基于单片机的多点温度检测系统 -大学毕业论文(3)

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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。

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MOVX，MOVC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。

/PSEN：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）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 芯片擦除：

整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。

此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计

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数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。

3.2 温度传感器

这里我们用到温度芯片DS18B20。DS18B20是DALLAS公司的最新单线数字温

4，具有3引脚TO－92小体积封装形式。测温分辨率可达0.0625℃，度传感器○

被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生。CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路，而且它体积更小、适用电压更宽、更经济 ，DS18B20是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。它的测量温度范围为 -55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内,精度为±0.5°C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传

5，如：环境输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量○

控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V~5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上，从而抗干扰力更强。其一个工作周期可分为两个部分，即温度检测和数据处理。DS18B20的性能是新一代产品中最好的，性能价格比也非常出色。继“一线总线”的早期产品后，DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自

6。 己的经济的测温系统○

总的来说DS18B20的主要特征即： ·全数字温度转换及输出。 ·先进的单总线数据通信。

·最高12位分辨率，精度可达土0.5摄氏度。 ·12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒。

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·可选择寄生工作方式。

·检测温度范围为–55°C ～+125°C (–67°F ～+257°F) ·内置EEPROM，限温报警功能。

·64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机挂接。 ·多样封装形式，适应不同硬件系统

DS18B20单线数字温度传感器，即“一线器件”，其具有独特的优点：

采用单总线的接口方式 与微处理器连接时 仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。 单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方 便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。

测量温度范围宽，测量精度高 DS18B20 的测量范围为-55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内,精度为±0.5°C。

在使用中不需要任何外围元件。

持多点组网功能多个DS18B20 可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。 供电方式灵活DS18B20 可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外部电源，从而 使系统结构更趋简单，可靠性更高。

测量参数可配置DS18B20的测量分辨率可通过程序设定 9~12 位。

负压特性 电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 掉电保护功能 DS18B20 内部含有 EEPROM ，在系统掉电以后，它仍可保存分辨率及报 警温度的设定值

DS18B20的内部结构如图3.2-1所示。

图3.2-1 DS18B20内部结构图

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DS18B20的管脚排列如下图3.2-2

图3.2-2 DS18B20的管脚排列

DS18B20引脚功能： ·GND 电压地 ·DQ 单数据总线 ·VDD 电源电压 ·NC 空引脚

18B20共有三种形态的存储器资源，它们分别是：

ROM 只读存储器，用于存放DS18B20ID编码，其前8位是单线系列编码（DS18B20的编码是19H），后面48位是芯片唯一的序列号，最后8位是以上56的位的CRC码（冗余校验）。数据在出产时设置不由用户更改。DS18B20共64位ROM。

RAM 数据暂存器，用于内部计算和数据存取，数据在掉电后丢失，DS18B20共9字节RAM，每个字节为8位。第1、2个字节是温度转换后的数据值信息，

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第3、4个字节是用户EEPROM（常用于温度报警值储存）的镜像。在上电复位时其值将被刷新。第5个字节则是用户第3个EEPROM的镜像。第6、7、8个字节为计数寄存器，是为了让用户得到更高的温度分辨率而设计的，同样也是内部温度转换、计算的暂存单元。第9个字节为前8个字节的CRC码。

EEPROM 非易失性记忆体用于存放长期需要保存的数据，上下限温度报警值和校验数据，DS18B20共3EEPROM，并在RAM都存在镜像，以方便用户操作。

DS18B20有4个主要的数据部件：

① 64位激光ROM。64位激光ROM从高位到低位依次为8位CRC、48位序号和8位家族代码(28H)组成。 ② 温度灵敏元件。

③ 非易失性温度报警触发器TH和TL。可通过软件写入用户报警上下限值。 ④ 配置寄存器。配置寄存器为高速暂存存储器中的第五个字节。DS18B20在0工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换成相应精度的数值，其各位定义如图3.2-3所示。

TM R1 R0 1 1 1 1 1 LSB

MSB

图3.2-3 DS18B20配置寄存器结构图

其中，TM：测试模式标志位，出厂时被写入0，不能改变；R0、R1：温度计分辨率设置位，其对应四种分辨率如下表所列，出厂时R0、R1置为缺省值：R0=1，R1=1（即12位分辨率），用户可根据需要改写配置寄存器以获得合适的分辨率。

配置寄存器与分辨率关系如表3.2-1所示：

表3.2-1 配置寄存器与分辨率关系

R0 0 0 1 1 R1 0 1 0 1 温度计分辨率/bit 9 10 11 12 最大转换时间/us 93.75 187.5 375 750 7 高速暂存存储器○

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