【正文】 進(jìn)行轉(zhuǎn)速的測(cè)量。磁場(chǎng)由磁鋼提供，所以霍爾傳感器和磁鋼需要配對(duì)使用?？蓱?yīng)用于汽車(chē)工業(yè)和軍事工程中。 A3144E 系列單極高溫霍爾效應(yīng)集成傳感器是由穩(wěn)壓電源，霍爾電壓發(fā)生器，差分放大器，施密特觸發(fā)器和輸出放大器組成的磁敏傳感電路，其輸入為磁感應(yīng)強(qiáng)度，輸出是一個(gè)數(shù)字電壓訊號(hào)。 圖 8 DS18B20 電路連接圖 速度模塊設(shè)計(jì) 霍爾元件介紹 根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件。 VCC 和 GND 分別接入的是電源和接地。 溫度 LSD（ 50h） 溫度 LSD（ 05h） TH用戶(hù)字節(jié) 1 TH用戶(hù)字節(jié) 2 配置寄存器 保留位（ FFh） 保留位（ 0Ch） 保留位（ 10h） CRC TH用戶(hù)字節(jié) 1 TH用戶(hù)字節(jié) 2 配置寄 存器 EEPROM 高速暫存器（上電狀態(tài)） 14 表 7 ROM 指令表 指令 代碼 操作說(shuō)明 溫度轉(zhuǎn)換 44H 開(kāi)始 啟動(dòng) DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換 讀 ROM 33H 讀 ROM 內(nèi)容 匹配 ROM 55H 對(duì)指定器件操作 跳過(guò) CCH 跳過(guò)器件識(shí)別 讀暫存器 BBH 讀暫存器內(nèi)容 寫(xiě)暫存器 4EH 數(shù)據(jù)寫(xiě)入暫存器的 TH、 TL 字節(jié) 復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的 TH、 TL 字節(jié)寫(xiě)到 ROM 重寫(xiě)調(diào)用 RAM B8H 把 RAM 中的 TH、 TL 字節(jié)寫(xiě)到暫存器 TH、 TL字節(jié) DS18B20 硬件連接圖 圖 8 是 DS18B20 的電路連接圖，是測(cè)量外界環(huán)境溫度的模塊。 重讀 EEPROM 0B8H 將 EEPROM 中的內(nèi)容復(fù)制到 RAM 中的第 4 字節(jié)。 寫(xiě)暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的 4 字節(jié)寫(xiě)上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節(jié)數(shù)據(jù)。結(jié)果存入內(nèi)部 9 字節(jié) ROM 中。 指令集如表 6 和表 7 所示。 ROM 指令表明了主機(jī)尋址一個(gè)或者多個(gè) DS18B20 中的某個(gè)或某幾個(gè)，或者讀取某個(gè) DS18B20 的64 位地址。復(fù)位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線(xiàn)下拉 500 微秒，然后釋放，當(dāng) DS18B20 收到信號(hào)后等待 16～ 60 微秒左右，后發(fā)出 60～ 240 微秒的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。其中溫度信息（第 1， 2 字節(jié)）、 TH 和 TL 值（第 3， 4 字節(jié)）、第 6～ 8 字節(jié)未用，表現(xiàn)為全邏輯 1；第 9 字節(jié)讀出的是前面所有 8 個(gè)字節(jié)的 CRC 碼，可用來(lái)保證通信正確。 表 5 DS18B20 溫度對(duì)照表 TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT(Binary) DIGITAL OUTPUT(Hex) +℃ 0000 0000 1010 1010 00AAh +℃ 0000 0000 0011 0010 0032h +℃ 0000 0000 0000 0001 0001h 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000h ℃ 1111 1111 1111 1111 FFFFh ℃ 1111 1111 1100 1110 FFCEh ℃ 1111 1111 1001 0010 FF92h DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器： DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存 RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的 EEPROM，后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、 TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。 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。 (2) DS18B20 中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，如表 4 所示，以DQ 2 GND 1 VCC 3 12 ℃ /LSB 形式表達(dá)，其中 S 為符號(hào)位。 