【正文】 121314151617XTAL118XTAL219Vss202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839Vcc40圖22 AT89S52的引腳圖VCC：電源Vss：地 P0口：8位漏極開路的雙向I/O口。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。程序校驗時，需要外部上拉電阻。對P1端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。此外，（）和定時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（），具體如下表所示。P2口：具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動四個TTL邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。表21 P1口引腳的第二功能引腳號第二功能T2（定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出T2EX（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）MOSI（在系統(tǒng)編程用）MISO（在系統(tǒng)編程用）SCK（在系統(tǒng)編程用）在Flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。對P3端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。表22 P3口引腳的第二功能引腳號第二功能RXD（串行輸入）TXD（串行輸出） （外部中斷0）（外部中斷1）T0（定時器0外部輸入）T1（定時器1外部輸入）（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）RST：復(fù)位輸入?？撮T狗計時完成后，RST腳輸出96個晶振周期的高電平。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。在Flash編程時，此引腳（）也用作編程輸入脈沖。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， ALE脈沖將會跳過。這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX或MOVC指令時有效。這個ALE使能標(biāo)志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。當(dāng)89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將不被激活。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，必須接地。在Flash編程期間，也接收12伏VPP電壓。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來一起構(gòu)成自激振蕩器。在本設(shè)計系統(tǒng)中采用的是外部振蕩電路連接法，如圖23所示。10PF 陶瓷諧振器 C1,C2=40PF177。為了解決這些問題，實現(xiàn)系統(tǒng)安全可靠、穩(wěn)定、實時運行，可以采用集可編程看門狗、電壓監(jiān)控、E2PROM等功能于一身的X5045芯片。X5045中的看門狗對系統(tǒng)提供了保護功能。X5045提供了三個時間值供用戶選擇使用。X5045的存儲器與CPU 可通過串行通信方式接口。它共有8個引腳：圖25 X5045的引腳圖表23 引腳功能描述引腳名稱 功能描述1/WDI芯片選擇輸入：當(dāng)是高電平時，芯片末選中，并將SO置為高阻態(tài)。在是高電平時，將拉低將使器件處于選擇狀態(tài)，器件將工作于功耗狀態(tài)?？撮T狗輸入：在看門狗定時器超時并產(chǎn)生復(fù)位之前，一個加在WDI引腳上的由高到低的電平變化將復(fù)位看門狗定時器。3寫保護：當(dāng)引腳是低電平時，向X5045中寫的操作被禁止，但是其它的功能正常。如果在是低的時候，變?yōu)榈碗娖剑瑒t會中斷向X5045中寫的操作，但是，如果此時內(nèi)部的非易失性寫周期己經(jīng)初始化了，變?yōu)榈碗娖讲黄鹱饔谩?SI串行輸入：SI是串行數(shù)據(jù)輸入端，指令碼、地址、數(shù)據(jù)都通過這個引腳進(jìn)行輸入。6SCK串行時鐘：串行時鐘的上升沿通過SI引腳進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入，下降沿通過SO引腳進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸出。