【正文】 控制器 高速 緩存 存儲器 溫度靈敏元件 低溫觸發(fā)器 TL 高溫觸發(fā)器 TH 配置寄存器 8 位 CRC 生成器 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 15 4. DS18B20 有 4 個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件 [7] 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的 4 數(shù)據(jù)部件為：溫度傳感器、 64 位光刻 ROM、配置寄存器、溫 度報(bào)警觸發(fā)器 TH 與 TL。當(dāng)計(jì)數(shù)到計(jì)數(shù)器 2 的值為 0 的時(shí)候，溫度寄存器則不再進(jìn)行加法運(yùn)算。計(jì)數(shù)器 1 的運(yùn)算是減法，直到預(yù)置計(jì)數(shù)到 0 為止。計(jì)數(shù)器 1 接收的是低溫度系數(shù)晶振傳過來 的頻率信號；而計(jì)數(shù)器 2 接收的是高溫度系數(shù)晶振傳過來的頻率信號。 2. DS18B20 的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 6： DS18B20 的外形及管腳排列 （ 1） DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端； （ 2） GND 為電源地； （ 3） VDD為外接電源輸入端。 ℃是在溫度區(qū)間為： 10～ +85℃； （ 6）分辨率為： 9～ 12 位， 其一一對應(yīng)的分辨溫度為： 、 、 、℃； （ 7）分辨率為 9 位時(shí)，把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字的時(shí)間在 內(nèi)。連接到另外的單線總線器件這根總線如果不接其他器件的時(shí)候，則會(huì)一直處于“ 1”高電平狀態(tài)。 集成溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 有三只引腳 : VCC、 DQ 和 VDD。單片機(jī)和 DS18B20 的接口電路非常簡單，只要連接三根線間就行了，而且該溫度傳感器的測量精確度更高、范圍更廣，數(shù)據(jù)可以直接從單片機(jī)內(nèi)處理傳輸，是一種更為合適理想的溫度傳感器。它是隨被測溫度 的變化而時(shí)刻改變，但是所測得的數(shù)據(jù)不能直接被單片機(jī)處理輸入，要得到測的數(shù)據(jù)，還需要經(jīng)過 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換，這樣不知不覺地使得電路、程序變復(fù)雜。因?yàn)閺?fù)位時(shí)候按鍵只需要按下接通 10ms 左右，人為操作是完全可以達(dá)到的。如圖 4所示，在電源和 RST 接口兩端的某一處地方添加一個(gè)復(fù)位按鈕鍵。常用的復(fù)位還有上電復(fù)位。 本設(shè)計(jì)使用的是手動(dòng)復(fù)位方式。但在開始之后，電容 C3 一直處于充電狀態(tài)，讓其高電平慢慢的下降。這里的復(fù)位，就是指在該小電路系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)恢復(fù)到最開始的狀態(tài)。單片機(jī)工作開端是從初始狀態(tài)進(jìn)行的。是如果你輸入錯(cuò)誤，當(dāng)計(jì)算有失誤的時(shí)候都要進(jìn)行清零操作。晶振和電容盡量靠近單片機(jī)安裝，以減小寄生電容，以便更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。例如：頻率、穩(wěn)定性和起振的快慢。由振蕩器產(chǎn)生自激振蕩，便構(gòu)成一個(gè)完整的振蕩信號發(fā)生器。兩個(gè)電容值在 5~30pF 之間選擇，這里設(shè)置為 22pF，電容的大小可起到頻率微調(diào)的作用。晶振可以在 ~12MHz 之間選擇。 圖 3： 時(shí)鐘電路 常使用的時(shí)鐘電路有內(nèi)部時(shí)鐘電路和外部時(shí)鐘電路，本次設(shè)計(jì)選擇的是內(nèi)部時(shí)鐘方式。 EA 為 1 時(shí)中斷被控制位決定； EA 為 0 時(shí)，中斷停止。 表 9： 中斷允許控制寄存器 (IE) (MSB) (LSB) EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 IE=0，禁止中斷； IE=1，允許中斷。 Ⅴ、 中斷源 單片機(jī) AT89S52有兩個(gè)外部中斷分別是： INTO、 INT1；三個(gè)定時(shí)中斷分別是 ：定時(shí)器 0、定時(shí)器 定時(shí)器 2；一個(gè)串行中斷。 Ⅳ、 片上資源 片上資源主要有：看門狗定時(shí)器、 UART、定時(shí)器 0、定時(shí)器 定時(shí)器 2。 EA接 VDD，則先開始從內(nèi)部存儲器讀寫，再讀寫外部尋址：2020H~FFFFH。