畢業(yè)設(shè)計(jì)---多功能數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作

1、<p><b>　　畢</b></p><p><b>　　業(yè)</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目； 多功能數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作</p><p

2、>　　系 別 電氣工程系應(yīng)用電子專業(yè)技術(shù) </p><p>　　班 級(jí) 車輛電子092 </p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　多功能數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作</p><p><b&

3、gt;　　二、指導(dǎo)教師： </b></p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求</b></p><p><b>　　1.課題概述</b></p><p>　　1）溫度是科學(xué)技術(shù)中最基本的物理量之一，物理、化學(xué)、生物等學(xué)科都離不開溫度。在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中，溫度常常是表征對(duì)象和過程狀態(tài)的最重要的參數(shù)之一。傳

4、統(tǒng)的水銀或酒精溫度計(jì)來測量溫度,不僅測量時(shí)間長、讀數(shù)不方便、而且功能單一,已經(jīng)不能滿足人們在數(shù)字化時(shí)代的要求。因此提出一種新型的數(shù)字式溫度測量電路的設(shè)計(jì)方案,該方案集成了基于AT89S51的兩位數(shù)碼管顯示溫度測量電路和通過編程的方式來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的顯示、修改、定時(shí)鬧鈴等功能的時(shí)鐘電路</p><p>　　2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下：</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求</

5、b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p>　　1）溫度測量：能夠?qū)崟r(shí)顯示當(dāng)前的環(huán)境溫度</p><p>　　2）時(shí)鐘功能：能夠作為時(shí)鐘使用，顯示當(dāng)前時(shí)間</p><p>　　3）鬧鐘功能：能夠在設(shè)定時(shí)間時(shí)鐘時(shí)，作為鬧鈴發(fā)生</p><p>　　4）時(shí)鐘設(shè)置功能：能

6、夠設(shè)定時(shí)鐘，修改當(dāng)前時(shí)間</p><p>　　5）電源電池或直流穩(wěn)壓電源輸入：穩(wěn)壓至9V供電</p><p>　　6）完成控制器的原理圖和PCB板圖的設(shè)計(jì)和制作</p><p>　　7）完成軟件程序的編寫與調(diào)試</p><p>　　8）對(duì)整機(jī)的調(diào)試，完成指定功能</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：<

7、/b></p><p><b>　　1）原理圖規(guī)范</b></p><p>　　2）PCB板圖規(guī)范、布局合理</p><p>　　3）電路板制作工整、美觀</p><p><b>　　4）軟件流程圖標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　5）程序采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)、可讀性強(qiáng)<

8、;/p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)參考書</b></p><p>　　電力電子技術(shù)與應(yīng)用 高等教育出版社</p><p>　　電機(jī)控制技術(shù) 北京航空航天大學(xué)出版社</p><p>　　模擬電子技術(shù) 高等教育出版社</p><p>　　數(shù)字電子技術(shù)

9、 高等教育出版社</p><p>　　單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì) 北京航空航天大學(xué)出版社</p><p>　　單片機(jī)原理及應(yīng)用 中南大學(xué)出版社</p><p>　　傳感器與檢測技術(shù) 高等教育出版社</p><p>　　五、設(shè)計(jì)說明書要求(小四、宋體) </p>&

10、lt;p><b>　　(以下五號(hào)、宋體)</b></p><p><b>　　封面</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　內(nèi)容摘要(200~400字左右，中英文)</p><p><b>　　引言</b></p&

11、gt;<p>　　正文（設(shè)計(jì)方案比較與選擇，設(shè)計(jì)方案原理、計(jì)算、分析、論證，設(shè)計(jì)結(jié)果的說明及特點(diǎn)）</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　附錄(參考文獻(xiàn)、圖紙、材料清單等)</p><p>　　六、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程安排</p><p>　　七、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及論文要求(小四、宋體)<

12、;/p><p><b>　　(以下五號(hào)、宋體)</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯要求</b></p><p>　　答辯前三天，每個(gè)學(xué)生應(yīng)按時(shí)將畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書或畢業(yè)論文、專題報(bào)告等必要資料交指導(dǎo)教師審閱，由指導(dǎo)教師寫出審閱意見。</p><p>　　學(xué)生答辯時(shí)對(duì)自述部分應(yīng)寫出書面提綱，內(nèi)容

13、包括課題的任務(wù)、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評(píng)價(jià)。</p><p>　　答辯小組質(zhì)詢課題的關(guān)鍵問題，質(zhì)詢與課題密切相關(guān)的基本理論、知識(shí)、設(shè)計(jì)與計(jì)算方法、實(shí)驗(yàn)方法、測試方法，鑒別學(xué)生獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力。</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求</b></p><p>　　文字要求:說明書要

