單片機(jī)課程設(shè)計----空調(diào)溫度控制器的設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　課程名稱： 空調(diào)溫度控制器的設(shè)計 </p><p>　　起訖時間： 2010年1月18日～1月22日 </p><p>　　院 系： 電子信息工程系 </p><p>　　班　　級：

2、 08電子信息2班 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 緒論- 2 -</p><p>　　1、空調(diào)發(fā)展史- 2 -</p><p>　　第二章 AT89S51單片機(jī)原理- 4 -</p><p>　　2.1、AT89S51的結(jié)構(gòu)和

3、封裝- 4 -</p><p>　　2.2 AT89S51單片機(jī)的存儲空間、特殊功能寄存器- 4 -</p><p>　　2.3單片機(jī)三大功能- 9 -</p><p>　　2.3.3串行口- 12 -</p><p>　　2.4鍵盤和顯示- 13 -</p><p>　　第三章A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC1549

4、- 17 -</p><p>　　一、概述- 17 -</p><p>　　第四章EEPROM，AT24C02- 19 -</p><p>　　1．I2C總線的基本結(jié)構(gòu)- 19 -</p><p>　　2．雙向傳輸?shù)慕涌谔匦? 19 -</p><p>　　3．I2C總線上的時鐘信號- 20 -</p

5、><p>　　4．?dāng)?shù)據(jù)的傳送- 20 -</p><p>　　5．總線的競爭解決- 21 -</p><p>　　6. I2C總線接口器件- 21 -</p><p>　　第五章溫度傳感器- 21 -</p><p>　　5.1溫度傳感器介紹- 21 -</p><p>　　5.2 空調(diào)溫

6、度傳感器的作用- 22 -</p><p>　　第六章設(shè)計- 23 -</p><p>　　6.1硬件設(shè)計- 23 -</p><p>　　6.2軟件設(shè)計- 23 -</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1、空調(diào)發(fā)展史</b>

7、</p><p>　　我們現(xiàn)在所定義的空調(diào)出現(xiàn)于從18世紀(jì)90年代到19世紀(jì)初的一次科學(xué)技術(shù)的急速發(fā)展。</p><p>　　19世紀(jì)，英國科學(xué)家及發(fā)明家麥克·法拉第(Michael Faraday)，發(fā)現(xiàn)壓縮及液化某種氣體可以將空氣冷凍，此現(xiàn)象出現(xiàn)在液化亞摩尼亞蒸發(fā)時，當(dāng)時其意念仍流于理論化。 </p><p>　　John Gorrie在1842年以壓

8、縮技術(shù)制造出冰塊，并使用作冷凍空氣以吹向患瘧疾和黃熱病的病人。為了拯救一些的漁民的生命而作的一次嘗試，卻改變了全世界人民的生活方式。 </p><p>　　Leonardo Da Vinci 在大約1500年制造了一臺水動風(fēng)扇用于他妻子閨房的通風(fēng)；</p><p>　　Dr. William Cullen在1775年發(fā)明了一臺用于冷凍水的機(jī)器；</p><p>　　

9、Jacrb Perkins 在1834年取得了一臺制冷機(jī)的專利權(quán)；</p><p>　　在1851年，Grorrie因?yàn)樗摹暗谝粋€用于醫(yī)學(xué)制冷和空調(diào)的機(jī)器”得到了8080 號專利權(quán)，獲得了肯定。這臺新機(jī)器給歷史上第一個空調(diào)醫(yī)院提供了冰和冷空氣。這個過程是20世紀(jì)初廣泛用于航海船只的壓縮空氣冰制冷機(jī)器的前身。</p><p>　　正像瓦特兄弟發(fā)明蒸汽機(jī)改變了之前的陸地運(yùn)輸系統(tǒng)那樣，John

10、 Gorrie的成就改變了人類控制環(huán)境的能力。</p><p>　　1972年，Raymond B.Becker of Gainesville, Fla.出版了《Gorrie, M.D.空氣調(diào)節(jié)和醫(yī)用制冷之父》。</p><p>　　20年之后，美國最早的女工程師之一的Margaret Ingels出版了《Willis Haviland Carrier，空調(diào)之父》</p>&

11、lt;p>　　1901年，Stuart Willis. Carrier博士在美國建立世界上第一所空調(diào)試驗(yàn)研究室。</p><p>　　1902年7月17日，開利博士為美國紐約市一家印刷廠設(shè)計了世界上公認(rèn)的第一套科學(xué)空調(diào)系統(tǒng)——噴淋式熱濕控制系統(tǒng)?？照{(diào)行業(yè)將這項(xiàng)發(fā)明視為空調(diào)業(yè)誕生的標(biāo)志。</p><p>　　1906年，開利博士發(fā)明了世界上第一臺噴淋式空氣洗滌器，即噴水室。</p

12、><p>　　1906年，開利在Buffalo鍛造公司風(fēng)機(jī)手冊上發(fā)表了第一個焓濕圖。</p><p>　　1911年12月，開利博士得出來空氣干球、濕球和露點(diǎn)溫度之間的關(guān)系，以及空氣濕熱、潛熱和比焓值之間關(guān)系的計算公式。</p><p>　　1911：開利向機(jī)械工程師美國分會發(fā)表論文《合理的溫濕度公式》，成為空調(diào)行業(yè)最基本的理論。</p><p>

13、;　　1922年，開利博士發(fā)明了世界上第一臺離心式冷水機(jī)組。 </p><p>　　1906年5月，美國的多面手工程師克勒謀(Stuart W．Cramer)在一次美國棉業(yè)協(xié)會(ACMA)的會議上正式提出了“空氣調(diào)節(jié)”(Air Conditioning)術(shù)語，從而為空氣調(diào)節(jié)命名。</p><p>　　韋利士·加利亞將“空氣調(diào)節(jié)”放進(jìn)其1907年創(chuàng)辦的公司名稱：美國加利亞

14、空氣調(diào)節(jié)公司 (開利公司)。</p><p>　　空調(diào)的發(fā)明已經(jīng)列入20世紀(jì)全球十大發(fā)明之一，它首次向世界證明了人類對環(huán)境溫度、濕度、通風(fēng)和空氣品質(zhì)的控制能力。</p><p>　　1911年，芝加哥建立了第一座空調(diào)電影院，隨后兩座是在洛杉磯和紐約(1922年)。紐約空調(diào)電影院是第一座真正可以調(diào)節(jié)空氣各種性能的電影院。</p><p>　　Henry Galson

15、設(shè)計出了第一臺“人民的空調(diào)器”。</p><p>　　1919年，美國布魯克林的Abraham&Straus商店是第一家實(shí)現(xiàn)舒適空調(diào)的大型商店。</p><p>　　1920年就有一座教堂配備了舒適空調(diào)。</p><p>　　1920年，巴西莫羅韋洛礦是第一個實(shí)現(xiàn)空調(diào)的礦井。</p><p>　　自1925年到1931年，空調(diào)首次大規(guī)

16、模的試驗(yàn)：估計美國約有400家電影院和劇場配備了舒適空調(diào)。</p><p>　　1927--1928年，各類工廠尤其是卷煙廠和紡織廠，采用了空調(diào)。 </p><p>　　在法國，1927年巴黎附近的一座醫(yī)院，1932年一家電話交換局實(shí)現(xiàn)了空調(diào)。</p><p>　　在日本，1917年一家私人住宅實(shí)現(xiàn)了空調(diào)，1920年一家糖果廠實(shí)現(xiàn)了空調(diào)，1927年一家劇場實(shí)現(xiàn)了空調(diào)

