【正文】 P 2. 640A 13 m / A 5/ P 2. 541A 12 m / A 4/ P 2. 442A 11 m / A 3/ P 2. 343A 10 m / A 2/ P 2. 244A 9m / A 1/ P 2. 145A 8m / A 0/ P 2. 046A D 7/ D 7/ P 3. 747A D 6/ D 6/ P 3. 648A D 5/ D 5/ P 3. 549A D 4/ D 4/ P 3. 450AD3/D3/P3.351AD2/D2/P3.252AD1/D1/P3.153AD0/D0/P3.054WR/P0.755RD/P0.656ALE/P0.557P0.458P0.359P0.260P0.161P0.062DGND63VDD64AD7/D7/P7.765AD6/D6/P7.666AD5/D5/P7.567AD4/D4/P7.468AD3/D3/P7.369AD2/D2/P7.270AD1/D1/P7.171AD0/D0/P7.072A15m/A7/P6.773A14m/A6/P6.674A13m/A5/P6.575A 12 m / A 4/ P 6. 476A 11 m / A 3/ P 6. 377A 10 m / A 2/ P 6. 278A 9m / A 1/ P 6. 179A 8m / A 0/ P 6. 080A 15 / P 5. 781A 14 / P 5. 682A 13 / P 5. 583A 12 / P 5. 484A 11 / P 5. 385A 10 / P 5. 286A 9/ P 5. 187A 8/ P 5. 088D G N D89V D D90W R / P 4. 791R D / P 4. 692A L E / P 4. 593P 4. 494P 4. 395P 4. 296P 4. 197P 4. 098D A C 199D A C 0100C8051F020/2U1+ 3. 3V+ 3. 3V+ 3. 3V+ 3. 3V+ 3. 3VP00P01P02P03P04P05P06P07D U L AW E L AP 40P 41P 42P 43P 44P 45P 46P 47D S 18 B 20H O TC O O LS D AS C L12Y1 H ZC630 P FC730 P FFM 圖 C8051F020管腳圖 一個(gè)處理器的最小系統(tǒng)需要有幾個(gè)方面： IO、 ROM、 RAM，另外還有時(shí)鐘，電源和復(fù)位電路，因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)部集成了 IO、 ROM 和 RAM，所以只需要時(shí)鐘，電源和復(fù)位電路就行了，如圖 所示， Y1 為晶體振蕩器，提供單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘， C6 和 C7 起到幫助晶振起振的作用，電源使用 直流電源，電源部分后 面會(huì)具體介紹， 因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)部有上電復(fù)位電路 ， 這里就省略了該部分。 本設(shè)計(jì)借用了這種思想，不過沒有使用總線模式，而是自己模擬的時(shí)序，將數(shù)碼管的位選和段選復(fù)用 P0 口，以此來接與 IO資源。而處理器在處理完后可以有更多的時(shí)間來執(zhí)行其他的任務(wù)。這樣在數(shù)碼管的顯示內(nèi)容不變之前，處理器的處理時(shí)間和 IO引 腳便可以釋放。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 第 17 頁 共 38 頁 鎖存器的使用可以大大的緩解處理器在這方面的壓力。在人類能夠接受的刷新頻率之內(nèi)，大概每三十毫秒就要刷新一次。 在 LED 和數(shù)碼管顯示方面，要維持一個(gè)數(shù)據(jù)的顯示，往往要持續(xù)的快速的刷新。由于數(shù)據(jù)總線、地址總線共用 P0口，所以要分時(shí)復(fù)用。因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)部時(shí)序只能鎖住 P2 口的地址，如果用 P0 口傳輸數(shù)據(jù)時(shí)不用鎖存器的話，地址就改變了。以防止總線間的沖突。 假設(shè)， MCU 端口其中的 8 路的 I/O 管腳既要用于地址信號(hào)又要用于數(shù)據(jù)信號(hào)，這時(shí)就可以用鎖存器先將地址鎖存起來。 在某些應(yīng)用中，單片機(jī)的 I/O 口上需要外接鎖存器。 3． 6 鎖存器選型 所謂鎖存器，就是輸出端的狀態(tài)不會(huì)隨輸入端的狀態(tài)變化而變化，僅在有鎖存信號(hào)時(shí)輸入的狀態(tài)被保存到輸出，直到下一個(gè)鎖存信號(hào)到來時(shí)才改變。 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)使用 AT24C02 時(shí)最大可級(jí)聯(lián) 8 個(gè)器件。 SDA串行數(shù)據(jù) /地址 ： AT24C02 雙向串行數(shù)據(jù) /地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，SDA 是一個(gè)開漏輸出管腳，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進(jìn)行線或（ wireOR）。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，通過器件地址輸入端 A0、 A1 和 A2可以實(shí)現(xiàn)將最多 8個(gè) AT24C02 器件連接到總線上。任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。該器件通過 IIC 總線接口進(jìn)行操作，有一個(gè)專門的寫保護(hù)功能。 本設(shè)計(jì)采用共 陽 極： 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 第 15 頁 共 38 頁 圖 數(shù)碼管連接方法 3． 5 EEROM 選型 AT24C02 是一個(gè) 2K 位串行 CMOS E2PROM， 內(nèi)部含有 256 個(gè) 8 位字節(jié)，CATALYST 公司的先進(jìn) CMOS 技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗。 數(shù)碼顯示器接法 ： LED 數(shù)碼顯示器有兩種連接方法：如圖 ： 共陰極接法 ： 把發(fā)光二極管的陰極連接在一起為公共陰極，每個(gè)二極管使用時(shí)陽極通過電阻與輸入端相連。