【正文】 用 過開發(fā) 工具 KEIL 用 C 語言對系統(tǒng)進(jìn)行了程序 設(shè)計(jì)，用單片機(jī)開發(fā)板對系統(tǒng)進(jìn)行了測試 ，達(dá)到了預(yù)期的結(jié)果。 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)的選擇 AT89C51 作為溫度測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心器件。不僅結(jié)合了 HMOS 的高速和高密度技術(shù)及 CHMOS 的低功耗特征，而且繼承和擴(kuò)展了 MCS 一 48 單片機(jī)的體系 結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。 ② AT89C51 的功能描述 AT89C51 是一種低損耗、高 性能、 CMOS 八位微處理器，片內(nèi)有 4k 字節(jié)的在線可重復(fù)編程、快速擦除快速寫入程序的存儲器，能重復(fù)寫入 /擦除 1000 次，數(shù)據(jù)保存 3 時間為十年。 AT89C51 可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)的成本。可用 5V電壓編程 ,而且擦寫時間僅需 10 毫秒，僅為 8751/87C51 的擦除時間 的百分之一 ,與8751/87C51 的 12V 電壓擦寫相比，不易損壞器件，沒有兩種電源的要求，改寫時不拔下芯片，適合許多嵌入式控制領(lǐng)域。 AT89C51 芯片提供三級程序存儲器加密，提供了方便靈活而可靠的硬加密手段，能完全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。 ③ AT89C51 引腳功 能 AT89C51 單片機(jī) P3 口第二功能如表 31 所示 [2]。 P2 端口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O，其輸出緩沖級可驅(qū)動 (吸收或輸出電流 )4 個 TTL 邏輯門電路。 如圖 31 所示： DS18B20 與單片機(jī)的接口電路非常簡單。 圖 31溫度傳感器與單片機(jī)的連接圖 (3)DS18B20 的工作原理 ① DS18B20 數(shù)字溫度傳感器概述 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1－ Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點(diǎn)。 DS18B20 產(chǎn)品的特點(diǎn) 只要求一個端口即可實(shí)現(xiàn)通信。 實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測溫。 數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從 9 位到 12 位選擇。 DS18B20 引腳功能描述見表 32 表 32 DS18B20詳細(xì) 引腳功能描述 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數(shù) 字 輸入輸出 引腳 ,開漏單總線接口引腳 ,當(dāng)使用寄生電源時 ,可向電源提供電源 3 VDD 可 選擇 的 VDD引腳 ,當(dāng)工作于寄生電源時 ,該引腳必須接地 ② DS18B20 的內(nèi) 部結(jié)構(gòu) DS18B20 的內(nèi)部框圖如 圖 32 所示。暫 5 存器包含兩字節(jié)（ 0 和 1 字節(jié)）的溫度寄存器，用于存儲溫度傳感器的數(shù)字輸出。暫存器的 6 和 7 字節(jié)器件內(nèi)部保留使用。使用寄生電源時， DS18B20 不需額外的供電電源；當(dāng)總線為高電平時，功率由單總線上的上拉電阻通過 DQ 引腳提供；高電 平總線信號同時也向內(nèi)部電容 CPP 充電， CPP 在總線低電平時為器件供電。 64 位光刻 ROM 的排列是：開始 8 位（ 28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號，接著的 48 位是該 DS18B20 自身的序列號，最后 8 位是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。 ② DS18B20 中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以 12 位轉(zhuǎn)化為例：用 16 位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB 形式表達(dá)，其中 S 為符號位。 例如 +125℃的數(shù)字輸出為 07D0H， +℃的數(shù)字輸出為 0191H， ℃的數(shù)字輸出為 FF6FH， 55℃的數(shù)字輸出為 FC90H，如表 33所示 。 ④配置寄存器 表 34 配置寄存器 TM R1 R0 1 1 1 1 1 低五位一直都是 1， TM 是測試模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測試模式。 R1 和 R0 用來設(shè)置分辨率，如 表 35 所示：（ DS18B20 出廠時被設(shè)置為 12 位） 7 表 35 R1與 R0確定傳 感器分辨率設(shè)置表 R1 R0 傳感器精度 /bit 轉(zhuǎn)換時間 /ms 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 (5)DS18B20 的工作過程 初始化 ROM 命令跟隨著需要交換的數(shù)據(jù)； 功能命令跟隨著需要交換的數(shù)據(jù)。 a． 初始化： DS18B20 所有的數(shù)據(jù)交換都由一個初始化序列開始。當(dāng) DS18B20 發(fā)出響應(yīng)主機(jī)的應(yīng)答脈沖時，即向主機(jī)表明它已處在總線上并且準(zhǔn)備工作。 