14、求打印(除圖紙外)，不能手寫。文字通順，語言流暢，排版合理，無錯(cuò)別字，不允許抄襲。</p><p>　　圖紙要求:按工程制圖標(biāo)準(zhǔn)制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細(xì)均勻，圓弧連接光滑，尺寸標(biāo)注規(guī)范，文字注釋必須使用工程字書寫。</p><p>　　曲線圖表要求：所有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示意圖等不準(zhǔn)用徒手畫，必須按國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)或工程要求繪制。

15、 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本論文介紹的是基于STC89C52單片機(jī)數(shù)字鐘和數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)思想。 論文重點(diǎn)闡述了硬件模塊 ——MCU模塊、溫度的感應(yīng)模塊、時(shí)鐘模塊、控制模塊、 顯示模塊的設(shè)計(jì)。 軟件同樣采用模塊化設(shè)計(jì)， 軟件模塊——中斷模塊、溫度轉(zhuǎn)化模塊、 時(shí)間調(diào)整模塊的設(shè)計(jì)。 溫度是生產(chǎn)

16、過程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中普遍而且重要的物理參數(shù)之一。 在生產(chǎn)過程中， 為了高效地進(jìn)行生產(chǎn)， 必須對(duì)它的主要參數(shù)，如溫度、 壓力、 流量等進(jìn)行有效的控制。 溫度控制在生產(chǎn)過程中占有相當(dāng)大的比例。溫度測量是溫度控制的基礎(chǔ) ，技術(shù)已經(jīng)比較成熟。 傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和熱電阻。而熱電偶和熱電阻測出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度 ，這些方法相對(duì)比較復(fù)雜，需要比較多的外部硬件支持。 我們用一種相對(duì)比較簡單的方式來測量?！S1620是Dallas公司

17、推出的數(shù)字溫度測控器件。 TH和TL寄存器中的溫度報(bào)警限設(shè)定值存放在非易失性存儲(chǔ)器中， 掉電后不會(huì)丟失。通過三線串行接口，完成溫度值的讀取和TH、TL的設(shè)定。</p><p>　　關(guān)鍵字 ： 微控制器， 數(shù)字控制 ； 溫度計(jì)，數(shù)字鐘 STC89C52， DS1620。MAX7219 </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><

18、;p>　　this paper introduce is based on STC89C52 a digital clock and digital thermometer design, reflect modular design thought. The paper mainly describes the hardware module-module, temperature sensing MCU module, clo

19、ck module, control module, display module design. The software also modular design, software module-interrupt module, temperature into modules, time to adjust module design. The temperature is the production process and

20、scientific experiments common but also one of the important physical</p><p>　　Key word: micro controller, digital control; The thermometer, a digital clock, STC89C52, DS1620. MAX7219</p><p&

21、gt;<b>　　目錄</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書I</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　第1章緒論3</b></p>&

22、lt;p>　　1.1 課題研究價(jià)值3</p><p>　　1.2 溫度傳感器的發(fā)展4</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求.7</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)7</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)要求7</p><p>　　第3章 總體設(shè)計(jì)方案8</p>&l

23、t;p>　　3.1 多功能數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)的技術(shù)路線8</p><p>　　3.2 總體設(shè)計(jì)分析8</p><p>　　3.3 方案的選擇與設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.4 方案確定10</p><p>　　第4章 硬件電路設(shè)計(jì)10</p><p>　　4.1 原理分析10&l

24、t;/p><p>　　4.2 溫度傳感器DS1620的介紹12</p><p>　　4.3 STC89C52的介紹15</p><p>　　4.4 MAX7219的介紹26</p><p>　　4.5 電路原理圖30</p><p>　　第5章 軟件電路設(shè)計(jì)31</p><

25、p>　　5.1 軟件設(shè)計(jì)思路31</p><p>　　5.2 軟件驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)31</p><p>　　5.3 調(diào)試的設(shè)備33</p><p>　　5.4 調(diào)試過程：33</p><p>　　第6章 程序……………………………..……………………?！?4</p><p>　

26、　6.1 程序34</p><p>　　6.2 流程圖49</p><p>　　第7章 使用說明50</p><p>　　7.1 使用方法50</p><p>　　7.2 故障分析50</p><p><b>　　總結(jié)與體會(huì)52</b></p><p>

27、;<b>　　致謝53</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)54</b></p><p><b>　　材料清單表55</b></p><p><b>　　實(shí)物圖56</b></p><p><b>　　PCB56</b&g