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 9 表 7 AUXR1: 輔助寄存器 1 （ AUXR1 地址 :A2H 復(fù)位值 :XXXXXXX0B 不可位尋址） DPS 7 6 5 4 3 2 1 0 表 8： AUXR1 預(yù)留擴(kuò)展操作方式 預(yù)留擴(kuò)展用 操作方式 DPS 數(shù)據(jù)指針選擇位 0 選擇 DPTR 寄存器 DP0L 和 DP0H 1 選擇 DPTR 寄存器 DP1L 和 DP1H Ⅲ、 存儲器 程序存儲器： EA引腳接 GND，只從外部存儲器開始讀取程序。上電期間 POF 置“ 1”。 0 WDT 繼續(xù)計(jì)數(shù)。 1 Reset 只有輸入。 表 5 AUXR: 輔助寄存器（ AUXR 地址 :8EH 復(fù)位值 :XXX00XX0B 不可位尋址） WDIDLE DISRTO DISALE 7 6 5 4 3 2 1 0 表 6 AUXR：預(yù)留擴(kuò)展操作方式 預(yù)留擴(kuò)展用 操作方式 DISALE ALE 使能標(biāo)志位 0 ALE 以 1/6 晶振頻率輸出信號 1 ALE 的指令時(shí)激活，只有在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 時(shí)候。 CP/RL2=0 將引起 T2EX 的負(fù)脈沖。 CP/RL2 捕捉 /重載選擇標(biāo)志位。 C/T2 定時(shí)、計(jì)數(shù)的選擇標(biāo)志位。 TR2 開始 /停止控制定時(shí)器 2。 當(dāng) EXEN2=1時(shí)，在串行時(shí)鐘沒有工作情況下，將會(huì)實(shí)現(xiàn)捕捉和重載。若 TCLK=1，串行口將使用定時(shí)器 2 溢出脈沖作為串行口工作模式 1 和 3 的串口發(fā)送時(shí)鐘；TCLK=0，將使用定時(shí)器 1計(jì)數(shù)溢出作為串口發(fā)送時(shí)鐘。若 RCLK=1，串行口將使用定時(shí)器 2 溢出脈沖作為串行口工作模式 1 和 3 的串口接收時(shí)鐘；RCLK=0，將使用定時(shí)器 1計(jì)數(shù)溢出作為串口接收時(shí)鐘。 計(jì)數(shù)模式為 DCEN=1 的情況時(shí)候， EXF2 不能引起中斷。 RCLK=1 或 TCLK=1 時(shí)， TF2 不用置位。 表 3 T2CON: 定時(shí)、計(jì)數(shù)器 2的控制寄存器 （ T2CON 地址為 0C8H 復(fù)位值 :0000 0000B 位可尋址 ） TF2 EXF2 RLCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL2 7 6 5 4 3 2 1 0 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 8 表 4：定時(shí)器功能 符號 功能 TF2 定時(shí)器 2溢出標(biāo)志位。特殊寄存器 AUXR 中： DPS=0選擇 DP0； DPS=1 選擇 DP1。 中斷 寄存器 在 IE 寄存器中， 其中 2個(gè)優(yōu)先級 在 IE 中 也可以設(shè)置 。所以高電平“ 1”不能直接給沒經(jīng)過定義操作的地址。地址的讀取過程是不確定性寫入的，這個(gè)過程并不會(huì)被你寫入的 數(shù)據(jù) 所改變。 XTAL2 振蕩器反相放大器的輸出端。 FLASH存儲器編程時(shí)，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(shí)內(nèi)部會(huì)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) AT89S52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN有效，即輸出兩個(gè)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。對 FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。一般情況下， ALE仍以時(shí)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(shí)鐘或用于定時(shí)目的。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 端口引腳第二功能： RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) 此外， P3口還接收一些用于 FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能使 用，如下表所示。在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號。在這種應(yīng)用中， P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 引腳號第二功能： T2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（ 在系統(tǒng)編程用） P2 口 P2 口是一個(gè)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(dòng) 4個(gè) TTL邏輯電平。 此外， /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ）。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。在這種模式下， P0不具有內(nèi)部上拉電阻。