【正文】 沒有看門狗電路，可以用片內(nèi)多余的定時(shí)器通過軟件自行構(gòu)成。近年來，新型單片機(jī)內(nèi)的接口，無論從類型和數(shù)量上都有很大的發(fā)展單片機(jī)從功能到形態(tài)都有了飛速的發(fā)展。這不僅大大提高了單片機(jī)的功能，而且使系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)也大大簡(jiǎn)化了。此外，里面還有一個(gè)時(shí)鐘電路，使單片機(jī)在進(jìn)行運(yùn)算和控制時(shí)， 都能有節(jié)奏地進(jìn)行。按結(jié)構(gòu)形式分，單片機(jī)有兩種基本的結(jié)構(gòu)形式：普林斯頓結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)。諾伊曼結(jié)構(gòu)，是一種將程序指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在一起的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。而哈佛結(jié)構(gòu)是一種將程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開，可以使指令和數(shù)據(jù)有不同的數(shù)據(jù)寬度，目前較多的單片機(jī)采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位寬度，而數(shù)據(jù)是8位寬度。三核是：數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器核，控制器和DSP核和外圍用戶專用電路ASIC。單片機(jī)按其內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的寬度，可分為4位、8位、1 6位、3 2位及6 4位。就單片機(jī)本身來說，除了4位機(jī)和8位機(jī)仍保持巨大的領(lǐng)域之外， 各種新型高性能的機(jī)型也在迅速發(fā)展。Intel的51系列在市場(chǎng)上占有相當(dāng)大的比例。51系列的優(yōu)點(diǎn)諸多，它有完整的按位操作系統(tǒng)，除能進(jìn)行傳送，置位，清零，測(cè)試等操作，還能進(jìn)行位邏輯操作。I/O腳的設(shè)置簡(jiǎn)單，使用方便。在51單片機(jī)系列中，隨著制造工藝的飛速發(fā)展，越來越多新型單片機(jī)出現(xiàn)。ISP功能實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)可編程功能。未定型的程序還可以邊生產(chǎn)邊完善，加快了產(chǎn)品的開發(fā)速度，減少了新產(chǎn)品因軟件缺陷帶來的風(fēng)險(xiǎn)。它取消機(jī)器周期以，時(shí)鐘周期為指令周期，實(shí)行作業(yè)。而單周期既可執(zhí)行本指令功能，同時(shí)完成下一條指令的讀取。AVR系列沒有類似累加器A的結(jié)構(gòu)，它主要是通過R16～R31寄存器來實(shí)現(xiàn)A的功能。在51系列中，所有的邏輯運(yùn)算都必須在A中進(jìn)行；而AVR卻可以在任兩個(gè)寄存器之間進(jìn)行，省去了不少麻煩，這些比51系列強(qiáng)。CPU采用RISC結(jié)構(gòu)，分別有3358條指令(視單片機(jī)的級(jí)別而定)，屬精簡(jiǎn)指令集。此外，它還具有低工作電壓、低功耗、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。其中又以中級(jí)的PIC16F873(A)、PIC16F877(A)用的最多。I/O腳增加了用于設(shè)置輸入或輸出狀態(tài)的方向寄存器，從而解決了51系列I/O腳為高電平時(shí)同為輸入和輸出的狀態(tài)。具有在線調(diào)試及編程(ISP)功能。最初的單片機(jī)，片內(nèi)只有并行輸入/輸出接口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，它們的功能較弱，實(shí)際應(yīng)用中往往需要通過特殊的接口擴(kuò)展功能，從而也增加了應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。電源部分采用220V交流電經(jīng)變壓、濾波、穩(wěn)壓后得到5V電壓供系統(tǒng)使用。溫度傳感器DS18B20AT89S52單片機(jī)顯示輸出 時(shí)鐘電路電 源 圖1 總體框圖 溫度傳感器的選擇 DS18B20簡(jiǎn)介DS18B20的引腳分布(圖2)，由DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的DS18B20型單線智能溫度傳感器，屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器?！妫覐腄S18B20讀出或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫。（2）多點(diǎn)(multidrop)能力使分布式溫度檢測(cè)應(yīng)用得以簡(jiǎn)化。（4）既可用數(shù)據(jù)線供電，也可采用外部電源供電。（6）測(cè)量范圍為55176。（7）通過編程可實(shí)現(xiàn)9~12位的數(shù)字讀數(shù)方式。（9）警告搜索命令能識(shí)別和尋址溫度在編定的極限之外的器件（溫度警告情況）。 DS18B20測(cè)溫原理DS18B20的測(cè)溫原理如圖3所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。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。斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。正因?yàn)槿绱?，?guó)內(nèi)外多家電子生產(chǎn)廠商把目光投向了單片機(jī)的生產(chǎn)當(dāng)中，單片微機(jī)經(jīng)歷了4位、低檔8位、高檔8位、16位，現(xiàn)正在向32位和雙CPU一方向目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上有不少類型的8位及16位單片機(jī)，由于各種原因很多的單片機(jī)都未能在國(guó)內(nèi)形成主流系列。MCS48(8位機(jī))系列的型號(hào)有8048，8748，8035， 8049，8749等。