28、t;</p><p><b>　　總原理圖:57</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究價(jià)值</p><p>　　溫度測量在物理實(shí)驗(yàn)、醫(yī)療衛(wèi)生、食品生產(chǎn)等領(lǐng)域，尤其在熱學(xué)試驗(yàn)（如：物體的比熱容、汽化熱、熱功當(dāng)量、壓強(qiáng)溫度系數(shù)等教學(xué)實(shí)驗(yàn)）中，有特別重

29、要的意義。傳統(tǒng)所使用的溫度計(jì)通常都是精度為1℃和0.1℃的水銀、煤油或酒精溫度計(jì)。這些溫度計(jì)的刻度間隔通常都很密，不容易準(zhǔn)確分辨，讀數(shù)困難，而且他們的熱容量還比較大，達(dá)到熱平衡所需的時(shí)間較長，因此很難讀準(zhǔn)，并且使用非常不方便。數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測溫比較準(zhǔn)確的場所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用。目前溫度計(jì)的發(fā)展很快，從原始的玻璃管溫度計(jì)發(fā)展到了現(xiàn)在的熱電阻溫度計(jì)、

30、熱電偶溫度計(jì)、數(shù)字溫度計(jì)、電子溫度計(jì)等等，溫度計(jì)中傳感器是它的重要組成部分，它的精度、靈敏度基本決定了溫度計(jì)的精度、測量范圍、控制范圍和用途等。傳感器應(yīng)用極其廣泛，目前已經(jīng)研制出多種新型傳感器。但是，作為應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)系統(tǒng)要求選用適宜的傳感器，并與自設(shè)計(jì)的系統(tǒng)連接起來，從而構(gòu)成性能優(yōu)良的監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p>　　20世紀(jì)90年代中期最早推出的智能溫度傳感器，采用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器，其測溫精度較低

31、，分辨力只能達(dá)到1℃。目前，國外已相繼推出多種高速度、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是9～12位A/D轉(zhuǎn)換器，分辨力一般可達(dá)0.5～0.0625℃。由美國DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS1624型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出13位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，其分辨力高達(dá)0.03125℃，測溫精度為±0.2℃。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。以AD7817型5通道智能溫度傳感器為例，它對(duì)本

32、地傳感器、每一路遠(yuǎn)程傳感器的轉(zhuǎn)換時(shí)間分別僅為27μs、9μs。Maxim公司生產(chǎn)的DS1620，DS1620是直接數(shù)字輸出的溫度傳感器，采用DS1620不需要在STC89C52系統(tǒng)中擴(kuò)展A/D轉(zhuǎn)換器，因此可以降低電路的復(fù)雜性。DS1620是一片8引腳的片內(nèi)建有溫度測量并轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的集成電路，他集溫度傳感、溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸、溫度控制等功能于一體。測溫范圍：-55～+125℃，精度為0.5℃。該芯片非常容易與單片機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)溫度的測控應(yīng)

33、用，單獨(dú)做溫度控制器使用時(shí)，可不用外加其他輔</p><p>　　1.2 溫度傳感器的發(fā)展</p><p>　　溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下3個(gè)階段：傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器(含敏感元件)；主要是能夠進(jìn)行非電量和電量之間轉(zhuǎn)換；模擬集成溫度傳感器/控制器；智能溫度傳感器。目前，國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。 </p>&

34、lt;p>　　傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器——熱電偶傳感器：熱電偶傳感器是工業(yè)測量中應(yīng)用最廣泛的一種溫度傳感器，它與被測對(duì)象直接接觸，不受中間介質(zhì)的影響，具有較高的精度；測量范圍廣，可從-50~1600℃進(jìn)行連續(xù)測量,特殊的熱電偶如金鐵——鎳鉻，最低可測到-269℃，鎢——錸最高可達(dá)2800℃。</p><p>　　模擬集成溫度傳感器：集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器。

35、模擬集成溫度傳感器是在20世紀(jì)80年代問世的，它將溫度傳感器集成在一個(gè)芯片上、可完成溫度測量及模擬信號(hào)輸出等功能。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一（僅測量溫度）、測溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡單。</p><p>　　智能溫度傳感器：智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器）是在20世紀(jì)90年代中期問世的。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和

36、自動(dòng)測試技術(shù)的結(jié)晶。目前，國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、A/D傳感器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器（CPU）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）。智能溫度傳感器能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器（MCU），并且可通過軟件來實(shí)現(xiàn)測試功能，即智能化取決于軟件的開發(fā)水平。智能溫度傳感器包括數(shù)字溫度傳感器和石英溫度傳感器。數(shù)