DS18B20 的 ROM 如表 36 所示，每個 ROM 命令都是 8 bit 長。DS18B20 的功能命令如表 36 所示。該協(xié)議定義了幾種信號類型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫 0、 寫 讀 0 和讀 1?？偩€上傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)和命令都是以字節(jié)的低位在前。s，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖 (TX)。當(dāng)總線被釋放后， 的上拉電阻將單總線拉高。s~60181。s~240181。初始化波形如圖 33 所示。在每一個時序，總線只能傳輸一位數(shù)據(jù)。 寫時序 存在兩種寫時序：“寫 1”和“寫 0”。所有寫時序至少需要 60181。s 的恢復(fù)時間。 產(chǎn)生寫 1 時序：主機(jī)拉低總線后，必須在 15181。產(chǎn)生寫 0 時序：主機(jī)拉低總線后，必須在整個時序期間保持低電平（至少 60181。 在寫時序開始后的 15181。s 期間， DS18B20 采樣總線的狀態(tài)。 讀時序 DS18B20 只能在主機(jī)發(fā)出讀時序時才能向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)。所有讀時序至少 60181。s 的恢復(fù)時間。s。若 DS18B20 發(fā)送 1，則保持總線為高電平；若發(fā)送 0，則拉低總線。 DS18B20 發(fā)出的數(shù)據(jù)在讀時序下降沿起始后的 15181。s 內(nèi)釋放總線，并且采樣總線狀態(tài)。只需將 DS18B20 信號 10 線與單片機(jī) 1 位 I/O 線相連，且單片機(jī)的 1 位 I/O 線可掛接多個 DS18B20 ， 就可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)或多點(diǎn)溫度檢測。 P1 端口的作用和接法與 P2 端口相同，不同的是在 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P1 接收低 8 位地址數(shù)據(jù) ，如圖所示 [5]； 控制器寫‘ 0’ 控制器寫‘ 1’ 控制器讀‘ 1’ 控制器讀‘ 0’ 控制器采樣 控制器采樣 11 圖 35報(bào)警電路 電源電路 由于該系統(tǒng)需要穩(wěn)定的 5 V 電源，因此設(shè)計(jì)時必須采用能滿足電壓、電流和穩(wěn)定性要求的電源。它僅有輸入端、輸出端及公共端 3 個引腳，其內(nèi)部設(shè)有過流保護(hù)、過熱保護(hù)及調(diào)整管安全保護(hù)電路．由于所需 外接元件少，使用方便、可靠，因此可作為穩(wěn)壓電源。 12 圖 36 電源電路連接圖 顯示電路 采用技術(shù)成熟，價格便宜的 1602 液晶顯示器做為輸出顯示。 1602 型液晶接口信號說明 1602 型液晶接口信號說明如表 37 所示 表 37 1602 液晶接口信號說明 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引 腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù)口 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù)口 3 VO 液晶顯示器對比度調(diào)節(jié)端 11 D4 數(shù)據(jù)口 4 RS 數(shù)據(jù)命令選擇斷 12 D5 數(shù)據(jù)口 5 R/W 讀寫選擇端 (H/L) 13 D6 數(shù)據(jù)口 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù)口 7 D0 數(shù)據(jù)口 15 BLA 背光電源正極 8 D1 數(shù)據(jù)口 16 BKL 背光電源負(fù)極 13 液晶主要技術(shù)參數(shù) 表 38 1602液晶主要技術(shù)參數(shù)表 顯示容量 16 2 個字符 芯片工作電壓 ~ 工作電流 () 模塊最佳工作電壓 字符尺寸 (W H)mm 基本操作時序 讀狀態(tài) 輸入： RS=L, R/W=H,E=H 輸出： D0~D7=狀態(tài)字。 寫指令 輸入： RS=L, R/W=L,D0~D7=指令碼， E=高脈沖 輸出： D0~D7=數(shù)據(jù)。寫命令包括使液晶的光標(biāo)顯示 /不顯示、光標(biāo)閃爍 /不閃爍、需 /不需要移屏、在液晶的什么位置顯示，等等。 (2)讀 /寫控制端設(shè)置為寫模式，即低電平。 (4)給 E 一個高脈沖將數(shù)據(jù)送入 液晶控制器，完成寫操作。 DSBl820 可以從單總線獲取電源，當(dāng)信號線為高電平時，將能量貯存在內(nèi)部電容器中；當(dāng)單信號線為低電平時，將該電源斷開，直到信號線變?yōu)楦唠娖街匦陆由?寄生 (電容 )電源為止。DSl8820 的供電方式靈活，利用外接電源還可增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 15 圖 41數(shù)據(jù)讀取流程圖 [10] 開始 DS18B20 初始化 發(fā)溫度讀取命令 清 DQ 準(zhǔn)備發(fā)送 延時 1us 以上 讀一位數(shù)據(jù) 延時 15us 釋放總線 延時 15~45us 8 位數(shù)據(jù)是否讀完？ 結(jié)束讀取 Y N N 16 主 程序代碼為： include // 51 系類單片機(jī)頭文件 include //包含對 1602 讀寫操作的頭文 件 include //延時操作頭文件 include //包含對 18B20 操作的頭文件 include sbit beep = P3^0。 //定義發(fā)光二極管端口 sbit l