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正文內(nèi)容

畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于mcs-51單片機(jī)的ds18b20數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)-在線瀏覽

2024-08-01 01:44本頁(yè)面
  

【正文】 isp flash rom 工作 電壓 時(shí)鐘頻率 033mhz 128x8bit 內(nèi)部 ram 低功耗空閑和省電模式 3 級(jí)加密位 軟件設(shè)置空閑和省電功能 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 管腳功能說(shuō)明: VCC:供電電壓。 P0 口: P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口,每腳可吸收 8TTL 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。 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。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí), P1 口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時(shí), P2 口的管腳被外部拉低,將輸出電流。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 進(jìn)行存取時(shí), P2 口輸出地址的高八位。P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口,如下表所示: P3 口管腳 備選功 能 RXD(串行輸入口) TXD(串行輸出口) /INT0(外部中斷 0) /INT1(外部中斷 1) T0(記時(shí)器 0 外部輸入) T1(記時(shí)器 1 外部輸入) /WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通) /RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通) P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí),要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。在 FLASH 編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。另外,該引腳被略微拉高。 /PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。注意加密方式 1 時(shí), /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET;當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí),此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 5 .振蕩器特性: XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器,因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求,但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在芯片擦操作中,代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前,該操作必須被執(zhí)行。在閑置模式下, CPU 停止工作。在掉電模式下,保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器,禁止所用其他芯片功能,直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 單片機(jī) AT89S51 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn),四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要,很適合便 攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。 TO- 92 封裝的 DS18B20 的引腳排列見(jiàn)下圖,其引腳功能描述見(jiàn)表 1。開(kāi)漏單總線接口引腳。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。 DS18B20 的性能特點(diǎn)如下: ( 1)獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信; ( 2)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; ( 3)無(wú)須外部器 件; ( 4)可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電,電壓范圍為 ~; ( 5)零待機(jī)功耗; ( 6)溫度以9或12位數(shù)字; ( 7)用戶可定義報(bào)警設(shè)置; ( 8)報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度(溫度報(bào)警條件)的器件; ( 9)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; DS18B20 采用3腳 PR- 35 封裝或8腳 SOIC 封裝,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 2 所示。溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL,可通過(guò)軟件寫入戶報(bào)警上下限。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為8字節(jié)的存儲(chǔ)器,結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。第5個(gè)字節(jié),為配置寄存器,它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。該字節(jié)各位的定義如圖 3 所示。 TM R1 1R0 1 1 1 1 .... 圖 3 DS18B20 字節(jié)定義 由表 1 可見(jiàn), DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間比較長(zhǎng),而且分辨率越高,所需要的溫度數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間越長(zhǎng)。 高速暫存RAM的第6、7、8字節(jié)保留未用,表現(xiàn)為全邏輯1。 當(dāng) DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后,開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。單片機(jī)可以通過(guò)單線接口讀 出該數(shù)據(jù),讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先,高位在后,數(shù)據(jù)格式以 ℃/ LSB 形式表示。表 2 是一部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。若T> TH 或 T< TL,則將該器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位置位,并對(duì)主機(jī)發(fā)出的報(bào)警搜索命令作出響應(yīng)。 在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼( CRC)。 DS18B20 的測(cè)溫原理是這這樣的 ,器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小,用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器1;高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變,所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)門的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定,每次測(cè)量前,首先將- 55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1、溫度寄存器中,計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在- 55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。其輸出用于修 正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值,只要計(jì)數(shù)器門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程,直到溫度寄存器值大致被測(cè)溫度值。系統(tǒng)對(duì) DS18B20 的各種操作按協(xié)議進(jìn)行。 溫度 /℃ 二進(jìn)制表示 十六進(jìn)制表示 +125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H + 0000 0001 1001 0000 0191H + 0000 0000 1010 0001 00A2H + 0000 0000 0000 0010 0008H 0 0000 0000 0000 1000 0000H 1111 1111 1111 0000 FFF8H 1111 1111 0101 1110 FF5EH 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H 9 D S 1 8 B 2 0 D S 1 8 B 2 0 D S 1 8 B 2 04 .7 KGN D GN D GN DVC CVC C單 片機(jī).... 圖 4 DS18B20 與單片機(jī)的接口電路 DS18B20 溫度傳感器與單片機(jī)的接口電路 DS18B20 可以采用兩種方式供電,一種是采用電源供電方式,此時(shí) DS18B20的 1 腳接地, 2 腳作為信號(hào)線, 3 腳接電源。 當(dāng) DS18B20 處于寫存儲(chǔ)器操作和溫度 A/D 轉(zhuǎn)換操作時(shí), 總線上必須有強(qiáng)的上拉,上拉開(kāi)啟時(shí)間最大為 10us。由于單線制只有一根線,因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。 DS18B20 有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備,單總線器件作為從設(shè)備。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 10 對(duì)于 DS18B20 的讀時(shí)隙是從主機(jī)把單總線拉低之后,在 15 秒之內(nèi)就得釋放單總線,以讓 DS18B20 把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。 DS18B20 的寫時(shí)序 對(duì)于 DS18B20 的寫時(shí)序仍然分為寫 0 時(shí)序和寫 1 時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。 顯示部分電路設(shè)計(jì) 74LS164 引腳功能及特性 4ls164 是一個(gè)串入并出的 8 位移位寄存器,他常用于單片機(jī)系統(tǒng)中,下面總結(jié)一下這個(gè)元件的基本知識(shí). < 74ls164 引腳 圖> 11 < 74LS164 內(nèi)部功能圖> < 74LS164 邏輯符合表> 串行輸入帶鎖存 時(shí)鐘輸入 ,串行輸入帶緩沖 異步清除 最高時(shí)鐘頻率可高達(dá) 36Mhz 功耗: 10mW/bit 74 系列工作溫度: 0176。 C Vcc 最高電壓: 7V 輸入最高電壓: 7V 最大輸出驅(qū)動(dòng)能力: 高電平:- 低電平: 8mA 顯示電路 顯示電路采用 4 位共陽(yáng) LED 數(shù)碼管,從 P3 口 RXD,TXD 串口輸出段碼。 12 其工作過(guò)程如下: 1. 串行數(shù)據(jù)由 發(fā) 送,移位時(shí)鐘由 送出。 3. 四片 74LS164 串級(jí)擴(kuò)展為 4 個(gè) 8 位并行輸出口,分別連接到 4 個(gè) LED 顯示器的段選端作靜態(tài)顯示。 復(fù)位電路的實(shí)現(xiàn) 圖 5 中的按健復(fù)位電路是上電復(fù)位加手動(dòng)復(fù)位,使用比較方便,在程序跑飛時(shí),可以手動(dòng)復(fù)位,這樣就不用在重起單片機(jī)電源,就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 主程序 圖 7 主程序流程圖
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