【正文】 符號(hào) 位地址 功能 EA 中斷總允許控制位。 AT89S51的中斷說(shuō)明如下 ： 中斷： AT89S51有 5個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷（ INT0 和 INT1）， 兩 個(gè)定時(shí)中斷（定時(shí)器 0、 1）和一個(gè)串行中斷。直接尋址方式訪問(wèn)特殊功能寄存器（ SFR）。高 64字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開(kāi)的。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： AT89S51 有 128字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 引腳號(hào) 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(hào)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） 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 程序存儲(chǔ)器： 如果 EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲(chǔ)器開(kāi)始。 表 34 P3 口的引腳第二功能說(shuō)明 引腳號(hào) 第二功能 RXD（串行輸入） TXD（串行輸出） INT0(外部中斷 0) INT1(外部中斷 1) T0（定時(shí)器 0外部輸入） T1（定時(shí)器 1外部輸入） WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 ) AT89S51的存儲(chǔ)器的說(shuō)明如下 ： 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)： MCS51器件有單獨(dú)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。如果是使用 8052 或是 8032 的話， 又當(dāng)做定時(shí)器 2 的外部脈沖輸入腳，而 可以有T2EX 功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。 P2 除了當(dāng)做一般 I/O 端口使用外，若是在 AT89S51 擴(kuò)充外接程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，也提廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 供地址總線的高字節(jié) A8～ A15，這個(gè)時(shí)候 P2 便不能當(dāng)作 I/O 來(lái)使用了。如果當(dāng) EA 引腳為低電平時(shí)（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）， P0就以多工方式提供地址總線（ A0～ A7）及數(shù)據(jù)總線（ D0～ D7）。 （ ～ ）： 端口 0 是一個(gè) 8 位寬的開(kāi)路汲極（ Open Drain）雙向輸出入端口，共有 8 個(gè)位， 表示位 0， 表示位 1，依此類推。 ： 此為 Program Store Enable的縮寫(xiě)，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng) 8051 被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（ EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到 EPROM的 OE腳。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí) ALE 引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的 1/6，因此可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)其他周邊晶片的時(shí)基輸入。 ： ALE 是英文 Address Latch Enable的縮寫(xiě)，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時(shí)，此引腳要接成高電平。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 ： EA為英文 External Access的縮寫(xiě)，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說(shuō)當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部 EPROM 中）來(lái)執(zhí)行程序。 ： 系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 35 AT89S51的管腳 AT89S51 的管腳說(shuō)明 如下： ： AT89S51 電源正端輸入，接 +5V。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 另廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 外， AT89S51 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種 靈活性高且價(jià)廉的方案。 該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 在系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以十分容易進(jìn)行程序的修改，這就大大縮短了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期。 AT89C51是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域。為使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問(wèn)題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機(jī)能識(shí)別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲(chǔ)功能的部件 ——存儲(chǔ)器中。 