對 P0端口寫 “1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 圖 2： AT89S52芯片引腳圖 Ⅰ、引腳說明： 表 1：引腳說明 P0 口 P0口是一個(gè) 8位漏極開路的雙向 I/O口。而且還支持空閑和掉電保護(hù)這 2個(gè)模式。 圖 1： 系統(tǒng)總體框架圖 基于 AT89S52 的主控電路 芯片介紹 AT89S52是一種微控制器，和 80C51產(chǎn)品引腳與 指令完全兼容。經(jīng)過單片機(jī)的運(yùn)算處理后，把處理后的結(jié)果顯示送到液晶顯示器顯示出來。設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的溫度傳感電路，來實(shí)現(xiàn)對溫度的檢測并顯示溫度、超溫或低溫立即報(bào)警等一些有效的功能，來完成這項(xiàng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 主要是學(xué)習(xí)、了解單片機(jī)溫度測量報(bào)警系統(tǒng)的歷史與發(fā)展現(xiàn)狀。為了增加實(shí)用性的效果，可特別添加由發(fā)光二極管組成的指示警示電路。因此溫度報(bào)警系統(tǒng)就可以第一時(shí)間監(jiān)測到超溫報(bào)警，發(fā)揮應(yīng)有的功能。所以有溫度檢測報(bào)警系統(tǒng)對環(huán)境溫度進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)控，并保持正常工作，起到安全良好的安全保障。它們生存的溫度環(huán)境有著苛刻的要求，即使給予最優(yōu)的硬件支持，溫度環(huán)境過高或者過低，都會(huì)使動(dòng)植物產(chǎn)生不良的后果，甚至死亡。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，導(dǎo)致很多動(dòng)植物的生長環(huán)境遭到破壞，面臨著瀕臨面絕的后果。用于生活中火災(zāi)報(bào)警、溫室動(dòng)植物測溫、天然氣泄漏，這都危害到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。進(jìn)入二十一世紀(jì)。 [6] 二十世紀(jì)九十年代中期，智能型溫度傳感器的被研發(fā)，使得市面上出現(xiàn)全新的傳感器。對于溫度的采集和檢測控都可以輕松完成，應(yīng)用也廣泛至各個(gè)領(lǐng)域：家用電器以及電子儀表等。 C51 系列的成功，也是因?yàn)樗绕渌盗衼碚f，各項(xiàng)功能都大幅度的提升了。人們對單片機(jī)的研制和開發(fā)，無時(shí)不刻地在促進(jìn)著工業(yè)的發(fā)展。目前，走在科技前端的一些集成電路廠家一直在研發(fā)基于單片機(jī)的測溫系統(tǒng)，意味著這項(xiàng)發(fā)展有著很長的路要走下去。從前，測量溫度采用較多的是熱敏電阻器。單片機(jī)系統(tǒng)是 21 世紀(jì)其中一項(xiàng)高新科技產(chǎn)品。問世出多樣的高分 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 前言 2 辨力、高精度的溫度傳感器， A/D 轉(zhuǎn)換器有 9～ 12 位，分辨力也升級到 ～℃。在 20世紀(jì) 90 年代，溫度控制器用的是 8 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器，分辨力只有 2℃，測量的精度還比較落后。 研究現(xiàn)狀 現(xiàn)代信息技術(shù)有 3 個(gè)基礎(chǔ)： [4] 信息傳輸、信息采集控制和信息處理。 利用單片機(jī)設(shè)計(jì)出相關(guān)的測溫報(bào)警系統(tǒng)，這種方法不但簡單方便、操作上沒那么復(fù)雜， 在很多環(huán)境各不相同的環(huán)境下都能很好實(shí)現(xiàn)其功能。例如溫室花房，必須需要對溫度進(jìn)行控制，否則將導(dǎo)致室內(nèi)溫度的差異，讓花草、植物致病或者死亡；還有比如燒烤陶瓷，只有精確地控制溫度，才能制造一項(xiàng)精巧的陶瓷藝術(shù)作品，很容易的可以得出，生活中的很多方面都需要對溫度進(jìn)行不同程度的感知和控制。目前，對環(huán)境的溫度限定有著必要的 需求，例如儀器設(shè)備的工作環(huán)境、人們的工作環(huán)境，還有動(dòng)物和植物的生長環(huán)境等。 由于微電子與信息科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展、控制的技術(shù)更加趨向智能化與自動(dòng)化，給使用的人帶來想象不到的方便。在石化、冶金、煉鐵、醫(yī)藥等等行業(yè)中， 80%左右的工業(yè)部門都不得不把溫度列入到重要的因素之一，當(dāng)然對農(nóng)牧業(yè)也有一定重要的作用。不管是在生活上還是工作中，都無時(shí)不刻在和溫度打 著交道。隨著現(xiàn)代科技的速度發(fā)展和人類對生活品質(zhì)要求的提高，人們更加重視安全問題，人們也逐漸需要對溫度進(jìn)行監(jiān)控與控制或者報(bào)警。 展 望 ............................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 下限功能測試 ...............................