【正文】 碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。 硬件連接圖112233445566D DC CB BA ATitleNumber RevisionSizeBDate: 2022/11/26 Sheet of File: Drawn By:AT89S52 RST9 XTAL218XTAL119 GND20 24 27 28PSEN29ALE/PROG 30EA/VPP 33 36 39VCC 40U1E01 E12E23GND4SDA 5SCL6 MODE7VCC 8CAT24C02U310K10KVCC 顯示電路設(shè)計本系統(tǒng)顯示電路用來顯示溫度上下限的值和通過 DS18B20 采集進(jìn)來的實(shí)時溫度值。S D AS C LS T A R T B I T S T O P B I T起始/停止時序圖S C LD A T A I ND A O U TS T A R T129 應(yīng)答時序圖 SS D A L I N ESTARTS L A V EA D D R E S SB Y T EA D D R E S SD A T A PACKACKACKSTOP寫時序圖 SACKSTARTSTOPPNOACKD A T AS D A L I N ES L A V EA D D R E S S讀時序圖 存儲電路A0、AA2 接地，SDA、SCL 與單片機(jī) I/O 口連接，通過程序軟件模擬 I 178。然后 CAT24C02 再根據(jù)讀/ 寫控制位進(jìn)行讀或?qū)懖僮鳌?”表示對從器件進(jìn)行讀操作， 0”表示對從器件進(jìn)行寫操作。接下來的 3 位無意義。操作結(jié)束時必須發(fā)送停止條件。停止條件： 時鐘線保持高平期問，數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變作為 I178。C 總線的啟動信號。啟始條件： 起始條件必須在所有操作命令之前發(fā)送。在數(shù)據(jù)傳送時，當(dāng)時鐘線為高電平，數(shù)據(jù)線必須為固定狀態(tài)，不允許有跳變。Vss：接地。WP：寫保護(hù)如果 WP 管腳連接到 Vcc 所有的內(nèi)容都被寫保護(hù)只能讀當(dāng) WP 管腳連接到Vss 或懸空允許器件進(jìn)行正常的讀/寫操作。A0、AA2：器件地址輸入端 這些輸入腳用于多個器件級聯(lián)時設(shè)置器件地址當(dāng)這些腳懸空時默認(rèn)值為0。圖 管腳結(jié)構(gòu)管腳描述：SCL：串行時鐘 CAT24WC02 串行時鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘這是一個輸入管腳。(2) 極限參數(shù)? 工作溫度工業(yè)級 55℃～+125℃；? 貯存溫度65℃～+150℃；? ～+ ；? Vcc ～+；? 焊接溫度(10 秒)300 ℃；? 輸出短路電流 100mA。(1)特性? 與 400KHz I178。表 21 數(shù)據(jù)存儲格式DS18B20DS18B20+5V+ VDGNDGNDVD地址 0x00 0x01 0x02 0x03 … 0xFF數(shù)據(jù) 溫度上限 溫度下限 … … … … 存儲芯片簡介CAT24WC02 是一個 2K 位串行 CMOS E178。溫度上下限數(shù)據(jù)可通過外部按鍵進(jìn)行修改，并通過數(shù)碼管實(shí)時顯示。(2)采用外部電源供電的方式采用寄生電源供電，外部電源部連接到 VDD，引腳如圖 所示。采用寄生電源供電方式 圖 寄生電源供電時 VDD 和 CND 端 均接地。 (1)采用寄生電源供電 采用寄生電源供電，如圖 所示。 s主 機(jī) 起 作 用D S 1 8 B 2 0 起 作 用上 拉 電 阻 起 作 用圖 讀時序 溫度采集電路DS18B20 工作可采用兩種供電方式，外接供電電源供電和寄生電源供電。 s1 5 181。 st 0t 1t 0t 1 圖 寫 0 時序 圖 寫 1 時序 ? 讀時間隙 見圖 主機(jī)總線 t0 時刻從高拉至低電平時總線只須保持低電平 l7us 之后在 t1 時刻將總線拉高產(chǎn)生讀時間隙,讀時間隙在 t1 時刻后 t2 時刻前有效 t2 距 t0為 15us 也就是說 t2 時刻前主機(jī)必須完成讀位并在 t0 后的 60us120us 內(nèi)釋放總線。 s1 5 181。 s4 5 181。 s 6 0 181。 s1 5 181。 s 圖 初始化時序圖? 寫時間隙 當(dāng)主機(jī)總線 t o 時刻從高拉至低電平時就產(chǎn)生寫時間隙見圖 圖 從 to 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 見圖 ,若高電平寫入的位是 1,見圖 ,連續(xù)寫 2 位間的間隙應(yīng)大于 1us。 