嵌入式系統(tǒng)設(shè)計論文-在線瀏覽
2025-08-13 15:29本頁面
【正文】 單片機的最小系統(tǒng)包含以下幾部分。在該電路中采用了12MHz的晶振作為AT89S51的時鐘源；這里采用的是內(nèi)部振蕩方式，在引腳XTAL1和XTAL2外接晶振，通過內(nèi)部振蕩得到的時鐘信號比較穩(wěn)定，在電路中使用較多。本設(shè)計中用的是30pF的電容。復(fù)位操作一般有兩種基本形式：上電復(fù)位和開關(guān)復(fù)位。復(fù)位電路應(yīng)該保證單片機在上電的瞬間進(jìn)行一次有效的復(fù)位，在單片機正常工作時將RST引腳置低。上電后，由于電容充電，是RST持續(xù)一段高電平時間。通常我們選擇的復(fù)位電容為10～50181。在本設(shè)計中復(fù)位電容選的是47181。（1）數(shù)字溫度傳感器簡介數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器(或寄存器)和接口電路。這些芯片在檢測點已把被測信號數(shù)字化了，因此在單總線上傳送的是數(shù)字信號，這使得系統(tǒng)的抗干擾性好、可靠性高、傳輸距離遠(yuǎn)。所以，在本設(shè)計中，采用的是單總線數(shù)字溫度傳感器（DS18B20）。（2）DS18B20的功能介紹DS18B20是MaximDallas公司生產(chǎn)的一款高性能、寬測溫范圍的串行數(shù)字接口溫度傳感器。DS18B20的ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的, 共分為8個字節(jié)，字節(jié)0的內(nèi)容是該產(chǎn)品的廠家代號28H，字節(jié)1～6的內(nèi)容是48位器件序列號，字節(jié)7是ROM前56位校驗碼。在單片機容量允許內(nèi)，最多可以掛接256個DS18B20（實際應(yīng)用中最多掛 8 個，超過 8個就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題)。1）DS18B20的性能指標(biāo) DS18B20溫度傳感器的主要性能指標(biāo)如下：l 供電電壓：～；l 測量溫度范圍：55℃～+125℃；l 測量溫度精度：在10℃～+85℃℃；l ℃；2）DS18B20的引腳定義及結(jié)構(gòu)DS18B20具有8Pin的SOIC封裝和TO92的封裝，其。配置寄存器為高速暫存存儲器的第5個字節(jié)。DS18B20 對所測數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換結(jié)果以 16bit 帶符號位擴(kuò)展的二進(jìn)制補碼的形式存放在寄存器中。 DS18B20典型溫度數(shù)值溫度數(shù)字輸出對應(yīng)的二進(jìn)制碼十六進(jìn)制碼+125℃000001111101000007D0H+85℃00000101010100000550H+℃00000001100100010191H+℃000000001010001000A2H+℃00000000000010000008H0℃00000000000000000000H℃1111111111111000FFF8H℃1111111101011110FF5EH℃1111111101101111FD6FH55℃1111110010010000FC90H3）DS18B20的電源供電方式DS18B20的電源供電方式有2種：外部供電方式和寄生電源方式。但寄生電源方式需要強上拉電路,軟件控制變得復(fù)雜(特別是在完成溫度轉(zhuǎn)換和拷貝數(shù)據(jù)到E2PROM時) ,同時芯片的性能也有所降低。4）DS18B20的單片機接口電路 當(dāng)使用AT89S51控制DS18B20進(jìn)行溫度測量時，只需要使用AT89S51的一個引腳和DS18B20的數(shù)據(jù)端口相連即可。 DS18B20的接口電路無線收發(fā)模塊的一種重要的用途就是配合單片機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，在本設(shè)計中就是利用它的這個功能。當(dāng)數(shù)據(jù)信號停止時發(fā)射電流降為零，功耗很低。模塊輸出功率由電壓決定，電壓變化時發(fā)射頻率基本不變，發(fā)射電壓為3V時，空曠地傳輸距離約2050m，發(fā)射功率較小，當(dāng)電壓5V時約100～200m，當(dāng)電壓9V時約300～500m，當(dāng)發(fā)射電壓為12V時，為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約60mA，空曠地傳輸距離700～800m，發(fā)射功率約500mW。l 主要技術(shù)指標(biāo)：1）通訊方式：調(diào)幅AM2）工作頻率：315MHz3）頻率穩(wěn)定度：177。l 適用范圍：1）車庫門無線控制系統(tǒng) 2） 各類防盜系統(tǒng)3） 工業(yè)遙控、遙測4）低波特率的數(shù)據(jù)傳輸l 主要技術(shù)指標(biāo)： 1）通訊方式：調(diào)幅AM2）工作頻率：3）頻率穩(wěn)定度：177。1）RS232串行接口目前RS232是PC機與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通信。當(dāng)無數(shù)據(jù)傳輸時，線上為TTL電平，從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從TTL電平到RS232電平再返回TTL電平?，F(xiàn)在經(jīng)常采用一種9針的插座來互相連接，因為25條線中最經(jīng)常使用的只有9條線。在那些臨時、快速測量而測量的通道數(shù)又不多的場合下，利用RS232接口的測量模塊十分方便。在單片機通信中最簡單的通信只需連這三根線?！襁m基本的數(shù)據(jù)傳送引腳＊TXD：數(shù)據(jù)發(fā)送引腳；＊RXD：數(shù)據(jù)接收引腳；＊GND：信號地線； 單片機和PC機的連接圖2）EIA標(biāo)準(zhǔn)：它是以正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，而TTL以高低電平來表示器邏輯狀態(tài)。可靠性是第一位的，速度只是在可靠的基礎(chǔ)上的追求。在串行通信的硬件設(shè)計完成后，通信雙方（在本系統(tǒng)中指單片機和上位機）必須約定通信協(xié)議，否則將無法保證通信數(shù)據(jù)的可靠性，從而失去通信的意義。現(xiàn)約定系統(tǒng)的通信協(xié)議如下： 1）；2）數(shù)據(jù)傳送格式為1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，1個停止位；3）無奇偶校驗；4）串行通信方式采用查詢方式；4軟件設(shè)計 下位機采用C51在keil uvision3的開發(fā)環(huán)境進(jìn)行編程，在仿真軟件中調(diào)試成功后，再把生成的HEX文件燒到單片機中，在真實的硬件環(huán)境下進(jìn)行測試。(1) 溫度傳感器接口軟件設(shè)計 主機（單片機）控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換要經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要DS18B20進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。ｓ，然后釋放，當(dāng)DS18B20受到信號后等待15～60181。ｓ的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。ｓ的低電平信號），然后釋放總線，進(jìn)入接收狀態(tài)。引腳上的上升沿后，DS1820ｓ，然后發(fā)出存在脈沖（一個60～240181。 DS18B20初始化時序復(fù)位子程序如下：void reset ( ) { DS = 0。 // 精確延時大于480181。ｓ，總線上所以器件都將被復(fù)位 DS = 1。 }l ROM操作命令主機收到DS18B20在線信號后，就可以發(fā)送四個ROM操作命令中的一個，這些命令字均為8位的16進(jìn)制數(shù)（最低位在前），現(xiàn)將這些命令說明如下。該命令也可以用在單片DS18B20情況。l 存貯器操作命令44H：開始溫度轉(zhuǎn)換l DS18B20 的讀寫操作1）寫時間片，包括寫0時隙和寫1時隙。ｓ,且在2次獨立的寫時隙之間至少需要1181。
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