【正文】 類。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流這是由于上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收 。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏 極 開路雙向 I/O 口，每 個(gè) 腳可吸收 8TTL 門電流。為使能從 0000H 到 FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， EA 必須接 GND。當(dāng) AT89S52 從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN 將不被激活。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問 40 19 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 脈沖將會(huì)跳過。 ALE：地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無 效。晶體振蕩工作時(shí)， RST 引腳持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 AT89S52 的主要特性有：兼容 MCS51 產(chǎn)品， 8K 字節(jié)可擦寫 1000 次的在線可編程 ISP 閃存， 3 級(jí)程序存儲(chǔ)加密， 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 3 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 8 個(gè)中斷源，低功耗空閑方式和掉電方式，看門狗定時(shí)器，雙數(shù)據(jù)指針，靈活的在線編程。通過把通過的 8 位 CPU 與可在線下載的 Flash 集成在一個(gè)芯片上， AT89S52 便成為一個(gè)高效的微型計(jì)算機(jī)。該器件采用 Atmel 公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，其指令與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 80C51 指令集兼容。 89S52 單片機(jī)采用 40 引腳的雙列 40 18 直插封裝（ DIP 方式），在單片機(jī)的 40 條引腳中有 2 條專用于主電源的引腳， 2條外接晶體振蕩的引 腳， 4 條控制與其它電源復(fù)用的引腳， 32 條輸入 /輸出（ I/O）引腳。復(fù)位電路如圖： 51KR3GND+5V22pFC11KR14S20RST 51KR3GND+5V22pFC1RST 圖 27 手動(dòng)復(fù)位電路 圖 28 自動(dòng)復(fù)位電路 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)是由外部接的晶振產(chǎn)生，晶振的連接電路如圖： 12Y122pFC222pFC3GNDXTAL2XTAL1 圖 29 單片機(jī)晶振電路 單片機(jī)芯片上集成了各種功能部件：中央處理器（ CPU）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ ROM）、定時(shí) /計(jì) 數(shù)器、和各種輸入 /輸出（ I/O）接口等?？刂齐娐窇?yīng)能給繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電器吸合是不穩(wěn)定的。 先了解必要的條件： (1)控制電路的電源電壓，能提供的最大電流； (2)被控制電路中的電壓和電流； (3)被控電路需要幾組、什么形式的觸點(diǎn)。 二種是處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為常開觸點(diǎn)，還有一種是一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)與一個(gè)靜觸點(diǎn)常閉，而同時(shí)與一個(gè)靜觸點(diǎn)常開，形成一開一閉的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)形式。當(dāng)斷開 40 17 繼電器線圈的電流時(shí)，鐵心便失去磁性，銜鐵在板簧的作用下恢復(fù)初始狀態(tài)，觸點(diǎn)則又閉合。電磁繼電器的工作原理并不復(fù)雜，它主要是利用電磁感應(yīng)原理而工作的。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。因?yàn)楣怦詈掀骷妮斎牖芈泛洼敵龌芈分g可以承受幾千伏的高壓。 （ 2）光電耦合器的輸入回路與輸出回路之間沒有電氣聯(lián)系，也沒有共地；之間的分布電容極小，而絕緣電阻又很大，因此回路一邊的各種干擾都很難通過光電耦合器饋送到另一邊去，避免了共阻抗耦合的干擾信號(hào)的產(chǎn)生。 電耦合器之所以在傳輸信號(hào)的同時(shí)能有效地抑制尖脈沖和各種干擾，使通道上的信號(hào) 穩(wěn)定性 大為提高，主要有以下幾方面的原因： （ 1）光電耦 合器的輸入阻抗很小，只有幾百歐姆，而干擾源的阻抗較大，通常為 105～ 106Ω 。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。