MCS96系列單片機(jī)是16位機(jī)，有8094，8095，8096，8097等的型號(hào)，其性能有T一定的提高。單片機(jī)型號(hào)的選擇是根據(jù)控制系統(tǒng)的目標(biāo)、功能、可靠性、性價(jià)比、精度和速度等來決定的。為了使用方便，系統(tǒng)要求可以進(jìn)行在線改寫，要求片內(nèi)具有可擦除程序存儲(chǔ)器，另外為了以后系統(tǒng)升級(jí)的需要，在設(shè)計(jì)中采用52系列單片機(jī)。89S52是ATmel公司的產(chǎn)品，與MCS51兼容。AT89S52單片機(jī)有如下標(biāo)準(zhǔn)特性：兼容MCS51微控制器；8K字節(jié)FLASH存貯器支持在系統(tǒng)編程ISP1000次擦寫周期；256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)；；全靜態(tài)時(shí)鐘0Hz到33MHz；三級(jí)程序加密；32個(gè)可編程I/O口；3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；8個(gè)中斷源；全雙工UART；完全的雙工UART串行口；低功耗支持Idle和Powerdown模式； Powerdown模式支持中斷喚醒；看門狗定時(shí)器：雙數(shù)據(jù)指針；上電復(fù)為標(biāo)志。芯片采用51系列指令集并與51系列單片機(jī)引腳兼容且增加了不少功能，用戶可以直接替換應(yīng)用系統(tǒng)中的AT89C51/52，而軟件硬件均不需作任何修改，這給用戶更換元器件來許多方便。 單片機(jī)接口電路的設(shè)計(jì)圖4 單片機(jī)接口電路圖，顯示部分通過單片機(jī)的、[3]。~12MHz之間任選。在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，晶體和電容應(yīng)盡可能與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，保證振蕩器的可靠工作，一般采用瓷片電容[4]。而其驅(qū)動(dòng)方式有多種形式，在采用并行顯示方式時(shí)，顯示電路的段碼與位控碼要占用單片機(jī)的較多口線，盡管可采用8155等接口芯片進(jìn)行擴(kuò)展，但口線利用率仍較低，不能滿足大型控制系統(tǒng)的要求。一般要求控制芯片使用簡(jiǎn)單、功能多樣化、多級(jí)灰度調(diào)節(jié)、外圍電路精簡(jiǎn)可靠、譯碼與功率驅(qū)動(dòng)于一體。本課題采用一種基于MAX7219的LED串行顯示技術(shù)。圖5 顯示電路原理圖顯示部分由8個(gè)8段數(shù)碼管組成，用來顯示實(shí)測(cè)溫度。顯示電路與單片機(jī)的連接如顯示電路圖5所示，此接口用來接收需要顯示的數(shù)據(jù)：。本課題選用兩片數(shù)碼管LG2841AH，每片上集有4個(gè)LED，共用A、B、C、D、E、F、G、DP段碼，分別接SEGa，SEGb，SEGc，SEGd， SEGe，SEGf，SEG9，SEGh，SEGDP上，哪一位顯示由MAX7219的DIGODIG78八個(gè)位碼接至數(shù)碼管的I、III、II、IV控制。其最小值不小于9530歐姆，此時(shí)典型段電流為37mA。AT89S52對(duì)LED管的顯示可分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。(2)能大大減少顯示器的外部接線，給安裝調(diào)試帶來方便。由于各個(gè)數(shù)碼管的段選線并聯(lián)，段選碼的輸出對(duì)各個(gè)數(shù)碼管都是相同。若要各位LED顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用掃描顯示方式。此循環(huán)下去就可以使各位數(shù)碼管顯示出將要顯示的字符。數(shù)據(jù)首先加載到MAX7219芯片內(nèi)部16位移位寄存器中，實(shí)現(xiàn)串行輸入數(shù)據(jù)的最后16位被鎖定到數(shù)字和控制寄存器。然后，依據(jù)儀表的設(shè)定狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)及數(shù)值改變16位數(shù)字寄存器相應(yīng)地址的數(shù)據(jù)位，實(shí)現(xiàn)參數(shù)及數(shù)值顯示更新[5]。MAX7219是一種高集成化八位串行輸入輸出的共陰LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)電路，其峰值段電流可達(dá)40mA，最高串行掃描速率為l0MHz，典型掃描速率為1300Hz，僅使用單片機(jī)3個(gè)1/0口，即可完成對(duì)八位LED數(shù)碼管的顯示控制和驅(qū)動(dòng)，線路非常簡(jiǎn)單，控制方便，外圍電路僅需一個(gè)電阻設(shè)定峰值段電流，同時(shí)可以通過軟件設(shè)定其顯示亮度；還可以通過級(jí)聯(lián)，完成對(duì)多于八位的數(shù)碼管的控制顯示。MAX7219內(nèi)部設(shè)有掃描電路，除了更新顯示數(shù)據(jù)時(shí)從單片機(jī)接收數(shù)據(jù)外，平時(shí)獨(dú)立工作，極大地節(jié)省了MCU有限的運(yùn)行時(shí)間和程序資源。通過指令設(shè)置這些工作寄存器，可以使MAX7219進(jìn)入不同的工作狀態(tài)。當(dāng)CLK為上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被載入16bit內(nèi)部移位寄存器；CLK為串行移位脈沖輸入端。其最大值可達(dá)500mA，關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，輸出+VCC；SEGASEGG，DP為驅(qū)動(dòng)顯示器7段及小數(shù)點(diǎn)的輸出，電流一般為40mA左右，可軟件調(diào)整，關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，接入GND；DOUT為串行數(shù)據(jù)輸出端，通常直接接入下一片MAX7219的DNI端；硬件亮度調(diào)節(jié)端。MAX7219通過輸入的數(shù)據(jù)包中的高8位，決定寄存器的選擇，低8位為寄存器的數(shù)據(jù)或指令。16位數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)