【正文】 每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。 EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 第 6 頁 共 52 頁 BASIC 通常附在 PC 機上，是初 學(xué)編 程的第一 種語 言。 BASIC 由于逐行 解釋 自然很慢，每一行必 須在執(zhí) 行 時轉(zhuǎn)換 成機器代 碼， 需要花費許多時間 不能做到 實時 性。 BASIC是用于要求 編 程 簡單 而 對編 程效率和 運 行速度要求不高 的場 合。它很像 PASCAL，是一種 結(jié) 構(gòu) 化語 言，但它使用 關(guān)鍵詞 去定 義結(jié) 構(gòu)。 PL/M 總 的 來說 是“高 級匯編語 言”，可 詳細 控制 著 代 碼的 生成。 學(xué)習(xí) PL/M 無 異于 學(xué)習(xí) 一種新 語 言。 C 語言結(jié) 構(gòu)是以括 號 { }而不是子和特殊符 號 的 語 言。與 匯編相 比，有如下優(yōu) 點 ： 對單 片機的指令系 統(tǒng) 不要求了解，僅 要求 對 51 的 內(nèi) 存 結(jié) 構(gòu)有初步了解寄存器分配、不同 內(nèi) 存的 尋 址及 數(shù) 據(jù) 類 型等 細節(jié) 可由 編譯 器管理程序有 規(guī) 范的 結(jié) 構(gòu)，可分 為 不同的函 數(shù) 。 51 的匯編語 言非常像其它 匯編語 言。 51 的不同存 儲區(qū) 域使得其復(fù) 雜 一些。例如，懂得 匯編語 言指令就可以使用在 片內(nèi) RAM作 變 量的 優(yōu)勢 ，因 為 片外 變 量需要幾 條 指令才能 設(shè) 置累加器和 數(shù) 據(jù)指 針進 行存取。 最好的 單 片機 編 程者 應(yīng) 是 由匯編轉(zhuǎn) 用 C 而不是原 來 用 過標 準 C 語 言的人。 概述 一般說明 DS18B20 數(shù)字溫度計提供有 9 位溫度讀數(shù) ,指示器件的溫度。因此從中央處理器到DS18B20 僅需連接一條線（和地）。 因為每一個 DS18B20 都有唯一的系列號（ silicon serial number），因此多個 DS18B20 可以同時存在于同一條單線總線上。此特性的應(yīng)用范圍包括 HVAC 環(huán)境控制、建筑物、設(shè)備或機械內(nèi)的溫度檢測，以及過程監(jiān)視和控制中的溫度檢測。 （ 2） 引腳排列 圖 22 DS18B20 引腳圖 DS18B20 有三個主要的數(shù)據(jù)部件： 64 位激光（ lasered） ROM、溫度靈敏元件以及非易失性溫度告警觸發(fā)器 TH 和 TL。作為另一種可供選擇的方法， DS18B20 也可用外部 5V電源供電。在單線接口情況下， ROM 操作未定建立之前不能使用存貯器和控制操作，主機必須首先提供五種 ROM 操作 命令之一： ① Read ROM(讀 ROM)； ② Match ROM(符合 ROM)； ③ Search ROM(搜索 ROM)； ④ Skip ROM(跳過 ROM)或者 ⑤ Alarm Search(告警搜索 )。如果在單線上有許多器件，則可以挑選出一個特定的器件，并給總線上的主機指示存在多少器件及其類型。 一個控制操作命令指示 DS18B20 完成溫度測量。通過發(fā)出讀暫存存儲器內(nèi)容的存儲器操作命令可以讀出此結(jié)果。如果不對 DS18B20 施加告警搜索命令，這些寄存器可以用作通用用戶存儲器。對這些寄存器的讀訪問通過便箋存儲器，所有數(shù)據(jù)均以最低 有效位在前的方式被讀寫。當 I/O或 VDD引腳為高電平時，這個電路便“取”得電源。寄生電源的優(yōu)點是雙重的：首先利用此引腳遠程溫度檢測無需本地電源，其次缺少正常電源條件下也可以讀 ROM。因為 DS18B20 的工作電流高達 1mA， 5K 的上拉電阻將使 I/O 線沒有足夠的64 位 ROM 與 單 線 接 口 存儲器與控制邏輯 高速暫存器 8 位 CRC 發(fā)生器 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 電源檢 測 DQ VDD 內(nèi)部 VDD 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 第 9 頁 共 52 頁 驅(qū)動能力。 有兩種方法確保 DS18B20 在其有效變換期內(nèi)得到足夠的電源電流。