán)接口。在第一次檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí)10ms 子程序后再按確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)，如果保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正有鍵按下，從而消除了抖動(dòng)的影響。 2) 軟件消除按鍵抖動(dòng)。因而，在閉合和斷開(kāi)的瞬間均伴隨著一連串的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短由 按鍵的機(jī)械特性決定，一般為5～ 10ms。通常按鍵所用開(kāi)關(guān)為機(jī)械彈性開(kāi)關(guān)，均利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷。 . A T 8 9 C 5 1G 7 4 L S 3 7 3 O E1C L KA D D AA D D BA D D CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7 W RP 2 . 7 R DI N T 12 82 72 62 52 42 32 22 1S T A R TA L EO EE O C? 1? 117 4 L S 0 21 12 5 6A D C 0 8 0 9R E F ( + )R E F ( )A L E3 4 7 8 1 3 1 4 1 7 1 8I N i1 18 圖 33 ADC0809 與 89C51 的中斷方式原理圖 鍵盤(pán)和顯示器接口設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)工作原理 [3] 鍵盤(pán)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段。其端口地址為 7FF8H— 7FFFH。 89C51 與 ADC0809接口電路圖如圖 33 所示。這種方法單片機(jī)無(wú)需進(jìn)行轉(zhuǎn)換 時(shí)間的管理， CPU效率高，所以特別適合于變換時(shí)間較長(zhǎng)的 A/D 轉(zhuǎn)換器時(shí) [14]。中斷控制法是在啟動(dòng)信號(hào)送入 A/D 轉(zhuǎn)換器時(shí)之后，單片機(jī)執(zhí)行別的程序。 16 DS18B20與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì) 可以采用外 接電源與寄生電源供電（就是供電電源從數(shù)據(jù)線(xiàn)上得到）： 圖 外接電源供電 圖 寄生電源供電 17 ADC0809 與 89C51 單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) 用單片機(jī)控制 A/D 轉(zhuǎn)換器時(shí)，多采用查詢(xún)和中斷控制兩種方法。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持 3V~ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。C 。 DS1822 的精度較差為 177。176。C，在 10~+85176。 DS18B DS1822 “一線(xiàn)總線(xiàn) ”數(shù)字 化溫度傳感器是 DALLAS 最新單線(xiàn)數(shù)字溫度傳感器， 同DS1820 一樣， DS18B20 也 支持 “一線(xiàn)總線(xiàn) ”接口，測(cè)量溫度范圍為 55176。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)以采集溫度為例，通過(guò)選用不同的傳感器及其相應(yīng)傳感器的放大電路，可實(shí)現(xiàn)多路采集不同的測(cè)量數(shù)據(jù)如溫度 、 濕度 、 壓力等數(shù)據(jù)。對(duì)某些特殊使用場(chǎng)合，無(wú)法選到合適的傳感器，則需自行設(shè)計(jì)制造傳感器。這樣就可以在滿(mǎn)足同一測(cè)量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的傳感器。 精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。 傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱(chēng)為穩(wěn)定性。但實(shí)際上，任何傳感器都不能保證絕對(duì)的線(xiàn)性，其線(xiàn)性度也是相對(duì)的。傳感器的線(xiàn)性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測(cè)量精度。 15 傳感器的線(xiàn)形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。 傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測(cè)量條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有 — 定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測(cè)量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測(cè)量精度。 通常，在傳感器的線(xiàn)性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。 量環(huán)境確定傳感器的類(lèi)型 要進(jìn)行 — 個(gè)具體的測(cè)量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。當(dāng)傳感器確定之后，與之相配套的測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備也就可以確定了。 D0 —— 位狀態(tài)位， 1 —— 置位， 0 —— 復(fù)位。 D D5 —— 不使用位。 