又由于光耦合器的輸入端 是 電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。在傳輸脈沖信號(hào)時(shí)，輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間存在一定的延遲時(shí)間，不同結(jié)構(gòu)的光電耦合器輸入、輸出延遲時(shí)間相差很大。 在發(fā)光二極管上提供一個(gè)偏置電流，再把信號(hào)電壓通過電阻耦合到發(fā)光二極 40 16 管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號(hào)，其輸出電流將隨輸入的信號(hào)電壓作線性變化。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（ LED），使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。 控制電路工作原理：?jiǎn)纹瑱C(jī)根據(jù)處理的結(jié)果，從控制端口輸出低電平控制信號(hào)，通過正向驅(qū)動(dòng)器，得到穩(wěn)定的信號(hào)，使得光電隔離前端的發(fā)光二極發(fā)光，電路接通，后續(xù)電路工作，輸出電壓經(jīng)分壓，三極管導(dǎo)通，電磁繼電器工作，彈片向下吸引，開關(guān)閉合，后面的電路開始工作。只有發(fā)光部分的穩(wěn)定，后面的信號(hào)才能得到穩(wěn)定輸出。為了在電磁繼電器上有穩(wěn)定的電流流過，前端就要有相應(yīng)的控制元器件 ，我選擇的是光電隔離器件，隔離掉了不穩(wěn)定的因素。最后將 CS 置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn) 40 15 行處理就可以了。也正是從此位開始輸出下一個(gè)相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第 11 個(gè)字節(jié)的下沉輸出 DATA0。從第 4個(gè)脈沖下沉開始由 DO 端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位 DATA7，隨后每一個(gè)脈沖下沉 DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為 “ 0” 、 “ 1” 時(shí)，將 CH0 作為負(fù)輸入端 IN， CH1 作為正輸入端 IN+進(jìn)行輸入。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為 “ 1” 、 “ 1” 時(shí)，只對(duì) CH1 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。在第 1 個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前 DI 端必 為 高電平，表示啟始信號(hào)。當(dāng)要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將 CS 使能端 為 低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。但由于 DO 端與 DI 端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片 機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將 DO 和 DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。通過 DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。 ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn) 換芯片，其最高分辨可達(dá) 256 級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。 7） CLK 芯片時(shí)鐘輸入。 5） DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。 3） CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。 ADC0832 結(jié)構(gòu)及原理 圖 25 ADC0832 芯片引腳圖 芯片各引腳說明： 40 14 1） CS_ 片選使能，低電平芯片使能。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。 2. 3 水壓傳感器及 A/D 轉(zhuǎn)換 水位傳感器輸出的信號(hào)為模擬信號(hào)，由于輸出量微弱，要經(jīng)過放大器的放大轉(zhuǎn)化為 0～ 5V 的電壓信號(hào)，才能送入 ADC0832 中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，輸出為串行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，送入單片機(jī) 89S52 處理。 