17、。</p><p>　　1928年，有學(xué)者提出氟利昂CFC在制冷技術(shù)中的研究。</p><p>　　1928年，開利和其他人合力在通用汽車研究實(shí)驗(yàn)室為冰箱合成CFC制冷劑。</p><p>　　1928年，第一臺電制冷自動售貨機(jī)在紐約銷售股份有限公司誕生。</p><p>　　1929年在巴爾的摩-俄亥俄運(yùn)行線上一輛火車餐車配備了舒適空調(diào)。

18、</p><p>　　1930年的時候，空調(diào)首次應(yīng)用在汽車中。</p><p>　　1930年左右，空調(diào)在歐洲開始出現(xiàn)。在英國，第一座空調(diào)旅館是倫敦的Cumberland旅館。</p><p>　　1931年在紐約-華盛頓線路上有一列火車全部實(shí)現(xiàn)舒適空調(diào)。</p><p>　　1931年我國首先在上海的許多紡織廠安裝了帶噴水室的空調(diào)系統(tǒng)，其冷

19、源為深水井。隨后，幾座高層建筑的大旅館和幾家所謂“首輪”電影院，先后設(shè)置了全空氣式空調(diào)系統(tǒng)。有一家電影院和一家銀行，還安裝了離心式制冷機(jī)。</p><p>　　1932年，Reuben Trane 發(fā)明了風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組。</p><p>　　1937年，開利博士又發(fā)明了空氣－水系統(tǒng)的誘導(dǎo)器裝置，是目前常見的空調(diào)末端裝置——風(fēng)機(jī)盤管的前身。</p><p>　　從193

20、7年起就采用活動式空調(diào)機(jī)組使飛機(jī)在起飛前降溫。</p><p>　　1938年，華盛頓市府大廈配備了當(dāng)時最大的空調(diào)裝置(20930kW)。</p><p>　　1945年以后，人們才大規(guī)模地實(shí)現(xiàn)私人小汽車的空調(diào)。 </p><p>　　1969年，空調(diào)技術(shù)應(yīng)用在了宇航船系統(tǒng)中。</p><p>　　第二次世界大戰(zhàn)以來，空調(diào)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了直

21、接的應(yīng)用，首先是在人工氣候室里。人工氣候室里的試驗(yàn)裝置可隨意調(diào)節(jié)溫度、濕度、照明度及大氣中的化學(xué)成分等等，以研究農(nóng)作物的生長情況。這些環(huán)境模擬裝置1945年以來發(fā)展很快。</p><p>　　1948 年，在美國加利福尼亞州北部，出現(xiàn)了紡織工人因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境溫度的惡劣而罷工要求安裝空調(diào)系統(tǒng)的事件。</p><p>　　1950年之后，專家學(xué)者也開始研究人們在空調(diào)環(huán)境下的熱舒適。</p&

22、gt;<p>　　1953年，公共汽車和小汽車實(shí)現(xiàn)空調(diào)?，F(xiàn)代化飛機(jī)也采用空調(diào)，有的用空氣循環(huán)，有的采用液化蒸汽壓縮機(jī)。</p><p>　　第二章 AT89S51單片機(jī)原理</p><p>　　2.1、AT89S51的結(jié)構(gòu)和封裝</p><p>　　從功能上分，它包括如下部件：一個8位中央處理器（CPU）；4K可在線編程Flash ；128字節(jié)RAM與

23、特殊功能寄存器；2個16位定時/計數(shù)器；中斷邏輯控制電路；一個全雙工串行接口（UART）；32條可編程的I／O口線；另外，還包括一些寄存器如程序計數(shù)器PC 、程序狀態(tài)寄存器PSW 、堆棧指針寄存器SP 、數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR等部件。 </p><p>　　AT89S51單片機(jī)具有多種封裝形式，包括PDIP40、PDIP42、PLCC44和TQFP44。最適合學(xué)校實(shí)驗(yàn)室使用的是PDIP40封裝形式，它的外形如圖1

24、.1所示。PDIP40封裝形式的單片機(jī)芯片可以很方便地使用面包板來組成應(yīng)用電路。</p><p>　　圖2.2 AT89S51單片機(jī)PDIP40封裝外形圖</p><p>　　2.2 AT89S51單片機(jī)的存儲空間、特殊功能寄存器</p><p>　　AT89S51單片機(jī)的程序存儲空間和數(shù)據(jù)存儲空間是分離的，每種存儲空間的尋址范圍都是64KB。上述存儲空間在物理

25、上可以被映射到4個區(qū)域：片內(nèi)程序存儲器和片外程序存儲器，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器。存儲空間的映射圖如圖1.2所示。當(dāng)存儲空間映射為外部存儲器時，包括程序空間和數(shù)據(jù)空間，AT89S51單片機(jī)的P0口的8個引腳，從P0.0（AD0）到P0.7（AD7）（引腳從39到32），以時分方式被用作數(shù)據(jù)總線和地址總線的低8位；P2口的8個引腳，從P2.0（A8）到P2.7（A15）（引腳從21到28），被用作地址總線的高8位。由于對外部程序存儲

26、器和外部數(shù)據(jù)存儲器的訪問都是通過P0口和P2口實(shí)現(xiàn)，為了區(qū)分它們，外部程序存儲器由引腳（引腳29）的輸出信號控制；外部數(shù)據(jù)存儲器的寫或讀操作分別由引腳P3.6（，引腳16）和引腳P3.7（，引腳17）輸出信號控制。</p><p>　　圖2.3 AT89S51單片機(jī)的存儲器映射圖</p><p>　　2.2.1 程序存儲空間</p><p>　　程序存儲空間可以

27、被映射為內(nèi)部程序存儲器或者外部程序存儲器。AT89S51單片機(jī)內(nèi)部具有的4KB程序存儲器被映射到程序存儲空間的0000H～0FFFH區(qū)間，如圖1.2所示。這部分程序存儲空間也可以被映射為外部程序存儲器，它具體被映射為哪一種程序存儲器取決于引腳（引腳31）所接的電平。當(dāng)引腳為高電平，內(nèi)部程序存儲器被映射到這部分程序存儲空間；當(dāng)引腳為低電平，外部程序存儲器被映射到這部分程序存儲空間。高于0FFFH的程序存儲空間只能被映射為外部程序存儲器。&

28、lt;/p><p>　　目前Atmel公司生產(chǎn)的8051兼容芯片具有多種容量的內(nèi)部程序存儲器的型號，例如AT89S52單片機(jī)具有8KB內(nèi)部程序存儲器；T89C51RD2單片機(jī)具有64KB內(nèi)部程序存儲器。鑒于通?？梢圆捎镁哂凶銐騼?nèi)部程序存儲器容量的單片機(jī)芯片，用戶在使用中不需要再擴(kuò)展外部程序存儲器，這樣在單片機(jī)應(yīng)用電路中引腳（引腳31）可以總是接高電平。</p><p>　　2.3.2 數(shù)據(jù)存

29、儲空間</p><p>　　數(shù)據(jù)存儲空間也可以被映射為內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器。進(jìn)入不同的數(shù)據(jù)存儲器是通過不同的指令來實(shí)現(xiàn)的，這點(diǎn)與程序存儲器不一樣。</p><p>　　AT89S51的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器有256字節(jié)，它們被分為兩部分：高128字節(jié)和低128字節(jié)。低128字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器是真正的RAM區(qū)，可以被用來寫入或讀出數(shù)據(jù)。這一部分存儲容量不是很大，但有很大的作用。它可以進(jìn)一

