基于STC89C51的温度检测及报警系统设计 - 图文(2)

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读电源供给方式，0寄生，1外部电源

F0H ECH CCH B4H

其连线使用如图4所示（2接P3.6）：

R24.7k321U2VCCDQGNDDS18B20109.0 图4 DS18B20连线图

由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，所以有严格的时隙概念，读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作必须按协议进行。操作协议为:初始化DS18B20(发复位脉冲)→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。

由于DS18B20采用的是1－Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对AT89S51单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。

由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。

DS18B20的复位时序 DS18B20的读时序

对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。

对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。

DS18B20的写时序

对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。 对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。

2.2.2STC89C51单片机介绍

①STC89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器?FPEROM—flash

Programmable and Erasable Read Only Memory?的低电压?高性能CMOS8位微处理器?俗称单片机。而AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造?与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。STC89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命1000写/擦循环 ·数据保留时间?10年 全静态工作?0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定 128*8位内部RAM

32位可编程I/O线两个16位定时器/计数器 5个中断源可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 ②单片机引脚图

各引脚功能叙述如下?： 1、电源和晶振 VCC40脚? ——接+5V电源 GND?20脚?

——接数字地 XTAL1?19脚?

——片内震荡器反相放大器和时钟发生器电路的输入端 XTAL2 18脚? ——片内震荡器反相放大器的输出端 2、I/O?4个口32根P0口——P0口为一个8位漏级开路双向I/O口每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时?被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时?P0 口作为原码输入口当FIASH进行校验时P0输出原码此时P0外部必须被拉高。P1口——P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后?被内部上拉为高?可用作输入?P1口被外部下拉为低电平时?将输出电流?这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时?P1口作为第八位地址接收。P2口——P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口；

P2口——P2口缓冲器可接收?输出4个TTL门电流当P2口被写“1”时其管脚被内部上拉电阻拉高?且作为输入。并因此作为输入时P2口的管脚被外部拉低?将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时?它利用内部上拉优势当对外部八位地址数据存储器进行读写时P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口——P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口?可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后它们被内部上拉为高电平并用作输入。作为输入?由于外部下拉为低电平P3口将输出电流ILL这是由于上拉的缘故。 同时P3口也可作为STC89C51的一些特殊功能口?如下表所示?口管脚 备选功能 P3.0 RXD串行输入口P3.1 TXD串行输出口 P3.2 /INT0外部中断0 P3.3 /INT1外部中断1P3.4 T0?记时器0外部输入P3.5 T1记时器1外部输入P3.6 /WR?外部数据存储器写选通P3.7 /RD外部数据存储器读选通P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

3、控制线(共4根) RST复位输入。当振荡器复位器件时要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG当访问外部存储器时地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间此引脚用于输入编程脉冲。在平时ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是?每当用作外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时ALE只有在执行MOVXMOVC指令是ALE才起作用。另外该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止置位无效。 /PSE外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时?这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP当/EA保持低电平时?则在此期间外部程序存储器?0000H-FFFFH不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时/EA将内部锁定为RESET当/EA端保持高电平时?此间内部程序存储器。在FLASH编程期间此引脚也用于施加12V编程电源VPP。

3 硬件电路设计

3.1电源电路

工作原理220V交流市电经过电源变压器变换成交流低电压?再经过桥式整流电路D2D5和滤波电容C5的整流和滤波?在三端稳压器LM7805的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)。此直流电压经过LM7805的稳压和C7的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路的电源。三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源的集成电路?其具有体积小、成本低、性能好、工作可靠、使用简捷方便等特点?成为目前稳压电源中应用最为广泛的一种单片式集成稳压器件。电源电路图如图

电源电路

LM7805简介?LM7805是一种常用的三端稳压器一般使用的是TO-220封装?能提供DC 5V的输出电压?应用范围极广内含过流过热及调整管的保护电路和过载保护电路。带散热片时能持续提供1A的电流。电子制作中经常采用。但当稳压管温度过高时稳压性能将变差甚至损坏。 其外形引脚如图

3.2 显示电路、报警电路、复位电路、按键电路

①显示电路

共阴数码管管脚图为

显示连接电路图为：

②报警电路

报警电路采用简单的发光二极管与蜂鸣器组合电路?当温度超出上下门限值时二极管发光?同时蜂鸣器鸣响。其电路图如图：

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