DS18B20 傳感器的精度高、互換性好；它直接將溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，可以只使用一根電纜傳輸溫度數(shù)據(jù)，通信方便，傳輸距離遠(yuǎn)且抗干擾性好，與用傳統(tǒng)的溫度傳感器系統(tǒng)相比系統(tǒng)得以簡(jiǎn)化。 } DS18B20 在使用時(shí)，一般都采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)數(shù) 據(jù)采集。 //將溫度的高位與低位合并 t= tt*10+。 t=t|a。 t=b。 //讀取溫度寄存器等（共可讀 9 個(gè)寄存器） 前兩個(gè)就是溫度 a=Read()。 Write(0xCC)。 // 跳過讀序 號(hào)列號(hào)的操作 Write(0x44)。 Init_DS18B20()。 uint t=0。 } } ReadTemperature(void) //讀取溫度 { uchar a=0。 DQ = 1。0x01。 i) { DQ = 0。 40 12 for (i=8。 } return(dat)。 // 給脈沖信號(hào) if(DQ) dat|=0x80。 // 給脈沖信號(hào) dat=1。i0。 uchar dat = 0。 //稍做延時(shí)后 如果 x=0 則初始化成功 x=1 則初始化失敗 delay(20)。 //拉高總線 delay(14)。 //單片機(jī)將 DQ 拉低 delay(80)。 //DQ 復(fù)位 delay(8)。 } Init_DS18B20(void) //初始化函數(shù) { uchar x=0。對(duì)它的操作協(xié)議是：初始化DS18B20 發(fā)復(fù)位脈沖－發(fā) ROM 功能命令－處理數(shù)據(jù)－發(fā)存儲(chǔ)器命令處理數(shù)據(jù)，各種操作都有相應(yīng)的時(shí)序圖。它們有嚴(yán)格的時(shí)隙概念。 存 儲(chǔ) 器 和 控 制 邏 輯暫 存 器8 位 C R C產(chǎn) 生 器溫 度 傳 感 器上 限 觸 發(fā)下 限 觸 發(fā)6 4 位 R O M 和單 線 端 口電 源 檢 測(cè)D QV C C 圖 23 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 單純通信功能是分時(shí)完成的。 器件用如下方式從單線通訊線上汲取能量：在信號(hào)線處于高電平期間把能量?jī)?chǔ)存在內(nèi)部電容里，在信號(hào)線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來再給寄生電源（電容）充電。如果門電路仍未關(guān)閉，則系統(tǒng)重復(fù)上述過程。計(jì)數(shù)器設(shè)置為－ 55℃。 （ e） DS18B20 內(nèi)部寄生電源，器件既可以 由單線總線供電，也可以用外部電源供電。 （ c） DS18B20 的測(cè)溫范圍為：－ 55℃ ～＋ 125℃，在－ 10℃～＋ 85℃時(shí)， 40 10 其精度為＋ ℃。 DS18B20 在 I/O 處理器連接時(shí)，僅需要一個(gè)I/O 口即可實(shí)現(xiàn)微處理器同 DS18B20 的雙向通訊。 （ c）在 DS18B20 測(cè)溫程序中，向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待 DS18B20 的返回信號(hào)，要保持接觸良 好，否則會(huì)進(jìn)入死循環(huán)。 （ b）連接 DS18B20 的總線電纜長(zhǎng)度是有長(zhǎng)度限制的。對(duì)于單線操作：漏極開路 3 VDD 可選的 VDD 引腳。這一特性在 HVAC 環(huán)境控制、探測(cè)建筑物、儀器或機(jī)器的溫度 40 9 以及過程監(jiān)測(cè)和控制等方面非常有用。用于讀寫和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無需外部電源。 溫 度 傳 感 器水 壓 傳 感 器上 水 控 制加 熱 控 制A / D 轉(zhuǎn) 換電 磁 開 關(guān)電 磁 開 關(guān)單 片 機(jī)89S52溫 度 顯 示水 位 顯 示按 鍵 圖 21 系統(tǒng)總體硬件框圖 溫度傳感器 溫度傳感器 DS18B20 溫度傳感器選擇 DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)，它以 9 位數(shù)字量的形式反映器件的溫度值。自動(dòng)上水方面是設(shè)置水位的上下限，水位小于下限時(shí)就會(huì)閉合電磁開關(guān)，就會(huì)開始上水，水位到達(dá)上線時(shí)就會(huì)自動(dòng)斷開電磁開關(guān)，停止上水。另外一路是在水箱中的水壓傳感器測(cè)水的壓力從而得到水位的高低，水壓傳感器輸出的是 0～ 5V 的模擬量，要經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量再送入單片機(jī)89S52 進(jìn)行處理，在 LED 數(shù)碼管上顯示水位值。 40 8 2. 技術(shù)分析 系統(tǒng)總體硬件框圖與工作原理 經(jīng) 過 對(duì) 所要設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的 功能要求 進(jìn)行 分析，可以 得道 系統(tǒng)的總體硬件設(shè)計(jì) 框 圖