30、步被分為3部分，如圖1.3所示。</p><p>　　圖2.4 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器低128字節(jié)</p><p>　　在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器低128字節(jié)中，地址從00H～1FH的最低32個字節(jié)組成4組工作寄存器，每組有8個工作寄存器。每組中的8個工作寄存器都被命名為從R0到R7。在一個具體時刻，CPU只能使用其中的一組工作寄存器。當(dāng)前正在使用的工作寄存器組由位于高128字節(jié)的程序狀態(tài)字寄存器（PSW

31、）中第3位（RS0）和第4位（RS1）的數(shù)據(jù)決定。程序狀態(tài)字寄存器中的數(shù)據(jù)可以通過編程來改變。</p><p>　　這種功能為保護(hù)工作寄存器的內(nèi)容提供了很大的方便。如果用戶程序中不需要全部使用4組工作寄存器，那么剩下的工作寄存器所對應(yīng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器也可以作為通用數(shù)據(jù)存儲器使用。工作寄存器在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器中的地址映射如表1.1所示。</p><p>　　表2.1 工作寄存器地址映射表&l

32、t;/p><p>　　在工作寄存器區(qū)上面，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的地址從20H～2FH的16個字節(jié)范圍內(nèi)，既可以通過字節(jié)尋址的方式進(jìn)入，也可以通過位尋址的方式進(jìn)入，位地址范圍從00H到7FH。字節(jié)地址與位地址的對應(yīng)關(guān)系如表1.2所示。</p><p>　　表2.2 字節(jié)地址與位地址的關(guān)系</p><p>　　內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器地址從30H～7FH部分僅可以用作通用數(shù)據(jù)存儲器。&l

33、t;/p><p>　　內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的高128字節(jié)被稱為特殊功能寄存器（SFR）區(qū)。特殊功能寄存器被用作CPU和在片外圍器件之間的接口，它們之間的聯(lián)系方框圖如圖1.4所示。</p><p>　　圖2.5 特殊功能寄存器（SFR）工作框圖</p><p>　　CPU通過向相應(yīng)的特殊功能存儲器寫入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)控制對應(yīng)的在片外圍器件的工作，從相應(yīng)的特殊功能存儲器讀出數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)讀取

34、對應(yīng)的在片外圍器件的工作結(jié)果。</p><p>　　在AT89S51單片機(jī)中，包括前面提到的程序狀態(tài)字寄存器（PSW）的特殊功能存儲器共有26個，它們離散地分布在80H～FFH的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器地址空間范圍內(nèi)，如表1.3所示。</p><p>　　表2.3 AT89S51單片機(jī)特殊功能存儲器地址映射表</p><p>　　在表2.3中，對于沒有定義的存儲單元用戶不能

35、使用。如果向這些存儲單元寫入數(shù)據(jù)將產(chǎn)生不確定的效果，從它們讀取數(shù)據(jù)將得到一個隨機(jī)數(shù)。</p><p>　　對于字節(jié)地址低位為8H或者FH的特殊功能存儲器，既可以進(jìn)行字節(jié)操作，也可以進(jìn)行位操作。例如前面提到的用來確定當(dāng)前工作寄存器組的程序狀態(tài)字寄存器（PSW），它的地址為D0H，因此對它可以進(jìn)行字節(jié)操作，也可以進(jìn)行位操作。采用位操作可以直接控制程序狀態(tài)字寄存器中的第3位（RS0）或第4位（RS1）數(shù)據(jù)而不影響其他位

36、的數(shù)據(jù)。低位地址不為8H或FH的特殊功能存儲器只可以進(jìn)行字節(jié)操作，當(dāng)需要修改這些特殊功能存儲器中的某些位時，對其他的位應(yīng)注意保護(hù)。</p><p>　　片外數(shù)據(jù)存儲空間可以被映射為數(shù)據(jù)存儲器、擴(kuò)展的輸入/輸出接口、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器等。這些外圍器件統(tǒng)一編址。所有外圍器件的地址都占用數(shù)據(jù)存儲空間的地址資源，因此CPU與片外外圍器件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時可以使用與訪問外部數(shù)據(jù)存儲器相同的指令。CPU通過向相應(yīng)

37、的外部數(shù)據(jù)存儲器地址單元寫入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)控制對應(yīng)的片外外圍器件的工作，從相應(yīng)的外部數(shù)據(jù)存儲器地址單元讀出數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)讀取對應(yīng)的片外外圍器件的工作結(jié)果。</p><p>　　2.3單片機(jī)三大功能</p><p><b>　　2.3.1中斷</b></p><p><b>　　中斷概念</b></p><p>

38、　　單片機(jī)的CPU正在處理某個任務(wù)時，遇到其它事件請求（如定時器溢出），暫時停止目前的任務(wù)，轉(zhuǎn)去處理請求的事件，處理完后再回到原來的地方，繼續(xù)原來的工作，這一過程稱為“中斷”，我們把請求的事件稱為中斷源。</p><p>　　圖2.7 MCS-51系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)</p><p>　　與中斷系統(tǒng)有關(guān)的SFR</p><p>　?。?）TCON——中斷控制寄存器&

39、lt;/p><p>　　表2.4中斷控制寄存器</p><p>　　IT0——外部中斷INT0的觸發(fā)方式選擇位。 IT0=0，低電平觸發(fā)方式 ；</p><p>　　IT0=1，下降沿觸發(fā)方式 。</p><p>　　IE0——外部中斷INT0的中斷請求標(biāo)志。 </p><p>　　IT1——外部中斷INT1的觸發(fā)方式選擇

40、位。功能與IT0類似。</p><p>　　IE1——外部中斷INT1的中斷請求標(biāo)志。功能與IE0類似。</p><p>　　TF0——定時/計數(shù)器T0的中斷請求標(biāo)志。</p><p>　　TF1——定時/計數(shù)器T1的中斷請求標(biāo)志。</p><p>　?。?）IE——中斷允許控制寄存器</p><p>　　表2.5中斷

41、允許控制寄存器</p><p>　　EX0——外部中斷0中斷允許控制位。</p><p>　　EX0=1， INT0被允許（開中斷）</p><p>　　EX0=0，外部中斷0被禁止（關(guān)中斷）</p><p>　　ET0——定時/計數(shù)器T0中斷允許控制位。</p><p>　　EX1——外部中斷INT1中斷允許控制位。

42、 </p><p>　　ET1——定時/計數(shù)器T1中斷允許控制位。</p><p>　　ES——串行口中斷允許控制位。 </p><p>　　EA——中斷系統(tǒng)總允許控制位 。</p><p>　?。?）中斷優(yōu)先級控制寄存器 </p><p>　　表2.6中斷優(yōu)先級控制寄存器</p><p>　　

43、PX0——外部中斷INT0中斷優(yōu)先級控制位。</p><p>　　PT0——定時/計數(shù)器T0優(yōu)先級控制位。</p><p>　　PX1——外部中斷INT1中斷優(yōu)先級控制位。</p><p>　　PT1——定時/計數(shù)器T1優(yōu)先級控制位。</p><p>　　PS——串行口優(yōu)先級控制位。 </p><p>　?。?）中斷源

44、向量地址 </p><p>　　INT0： 0003H</p><p>　　T0： 000BH</p><p>　　INT1： 0013H</p><p>　　T1： 001BH</p><p><b>　　串行口：0023H</b></p><p&g

45、t;　　2.3.2、中斷處理過程</p><p><b>　　1、中斷請求</b></p><p>　　中斷源只有在有請求時，CPU才可能響應(yīng)它，不同的中斷源產(chǎn)生中斷請求的方式是不同的 。外部中斷產(chǎn)生請求是在外中斷的引腳上加低電平或下降沿信號，而定時/計數(shù)器中斷請求是在內(nèi)部的計數(shù)單元計滿溢出時產(chǎn)生，串行口中斷請求是在完成一次發(fā)送或接收時產(chǎn)生。</p>&