D0 —— PC3 ~ PC0 傳輸方向， 1 —— 入， 0 —— 出。 D2 —— 決定 B 組的工作方式， 0 —— 方式 0， 1 —— 方式 1。 —— 方式 2 D4 —— A口的傳輸方向， 1 —— 入， 0 —— 出。 8255A 的方式控制字 用編程方法向 8255A 的控制口寫(xiě)控制字，可決定它的工作方式。 輸入緩沖器滿(mǎn)信號(hào)，發(fā)給外設(shè)（通知外設(shè)數(shù)據(jù)未被取走，暫不能接收新數(shù)據(jù)） 中斷請(qǐng)求信號(hào)，外部設(shè)備發(fā)給單片機(jī) 中斷允許信號(hào) 輸出緩沖器滿(mǎn)信號(hào)，發(fā)給外設(shè)（單片機(jī)將數(shù)據(jù)已送到指定口，外部設(shè)備可以取走） 外設(shè)響應(yīng)信號(hào)，由外部設(shè)備發(fā)來(lái)（數(shù)據(jù)已送到外部設(shè)備） （ 3）方式 3 —— 雙向方式 僅 PA 口有此方式。 （ 2）方式 1 —— 選通輸入 /輸出方式 13 僅 PA 口、 PB 口有此方式， PC 口中若干位作聯(lián)絡(luò)信號(hào)線(xiàn)。 179。為任意電平，一般將 OE 接低電平， LE接 ALE就能正常工作。 例如 +125℃ 的數(shù)字輸出為 07D0H， +℃ 的數(shù)字輸出為 0191H，℃ 的數(shù)字輸出為 FF6FH， 55℃ 的數(shù)字輸出為 FC90H。這一點(diǎn)在進(jìn)行 DS1820 硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。因此，在用DS1820 進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線(xiàn)分布電容和阻抗匹配問(wèn)題。當(dāng)將總線(xiàn)電纜改為雙絞線(xiàn)帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá) 150m，當(dāng)采用每 米絞合次數(shù)更多的雙絞線(xiàn)帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長(zhǎng)。 (3)連接 DS1820 的總線(xiàn)電纜是有長(zhǎng)度限制的。 (2)在 DS1820 的有關(guān)資料中均未提及單總線(xiàn)上所掛 DS1820 數(shù)量問(wèn)題，容易使人誤認(rèn)為可以?huà)烊我舛鄠€(gè) DS1820，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。 DS1820 使用中注意事項(xiàng) 10 DS1820 雖然具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線(xiàn)少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題： (1)較小的硬件開(kāi)銷(xiāo)需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于 DS1820 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對(duì) DS1820 進(jìn)行讀寫(xiě)編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫(xiě)時(shí)序，否則將無(wú)法讀取測(cè)溫結(jié)果。 DS18B20 中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以 12 位轉(zhuǎn)化為例 :用 16 位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以 ℃/LSB 形式表達(dá)，其中 S為符號(hào)位。 64位光刻 ROM 的排列是：開(kāi)始 8 位（ 28H）是產(chǎn)品類(lèi)型標(biāo)號(hào)，接著的 48 位是該 DS18B20 自身的序列號(hào)，最后 8 位是前面 56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。 DS18B20 和 DS1822 使電壓、特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)。C ，適用于對(duì)性能要求不高，成本控 制嚴(yán)格的應(yīng)用，是經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品。省略了存儲(chǔ)用戶(hù)定義報(bào)警溫度、分辨率參數(shù)的EEPROM，精度降低為 177。分辨率設(shè)定，及用戶(hù)設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在 EEPROM 中，掉電后依然保存。C 。 DS18B20 可以程序設(shè)定 9~12 位的分辨率，精度為 177。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，與前一代產(chǎn)品不同，新的 產(chǎn)品支持 3V~ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。C 。 DS1822 的精度較差為 177。176。C ，在 10~+85176。 圖 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) 64 位 ROM 和一線(xiàn)端口 供電方式 存儲(chǔ)和控制邏輯 高速存儲(chǔ)器 8 位 CRC 生成器 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 低溫觸發(fā)器 配置寄存器 8 圖 DS18B20 封裝形式 DS18B20與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì) DS18B DS1822 “ 一線(xiàn)總線(xiàn) ” 數(shù)字化溫度傳感器是 DALLAS 最新單線(xiàn)數(shù)字溫度傳感器， 同 DS