只要Vcc下降到最小允許Vcc值，這個引腳就會輸出高電平，一直到Vcc上升超過最小允許值之后200ms 。引腳上的一個下降沿將會復(fù)位看門狗定時器。8VCC正電源。表24 X5045狀態(tài)寄存器各位定義7654321000WD1WD0BL1BL0WELWIP其中，WDWD0是看門狗定時時間設(shè)置位；BLBL0是存儲單元寫保護區(qū)設(shè)置位；WEL是只讀標(biāo)志，1表明寫使能開關(guān)打開；WIP也是只讀標(biāo)志，1代表芯片內(nèi)部正處于寫周期。X5045芯片功能包括以下4種：（1）上電復(fù)位控制。（2）電源電壓監(jiān)控。VTRIP的出廠值根據(jù)芯片型號不同共有5個級別的電壓范圍。（3）看門狗定時器。對看門狗的復(fù)位由輸入電平的下降沿完成。表25 WDWD0組合定義WD1WD0看門狗定時值0001600ms10200ms11禁止看門狗工作（4）串行E2PROM。包括：①寫保護引腳，當(dāng)引腳被拉低時，內(nèi)部存儲單元狀態(tài)寄存器都禁止寫入；②存儲區(qū)域?qū)懕Ｗo模式，通過對狀態(tài)寄存器的BLBL0位的設(shè)置，可以選擇對不同的存儲區(qū)域進(jìn)行寫保護；③在進(jìn)行任何寫操作前都必須打開寫使能開關(guān)，而且在上電初始化寫操作完成時，寫使能開關(guān)自動關(guān)閉。表26 BLBL0組合定義BL1BL0寫保護的單元地址00沒有保護01180H～1FFH10100H～1FFH11000H～1FFH（1）WREN和WRDI是寫使能開關(guān)的開/關(guān)指令。（2）RDSR和WRSR是狀態(tài)寄存器的讀/寫指令。（3）READ和WRITE是存儲單元的讀/寫指令。其中，讀指針和寫指針的工作方式完全不同，讀指針的全部8位用來計數(shù)，0FFH溢出后變成00H；寫指針只用最低兩位計數(shù)，XXXXXX11B溢出后變成XXXXXX00B，所以連續(xù)寫的實際結(jié)果是在4個單元中反復(fù)寫入。芯片內(nèi)部共有6條指令，如下表所列。 容WREN0000 0110打開寫使能開關(guān)WRDI0000 0100關(guān)閉寫使能開關(guān)RDSR0000 0101讀狀態(tài)寄存器WRSR0000 0001寫狀態(tài)寄存器READ0000 A8011讀存儲單元WRITE0000 A8010寫存儲單元對X5045的操作是通過4根口線、SCK、SI和SO進(jìn)行同步串行通信來完成的。SCK是外部輸入的同步時鐘信號，在對芯片進(jìn)行寫入指令或數(shù)據(jù)時，時鐘前沿將SI引腳信號輸入；在讀取數(shù)據(jù)時，時鐘后沿將數(shù)據(jù)位輸出到SO引腳上。圖26 X5045與AT89S52單片機連接電路圖綜上所述，并基于圖26電路產(chǎn)生復(fù)位信號的條件，只要滿足以下任意一個條件，就將使系統(tǒng)產(chǎn)生復(fù)位，迫使程序從起點執(zhí)行。這樣就實現(xiàn)系統(tǒng)電源的掉電復(fù)位；（3）當(dāng)程序在編程選擇的時間里沒有訪問X5045時，即沒有一個喂狗語句，則看門狗（WDT）將起作用，RST將產(chǎn)生復(fù)位信號，迫使單片機復(fù)位。該器件將半導(dǎo)體溫敏器件、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲器等做在一個很小的集成電路芯片上。（2）系統(tǒng)成本：由于計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，新型大規(guī)模集成電路功能越來越強大，體積越來越小，而價格也越來越低。（3）系統(tǒng)復(fù)雜度：由于DS18B20是單總線器件，微處理器與其接口時僅需占用1個I/O端口且一條總線上可以掛接幾十個DS18B20，測溫時無需任何外部元件，因此，與模擬傳感器相比，可以大大減少接線的數(shù)量，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，減少工程的施工量。（4）系統(tǒng)的調(diào)試和維護：由于引線的減少，使得系統(tǒng)接口大為簡化，給系統(tǒng)的調(diào)試帶來方便。DS18B20采用3腳封裝如圖27所DS18B20 VDDDQGND 圖27 DS18B20引腳圖引腳說明： 接地 數(shù)字輸入/輸出 可選的電源 DS18B20的溫度測量DS18B20的核心功能是其數(shù)字溫度傳感器，其溫度與數(shù)字量的關(guān)系如表28所示。DS18B20測得溫度數(shù)據(jù)在溫度寄存器中被存為帶標(biāo)志位的16位數(shù)，標(biāo)志位S表示溫度是正是負(fù)，為正則S=0，為負(fù)則S=1, 如果DS18B20設(shè)定為12位結(jié)果，溫度寄存器中所有位將包含有數(shù)據(jù)；對于11位結(jié)果，0位未定義；10位結(jié)果，0位和1位未定義；9位結(jié)果位位1和位0未定義。