46、lt;p><b>　　2、中斷響應(yīng)</b></p><p><b>　?。?）條件</b></p><p>　　中斷源的中斷已經(jīng)被允許 ，中斷允許標(biāo)志和總的中斷允許標(biāo)志EA都被設(shè)置為“1”。</p><p>　　CPU此時沒有響應(yīng)同級或高級中斷。 </p><p>　　CPU正處于執(zhí)行某一條指

47、令的最后一個機(jī)器周期。 （并且不是對IE、IP進(jìn)行訪問的指令或者是中斷返回指令RETI ） </p><p>　　（2）響應(yīng)中斷時的操作</p><p><b>　　保護(hù)斷點(diǎn)地址。 </b></p><p>　　撤除該中斷源的請求標(biāo)志。 </p><p><b>　　關(guān)閉同級中斷。 </b><

48、/p><p>　　將該中斷源的入口地址送給PC，程序?qū)⑥D(zhuǎn)到該程序的入口地址處運(yùn)行。 </p><p><b>　　3、中斷服務(wù)</b></p><p>　　中斷服務(wù)就是中斷源請求CPU做的任務(wù)，需要編程者用指令來實(shí)現(xiàn)。 </p><p><b>　　4、中斷返回</b></p><p

49、>　　中斷返回和子程序的返回類似，需要執(zhí)行一條返回指令RETI </p><p>　　RETI ；①（SP）→PC15~8，SP-1→SP。</p><p>　??；②（SP）→PC7~0，SP-1→SP。</p><p>　　中斷返回時完成的操作：</p><p>　　（1）恢復(fù)斷點(diǎn)地址。 </p><p>

50、;　?。?）開放同級中斷 。</p><p>　　2.3.2、定時/計數(shù)器</p><p>　　兩個16位的定時/計數(shù)器T0和T1。</p><p>　　它們本質(zhì)上是計數(shù)器。在做計數(shù)器使用時計數(shù)引腳上的脈沖信號（下降沿），在做定時器使用時數(shù)內(nèi)部的機(jī)器周期 。</p><p>　　計數(shù)器是加法計數(shù)器，計滿時溢出，并產(chǎn)生溢出標(biāo)志（TF0、TF1）

51、 。</p><p>　　1、與定時器有關(guān)的SFR</p><p>　　1．定時/計數(shù)器控制寄存器TCON </p><p>　　表2.7定時/計數(shù)器控制寄存器TCON </p><p>　　TR0——定時/計數(shù)器T0運(yùn)行控制位。 TR0=1，啟動T0運(yùn)行（與TMOD中的GATE位有關(guān)），TR0=0，T0停止運(yùn)行。</p>&l

52、t;p>　　TR1——定時/計數(shù)器T1運(yùn)行控制位。功能同TR0</p><p>　　2、定時/計數(shù)器工作方式控制寄存器TMOD </p><p>　　表2.8定時/計數(shù)器工作方式控制寄存器TMOD</p><p>　　高4位控制T1，低4位控制T0</p><p>　?。?）GATE——門控位。GATE一般情況下設(shè)置為 0，此時定時/計

53、數(shù)器的運(yùn)行僅受TR0/TR1控制。 </p><p>　?。?）C/T——定時/計數(shù)選擇位。</p><p>　　C/T=0，為定時方式，對內(nèi)部的機(jī)器周期計數(shù)。</p><p>　　C/T=1，為計數(shù)方式，對引腳上的脈沖信號計數(shù)，負(fù)跳變有效。</p><p>　　（3）M1M0——工作方式選擇位。</p><p>　　

54、M1M0=00B，方式0——13位的定時/計數(shù)器。</p><p>　　M1M0=01B，方式1——16位的定時/計數(shù)器。</p><p>　　M1M0=10B，方式2——8位的定時/計數(shù)器，初值自動重裝。</p><p>　　M1M0=11B，方式3——兩個8位的定時/計數(shù)器，僅適用于T0。</p><p>　　2．定時/計數(shù)器計數(shù)寄存器

55、</p><p>　　TH0——T0的高8位。</p><p>　　TL0——T0的低8位。</p><p>　　TH1——T1的高8位。</p><p>　　TL1——T1的低8位。</p><p><b>　　2.3.3串行口</b></p><p><b>

56、　　1串行通信的方式：</b></p><p>　　異步通信：它用一個起始位表示字符的開始，用停止位表示字符的結(jié)束。其每幀的格式如下：</p><p>　　在一幀格式中，先是一個起始位0，然后是8個數(shù)據(jù)位，規(guī)定低位在前，高位在后，接下來是奇偶校驗(yàn)位（能省略），最后是停止位1。用這種格式表示字符，則字符能一個接一個地傳送。</p><p>　　在異步通信中

57、，CPU與外設(shè)之間必須有兩項(xiàng)規(guī)定，即字符格式和波特率。字符格式的規(guī)定是雙方能夠在對同一種0和1的串理解成同一種意義。原則上字符格式能由通信的雙方自由制定，但從通用、方便的角度出發(fā)，一般還是使用一些標(biāo)準(zhǔn)為好，如采用ASCII標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　波特率即數(shù)據(jù)傳送的速率，其定義是每秒鐘傳送的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。例如，數(shù)據(jù)傳送的速率是120字符/s，而每個字符如上述規(guī)定包含10數(shù)位，則傳送波特率為1200波特。<

58、;/p><p>　　同步通信：在同步通信中，每個字符要用起始位和停止位作為字符開始和結(jié)束的標(biāo)志，占用了時間；所以在數(shù)據(jù)塊傳遞時，為了提高速度，常去掉這些標(biāo)志，采用同步傳送。由于數(shù)據(jù)塊傳遞開始要用同步字符來指示，同時要求由時鐘來實(shí)現(xiàn)發(fā)送端與接收端之間的同步，故硬件較復(fù)雜。</p><p>　　2．8051單片機(jī)的串行接口結(jié)構(gòu)</p><p>　　8051單片機(jī)串行接口是一

59、個可編程的全雙工串行通信接口。它可用作異步通信方式（UART），與串行傳送信息的外部設(shè)備相連接，或用于通過標(biāo)準(zhǔn)異步通信協(xié)議進(jìn)行全雙工的8051多機(jī)系統(tǒng)也能通過同步方式，使用TTL或CMOS移位寄存器來擴(kuò)充I/O口。</p><p>　　8051單片機(jī)通過管腳RXD（P3.0，串行數(shù)據(jù)接收端）和管腳TXD（P3.1，串行數(shù)據(jù)發(fā)送端）與外界通信。SBUF是串行口緩沖寄存器，包括發(fā)送寄存器和接收寄存器。它們有相同名字和

60、地址空間，但不會出現(xiàn)沖突，因?yàn)樗鼈儍蓚€一個只能被CPU讀出數(shù)據(jù)，一個只能被CPU寫入數(shù)據(jù)。</p><p>　　串行口的控制與狀態(tài)寄存器</p><p>　　串行口控制寄存器SCON</p><p>　　它用于定義串行口的工作方式及實(shí)施接收和發(fā)送控制。字節(jié)地址為98H，其各位定義如下表：</p><p>　　SM0、SM1：串行口工作方式選擇

