基于at89c51的數字溫度計的設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 （ 6） P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。當 P3 口寫入 “1”后 ，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下 所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數據存儲器寫選通） /RD（外部數據存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號 。 （ 7） RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 （ 8） ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態 ALE 禁止，置位無效。 （ 9） /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現。 （ 10） /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 （ 11） XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 （ 12） XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 片內 振蕩器： 該反向放大器可以配置為片內振蕩器 ， 如圖 32 所示 。 圖 32 片內 振蕩器 芯片擦除： 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信 號組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1”且在任何非空存儲字節被重復編程以前，該操作必須被執行。 此外， AT89C51 設有穩態邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM、 定時器 、計數器 、 串口和中斷系統仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。 單片機 AT89C51具有低電壓供電和體積小等特點 ， 四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統的設計需要，很 適合便攜手持式產品的設計使用系統可用二節電池供電。 單片機 AT89C51 具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統的設計需要，很適合便攜手持式產品的設計使用系統可用二節電池供電。 單片機主板電路 單片機 AT89C51是數字溫度計的核心元件，單片機的主板電路如圖 33所示，包括單片機芯片、報警系統電路、晶振電路、上拉電阻以及與單片機相連的其他電路 。 圖 33 單片機的主板電路 溫度采集部分的設計 溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 溫度傳感器是美國 DALLAS 半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據實際要求通過簡單的編程實現 9～ 12 位的數字值讀數方式。 TO－ 92 封裝的 DS18B20 的引腳排列見圖 34，其引腳功能描述見表 31。 表 31 DS18B20 詳細引腳功能描述 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數據輸入 /輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當被用著在寄電源下，也可以向器件提供電源。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。當工作于寄生電源時，此引腳必須 接地。 圖 34 DS18B20 引腳排列 DS18B20 的性能特點如下： ●獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信； ●多個 DS18B20 可以并聯在惟一的三線上，實現多點組網功能； ●無須外部器件； ●可通過數據線供電，電壓范圍為 ~； ●零待機功耗； ●溫度以 9 或 12 位數字； ●用戶可定義報警設置； ●報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件； ●負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發熱而燒毀，但不能正常工作； DS18B20 采用 3 腳 PR－ 35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，其內部結構框圖如圖 35所示。 圖 35 DS18B20 內部結構 64 位 ROM 的結構開始 8 位是產品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有 48 位，最后 8 位是前面 56 位的 CRC 檢驗碼，這也是多個 DS18B20 可以采用一線進行通信的原因。溫度報警觸發器 TH 和 TL，可通過軟件寫入戶報I/O C 64 位 R O M 和 單 線 接 口 高速緩存 存儲器與控制邏輯 溫度傳感器 高溫觸發器 TH 低溫觸發器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 發生器 Vdd 警上下限。 DS18B20溫度傳感器的內部存儲器還包括一個高速暫存 RAM和一個非易失性的可電擦除的 EERAM。高速暫存 RAM 的結構為 8 字節的存儲器，結構如圖36 所示。頭 8 個 字節包含測得的溫度信息，第 8 和第 8 字節 TH 和 TL 的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。第 8 個字節，為配置寄存器，它的內容用于確定溫度值的數字轉換分辨率。 DS18B20 工作時寄存器中的分辨率轉換為相應精度的溫度數值。該字節各位的定義如圖 36 所示。低 8 位一直為１， TM 是工作模式位，用于設置 DS18B20 在工作模式還是在測試模式， DS18B20 出廠時該位被設置為 8，用戶要去改動， R1 和 R0 決定溫度轉換的精度位數，來設置分辨率。 TM R1 1R0 1 1 1 1.... 圖 36 DS18B20 字節定義 由表 32 可見， DS18B20 溫度轉換的時間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數據轉換時間越長。因此，在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。 表 32 DS18B20 溫度轉換時間表 R1 R0 分辨率（位） 溫度最大轉向時間（ ms） 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 高速暫存 RAM 的第 8 字節保留未用，表現為全邏輯 1。第 9 字節讀出前面所有 8 字節的 CRC 碼，可用來檢驗數據，從而保證通信數據的正確性。 當 DS18B20 接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值溫度 LSB 溫度 MSB TH 用戶字節 1 TL 用戶字節 2 配置寄存 器 保留 保留 保留 CRC 就以 16 位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第 2 字節。單片機可以通過單線接口讀出該數據，讀數據時低位在先，高位在后，數據格式以 ℃ ／ LSB 形式表示。 當符號位 S＝ 0 時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位 S＝ 1 時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數值 。表 33 是一部分溫度值對應的二進制溫度數據。 DS18B20 完成溫度轉換后，就把測得的溫度值與 RAM 中的 TH、 TL 字節內容作比較。若 TTH 或 TTL，則將該器件內的報警標志位置位，并對主機發出的報警搜索命令作出響應。因此，可用多只 DS18B20 同時測量溫度并進行報警搜索。 在 64 位 ROM 的最高有效字節中存儲有循環冗余檢驗碼（ CRC）。主機 ROM的前 56 位來計算 CRC