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正文內(nèi)容

畢業(yè)設計-基于mcs-51單片機的ds18b20數(shù)字溫度計設計-在線瀏覽

2024-08-01 01:44本頁面
  

【正文】 isp flash rom 工作 電壓 時鐘頻率 033mhz 128x8bit 內(nèi)部 ram 低功耗空閑和省電模式 3 級加密位 軟件設置空閑和省電功能 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 管腳功能說明: VCC:供電電壓。 P0 口: P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 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編程和校驗時, P1 口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時, P2 口的管腳被外部拉低,將輸出電流。 P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器 進行存取時, P2 口輸出地址的高八位。P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。當 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(記時器 0 外部輸入) T1(記時器 1 外部輸入) /WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通) /RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通) P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當振蕩器復位器件時,要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。在 FLASH 編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。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:外部程序存儲器的選通信號。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。注意加密方式 1 時, /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET;當/EA 端保持高電平時,此間內(nèi)部程序存儲器。 XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 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)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器,因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求,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”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前,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)容并且凍結振蕩器,禁止所用其他芯片功能,直到下一個硬件復位為止。 單片機 AT89S51 具有低電壓供電和體積小等特點,四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設計需要,很適合便 攜手持式產(chǎn)品的設計使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。 TO- 92 封裝的 DS18B20 的引腳排列見下圖,其引腳功能描述見表 1。開漏單總線接口引腳。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。 DS18B20 的性能特點如下: ( 1)獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信; ( 2)多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上,實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能; ( 3)無須外部器 件; ( 4)可通過數(shù)據(jù)線供電,電壓范圍為 ~; ( 5)零待機功耗; ( 6)溫度以9或12位數(shù)字; ( 7)用戶可定義報警設置; ( 8)報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度(溫度報警條件)的器件; ( 9)負電壓特性,電源極性接反時,溫度計不會因發(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)部結構框圖如圖 2 所示。溫度報警觸發(fā)器TH和TL,可通過軟件寫入戶報警上下限。高速暫存 RAM 的結構為8字節(jié)的存儲器,結構如圖 3 所示。第5個字節(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, DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的時間比較長,而且分辨率越高,所需要的溫度數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換時間越長。 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 DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后,開始啟動轉(zhuǎn)換。單片機可以通過單線接口讀 出該數(shù)據(jù),讀數(shù)據(jù)時低位在先,高位在后,數(shù)據(jù)格式以 ℃/ LSB 形式表示。表 2 是一部分溫度值對應的二進制溫度數(shù)據(jù)。若T> TH 或 T< TL,則將該器件內(nèi)的報警標志位置位,并對主機發(fā)出的報警搜索命令作出響應。 在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼( CRC)。 DS18B20 的測溫原理是這這樣的 ,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送給減法計數(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)生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定,每次測量前,首先將- 55℃所對應的一個基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1、溫度寄存器中,計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在- 55℃所對應的一個基數(shù)值。其輸出用于修 正減法計數(shù)器的預置值,只要計數(shù)器門仍未關閉就重復上述過程,直到溫度寄存器值大致被測溫度值。系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作按協(xié)議進行。 溫度 /℃ 二進制表示 十六進制表示 +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.... 圖 4 DS18B20 與單片機的接口電路 DS18B20 溫度傳感器與單片機的接口電路 DS18B20 可以采用兩種方式供電,一種是采用電源供電方式,此時 DS18B20的 1 腳接地, 2 腳作為信號線, 3 腳接電源。 當 DS18B20 處于寫存儲器操作和溫度 A/D 轉(zhuǎn)換操作時, 總線上必須有強的上拉,上拉開啟時間最大為 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 有嚴格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。所有時序都是將主機作為主設備,單總線器件作為從設備。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 10 對于 DS18B20 的讀時隙是從主機把單總線拉低之后,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 的寫時序 對于 DS18B20 的寫時序仍然分為寫 0 時序和寫 1 時序兩個過程。 顯示部分電路設計 74LS164 引腳功能及特性 4ls164 是一個串入并出的 8 位移位寄存器,他常用于單片機系統(tǒng)中,下面總結一下這個元件的基本知識. < 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 時鐘輸入 ,串行輸入帶緩沖 異步清除 最高時鐘頻率可高達 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)動能力: 高電平:- 低電平: 8mA 顯示電路 顯示電路采用 4 位共陽 LED 數(shù)碼管,從 P3 口 RXD,TXD 串口輸出段碼。 12 其工作過程如下: 1. 串行數(shù)據(jù)由 發(fā) 送,移位時鐘由 送出。 3. 四片 74LS164 串級擴展為 4 個 8 位并行輸出口,分別連接到 4 個 LED 顯示器的段選端作靜態(tài)顯示。 復位電路的實現(xiàn) 圖 5 中的按健復位電路是上電復位加手動復位,使用比較方便,在程序跑飛時,可以手動復位,這樣就不用在重起單片機電源,就可以實現(xiàn)復位。 主程序 圖 7 主程序流程圖
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