61、位，其定義如下：</p><p>　　其中fosc為晶體震蕩器頻率</p><p><b>　　2.4鍵盤和顯示</b></p><p>　　在設(shè)計各種單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，還需擴(kuò)展很多外部接口器件才能充分發(fā)揮單片機(jī)的智能控制功能。如擴(kuò)展鍵盤與顯示器件接口，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話功能；擴(kuò)展A/D轉(zhuǎn)換接口，可實(shí)現(xiàn)對外部各種模擬信號的檢測與轉(zhuǎn)換；擴(kuò)展D/A轉(zhuǎn)換

62、接口可將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，從而完成對控制對象的驅(qū)動。本章將主要介紹常見的鍵盤、顯示（LED、LCD）、A/D和D/A轉(zhuǎn)換接口電路。</p><p>　　(1) 鍵盤接口電路</p><p>　　鍵盤是計算機(jī)最常用的輸入設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話的紐帶。按其結(jié)構(gòu)形式可分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤。</p><p>　　編碼鍵盤采用硬件方法產(chǎn)生鍵碼。每按下一個鍵，鍵盤能自動

63、生成鍵盤代碼，鍵數(shù)較多，且具有去抖動功能。這種鍵盤使用方便，但硬件較復(fù)雜，PC機(jī)所用鍵盤即為編碼鍵盤。非編碼鍵盤僅提供按鍵開關(guān)工作狀態(tài)，其鍵碼由軟件確定，這種鍵盤鍵數(shù)較少，硬件簡單，廣泛應(yīng)用于各種單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，</p><p><b>　　一、 獨(dú)立式鍵盤</b></p><p>　　按照鍵盤與單片機(jī)的連接方式可分為獨(dú)立式鍵盤與矩陣式鍵盤。獨(dú)立式鍵盤相互獨(dú)立，每個按

64、鍵占用一根I/O口線，每根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他按鍵的工作狀態(tài)。這種按鍵軟件程序簡單，但占用I/O口線較多（一根口線只能接一個鍵），適用于鍵盤應(yīng)用數(shù)量較少的系統(tǒng)中。</p><p>　　1．鍵閉合測試，檢查是否有鍵閉合</p><p>　　KCS：MOV P1，#0FFH</p><p><b>　　MOV A，P1</b>

65、</p><p><b>　　CPL A</b></p><p>　　ANL A，#0FH</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　若有鍵閉合，則（A≠0）, 若無鍵閉合，則（A=0）。</p><p><b>　　2．去抖動<

66、/b></p><p>　　當(dāng)測試到有鍵閉合后，需進(jìn)行去抖動處理。由于按鍵閉合時的機(jī)械彈性作用，按鍵閉合時不會馬上穩(wěn)定接通，按鍵斷開時也不會馬上斷開，由此在按鍵閉合與斷開的瞬間 </p><p>　　會出現(xiàn)電壓抖動，如圖6-2所示。鍵盤抖動的時間一般為5～10ms，抖動現(xiàn)象會引起CPU對一次鍵操作進(jìn)行多次處理，從而可能產(chǎn)生錯誤，因而必須設(shè)法消除抖動的不良后果。通過去抖動處

67、理，可以得到按鍵閉合與斷開的穩(wěn)定狀態(tài)。去抖動的方法有硬件與軟件兩種：硬件方法是加去抖動電路，如可通過RS觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)硬件去抖動；軟件方法是在第一次檢測到鍵盤按下后，執(zhí)行一段10ms的延遲子程序后再確認(rèn)該鍵是否確實(shí)按下，躲過抖動，待信號穩(wěn)定之后，再進(jìn)行鍵掃描。通常多采用軟件方法。</p><p><b>　　二、矩陣式鍵盤</b></p><p>　　矩陣式鍵盤又稱行列式

68、鍵盤，P1口的8根口線分別作為4根行線與4根列線，在其行、列交匯點(diǎn)接有16個鍵盤。與獨(dú)立式鍵盤相比，單片機(jī)口線資源利用率提高了一倍。但若需要更多的鍵盤，需采用接口擴(kuò)展的方式，利用8155芯片進(jìn)行鍵盤擴(kuò)展，利用PA口作為輸出口，8根口線作為列線，利用PC口作為輸入口，4根口線作為行線，由此產(chǎn)生32鍵的矩陣式鍵盤。這種鍵盤采用掃描方式檢測按鍵閉合情況及識別確定鍵碼，因此稱掃描方式鍵盤。</p><p>　　2鍵盤掃描

69、的中斷控制方式</p><p>　　在單片機(jī)系統(tǒng)中，CPU除了對鍵盤進(jìn)行處理外，還要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、結(jié)果輸出顯示及其它各種控制，因此鍵盤處理不應(yīng)占用CPU過多的時間，但又必須保證CPU能夠檢測到鍵盤的工作。為提高CPU的工作效率，可采用中斷掃描方式。當(dāng)無鍵閉合時，CPU處理自已的工作，當(dāng)有鍵閉合時，產(chǎn)生中斷請求，CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序并執(zhí)行相應(yīng)的功能。</p><p>　　采用中斷方式

70、的鍵盤掃描電路。本電路采用4輸入與門用于產(chǎn)生鍵盤中斷，其輸入端與各行線相連，輸出端接至8031的外部中斷輸入端 。當(dāng)無鍵盤閉合時，與門各輸入端均為高電平，輸出端為高電平；當(dāng)有鍵閉合時， 為低電平，于是向CPU申請中斷。若CPU開放中斷，則會響應(yīng)該鍵盤中斷，轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序。</p><p>　　(2) LED顯示接口電路</p><p><b>　　一、LED顯示器<

71、/b></p><p>　　LED（Light Emitting Diode）顯示器是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件，具有顯示清晰、成本低廉、配置靈活、與單片機(jī)接口簡單易行的特點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　1．LED顯示器結(jié)構(gòu)與分類</p><p>　　LED顯示器內(nèi)部由7段發(fā)光二極管組成，因此亦稱之為七段LED顯示器

72、，由于主要用于顯示各種數(shù)字符號，故又稱之為LED數(shù)碼管。每個顯示器還有一個圓點(diǎn)型發(fā)光二極管（用符號DP表示），用于顯示小數(shù)點(diǎn)，圖6-6為LED顯示器的符號與引腳圖。根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，LED顯示器可分為共陰極與共陽極兩種LED顯示器。</p><p>　?。?）共陰極LED顯示器。各二極管的陰極連在一起，公共端接低電平時，若某段陽極加上高電平則該段發(fā)光二極管就導(dǎo)通發(fā)光，而輸入低電平的段則不發(fā)光。</p>

73、<p>　　（2）共陽極LED顯示器。圖中各二極管的陽極連在一起，公共端接高電平時，若某段陰極加上低電平則該段發(fā)光二極管就導(dǎo)通發(fā)光，而輸入高電平的段則不發(fā)光。</p><p>　　LED數(shù)碼管通常有紅色、綠色、黃色三種，以紅色應(yīng)用最多。由于二極管的發(fā)光材料不同，數(shù)碼管有高亮與普亮之分，應(yīng)用時根據(jù)數(shù)碼管的規(guī)格與顯示方式等決定是否加驅(qū)動電路。</p><p>　　2．LED顯示器的

74、段碼</p><p>　　7段LED顯示器可采用硬件譯碼與軟件譯碼兩種方式。在數(shù)字電路中曾介紹硬件譯碼顯示方法，如利用74LS47等實(shí)現(xiàn)譯碼顯示，這里主要介紹軟件方式實(shí)現(xiàn)譯碼顯示。加在顯示器上對應(yīng)各種顯示字符的二進(jìn)制數(shù)據(jù)稱為段碼。數(shù)碼管中，七段發(fā)光二極管加上一個小數(shù)點(diǎn)位共計8段，因此段碼為8位二進(jìn)制數(shù)，即一個字節(jié)。由于點(diǎn)亮方式不同，共陰與共陽兩種LED數(shù)碼管的段碼是不同的。</p><p>

