【正文】 . d db D r a w n B y:R11kR21kR34 70R44 . 7 kC12 2uC22 2uC33 0pC43 0pbs ou n dV T I8 55 0Y1C R Y S T A LR54 70V C CE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U18 05 1GND1I/O2VDD3T1D S 18 B 2 0R64 . 7 KV C CA1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9U27 4A L S 1 64A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9U37 4A L S 1 64A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9U47 4A L S 1 64a b c d e f hdpab cdefgdpcom9L E D 4L E Da b c d e f hdpab cdefgdpcom9L E D 3L E Da b c d e f hdpab cdefgdpcom9L E D 2L E DD2L E DD1L E DS3S W P BS4S W P BS2S W P BR74 70R84 70R94 70V C CS5SWPBS1S W P BV C CV C CIN1GND2OUT3WD 7 80 5C51 00 uC61 0p1GND2V C C3J1J1GNDV C C 圖 電源供電方式 顯示電路 顯示電路是采用 P0 口輸出段碼至 LED， P2 口控制位選通的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，三只數(shù)碼管用 NPN 型三極管驅(qū)動(dòng)，這種顯示方式的最大優(yōu)點(diǎn)是顯示清晰，軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。由于單線(xiàn)制只有一根線(xiàn)，圖 AT89C51 的復(fù)位電路 陜西教育學(xué)院高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 頁(yè) 17 因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。當(dāng) DS18B20處于寫(xiě)存儲(chǔ)器操作和溫度 A/D 轉(zhuǎn)換操作時(shí)，總線(xiàn)上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開(kāi)啟時(shí)間最大為 10us。DS18B20 可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，如圖 所示，此時(shí) DS18B20 的 1 腳接地， 2腳作為信號(hào)線(xiàn)， 3腳接電源。這樣構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，其特點(diǎn)是沒(méi)有外部擴(kuò)展，有可供用戶(hù)使用的大量的 I∕ O 線(xiàn)。其中 R1 和 R2 分別選擇200Ω和 1KΩ的電阻，電容器一般選擇 22μ F。最簡(jiǎn)單的復(fù)位電路如圖 所示。最常用的是在 XTAL1 和 XTAL2 之間接晶體振蕩器與電路構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器，如圖 電路所示為單片機(jī)最常用的時(shí)鐘振蕩電路的接法，其中晶振可選用振蕩頻率為 6MHz的石英晶體，電容器一般選擇 30PF左右。由于外部時(shí)鐘方式用于多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，所以此處選用內(nèi)部時(shí)鐘方式。單片機(jī)內(nèi)部雖然有振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，外部還需附加電路。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。在閑置模式下， CPU 停止工作。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫(xiě) “1” 且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 （ 1） 振蕩 器特性： XTAL1 和 XTAL2 的 反向放大器的輸入和輸出。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。 AT89C51是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。 測(cè)溫電纜線(xiàn)建議采用屏蔽 4 芯雙絞線(xiàn) ,其中一對(duì)線(xiàn)接地線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn) ,另一組接 VCC 和地線(xiàn) ,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 DS1820 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后 ,程序總要等待 DS1820的返回信號(hào) ,一旦某個(gè) DS1820接觸不好或斷線(xiàn) ,當(dāng)程序讀該 DS1820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(xiàn)分布電容使信號(hào)波形產(chǎn)生畸變?cè)斐傻摹Ｔ囼?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(xiàn)上所掛DS1820 超過(guò) 8 個(gè)時(shí) ,就需要解決微處理器的總線(xiàn)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) DS1820 操作部分最好采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。顯然通道數(shù)越多，這種省時(shí)效應(yīng)就越明顯。這種方式使其 T 值往往小于傳統(tǒng)方式。 圖 中先有跳過(guò) ROM，即是啟動(dòng)所有 DS18B20 進(jìn)行溫度變換，之后通過(guò)匹配 ROM 再逐一地讀回每個(gè) DS18B20 的溫度數(shù)據(jù)。之后的操作就是針對(duì)該 DS18B20 的。 圖 讀時(shí)序 陜西教育學(xué)院高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 頁(yè) 13 DSl820 多路測(cè)量簡(jiǎn)介 圖 DSl820原理框圖 每一片 DSl820 在其 ROM 中都存有其唯一的 48 位序列號(hào)，出廠前已寫(xiě)入片內(nèi)ROM 中，主機(jī)在進(jìn)入操作程序前必須逐一接入 DS18B20 用讀 ROM(33H)命令將該DS18B20 的序列號(hào)讀出并登錄。之后在 t1 時(shí)刻將總線(xiàn)拉高， 產(chǎn)生讀時(shí)間隙，讀時(shí)間隙在 t1 時(shí)刻后 t 2 時(shí)刻前有效， t 2 距 to 為 15us。