s ～ 6 0 181。 s ～ 2 4 0 0 181。 s ～ 9 6 0 181?？偩€主機(jī)檢測到 DSl820 的存在便可以發(fā)出 ROM 操作命令之一這些命令如下：ROM 操作品令指令名稱 代碼 功能讀 ROM 33H 在口線上接一個器件時讀其 ROM 碼匹配 ROM 55H 找出某個指定 ROM 碼的器件跳過 ROM CCH 對口線上所有器件的操作搜索 ROM F0H口線上有多個器件時，找出每個器件 ROM碼告警搜索 ECH 找出各器件是否超限存儲器操作命令指令名稱 代碼 功能寫暫存存儲器 4EH主機(jī)向存儲器中 TH、TL 和配置寄存器寫數(shù)據(jù)讀暫存存儲器 BEH 主機(jī)連續(xù)讀 0～8 存儲器中內(nèi)容復(fù)制暫存存儲器 48H復(fù)制 TH、TL 和配置寄存器內(nèi)容到 EEPROM中溫度變換 44H 啟動溫度轉(zhuǎn)換重新調(diào)出 B8H從 EEPROM 中調(diào)出 TH、TL 和配置寄存器數(shù)據(jù)到存儲器中讀電源 B4H 器件向主機(jī)發(fā)送它的供電方式時序主機(jī)使用時間隙來讀寫 DSl820 的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位。 工作原理(1) 測溫原理測溫原理如圖 所示。因?yàn)槊總€ DS1820 都有一個獨(dú)特的片序列號，所以多只 DS1820 可以同時連在一根單線總線上，這樣就可以把溫度傳感器放在許多不同的地方。 DS1820 通過一個單線接口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和DS1820 之間僅需一條連接線（加上地線） 。 DQ ：數(shù)據(jù)輸入/輸出腳。(1) DS18B20 特性? 獨(dú)特的單線接口僅需一個端口引腳進(jìn)行通訊；? 無需外部器件；? 零待機(jī)功耗；? 測溫范圍55℃～+1250℃，以 0. 5℃遞增。這允許在許多不同的地方放置溫度靈敏器件。讀、寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，而不需要外部電源。 溫度采集芯片簡介 DS1820 數(shù)字溫度計提供 9 位溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。這樣是比較方便。上電與按鍵均有效的復(fù)位電路原理與上電復(fù)位原理相同，不同的是上電與按鍵均有效的復(fù)位電路在單片機(jī)運(yùn)行期間，能用按鍵來控制復(fù)位操作晶振為 6MHz 時，電容 C1 為22uF，R2 為 200Ω。該電路典型的電阻和電容參數(shù)為：晶振為 12MHz 時，C1 為 10uF，R1 為 ；晶振為 6MHz 時，電容 C1 為22uF，R1 為 1KΩ。上電瞬間 RST 引腳獲得高電平，隨著電容 C1 的充電，RST 引腳的高電平將逐漸下降。上電復(fù)位要求接通電源后，單片機(jī)自動實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。機(jī)器周期是指單片機(jī)完成一個基本操作所用的時間，當(dāng)外接石英晶體為 12MHz 時，1 個機(jī)器周期為 1ms；當(dāng)外接石英晶體為 6MHz 時，1 個機(jī)器周期為 1ms。 圖 晶振電路振蕩器Ｘ Ｔ Ａ Ｌ １Ｘ Ｔ Ａ Ｌ ２ＹＣ １Ｃ ２ 單片機(jī)運(yùn)行程序的速度與振蕩器的頻率有關(guān)。（2）接石英晶體振蕩器將單片機(jī)第 19 腳（XTAL1）與 18 腳（XTAL2 ）分別接外部晶體的兩個引腳，由石英晶體組成振蕩器，保證單片機(jī)內(nèi)部各部分有序工作。V c cEAX T A L 1X T A L 2R S TV s s+ 5 V3 0 p F3 0 p F2 2 u F1 KA T 8 9 S 5 2接 電 源 + 5 V晶 體 振 蕩 器+ 5 V接 電 源 負(fù) 極圖 單片機(jī)的基本電路（1）接電源將單片機(jī)第 40 腳 Vcc 接電源+5V，第 20 腳 Vss 接地（電源負(fù)極） ，為單片機(jī)工作提供電源。FLASH 存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效， 即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN信號。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。