AT89S51 芯片簡(jiǎn)介 單片機(jī)是一種集成在 電路 芯片，是采用 超大規(guī)模集成電路 技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU 隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM、 只讀存儲(chǔ)器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定 AT89S51 P34~P35 DS18 B0 2 DQ 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 時(shí)器 /計(jì)時(shí)器 等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、 脈寬調(diào)制 電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D 轉(zhuǎn)換器 等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通過(guò) DS18B20功能命令對(duì) RAM進(jìn)行操作。 RAM 中 EEROM用于存儲(chǔ) TH、 TL和配置寄存器的值。 表 31 存儲(chǔ)特性表 字節(jié) ROM RAM 其他 0 產(chǎn)品代號(hào) (28H) 溫度低 8位 1 48位 溫度高 8位 E2ROM 2 器件序號(hào) TH TH 3 TL TL 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 4 配置寄存器 配置寄存器 5— 6 保留 7 CRC 保留 8 CRC RAM是由 9個(gè)字節(jié)的高速暫存器和非易失性電擦寫(xiě) E2ROM組成。其中， ROM 由 64位二進(jìn)制數(shù)字組成，共分為 8個(gè)字節(jié)，字節(jié) 0的內(nèi)容是該產(chǎn)品的廠家代號(hào) 28H，字節(jié) 1～字節(jié) 6的內(nèi)容是 48位器件序列號(hào)，字節(jié) 7是 ROM前 56位的 CRC校驗(yàn)碼。在寫(xiě) 0時(shí)隙期間，微控制器在整個(gè)時(shí)隙中將總線拉低；而寫(xiě) 1時(shí)隙期間，微控制器將總線拉低，然后在時(shí)隙起始后 15p． s之內(nèi)釋放總線。 當(dāng)主機(jī)將單總線 DO從邏輯高 (空閑狀態(tài) )拉為邏輯低時(shí)，即啟動(dòng)一個(gè)寫(xiě)時(shí)隙。每個(gè)通信周期起始于微控制器發(fā)出的復(fù)位脈沖，其后緊跟 DS18B20發(fā)出的應(yīng)答脈沖， 在寫(xiě)時(shí)隙期間，主機(jī)向 DS18B20器件寫(xiě) 入 數(shù)據(jù)，而在讀時(shí)隙期間，主機(jī)讀 入 來(lái)自 DS18B20的數(shù)據(jù)。與 DS18B20的通信，是通過(guò)操作時(shí)隙完成單總線上的數(shù)據(jù)傳輸。所有的 DS18B20器件要求采用嚴(yán)格的通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。 DS18B20 的通信協(xié)議 數(shù)字式溫度傳感器和模擬傳感器最大的區(qū)別，是將溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)串行通信的方式輸出。 DS18B20有兩種供電方式： 3． 0V～ 5． 5V的電源供電方式和寄生電源供電方式 (直接從數(shù)據(jù)線獲取電源 )。主機(jī)通過(guò)讀暫存器功能命令 (BEH)，將溫度值讀出。檢測(cè)溫度由兩個(gè)字節(jié)組成，字節(jié) 1的高 5位 s代表符號(hào)位，字節(jié) 0的低四位是小數(shù)部分，中間 7位是整數(shù)部分；字節(jié) 4是配置寄存器控制字的格式，當(dāng) R1R0的值為 00B、 01B、 10B、 llB廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 時(shí)，對(duì)應(yīng)的分辨率為 1 12位，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 93ms、 187ms、 375ms、 750ms。通過(guò) DS18B20功能命令對(duì) RAM進(jìn)行操作。 RAM 中 EEROM用于存儲(chǔ) TH、 TL和配置寄存器的值。 RAM是由 9個(gè)字節(jié)的高速暫存器和非易失性電擦寫(xiě) E2ROM組成。其中， ROM 由 64位二進(jìn)制數(shù)字組成，共分為 8個(gè)字節(jié)，字節(jié) 0的內(nèi)容是該產(chǎn)品的廠家代號(hào) 28H，字節(jié) 1～字節(jié) 6的內(nèi)容是48位器件序列號(hào)，字節(jié) 7是 ROM前 56位的 CRC校驗(yàn)碼。主要包括：寄生電源、溫度傳感器、 64位激光 ROM 和單總線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器 RAM、用于存儲(chǔ)用戶設(shè)定溫度上下限值的 TH和 TL觸發(fā)器、存儲(chǔ)與控制邏輯、 8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼 (CRC)發(fā)生器等七部分。采集端口的連接線減少了 50倍，既節(jié)省了造價(jià)，又給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)極大的方便。一條單總線電纜上可以掛接若干個(gè)數(shù)字溫度傳感器，每個(gè)傳感器有一個(gè)唯一的地址編碼。 圖 32 DS18B20管腳圖 該器件將半導(dǎo)體溫敏器件、 A／ D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器等做在一個(gè)很小的集成電路芯片廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 上，傳感器直接輸出的就是溫度信號(hào)數(shù)字值。DS18B20采用 3腳 (或 8腳 )封裝，從圖 32中看到，從 DS18B20讀出或?qū)懭藬?shù)據(jù)僅需要一 I／ O口線。它的用途很多，包括空調(diào)環(huán)境控制，感測(cè)建筑物內(nèi)溫設(shè)備或機(jī)器，并進(jìn) 行過(guò)程監(jiān)測(cè)和控制。 因?yàn)槊恳粋€(gè) DS18B20 的包含一個(gè)獨(dú)特的序號(hào)，多個(gè) ds18b20s 可以同時(shí)存在于一條總線。信息被發(fā)送到 /從 DS18B20 通過(guò) 1 線接口，所以中央微處理器與 DS18B20 只有一個(gè)一條口線連接。 