如圖 24 所示，通過使用一個 MOSFET把 I/O 線直接拉到電源可達到這一點。 向 DS18B20 供電的另外一種方法是通過使用連接到 VDD 引腳的外部電源，如圖25 所示。總線上的主機不需向上連接便可以在溫度變換期間使線保持高電平 。另外，在單線總線上可以放置任何數(shù)目的 DS18B20，而且如果它們都使用外部電源，那么通過發(fā)出跳過（ Skip） ROM 命令接著發(fā)出變換（ Convert） T 命令，就可以同時完成溫度變換。 圖 24 強上拉在溫度變換期內(nèi)向 DS18B20 供電 在總線上主機不知道總線上的 DS18B20是寄生電源供電還是外部 VDD供電的情況下，在 DS18B20 內(nèi)采取了措施來通知采用的供電方案。在此命令發(fā)出后，主機接著發(fā)出讀時間片。如果主機接收到一個“ 0”它知道它必須在溫度變換期間在 I/O 線上供一個強的上拉。溫度測量電路的方框圖見圖 26 所示。計數(shù)器予置對應(yīng)于 55℃ 的基數(shù)，如果在門開通 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 第 10 頁 共 52 頁 期結(jié)束前計數(shù)器達到零，那么溫度寄存器也被予置到 55℃ 的數(shù)值將增量，指示溫度高于 55℃ 。為了對遵循拋物線規(guī)律的振蕩器溫度特性進行補償，這種電路是必需的。如果門開通時間仍未結(jié)束，那么此過程再次重復(fù)。通過改變溫度，每升高一度計數(shù)器必須經(jīng)歷的計數(shù)個數(shù)來進行補償。 此計算在 DS18B20 內(nèi)部完成用以提供 ℃ 的分辯率。表 21 說明輸出數(shù)據(jù)對測量溫度的關(guān)系。 DS18B20 可以以 ℃ 的增量值，在 ℃ 至 +125℃ 的范圍內(nèi)測量溫度，對于應(yīng)用華氏溫度的場合必須使用查找 表或變換系數(shù)。 圖 27 溫度是以 1/2℃ LSB 形式表示圖 最高有效（符號）位被復(fù)制到存儲器內(nèi)兩字節(jié)的溫度寄存器中較高 MSB 的所有位，這種“符號擴展”產(chǎn)生了如表 21 所示的 16 位溫度讀數(shù)。這個值便是 TEMP_READ。 （ 4） 運用告警信號 在 DS18B20 完成溫度變換之后，溫度值與貯存在 TH 和 TL內(nèi)的觸發(fā)值相比較，因為這些寄存器僅僅是 8 位，所以 ℃ 位在比較時被忽略。如果溫度測量的結(jié)果高于 TH 或低于 TL，那么器件內(nèi)告警標志將置位。只要告警標志置位 DS18B20 將對告警搜索命令作出響應(yīng)。如果某處溫度超過極限，那么可以識別出正在告警的器件并且立即將其讀出而不必讀出非告警的器件。開始的 8 位是單線產(chǎn)品系列編碼（ DS18B20編碼是 10h）。最后的 8位是開始 56位 CRC （見圖 28）。直到 ROM 操作協(xié)議被滿足， DS18B20控制部分的功能是不可 訪問的。單線總線主機必須首先操作五種 ROM 操作命令之一： ① Read ROM(讀 ROM)； ② Match ROM(匹配 ROM)； ③ Search ROM(搜索 ROM)； ④ Skip ROM(跳過 ROM)或 ⑤ Alarm Search（告警搜索）。 表 21 溫度 /數(shù)據(jù)關(guān)系 溫 度 數(shù)字輸出 /(二進制 ) 安息字輸出（十六進制） +125℃ 00000000 11111010 00FAh +25℃ 00000000 00110010 0032h +1/2℃ 00000000 00000001 0001h +0℃ 00000000 00000000 0000h 1/2℃ 11111111 11111111 FFFFh 25℃ 11111111 11001110 FFCEh 55℃ 11111111 10010010 FF92h 8 位 CRC 編號 48 位序列號 8 位產(chǎn)品系列編碼 MSB LSB MSB LSE MSB LSB (最高有效位 )（最低有效位） 圖 28 64 位激光 ROM 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 第 13 頁 共 52 頁 圖 29 ROM 操作流程圖 （ 6） CRC 產(chǎn)生 DS18B20 有一存貯在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)內(nèi)的 8 位 CRC。 