當(dāng)振蕩器工作時，RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（TTL）。P3 口：P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P 3 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（TTL ）。P2 口：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（TTL ）。P1 口：P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。在 flash 編程時，P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0 口也被作為低 8 位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。作為輸出口，每位能驅(qū)動8 個 TTL 邏輯電平。(1) 主要性能參數(shù)? 與 MCS51 兼容 ；? 1000 次擦寫壽命；? 工作電壓為 ～；? 全靜態(tài)工作：0～24MHz；? 3 級程序安全加密保護(hù)；? 2568 位內(nèi)部 RAM；? 32 個可編程 I/O 端口；? 3 個 16 位定時器/計數(shù)器；? 8 個中斷源；? 支持低功耗及掉電模式；? 支持中斷從掉電模式喚醒；? 內(nèi)置看門狗 。在單芯片上，AT89S52 擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52 使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。AT89S52EEPROM按鍵繼電器電機(jī)驅(qū)動LED 顯示報警電路溫度傳感器DS18B20MAX7219圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)? 2 硬件電路設(shè)計 最小化電路設(shè)計主控芯片要能正常工作，首先要提供電源，除其次要有晶振電路提供時鐘脈沖信號，除此之外還要有復(fù)位電路使單片機(jī)或系統(tǒng)其它部件處于某種確定的初始狀態(tài)，最后還要是單片機(jī)有程序。 方案設(shè)計 本系統(tǒng)采用了單片機(jī) AT89S52，利用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 對環(huán)境進(jìn)行測溫，同時采用 MAX7219 驅(qū)動六位 7 段共陰極數(shù)碼管，同時還采用 EEPROM對溫度上下限進(jìn)行存儲，此外還有鍵盤設(shè)備來實(shí)現(xiàn)溫度上下限值的設(shè)置，紅綠燈報警溫度的越線，繼電器和電機(jī)對溫度進(jìn)行調(diào)整等來實(shí)現(xiàn)該溫度控制器的智能化。通過本課題設(shè)計，綜合運(yùn)用單片機(jī)及接口技術(shù)、微機(jī)原理、微電子技術(shù)，鍛煉動手操作能力，綜合運(yùn)用能力，學(xué)習(xí)論文的寫作方法和步驟。 溫度控制器設(shè)計方案 本設(shè)計利用單片機(jī)結(jié)合傳感器技術(shù)而開發(fā)設(shè)計了這一溫度控制系統(tǒng)，文中傳感器與單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，簡單講述了利用新型芯片探測環(huán)境溫度的過程，以及實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的原理過程。此外，許多位于歐洲和北美的工業(yè)電子溫度控制器供應(yīng)商已經(jīng)表明一旦準(zhǔn)備充分，他們將很快在中國展開他們的制造工業(yè)電子溫度控制器業(yè)務(wù)。日本經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇同樣推動該地區(qū)走出了停滯發(fā)展時期。 中國作為一個主要的制造中心和工業(yè)電子溫度控制器市場的崛起是這一增長的驅(qū)動因素。這兩個較大地區(qū)的市場預(yù)計將在 2022 年出現(xiàn)負(fù)增長。預(yù)計 2022 年全球市場的增長率僅為 % ，而預(yù)測 2022 年的綜合年度增長率（CAGR）僅為 % 。(2) 近年來國外溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展 因?yàn)闇囟瓤刂破?