【正文】 寄存器中的SMOD 位為1 時就可以把波特率提升2 倍。在這個定時模
式2 下定時器1 溢出速率的計算公式如下
溢出速率計數(shù)速率/(256TH1)
上式中的“計數(shù)速率”與所使用的晶體振蕩器頻率有關在51 芯片中定時器
啟動后會在每一個機器周期使定時寄存器TH 的值增加一一個機器周期等于十二
個振蕩周期所以可以得知51 芯片的計數(shù)速率為晶體振蕩器頻率的1/12 第 20 頁 共 53 頁 12M 的晶振用在51 芯片上那么51 的計數(shù)速率就為1M。如我們要得
到9600 的波特率 和12M定時器1 為模式2SMOD 設為1
分別看看那所要求的TH1 為何值代入公式
9600(2247。32)((12M/12)/(256TH1))
TH1≈

上面的計算可以看出使用12M 晶體的時候計算出來的TH1 不為整數(shù)而TH1 的
值只能取整數(shù)這樣它就會有一定的誤差存在不能產(chǎn)生精確的9600 波特率。
所以選用AT89C51單片機是很好的選擇。
由于單片機等CPU的數(shù)據(jù)地址控制總線端口都有一定的負載能力如果負
載超過其負載能力一般應加驅動器。另
外也可以使用74HC244等其他電路74HC244比74HC245多了鎖存器。
它的管腳圖如下:

圖34 74HC245的管腳
它的引腳的定義
第1腳DIR為輸入輸出端口轉換用DIR=“1”高電平時信號由“A”端輸入“B”
端輸出DIR=“0”低電平時信號由“B”端輸入“A”端輸出。如果DIR=“0”O(jiān)E=“0”則B1輸入
A1輸出其它類同。
第19腳OE使能端若該腳為“1”A/B端的信號將不導通只有為“0”時A/B
端才被啟用該腳也就是起到開關的作用。
第20腳VCC電源正極。
技術性能描述
DS18B20的主要特性
1、適應電壓范圍更寬電壓范圍在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線
供電
2、獨特的單線接口方式DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)
微處理器與DS18B20的雙向通訊
3、 DS18B20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)組
網(wǎng)多點測溫
4、DS18B20在使用中不需要任何外圍元件全部 傳感元件及轉換電路集成在形如
一只三極管的集成電路內
5、溫范圍55℃+125℃在10+85℃時精度為177。
應用范圍
1該產(chǎn)品適用于冷凍庫糧倉儲罐電訊機房電力機房電纜線槽等測溫
和控制領域.
2 軸瓦缸體紡機空調等狹小空間工業(yè)設備測溫和控制。
4 供熱/制冷管道熱量計量中央空調分戶熱能計量和工業(yè)領域測溫和控制
接線說明
1特點獨特的一線接口只需要一條口線通信 多點能力簡化了分布式溫度傳
感應用 無需外部元件 可用數(shù)據(jù)總線供電 V 無需備用電
源 測量溫度范圍為55 ℃ 至+125 ℃ 。 ℃溫度傳感器可編程的分辨率為9~12位 溫度轉換
為12位數(shù)字格式最大值為750毫秒 用戶可定義的非易失性溫度報警設置 應用范圍
包括恒溫控制工業(yè)系統(tǒng)消費電子產(chǎn)品溫度計或任何熱敏感系統(tǒng) 。信息被發(fā)送
到/從DS18B20 通過1線接口所以中央微處理器與DS18B20只有一個一條口線連
接。 因為每
一個DS18B20的包含一個獨特的序號多個ds18b20s可以同時存在于一條總線。它的用途很多包括空調環(huán)境控制感
測建筑物內溫設備或機器并進行過程監(jiān)測和控制。該裝置信號線高的時候內部電容器 儲存
能量通由1線通信線路給片子供電而且在低電平期間為片子供電直至下一個高電
平的到來重新充電。
4DS18B20采用一線通信接口。主要首先提供以下功能命令之一 1讀ROM 2
ROM匹配3搜索ROM4跳過ROM5報警檢查。 若指令成功地使DS18B20
完成溫度測量數(shù)據(jù)存儲在DS18B20的存儲器。測量結果將被放置在DS18B20內存中并可以讓閱讀發(fā)出記憶功能的指
揮閱讀內容的片上存儲器。
如果DS18B20不使用報警檢查指令這些寄存器可作為一般的用戶記憶用途。寫TH,TL指令以及配置字節(jié)利用一
個記憶功能的指令完成。所有數(shù)據(jù)的讀寫都是從最低位開
始。存儲器能完整的
確定一線端口的通訊數(shù)字開始用寫寄存器的命令寫進寄存器接著也可以用讀寄
存器的命令來確認這些數(shù)字。當修改過寄存器中的數(shù)時這個過程能確保數(shù)字的完整性。
前5個數(shù)字為符號位當前5位為1時讀取的溫度為負數(shù)當前5位為0時讀取的
溫度為正數(shù)。
7DS18B20引腳定義
(1)DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端
(2)GND為電源地
(3)VDD為外接供電電源輸入在寄生電源接線方式時接地。
DS18B20測溫原理如圖3所示。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其振蕩率明
顯改變所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。計數(shù)器1對 低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計
數(shù)當計數(shù)器1的預置值減到0時溫度寄存器的值將加1 第 25 頁 共 53 頁 裝入計數(shù)器1重 新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)如此循環(huán)直
到計數(shù)器2計數(shù)到0時停止溫度寄存器值的累加此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所
測溫度。復位
要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒然后 釋放當DS18B20收到信號后等待1660
微秒左右后發(fā)出60240微秒的存在低脈沖主CPU收到此信號表示復位成功[17]。在使用PL/M、C等高級語言進行系統(tǒng)程序設計時對
DS18B20操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。當單總線上所掛DS1820
超過8個時就需要解決微處理器的總線驅動問題這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設
計時 要加以注意。試驗中當采用普通信號電纜傳輸長
度超過50m時讀取的 測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變
造成的。
d)在DS18B20測溫程序設計中向DS18B20發(fā)出溫度轉換命令后程序總要等待
DS18B20的返回信號一旦 某個DS18B20接觸不好或斷線當程序讀該DS18B20
時將沒有返回信號程序進入死循環(huán)。 測溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線其中一對線接
地線與信號線另一組接VCC和地線屏蔽層在源端單點接地[19]。
顯示硬件的選擇
該設計顯示部分采用2個4位8段共陽極數(shù)碼管7SEGMPX4CA。為了節(jié)省I/O口本
設計通過74HC245連接兩個數(shù)碼管的段碼。有圖如下

圖37 按鍵
通信部分
選用芯片MAX232
MAX232該器件符合TIA/EIA232F標準每一個接收器將TIA/EIA232F電
平轉換成5V TTL/CMOS電平。下面是其管腳圖本頁完 第 27 頁 共 53 頁
圖38 MAX232管腳圖
其主要特點如下
1單5V電源工作
2LinBiCMOSTM工藝技術
3兩個驅動器和兩個接收器
4+30V輸入電平
5低電源電流典型值是8mA
6符合甚至優(yōu)于ANSI標準TIA/EIA232E及ITU推薦標準

7ESD保護大于MILSTD883標準2000V

采用光敏三極管和發(fā)光二極管光敏三極管的實物圖如下
圖39光敏三極管
光敏三極管一般和發(fā)光二極管做在一起構成光電耦合器件使用 第 28 頁 共 53 頁 電信號之間會有干擾通過光電耦合器電變成光又變成電就不會受干擾了。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿
真功能還能仿真單片機及外圍器件。雖然目前國內推廣剛起步但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、
致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、
PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺處理器模型支持805HC1
PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、ARM、8086和MSP430等2010年即將增加
Cortex和DSP系列處理器并持續(xù)增加其他系列處理器模型。
Proteus軟件具有其它EDA工具軟件例multisim的功能這些功能是
原理布圖
PCB自動或人工布線 本頁完 第 29 頁 共 53 頁 SPICE電路仿真
革命性的特點
互動的電路仿真
用戶甚至可以實時采用諸如RAMROM鍵盤馬達LEDLCDAD/DA部分
SPI器件部分IIC器件。還可以直接在基于原
理圖的虛擬原型上編程再配合顯示及輸出能看到運行后輸入輸出的效果。