75、;　　表2.9LED數(shù)碼管顯示（字型 共陽極段碼 共陰極段碼） </p><p>　　二、LED并行顯示技術(shù)</p><p>　　1．利用8155做LED顯示器并行接口電路</p><p>　　在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常具有多位LED顯示器，在編程時采用動態(tài)顯示方式。所謂動態(tài)顯示是指利用單片機(jī)控制顯示器逐位點(diǎn)亮，而不是同時點(diǎn)亮。由于人眼的

76、視覺殘留效應(yīng)，仍然感覺顯示器是同時點(diǎn)亮的，但要求顯示器動態(tài)點(diǎn)亮的速度應(yīng)足夠快，否則會有閃爍感。</p><p>　　在實(shí)現(xiàn)動態(tài)顯示時，除了必須給各位數(shù)碼管提供段碼外還必須對各位顯示器進(jìn)行位的控制，即進(jìn)行段控與位控。工作時，各位數(shù)碼管的段控線對應(yīng)并聯(lián)在一起，由一個8位的I/O口控制；各位的位控線（公共陽極或陰極）由另一I/O控制。在某一時刻只選通一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼。</p><p>

77、;　　三、串行LED顯示技術(shù)</p><p>　　在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計中，LED顯示方式由于具有使用方便、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。在采用并行顯示方式時，顯示電路的段碼與位控碼要占用單片機(jī)的較多口線，盡管可采用8155等接口芯片進(jìn)行擴(kuò)展，但口線利用率仍較低，不能滿足大型控制系統(tǒng)的要求。采用串行顯示方式則只需占用2至3根口線，節(jié)約單片機(jī)大量的I/O線，且使用效果很好。下面介紹一種基于74HC595A的LED串行顯示

78、技術(shù)。</p><p>　　1．74HC595A工作原理</p><p>　　74HC595A內(nèi)部含有8位移位寄存器和8位D鎖存器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖6-9所示。</p><p>　　串行移位寄存器接收外部輸入串行數(shù)據(jù)，一方面可進(jìn)行串行數(shù)據(jù)輸出，同時向鎖存器提供8位并行輸入數(shù)據(jù)，并具有異步復(fù)位功能；8位鎖存器可三態(tài)輸出并行數(shù)據(jù)。該芯片具有串行輸入、并行輸出兩個獨(dú)立的時鐘信

79、號。 </p><p>　　工作狀態(tài) 輸 入 輸 出 </p><p>　　SER SRCLK RCLK </p><p><b>　　SQH Q0-Q7</b></p><p>　　復(fù) 位 L × × L H ↓ L L U</p>

80、;<p>　　串行輸入 H D ↑ L H ↓ L SRG SRH U</p><p>　　鎖存輸出 H × L H↓ ↑ L U N</p><p>　　高 阻 × × × × H Z</p><p>　　注：U：不變；N：數(shù)據(jù)刷新；Z：高阻。</p><p>　　

81、輸入數(shù)據(jù)在串行移位時鐘SCLK上升沿由串行輸入端SER輸入到芯片內(nèi)部串行移位寄存器中，同時SQH端串行輸出；在鎖存時鐘信號LCLK上升沿到來時，芯片將內(nèi)部串行移位寄存器8位數(shù)據(jù)并行輸出。正常工作時，應(yīng)將復(fù)位端 與使能端 分別接高電平、低電平。</p><p><b>　　2．應(yīng)用電路設(shè)計</b></p><p>　　圖6-10為12位LED顯示器應(yīng)用電路。若采用普通的

82、LED并行顯示方式需擴(kuò)展單片機(jī)接口，電路復(fù)雜、成本高。本系統(tǒng)利用三片74HC595A芯片實(shí)現(xiàn)12位串行LED顯示控制。使用時，在串行時鐘的控制下，可將顯示器位控碼與段控碼逐位串行輸入至三個芯片中，然后利用鎖存信號實(shí)現(xiàn)并行輸出，完成12數(shù)數(shù)碼顯示更新。利用此顯示方式僅占用單片機(jī)三根口線，極大節(jié)約單片機(jī)口線資源。采用串行數(shù)據(jù)輸入，顯示速度相對較慢，實(shí)際使用時顯示效果穩(wěn)定、可靠，完全滿足設(shè)計要求</p><p>　　第

83、三章A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC1549</p><p>　　一、概述　　TLC1549是美國德州儀器公司生產(chǎn)的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它采用CMOS工藝，具有內(nèi)在的采樣和保持，采用差分基準(zhǔn)電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換范圍，總不可調(diào)整誤差達(dá)到±1LSB Max（4.8mV）等特點(diǎn)。  </p><p>　　1.2  TLC1549的工作溫度范圍內(nèi)（自然通風(fēng)

84、）極限參數(shù)如下：電源電壓范圍： -0.5～6.5V輸入電壓范圍： -0.3～VCC+0.3V輸出電壓范圍： -0.3～VCC+0.3V正基準(zhǔn)電壓： VCC+0.1V負(fù)基準(zhǔn)電壓： -0.1V峰值輸入電流（任何輸入端）： ±20mA峰值總輸入電流（所有輸入端）： ±30mA工作溫度范圍（自然通風(fēng)）：   

85、      TLC1549C 0～70℃         TLC1549I -40～80℃         TLC1549M  -65～125℃二、工作原理　　在芯片選擇（CS）無效情況下，I

86、/O CLOCK 最初被禁止且DATA OUT 處于高阻狀態(tài)。當(dāng)串行接口把CS拉至有效時，轉(zhuǎn)換時序開始允許I/O CLOCK 工作并使DATA OUT 脫離高阻狀態(tài)。串行接口然后把I/O CLOCK 序列提供給I/O CLOCK 并從DATA OUT 接收前次轉(zhuǎn)換結(jié)果。I/O CLOCK 從主機(jī)串行接口接收長度在10和16個時鐘之間的輸入序列。開始10個I/O 時鐘提供采樣模擬輸入的控制時序。 </p><

87、;p>　　在CS的下降沿，前次轉(zhuǎn)換的MSB出現(xiàn)在DATA OUT端。10位數(shù)據(jù)通過DATA OUT 被發(fā)送到主機(jī)串行接口。為了開始轉(zhuǎn)換，最少需要10個時鐘脈沖。如果I/O CLOCK 傳送大于10個時鐘長度，那么在的10個時鐘的下降沿，內(nèi)部邏輯把DATA OUT 拉至低電平以確保其余位的值為零。在正常進(jìn)行的轉(zhuǎn)換周期內(nèi)，規(guī)定時間內(nèi)CS端高電平至低電平的跳變可終止該周期，器件返回初始狀態(tài)（輸出數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容保持為前次轉(zhuǎn)換結(jié)果）。由于

88、可能破壞輸出數(shù)據(jù)，所以在接近轉(zhuǎn)換完成時要小心防止CS被拉至低電平。時序圖如圖2。三、應(yīng)用介紹 </p><p>　　3.1 TLC1549的理想轉(zhuǎn)換特性如圖3所示?！　?1) 此曲線基于下列假設(shè)：VREF+和VREF-已被調(diào)整以便從數(shù)字0至1跳變的電壓（VZT）為0.0024V，滿度跳變電壓（VFT）為4.908V。1LSB=4.8mV?！　?2) 滿度值（VFS）是指其額定中點(diǎn)（midstep）