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū) 動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O 端口多，如驅(qū)動(dòng) 5 個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 5 8=40 根 I/O 端口來驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89S51單片機(jī)可用的 I/O 端口才 32 個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 第 14 頁 共 38 頁 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng) ： 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。 SSR10DA 技術(shù)參數(shù) (如表 33)： 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 第 13 頁 共 38 頁 表 33 SSR10DA技術(shù)參數(shù)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 控制方式 直流控交流 (DCAC) 負(fù)載電流 10A 負(fù)載電壓 24380VAC 控制電壓 332VDC 控制電流 DC:325mA 通態(tài)漏電流 ≤ 2mA 通態(tài)降壓 ≤ 斷態(tài)時(shí)間 ≤ 10ms 介質(zhì)耐壓 2500VAC 絕緣電阻 500MΩ /500VDC 環(huán)境溫度 30℃ +75℃ 安裝方式 螺栓固定 工作指示 LED 3． 4 數(shù)碼管 選型 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“ 8”可分為 1位、2位、 4 位等等數(shù)碼管； 按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。 根據(jù)本設(shè)計(jì)需要選擇 SSR10DA。交流固態(tài)繼電器能夠控制 交流負(fù)載 電源的接通與斷開，其輸出開關(guān)器件多為雙向 晶閘管 。主要不足是存在通態(tài)壓降（需相應(yīng)散熱措施），有斷態(tài)漏電流，交直流不能通用，觸點(diǎn)組數(shù)少，另外過電流、過電壓及電壓上升率、電流上升率等指標(biāo)差。它是用半導(dǎo)體器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)電接點(diǎn)作為切換裝置的具有繼電器特性的無觸點(diǎn)開關(guān)器件，單相 SSR 為四端有源器件，其中兩個(gè)輸入控制端，兩個(gè)輸出端，輸入輸出間為光隔離，輸入端加上直流或脈沖信號(hào)到一定電流值后，輸出端就能從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)。操作協(xié)議為：初使化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā) ROM 功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。 減法計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置 值減到 0時(shí)，溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器 1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到 0時(shí)，停止溫度寄存器的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值。器件中還有一個(gè)計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)， DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)而完成溫度測量。主機(jī) ROM 的前 56 位來計(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)測量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索。 溫度 LSB 溫度 MSB TH用戶字節(jié) 1 TL用戶字節(jié) 2 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 第 11 頁 共 38 頁 表 32 DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表 R0R1000101119101112分辨率/位 溫度最大轉(zhuǎn)向時(shí)間/ms93 .7518 37 575 0.... DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測得的溫度值與 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試模式， DS18B20 出廠 時(shí)該位被設(shè)置為 0，用戶要去改動(dòng)， R1 和 R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(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。 圖 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) 64 位 ROM 的結(jié)構(gòu)開始 8 位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有 48位，最后 8 位是前面 56位的 CRC檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè) DS18B20 可以采用一線進(jìn)行通信的原因。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 第 9 頁 共 38 頁 DS18B20 的性能特點(diǎn)如下： ●獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信； ●多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能； ●無須外部器件； ●可通過數(shù)據(jù)線供電，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