DS18B20 數(shù)據(jù)部件： (1) 光刻 ROM 中的 64 位序列號(hào)是出廠前 被光刻好的，它可以看作是DS18B20 的地址序列碼。 (2) GND 為電源地。 圖中的 VCC1（引腳 1）和 VCC2（引腳 8）都是 電源引腳，在實(shí)際電路中，VCC1 接入 5V 電源， VCC2 接入電壓為 3V的紐扣電池 圖 5 DS1302 電路 連接圖 溫度模塊設(shè)計(jì) 溫度傳感器介紹 DS18B20 引腳如圖 6 所示。但所仿真的功能基本一樣，只是仿真圖的排列方式更便于電路的連接。 DS1302 硬件連接圖 圖 5 為 DS1302 電路連接圖，是系統(tǒng)的時(shí)鐘模塊，可實(shí)時(shí)的顯示時(shí)間。初始化后就可以按正常方法調(diào)整時(shí)間。 100 μF 就可以保證 1 小時(shí) 的正常走時(shí)?？梢杂美鲜诫娔X主板上的 充電電池。 要特別說(shuō)明的是備用電源 B1，可以用電池或者超級(jí)電容器（ 以上）。若進(jìn)行單字節(jié)傳送， 8 位命令字節(jié)傳送結(jié)束之后，在下 2 個(gè) SCLK 周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下 8 個(gè) SCLK 周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。 表 3 DS1302的工作模式寄存器 工作寄存器 讀寄存器 寫(xiě)寄存器 時(shí)鐘突發(fā)模式寄存器 CLOCK BURST BFh BEh RAM 突發(fā)模式寄存器 RAM BURST FFh FEh DS1302 與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位 Write Protect（ D7）必須為邏輯 1，如果 D7=0，則禁止寫(xiě)DS1302，即寫(xiě)保護(hù)； D6=0，指定時(shí)鐘數(shù)據(jù)， D6=1，指定 RAM 數(shù)據(jù)； D5～ D1指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位 LSB(D0)為邏輯 0，指定寫(xiě)操作（輸入），D0=1，指定讀操作（輸出）。 所謂突發(fā)模式是指一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)和 RAM 數(shù)據(jù)。當(dāng) WP位為 1時(shí)，寫(xiě)保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫(xiě)操作 。 (3) 控制寄存器（ 8Fh、 8Eh）的位 7是寫(xiě)保護(hù)位（ WP），其它 7位均置為 0。在 12小時(shí)模式時(shí)，位 5是為 1時(shí)，表示 PM。 (2) 小時(shí)寄存器（ 85h、 84h）的位 7用于定義 DS1302是運(yùn)行于 12小時(shí)模式還10 是 24小時(shí)模式。這幾個(gè)寄存器的說(shuō)明如下： (1) 秒寄存器（ 81h、 80h）的位 7定義為時(shí)鐘暫停標(biāo)志（ CH）。 DS1302 有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器如表 2 所示。在控制字指令輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（ 0 位）開(kāi)始。 (4) 位 0（最低有效位）：如為 0，表示要進(jìn)行寫(xiě)操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作。 (2) 位 6：如果為 0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù)。 9 圖 4 DS1302 引腳圖 DS1302 控制字如表 1 所示。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端，后面有詳細(xì)說(shuō)明， SCLK 為時(shí)鐘輸入端。上電運(yùn)行時(shí)，在VCC 之前， RST 必須保持低電平。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。RST 是復(fù)位 /片選線(xiàn)，通過(guò)把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng) VCC2 小于 VCC1 時(shí)， DS1302 由 VCC1 供電。 DS1302 由 VCC1 或 VCC2 兩者中的較大者供電。 圖 3 單片機(jī)外圍電路圖 時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì) 時(shí)鐘芯片介紹 DS1302 的引腳排列，其中 VCC1 為主電源， VCC2 為后備電源。圖中的兩個(gè)按鍵是調(diào)8 節(jié)時(shí)鐘芯片的時(shí)間。但是在實(shí)際的硬件電路中晶振必須要接入。由于設(shè)計(jì)采用 STC 單片機(jī)，此系列單片機(jī)具有掉電自動(dòng)復(fù)位的功能，所以在單片機(jī)中并未設(shè)計(jì)復(fù)位電 路。 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）。 /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7 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。 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)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 GND：接地。因此，系統(tǒng)采用 1602 液晶顯示。 1602一般只用于顯示字母、數(shù)字和符號(hào)能顯示 16*2 個(gè)字符，具有一些顯示效果，如字符一個(gè)個(gè)顯示、字符從左到右或從右到左顯示等等，顯示效果簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。而應(yīng)該采用液晶屏顯示，現(xiàn)在液晶顯示屏種類(lèi)繁多， 1286 1602 等都是常用的液晶顯示屏。它由電壓調(diào)整電路、反相電源保護(hù)電路、霍爾元件、溫度補(bǔ)償電路、微信號(hào)放大器、施密特觸發(fā)器和 OC 門(mén)輸出極構(gòu)成，通過(guò)使用上拉電阻可以將其輸出接入 CMOS 邏輯電路。 設(shè)計(jì)中采用了霍爾傳感器進(jìn)行測(cè)速，它具有對(duì)磁場(chǎng)敏感、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，在測(cè)量、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。測(cè)速傳感器包括測(cè)量線(xiàn)速度傳感器和測(cè)量轉(zhuǎn)速度傳感器。 (6) 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。 (4) 零待機(jī)功耗。 5 (2) 多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的總線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能。在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較 DS1820 有了很大的改進(jìn)，給用戶(hù)帶來(lái)了更方便的使用和更令人滿(mǎn)意的效果?？梢苑謩e在 ms和 750 ms 內(nèi)完成 9 位和 12 位的數(shù)字量，并且從 DS18B20 讀出的信息或?qū)懭隓S18B20 的信息僅需要一根口線(xiàn)（單線(xiàn)接口）讀寫(xiě)，溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線(xiàn)，總線(xiàn)本身也可以向所掛接 的 DS18B20 供電，而無(wú)需額外電源。 DS18B20 是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司繼 DS1820 之后最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。由于品種繁多，所以在工業(yè)應(yīng)用中溫度傳感器分類(lèi)的方式方法有很多種。 DS1302 是 DS1202 的升級(jí)產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后背電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 DS1302 時(shí)鐘芯片是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM的實(shí)時(shí)時(shí) 鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。由于 DS1302 時(shí)鐘芯片的電路接口簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉、使用方便，被廣泛地采用。系統(tǒng)的類(lèi)型和應(yīng)用需求決定了能夠在設(shè)備上執(zhí)行的測(cè)試類(lèi)型。 Intel Chandler 平臺(tái)工程組提供了各種單片機(jī)和處理器的系統(tǒng)驗(yàn)證。另外，部件的替代品領(lǐng)域是極其昂貴的，因?yàn)樵O(shè)備要用來(lái)把模塊典型地焊接成一個(gè)總體的價(jià)值比各個(gè)部件高幾倍。一旦進(jìn)入市場(chǎng)，尤其任務(wù)決定性應(yīng)用諸如自動(dòng)駕駛儀或反鎖制動(dòng)系統(tǒng)，錯(cuò)誤將是財(cái)力上所禁止 的。由于這些決定性應(yīng)用，市場(chǎng)需要一種可靠的具有低干擾潛伏響應(yīng)的費(fèi)用 效能控制器，服務(wù)大量時(shí)間和事件驅(qū)動(dòng)的在實(shí)時(shí)應(yīng)用需要的集成外圍的能力，具有在單一程序包中高出平均處理功率的中央處理器。汽車(chē)工業(yè)把 MCS51 單片機(jī)用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，懸掛系統(tǒng)和反鎖制動(dòng)系統(tǒng)。 MCS51 單片機(jī)典型的應(yīng)用是高速事件控制系統(tǒng)。系統(tǒng)所使用的是通用型單片機(jī)，它可以把可開(kāi)發(fā)資源全部提供給使用者。時(shí)間和溫度的顯示是通過(guò)時(shí)鐘芯片和溫度傳感