89、值具有最高的絕對值的那級臺階。零度值（VZS）是指其額定中點(diǎn)（midstep）值等于零的那級臺階?！　?.2  TCL1549典型串行接口　　3.3  應(yīng)用程序#include "d:/c51/inc/stdlib.h"#define byte unsigned chardata int result;sbit cs_ad=  0xa4;sbit dout= &#

90、160; 0xa3;sbit clk=    0xa2;void delay(void)                  //延時子程序{ data byte i,j;  for(i=0;i<255;i++)&#

91、160; { for(j=0;j<255;j++) ; }}main(){ data byte i;  number1:</p><p>　　}           delay();         

92、;   cs_ad=1; ;;;;  //DATA OUT 返回到高阻狀態(tài)而終止序列            result1=result;  //轉(zhuǎn)換 </p><p>　　第四章EEPROM，AT24C02</p><p>　　串行EEP

93、ROM中，較為典型的有ATMEL公司的AT24CXX系列和AT93CXX等系列產(chǎn)品。簡稱I2C總線式串行器件。串行器件不僅占用很少的資源和I/O線，而且體積大大縮小，同時具有工作電源寬、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低、數(shù)據(jù)不易丟失和支持在線編程等特點(diǎn)。</p><p>　　I2C總線是一種用于IC器件之間連接的二線制總線。它通過SDA（串行數(shù)據(jù)線）及SCL（串行時鐘線)兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識別每

94、個器件：不管是單片機(jī)、存儲器、LCD驅(qū)動器還是鍵盤接口。</p><p>　　1．I2C總線的基本結(jié)構(gòu)　</p><p>　　采用I2C總線標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)或IC器件，其內(nèi)部不僅有I2C接口電路，而且將內(nèi)部各單元電路按功能劃分為若干相對獨(dú)立的模塊，通過軟件尋址實(shí)現(xiàn)片選，減少了器件片選線的連接。CPU不僅能通過指令將某個功能單元電路掛靠或摘離總線，還可對該單元的工作狀況進(jìn)行檢測，從而實(shí)現(xiàn)對硬件系

95、統(tǒng)的既簡單又靈活的擴(kuò)展與控制。I2C總線接口電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。</p><p>　　2．雙向傳輸?shù)慕涌谔匦浴?lt;/p><p>　　傳統(tǒng)的單片機(jī)串行接口的發(fā)送和接收一般都分別用一條線，如MCS51系列的TXD和RXD，而I2C總線則根據(jù)器件的功能通過軟件程序使其可工作于發(fā)送或接收方式。當(dāng)某個器件向總線上發(fā)送信息時，它就是發(fā)送器(也叫主器件)，而當(dāng)其從總線上接收信息時，又成為接收器(也叫從器

96、件)。主器件用于啟動總線上傳送數(shù)據(jù)并產(chǎn)生時鐘以開放傳送的器件，此時任何被尋址的器件均被認(rèn)為是從器件。I2C總線的控制完全由掛接在總線上的主器件送出的地址和數(shù)據(jù)決定。</p><p>　　總線上主和從(即發(fā)送和接收)的關(guān)系不是一成不變的，而是取決于此時數(shù)據(jù)傳送的方向。SDA和SCL均為雙向I/O線，通過上拉電阻接正電源。當(dāng)總線空閑時，兩根線都是高電平。連接總線的器件的輸出級必須是集電極或漏極開路，以具有線“與”功能

97、。I2C總線的數(shù)據(jù)傳送速率在標(biāo)準(zhǔn)工作方式下為 100kbit/s，在快速方式下，最高傳送速率可達(dá)400kbit/s。</p><p>　　3．I2C總線上的時鐘信號　</p><p>　　在I2C總線上傳送信息時的時鐘同步信號是由掛接在SCL時鐘線上的所有器件的邏輯“與”完成的。SCL線上由高電平到低電平的跳變將影響到這些器件，一旦某個器件的時鐘信號下跳為低電平，將使SCL線一直保持低電平

98、，使SCL線上的所有器件開始低電平期。此時，低電平周期短的器件的時鐘由低至高的跳變并不能影響SCL線的狀態(tài)，于是這些器件將進(jìn)入高電平等待的狀態(tài)。</p><p>　　當(dāng)所有器件的時鐘信號都上跳為高電平時，低電平期結(jié)束，SCL線被釋放返回高電平，即所有的器件都同時開始它們的高電平期。其后，第一個結(jié)束高電平期的器件又將SCL線拉成低電平。這樣就在SCL線上產(chǎn)生一個同步時鐘?？梢?，時鐘低電平時間由時鐘低電平期最長的器件

99、確定，而時鐘高電平時間由時鐘高電平期最短的器件確定。</p><p><b>　　4．?dāng)?shù)據(jù)的傳送</b></p><p>　　在數(shù)據(jù)傳送過程中，必須確認(rèn)數(shù)據(jù)傳送的開始和結(jié)束。在I2C總線技術(shù)規(guī)范中，開始和結(jié)束信號（也稱啟動和停止信號）的定義如圖2所示。當(dāng)時鐘線SCL為高電平時，數(shù)據(jù)線SDA由高電平跳變?yōu)榈碗娖蕉x為“開始”信號，起始狀態(tài)應(yīng)處于任何其他命令之前；當(dāng)SCL

100、線處于高電平時，SDA線發(fā)生低電平到高電平的跳變?yōu)椤敖Y(jié)束”信號。器件將處于備用方式（Standby MODE).開始和結(jié)束信號都是由主器件產(chǎn)生。在開始信號以后，總線即被認(rèn)為處于忙狀態(tài)；在結(jié)束信號以后的一段時間內(nèi)，總線被認(rèn)為是空閑的。</p><p>　　I2C總線的數(shù)據(jù)傳送格式是：在I2C總線開始信號后，送出的第一個字節(jié)數(shù)據(jù)是用來選擇從器件地址的，其中前7位為地址碼，第8位為方向位(R/W)讀寫控制。方向位為“0

101、”表示發(fā)送，即主器件把信息寫到所選擇的從器件；方向位為“1”表示主器件將從從器件讀信息。開始信號后，系統(tǒng)中的各個器件將自己的地址和主器件送到總線上的地址進(jìn)行比較，如果與主器件發(fā)送到總線上的地址一致，則該器件即為被主器件尋址的器件，其接收信息還是發(fā)送信息則由第8位 (R/W)確定。</p><p>　　在I2C總線上每次傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)不限，但每一個字節(jié)必須為8位，而且每個傳送的字節(jié)后面必須跟一個應(yīng)答位（ACK）,

102、ACK信號在第9個時鐘周期時出現(xiàn)。數(shù)據(jù)的傳送過程如圖3所示。每次都是先傳最高位，通常從器件在接收到每個字節(jié)后都會作出響應(yīng)，即釋放 SCL線返回高電平，準(zhǔn)備接收下一個數(shù)據(jù)字節(jié)，主器件可繼續(xù)傳送。如果從器件正在處理一個實(shí)時事件而不能接收數(shù)據(jù)時，（例如正在處理一個內(nèi)部中斷，在這個中斷處理完之前就不能接收I2C總線上的數(shù)據(jù)字節(jié)）可以使時鐘SCL線保持低電平，從器件必須使SDA保持高電平，此時主器件產(chǎn)生1個結(jié)束信號，使傳送異常結(jié)束，迫使主器件處于