176。 C 至+85 176。華氏相當(dāng)于是 67 176。 5. 供熱 /制冷管道熱量計(jì)量，中央空調(diào)分戶熱能計(jì)量和工業(yè)領(lǐng)域測(cè)溫和控制 產(chǎn)品型號(hào)與規(guī)格 型 號(hào) 測(cè)溫范圍 安裝螺紋 電纜長(zhǎng)度 適用管道 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 TS18B20 55~125 無(wú) m TS18B20A 55~125 M10X1 DN15~25 TS18B20B 55~125 1/2”G 接線盒 DN40~ 60 接線說(shuō)明 特點(diǎn)獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信 多點(diǎn)能力，簡(jiǎn)化了分布式溫度傳感應(yīng)用無(wú)需外部元件 可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為 V 至 V 無(wú)需備用電源 測(cè)量溫度范圍為 55 176。 應(yīng)用范圍 1. 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，電纜線槽等測(cè)溫和控制領(lǐng)域 2. 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。 2． 測(cè)溫范圍 － 55℃ ～＋ 125℃ ，固有測(cè)溫分辨率 ℃ 。 溫度傳感模塊 溫度傳感模塊主要的器件就是數(shù)字溫度傳感器，它對(duì)被控溫度進(jìn)行采樣，傳輸給控制器，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的條件限制，本設(shè)計(jì)采用的是數(shù)字溫度傳感器 DS18B20。 3. 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 硬件總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖 3－ 1。 方案 2 設(shè)計(jì)的要求： 一、設(shè)計(jì)采用 的 單片機(jī)滿足了系統(tǒng)速度的要求； 二、設(shè)計(jì)采用的 溫度傳感器的精度滿足了要求，精度為 177。 另一方面，考慮到電路中的干擾，以及在各種環(huán)境下的干擾，設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們加進(jìn)去了電容濾波和二極管整流，對(duì)在一些 電干擾 較強(qiáng)的區(qū)域工作時(shí)， 可以避免受到各種電干擾。 該方案被現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中廣泛的采用。這種方案中的溫度傳感器兼有測(cè)溫和 A/D轉(zhuǎn)換的功能，輸出值是數(shù)字信號(hào)，所以不必使用 A/D 轉(zhuǎn)換器和相關(guān)的接口芯片，能夠直接進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。 方案的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)控制器可以有以下 2種選擇： 傳統(tǒng)的測(cè)試方案： 各測(cè)試點(diǎn)的溫度值經(jīng)過(guò)測(cè)溫元件熱電偶、熱電阻等，被轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，這樣得到的多路采樣信號(hào)經(jīng)濾波器、放大器、多路開(kāi)關(guān)及 A/D 轉(zhuǎn) 換電路，由單片機(jī)控制通道 A/D 轉(zhuǎn)換，實(shí)時(shí)對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行采樣和 A/D 轉(zhuǎn)換。 為 了 方便控制 ， 本設(shè)計(jì) 還 采用遙控作為單片機(jī)的輸入設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)警溫度的設(shè)置，測(cè)量點(diǎn)的選擇顯示，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，對(duì)于不能近距離接觸等很容易實(shí)現(xiàn)控制。 單片機(jī)控制模塊 溫度傳感器 PC顯示 聲光報(bào)警模塊 顯示模塊 遙控模塊 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 21系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)框圖 工作原理 本系統(tǒng)是采用 STC89C52RC 單片機(jī)作為設(shè)計(jì)核 心的溫度傳感與溫度控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)是由 溫度傳感器進(jìn)行溫度信號(hào)采集 ， 將溫度信號(hào)直接 轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，然后 經(jīng)過(guò) AT89S51單片機(jī) 的電平輸出來(lái)給控制電路中的蜂鳴器，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì) 溫度 的報(bào)警 。高于或低于設(shè)定報(bào)警溫度，蜂鳴器發(fā)出響聲報(bào)警，同時(shí)發(fā)光二極管亮。 設(shè)計(jì)要求： 技術(shù)指標(biāo) 〈一〉測(cè)溫范圍： 0℃ — 125℃ 〈二〉 八 路溫度數(shù)字顯示，顯示分辨率 度 〈三〉 溫度誤差：177。 6．有較高的分辨率，極好的可維護(hù)性。 4. 實(shí)時(shí)溫度高于設(shè)定高溫報(bào)警溫度或低于設(shè)定報(bào)警低溫溫度時(shí)，蜂鳴器發(fā)出報(bào)廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 警，同時(shí)發(fā)光二極管顯示報(bào)警點(diǎn)。 2．在測(cè)量范圍內(nèi)可以正常顯示。但是，作為應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)系統(tǒng)要求選用適宜的傳感器，并與自己設(shè)計(jì)的系統(tǒng)連接起來(lái)，從而構(gòu)成性 能優(yōu)良的監(jiān)控系統(tǒng)。目前的溫度計(jì)中傳感器是它的重要組成部分，它的精度靈敏度基本決定了溫度