根據(jù)系統(tǒng)所需要實現(xiàn)的功能使用Proteus進行原理圖設計。

Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具全Windows
界面。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢,C51
工具包的整體結構中μVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的
集成開發(fā)環(huán)境(IDE)可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開發(fā)流程。然后分別由C51及A51
編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。ABS文件由OH51轉換成標
準的Hex文件以供調試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調試也可由
仿真器使用直接對 目標板進行調試也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中[23]。 第 31 頁 共 53 頁 控制執(zhí)行、數(shù)據(jù)處理、加熱報警這四大部分進行設計軟件系統(tǒng)框圖如圖41所示

圖41
溫度信號采集子程序主要完成溫度信號采集與A/D功能由于數(shù)字溫度傳感
器DS18B20是采用單總線結構所以軟件設計需要根據(jù)單總線協(xié)議來完成溫度數(shù)據(jù)
采集、A/D轉換和傳輸。

根據(jù)DS18B20的通信協(xié)議主機控制DS18B20完成溫度轉換必須經(jīng)過三個步驟
每一次讀寫之前都要對DS18B20進行復位即初始化復位成功后發(fā)送一條ROM指
令即ROM操作最后發(fā)送RAM指令即功能命令這樣才能對DS18B20進行預定的操
作。復位要求主機將數(shù)據(jù)線下拉500微秒然后釋放DS18B20收到
信號后等待1660微秒左右后發(fā)出60240微秒的低脈沖主機收到此信號表
示復位成功。這些命令還使主機能夠檢測到總線上有多少個從機設備以及類型和有
沒有設備處于報警狀態(tài)。每種命令長度為8 位
主機在發(fā)出功能命令之前必須送出合適的ROM 命令。數(shù)據(jù)處理時把數(shù)據(jù)取出來放在一個整型變量中。DS18B20采集的數(shù)據(jù)有四位小數(shù)。通過數(shù)據(jù)處理后
把16位的二進制數(shù)據(jù)轉化成帶四個小數(shù)位的十進制數(shù)據(jù)。按鍵掃描程序通
過讀取I/O口的電平即可知道對應按鍵的狀態(tài)。抖動過程引起電平信號的波動有可能令CPU誤解為多次按鍵操作從
而引起誤處理。
使用按鍵設置溫度限定值流程圖如圖44所示 開始

整數(shù)寄存器
除以100
商存入百位
寄存器
余數(shù)存入整數(shù)
寄存器
整數(shù)寄存器器
器
除以10
商存入十位
寄存器
商存入個位寄
存器
返回本頁完 第 34 頁 共 53 頁
圖44
加熱報警模塊
通過單片機P/O口輸出的高電平或者低電平經(jīng)過光電耦合器形成報警和加
熱。
溫度限值初
值
LED顯
示初值
鍵按下
Y
N
N
Y
開始
返 回

加一鍵

減一鍵
設置鍵
加一顯示
減一顯示
Y
N
顯 示
N
Y本頁完 第 35 頁 共 53 頁
圖45

根據(jù)需要編寫程序代碼必須要流程圖上面所寫的都是各個模塊的單獨流程
圖編寫匯編語言時需要一個總的流程圖下面圖46就是所需要的總的流程圖。在單片機中對信號進
行采樣為進一步提高測量精度采樣后對信號再進行數(shù)字濾波。如果檢測值
高于設定值則啟動制冷系統(tǒng)降低環(huán)境溫度如果檢測值低于設定值則啟動加
熱系統(tǒng)提高環(huán)境溫度達到控制溫度的目的。其控制規(guī)律為:
0
11()
()[()()].............................(12)t
p
Ddet
utKetetdtT
Tdt
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