連續(xù)寫(xiě) 2 位間的間隙應(yīng)大于 1us。見(jiàn)圖 。從 to 時(shí)刻開(kāi)始 15us 之內(nèi)應(yīng)將所需寫(xiě)的位送到總線(xiàn)上， DSl820 在 t o后1560us 間對(duì)總線(xiàn)采樣。 DS18B20 在檢測(cè)到總線(xiàn)的上升沿之后等待 1560us，接著 DS18B20 在 t2時(shí)刻發(fā)出存在脈沖 (低電平 持續(xù) 60240 us)。初始化后，才可進(jìn)行讀寫(xiě)操作。分別說(shuō)明如下： (1)初始化 單總線(xiàn)的所有處理均從初始化開(kāi)始。系統(tǒng)對(duì) DS18B20 的各種操作按協(xié)議進(jìn)行。主機(jī) ROM 的前 56 位來(lái)計(jì)算 CRC 值，并和存入 DS18B20 的 CRC值作比較，以判斷主機(jī)收到的ROM 數(shù)據(jù)是否正確。因此，可用多只 DS18B20 同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索。 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與 RAM 中的 TH、 TL 字節(jié)內(nèi)容作比較。 當(dāng)符號(hào)位 S＝ 0 時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號(hào)位 S＝ 1 時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16 位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第 2字節(jié)。第 9 字節(jié)讀出前面所有 8字節(jié)的 CRC 碼，可用來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。因此，在實(shí)際 應(yīng)用 中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。低 5位一直為 1， TM 是工作模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測(cè)試模式， DS18B20 出廠時(shí)該位被設(shè)置為 0，用戶(hù)要去改動(dòng)， R1 和 R0 決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來(lái) 設(shè)置分辨率。 DS18B20 工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。頭 2 個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息，第 3和第 4字節(jié) TH和 TL的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。 DS18B20 的管腳排列如圖 所示 : 圖 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存 RAM和一個(gè) 非易失性的可電擦除的 EERAM。 * 供熱 /制冷管道熱量計(jì)量，中央空調(diào) 分戶(hù)熱能計(jì)量和工業(yè)領(lǐng)域測(cè)溫和控制 ③ .DS18B20 的性能特點(diǎn)如下： *獨(dú)特的單線(xiàn)接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信； *多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能； *無(wú)須外部器件； *可 通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)供電，電壓范圍為 ~； *零待機(jī)功耗； *溫度以 9或 12位數(shù)字； *用戶(hù)可定義報(bào)警設(shè)置； *報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件； *負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； DS18B20 采用 3 腳 PR－ 35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝 ，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 * 不銹鋼保護(hù)管直徑 Φ6 * 適用于 1/2”, 3/4”, 1”, DN40~DN250 各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測(cè)溫 ② ：應(yīng)用范圍 * 該產(chǎn)品適用于冷凍庫(kù)，糧倉(cāng)，儲(chǔ)罐，電訊機(jī)房，電力機(jī)房，電纜線(xiàn)槽等測(cè)溫和控制領(lǐng)域 * 軸瓦，缸體，紡機(jī)，空調(diào)，等狹小空間工業(yè)設(shè)備測(cè)溫和控制。 * 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS1820可以并聯(lián)在唯一的三線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。 ① :：技術(shù)性能描述 * 獨(dú)特的單線(xiàn)接口方式， DS1820 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS1820 的雙向通訊 ,在使用中不需要任何外圍元件。 （ 1） LED 數(shù)碼有共陽(yáng)和共陰兩種，把這些 LED 發(fā)光二極管的正極接到一塊（一般是拼成一個(gè) 8字加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)）而作為一個(gè)引腳， 為 共陽(yáng) 管。 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）。 陜西教育學(xué)院高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 頁(yè) 7 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。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上 拉的緣故。 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。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 圖 陜西教育學(xué)院高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 頁(yè) 6 P2 口： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě) “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1口管腳寫(xiě)入 1后，被內(nèi)部