37、字溫度傳感器被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、電子測溫計(jì)、醫(yī)療儀器等各種溫度控制系統(tǒng)中。用石英作為溫度傳感器的數(shù)字溫度計(jì)可實(shí)現(xiàn)多種功能：用于熱化療儀中對(duì)藥液的溫度進(jìn)行測量，能獲得較好的測溫效果；用于溫度檢測系統(tǒng)，測溫系統(tǒng)可用于各行各業(yè)中。比如：可用于溫室大棚的溫度檢測，當(dāng)溫度過高就產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)；在輪胎生產(chǎn)中,進(jìn)行的溫度檢測。</p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)后，數(shù)字溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性

38、、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。</p><p>　　提高測溫精度和分辨力：20世紀(jì)90年代中期最早推出的智能溫度傳感器，采用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器，其測溫精度較低，分辨力只能達(dá)到1℃。目前，國外已相繼推出多種高速度、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是9～12位A/D轉(zhuǎn)換器，分辨力一般可達(dá)0.5～0.0625℃。由美國DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS1624型高分辨力智能溫度

39、傳感器，能輸出13位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，其分辨力高達(dá)0.03125℃，測溫精度為±0.2℃。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。以AD7817型5通道智能溫度傳感器為例，它對(duì)本地傳感器、每一路遠(yuǎn)程傳感器的轉(zhuǎn)換時(shí)間分別僅為27μs、9μs。</p><p>　　增加測試功能：新型智能溫度傳感器的測試功能也在不斷增強(qiáng)。例如，DS1629型單線智能溫度傳感器增加了實(shí)時(shí)日歷

40、時(shí)鐘（RTC），使其功能更加完善。DS1624還增加了存儲(chǔ)功能，利用芯片內(nèi)部256字節(jié)的E2PROM存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)用戶的短信息。另外，智能溫度傳感器正從單通道向多通道的方向發(fā)展，這就為研制和開發(fā)多路溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了良好條件。智能溫度傳感器都具有多種工作模式可供選擇，主要包括單次轉(zhuǎn)換模式、連續(xù)轉(zhuǎn)換模式、待機(jī)模式，有的還增加了低溫極限擴(kuò)展模式，操作非常簡便。對(duì)某些智能溫度傳感器而言，主機(jī)(外部微處理器或單片機(jī))還可通過相應(yīng)的寄存器來設(shè)定其

41、A/D轉(zhuǎn)換速率(典型產(chǎn)品為MAX7219)，分辨力及最大轉(zhuǎn)換時(shí)間(典型產(chǎn)品為DS1624)。智能溫度控制器是在智能溫度傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的。典型產(chǎn)品有DS1620、TCN75、LM76、MAX7219。智能溫度控制器適配各種微控制器，構(gòu)成智能化溫控系統(tǒng)；它們還可以脫離微控制器單獨(dú)工作，自行構(gòu)成一個(gè)溫控儀。</p><p>　　總線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化：目前，智能溫度傳感器的總線技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，所采

42、用的總線主要有單線(1-Wire)總線、I2C總線、Emboss總線和dpi總線。溫度傳感器作為從機(jī)可通過專用總線接口與主機(jī)進(jìn)行通信。</p><p>　　可靠性及安全性設(shè)計(jì)：傳統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器大多采用積分式或逐次比較式轉(zhuǎn)換技術(shù)，其噪聲容限低，抑制混疊噪聲及量化噪聲的能力比較差。新型智能溫度傳感器(例如TMP03/04、LM74、LM83)普遍采用了高性能的Σ－Δ式A／Ｄ轉(zhuǎn)換器，它能以很高的采樣速率和很低的采樣分

43、辨力將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再利用過采樣、噪聲整形和數(shù)字濾波技術(shù)，來提高有效分辨力。Σ－Δ式A／D轉(zhuǎn)換器不僅能濾除量化噪聲，而且對(duì)外圍元件的精度要求低；由于采用了數(shù)字反饋方式，因此比較器的失調(diào)電壓及零點(diǎn)漂移都不會(huì)影響溫度的轉(zhuǎn)換精度。這種智能溫度傳感器兼有抑制串模干擾能力強(qiáng)、分辨力高、線性度好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。為了避免在溫控系統(tǒng)受到噪聲干擾時(shí)產(chǎn)生誤動(dòng)作，在AD7416/7417/7817、LM75／76、MAX6625／6626等智能溫度