103、等待狀態(tài)。當(dāng)從器件處理完畢時將釋放SCL線，主器件繼續(xù)傳送。當(dāng)主器件發(fā)送完一個字節(jié)的數(shù)據(jù)后，接著發(fā)出對應(yīng)于SCL線上的一個時鐘（ACK）認(rèn)可位，在此時鐘內(nèi)主器件釋放SDA線，一個字節(jié)傳送結(jié)束，而從器件的響應(yīng)信號將SDA線拉成低電平，使SDA在該時鐘的高電平期間為穩(wěn)定的低電平。從器件的響應(yīng)信號結(jié)束后，SDA線返回高電平，進(jìn)入下一個傳送周期。</p><p>　　I2C總線還具有廣播呼叫地址用于尋址總線上所有器件的功

104、能。若一個器件不需要廣播呼叫尋址中所提供的任何數(shù)據(jù)，則可以忽略該地址不作響應(yīng)。如果該器件需要廣播呼叫尋址中提供的數(shù)據(jù)，則應(yīng)對地址作出響應(yīng)，其表現(xiàn)為一個接收器。</p><p><b>　　5．總線的競爭解決</b></p><p>　　總線上可能掛接有多個器件，有時會發(fā)生兩個或多個主器件同時想占用總線的情況。例如，多單片機(jī)系統(tǒng)中，可能在某一時刻有兩個單片機(jī)要同時向總線

105、發(fā)送數(shù)據(jù)，這種情況叫做總線競爭。I2C總線具有多主控能力，可以對發(fā)生在SDA線上的總線競爭進(jìn)行仲裁，其仲裁原則是這樣的：當(dāng)多個主器件同時想占用總線時，如果某個主器件發(fā)送高電平，而另一個主器件發(fā)送低電平，則發(fā)送電平與此時SDA總線電平不符的那個器件將自動關(guān)閉其輸出級?？偩€競爭的仲裁是在兩個方面進(jìn)行的。首先是地址位的比較，如果主器件尋址同一個從器件，則進(jìn)入數(shù)據(jù)位的比較，從而確保了競爭仲裁的可靠性。由于是利用I2C總線上的信息進(jìn)行仲裁，因此不

106、會造成信息的丟失。</p><p>　　6. I2C總線接口器件</p><p>　　目前在儀器儀表、移動通信、密碼控制等領(lǐng)域采用I2C總線接口器件已經(jīng)比較普遍。另外，通用的I2C總線接口器件，如帶I2C總線的單片機(jī)、RAM、ROM、A/D、D/A、LCD驅(qū)動器等器件，也越來越多地應(yīng)用于計算機(jī)及自動控制系統(tǒng)中。</p><p><b>　　第五章溫度傳感器

107、</b></p><p>　　5.1溫度傳感器介紹</p><p>　　空調(diào)溫度傳感器為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，簡稱NTC，其阻值隨溫度升高而降低，隨溫度降低而增大。25℃時的阻值為標(biāo)稱值。NTC常見的故障為阻值變大、開路、受潮霉變阻值變化、短路、插頭及座接觸不好或漏電等，引起空調(diào)CPU檢測端子電壓異常引起空調(diào)故障。</p><p>　　空調(diào)常用的NTC有室

108、內(nèi)環(huán)溫NTC、室內(nèi)盤管NTC、室外盤管NTC等三個，較高檔的空調(diào)還應(yīng)用外環(huán)溫NTC、壓縮機(jī)吸氣、排氣NTC等。NTC在電路中主要有如圖一所示兩種用法，溫度變化使NTC阻值變化，CPU端子的電壓也隨之變化，CPU根據(jù)電壓的變化來決定空調(diào)的工作狀態(tài)。</p><p>　　5.2 空調(diào)溫度傳感器的作用</p><p>　　一、 室內(nèi)環(huán)境溫度傳感器： </p><p>　　

109、1制熱或制冷時用于自動控制室內(nèi)溫度。2制熱是用于控制輔助電加熱器工作． </p><p>　　二、 室內(nèi)盤管溫度傳感器： </p><p>　　1冬季制熱時用來防冷風(fēng)控制。2夏季制冷時用來防凍結(jié)保護(hù)。3用于控制室內(nèi)機(jī)風(fēng)速。4與芯片配合實(shí)現(xiàn)故障自珍。5在制熱時控制室外機(jī)出霜。 </p><p>　　三、室外環(huán)境溫度傳感器： </p><p>　

110、?。?）室外溫度過高或過低時系統(tǒng)自動保護(hù)．（2）制冷或制熱時用于室外機(jī)風(fēng)速． </p><p>　　四、室外盤管溫度傳感器： </p><p>　?。?）制熱時用于室外機(jī)除霜．（2）制冷或制熱時用于過熱保護(hù)或防凍結(jié)保護(hù)． </p><p>　　五、室外機(jī)壓縮機(jī)排氣溫度傳感器： </p><p>　?。?）壓縮機(jī)排氣溫度過高時系統(tǒng)進(jìn)行自動保護(hù)（

111、2）在變頻空調(diào)中用于控制電子膨脹閥的開啟度以及壓縮機(jī)頻率的升降</p><p>　　室內(nèi)環(huán)溫NTC作用：</p><p>　　室內(nèi)環(huán)溫NTC根據(jù)設(shè)定的工作狀態(tài)，檢測室內(nèi)環(huán)境的溫度自動開停機(jī)或變頻。定頻空調(diào)使室內(nèi)溫度溫差變化范圍為設(shè)定值 +1℃，即若制冷設(shè)定24℃時，當(dāng)溫度降到23℃壓縮機(jī)停機(jī)，當(dāng)溫度回升到25℃壓縮機(jī)工作；若制熱設(shè)定24℃時，當(dāng)溫度升到25℃壓縮機(jī)停機(jī)，當(dāng)溫度回落到23℃壓

112、縮機(jī)工作。</p><p>　　值得說明的是溫度的設(shè)定范圍一般為15℃—30℃之間，因此低于15℃的環(huán)溫下制冷不工作，高于30℃的環(huán)溫下制熱不工作。</p><p>　　變頻空調(diào)根據(jù)設(shè)定的工作溫度和室內(nèi)溫度的差值進(jìn)行變頻調(diào)速，差值越大壓縮機(jī)工作頻率越高，因此，壓縮機(jī)啟動以后轉(zhuǎn)速很快提升。</p><p>　　室內(nèi)盤管NTC 室內(nèi)盤管制冷過冷（低于+3℃）保護(hù)檢測、

113、制冷缺氟檢測；制熱防冷風(fēng)吹出、過熱保護(hù)檢測。</p><p>　　空調(diào)制冷30分鐘自動檢查室內(nèi)盤管的溫度，若降溫達(dá)不到20℃則自動診斷為缺氟而保護(hù)。若因某些原因室內(nèi)盤管溫度降到+3℃以下為防結(jié)霜也停機(jī)（過冷） 制熱時室內(nèi)盤管溫度底于32℃內(nèi)風(fēng)機(jī)不吹風(fēng)（防冷風(fēng)），高于52℃外風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)，高于58℃壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)（過熱）；有的空調(diào)制熱自動控制內(nèi)風(fēng)機(jī)風(fēng)速；有的空調(diào)自動切換電輔熱 變頻空調(diào)轉(zhuǎn)速控制等。</p>

114、<p>　　室外盤管NTC 制熱化霜溫度檢測，制冷冷凝溫度檢測。</p><p>　　制熱化霜是熱泵機(jī)一個重要的功能，第一次化霜為CPU定時（一般在50分鐘），以后化霜則由室外盤管NTC控制（一般為—11℃要化霜，+9℃則制熱）。</p><p>　　制冷冷凝溫度達(dá)68℃停壓縮機(jī)，代替高壓壓力開關(guān)的作用；變頻制冷則降頻阻止盤管繼續(xù)升溫。</p><p>