CRC 的等效多項式函數(shù)為（公式22）： （ 22） DS18B20 也利用與上述相同的多項式函數(shù)產(chǎn)生一個 8 位的 CRC 值并把此值提供給總線的主機以確認數(shù)據(jù)字節(jié)的傳送。CRC 值的比較和是否繼續(xù)操作都是由總線主機來決定的。 總線 CRC 可以使用如圖 210 所示，由一個移位寄存器和“異或”（ XOR）門組成的多項式產(chǎn)生器來產(chǎn)生。 移位寄存器的所有位被初始化為零。在序列號的第 48 位進入后，移位寄存器便包含了 CRC 值。 圖 210 單線 CRC 編碼 （ 7）存貯器 DS18B20 的存貯器如圖 211 所示那樣被組織。暫存存貯器有助于在單線通信時確保數(shù)據(jù)的完整性。當數(shù)據(jù)被校驗之后，復(fù)制暫存存貯器的命令并把數(shù)據(jù)傳送到非易失性 EERAM。 暫存存貯器是按 8 位字節(jié)存儲器來組織的。接著的兩個字節(jié)沒有使用，但是在讀回時它們呈現(xiàn)為邏輯全 1。 的硬件連接 DS18B20 與單片機的接口極其簡單，只需將 DS18B20 的信號線與單片機的一位雙向端口相連即可。此時應(yīng)注意將 VDD、 DQ、 GND 三線焊接牢固。如圖 212（ b）所示。如果 VDD 脫開未接好，傳感器將只送 +℃ 的溫度值。 圖 212 DS18B20 與單片機的接口 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 第 16 頁 共 52 頁 圖 31 硬件模塊圖 這里選用單總線數(shù)字輸出的集成半導(dǎo)體溫度傳感器 DS18B20，其特點是： 獨特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時 只 需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊 ； 測溫范圍 － 55℃ ～ ＋ 125℃ ，固有測溫分辨率 ℃ ； 支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點測溫 ； 工作電源 :3～ 5V/DC。在本次設(shè)計中我們所控的對象為環(huán)境監(jiān)測的溫度。 LCD 液晶顯示部分 用來顯示的模塊，一般有七段數(shù)碼管和字符型液晶兩種。顯示屏面積可以根據(jù)需要由單元模塊任意拼裝，強大的視覺沖擊力將信息、文字、圖片、動畫、視頻等多種方式顯示出來 , 成為信息傳播的劃時代產(chǎn)品 ,在鐵路民航、體育場館、會議廳等場所。它是一種專門用于顯示字母，數(shù)字，符號等的點陣式 液晶顯示模塊。每一個點陣字符位都可以顯示一個字符 ， 點陣字符位之間有一空點距的間隔起到了字符間距和行距的作用。 當 RS和 RW 共同為低電平時可以寫入指令或者 顯示地址。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 第 18 頁 共 52 頁 圖 35 顯存地址 （說明： 1 為高電平、0 為低電平）。 指令 2：光標復(fù)位，光標返回到地址 00H。高電平表示有效，低電平則表示無效。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示； C：控制光標的開與關(guān)，高電平表示有光標，低電平表示無光標； B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令 6：功能設(shè)置命令： DL：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8 位總線； N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示； F: 低電平時顯示 5 7 的點陣字符，高電平時顯示 5 10 的點陣字符。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。 指令 10：寫數(shù)據(jù)。 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令前一定要確認 模塊的忙標志為低電平 （ 表示不忙 ） ，否則此指令失效。 程序在開始時對液晶模塊功能進行了初始化設(shè)置，約定了顯示格式。因此在初始化這個過程中先延時25ms，然后再進行初始化，其過程為先進行模式設(shè)置，再關(guān)閉顯示，其次再顯示清屏、顯示光標移動設(shè)置、顯示開及光標設(shè)置。 單片機及按鍵電路設(shè)計