由表28可知，檢測溫度由兩個字節(jié)組成，字節(jié)1的高5位S代表符號位，字節(jié)0的低4位是小數(shù)部分，中間7位是整數(shù)部分。主機通過讀寄存器命令（BEH），將溫度值讀出。表28 溫度和數(shù)字量的關(guān)系溫 度 數(shù)字輸出（二進(jìn)制） 數(shù)字輸出（十六進(jìn)制）+1250C0000 0111 1101 0000B07D0H+850C0000 0101 0101 0000B0550H+0000 0001 1001 0001B0191H+0000 0000 1010 0010B00A2H+0000 0000 0000 1000B0008H00C0000 0000 0000 0000B0000H1111 1111 1111 1000BFFF8H1111 1111 0101 1110BFF5EH1111 1110 0110 1111BFE6FH550C1111 1100 1001 0000BFC90H表29 DS18B20內(nèi)部存儲器字 節(jié)ROMRAM0產(chǎn)品代號（28H）溫度低8位148位器件序列號溫度高8位248位器件序列號TH348位器件序列號TL448位器件序列號配置寄存器548位器件序列號保留648位器件序列號保留7CRC保留8CRCE2PROMTHTL配置寄存器表210 溫度存儲格式與配置寄存器控制字格式Bite7Bite6Bite5Bite4Bite3Bite2Bite1Bite0字節(jié)02322212021222324字節(jié)1SSSSS262524字節(jié)40R1R011111 溫度報警信號 DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測得的溫度值與TH，TL作比較。因此，多只DS18B20同時測量溫度并進(jìn)行報警搜索，一旦某測溫點越限，主機利用報警搜索命令，即可識別正在報警的器件，并讀出其序列號。在每臺分機上都有一個登記注冊端口，DS18B20在接入系統(tǒng)前，先接到登記注冊端口，確認(rèn)后，CPU將DS18B20的物理位址(8個BYTE)讀出, 然后存入到E2PROM中剛才設(shè)定的邏輯地址上，DS18B20在E2PROM中邏輯地址定義見表211。因此掌握DS18B20的通信協(xié)議是使用該器件的關(guān)鍵。該協(xié)議定義了幾種信號類型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖時隙；寫“0”寫“1”時隙；讀“0”讀“1” 時隙。發(fā)送所有的命令和數(shù)據(jù)時，都是字節(jié)的低位在前，高位在后。在寫時隙期間，主機向DS18B20器件寫入數(shù)據(jù)，而在讀時隙期間，主機讀入來自18B20的數(shù)據(jù)。（2）寫時隙當(dāng)主機將單總線DQ從邏輯高（空閑狀態(tài)）拉為邏輯低時，即啟動一個寫時隙。寫0和寫1時隙如圖24所示。圖28 寫“0”和寫“1”時隙寫“0”時隙 1 us〈Trec〈∞ 〉1 us 寫“1”時隙60~120 us VP–––––––––––––––––––––––––––––GND –––– ––––––––––––DS18B20采樣 DS18B20采樣 15 us 45 us 15 us 45 us ( 3 ) 讀時隙DS18B20器件僅在主機發(fā)出讀時隙時才向主機傳輸數(shù)據(jù)，所以在主機發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時隙，以便DS18B20能夠傳輸數(shù)據(jù)。每個讀時隙都有主機發(fā)起，至少拉低總線1us。若發(fā)送“0”，則拉低總線當(dāng)發(fā)送“0”時，DS18B20在該時隙結(jié)束后，釋放總線，由上拉電阻將總線拉回至空閑高電平狀態(tài)。因而主機在讀時隙期間，必須釋放總線，并且在時隙起始后的15us之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。DS18B20有兩種供電方式：一種為數(shù)據(jù)線供電方式，此時VDD接地，它是通過內(nèi)部電容在空閑時從數(shù)據(jù)線獲取能量，來完成溫度轉(zhuǎn)換，相應(yīng)的完成溫度轉(zhuǎn)換的時間較長。另一種是外部供電方式(VDD接+5V)，相應(yīng)的完成溫度測量的時間較短。圖210 溫度傳感器DS18B20與單片機的連接 濕度的信號采集模塊濕度的檢測方法，一般采用濕敏元件檢測，分為濕敏電阻和濕敏電容兩種情況。采集到的濕度信號再配以進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯?，?jīng)過A/D轉(zhuǎn)換送至單片機。電路連接圖如圖211所示。圖211 濕度檢測模塊與單片機的連接圖 HIH3610相對濕度傳感器Honeywell相對濕度傳感器是熱固聚脂電容式具有信號處理功能的傳感器，線形放大輸