44、傳感器的內(nèi)部，都設(shè)置了一個(gè)可編程的“故障排隊(duì)(fault queue)”計(jì)數(shù)器，專用于設(shè)定允許被測溫度值超過上、下限的次數(shù)。僅當(dāng)被測溫度連續(xù)超過上限或低于下限的次數(shù)達(dá)到或超過所設(shè)定的次數(shù)n(n=1~4)時(shí)，才能觸發(fā)中斷端。若故障次數(shù)不滿足上述條件或故障不是連續(xù)發(fā)生的，故障計(jì)數(shù)器就復(fù)位而不會(huì)觸發(fā)中斷端</p><p>　　為防止因人體靜電放電(ESD)而損壞芯片。一些智能溫度傳感器還增加了ESD保護(hù)電路，一般可承受

45、1000~4000V的靜電放電電壓。通常是將人體等效于由100PF電容和1.2K歐姆電阻串聯(lián)而成的電路模型，當(dāng)人體放電時(shí)，TCN75型智能溫度傳感器的串行接口端、中斷／比較器信號(hào)輸出端和地址輸入端均可承受1000V的靜電放電電壓。</p><p>　　最新開發(fā)的智能溫度傳感器(例如MAX6654、LM83)還增加了傳感器故障檢測功能，能自動(dòng)檢測外部晶體管溫度傳感器(亦稱遠(yuǎn)程傳感器)的開路或短路故障。MAX6654

46、還具有選擇“寄生阻抗抵消”(Parasitic Desistance Cancellation，英文縮寫為PRC)模式，能抵消遠(yuǎn)程傳感器引線阻抗所引起的測溫誤差，即使引線阻抗達(dá)到100歐姆，也不會(huì)影響測量準(zhǔn)確度。遠(yuǎn)程傳感器引線可采用普通雙絞線或者帶屏蔽層的雙絞線。</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求.</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b><

47、/p><p>　　1查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解數(shù)字溫度計(jì)程序的原理，能夠運(yùn)用C語言進(jìn)行數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作。</p><p>　　2設(shè)計(jì)基于C語言的數(shù)字溫度計(jì)的控制系統(tǒng)硬件部分，畫出控制系統(tǒng)硬件框圖，設(shè)計(jì)數(shù)字溫度計(jì)的控制系統(tǒng)的軟件部分，首先根據(jù)數(shù)字溫度計(jì)所需的具體功能設(shè)計(jì)好程序流程圖，包括控制流程圖、控制時(shí)序圖、梯形圖程序設(shè)計(jì)；根據(jù)設(shè)計(jì)的程序流程圖寫出代碼，并進(jìn)行代碼編譯的調(diào)試。</p&g

48、t;<p>　　3根據(jù)總體的方案設(shè)計(jì)，包括完成的硬件部分和軟件部分來選擇合適的元器件；根據(jù)硬件電路圖進(jìn)行硬件電路板的制作并調(diào)試硬件。</p><p>　　4把設(shè)計(jì)好的軟件代碼燒入硬件中，然后進(jìn)行總體調(diào)試，直至原先預(yù)定要實(shí)現(xiàn)的功能完全實(shí)現(xiàn)為止。</p><p>　　5設(shè)計(jì)出系統(tǒng)方框圖、單元圖、原理總圖；畫出控制程序流程圖，以及編寫完整的程序代碼；撰寫硬件系統(tǒng)總體說明、硬件接線圖

49、、控制程序、其他附件及圖紙。</p><p>　　6完成論文的撰寫，根據(jù)格式要求和范文要求，先把目錄確定，再根據(jù)目錄的章節(jié)把具體內(nèi)容撰寫好，以此完成整篇論文。</p><p><b>　　2.2設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　通過集成數(shù)字溫度傳感器DS1620來實(shí)現(xiàn)溫度的采集，DS1620自帶9位A/D轉(zhuǎn)換器，可以直接輸出精度比較高的數(shù)字

50、量溫度值。DS1620的轉(zhuǎn)換數(shù)率為0.5ms，測量的溫度范圍為-55℃～+125℃，測量溫度精度為0.5℃，供電電壓為2.7 V～5.5V，所以可以用它來實(shí)現(xiàn)比較理想的溫度測量。設(shè)計(jì)中還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，用Maxim公司生產(chǎn)的一款高性能8位共陰極數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片MAX7219，MAX7219和單片計(jì)算機(jī)連接有三條引線（DIN、CLK、LOAD），采用16位數(shù)據(jù)串行移位接收方式。溫度和時(shí)鐘顯示分別采用2位、4位的共陰極數(shù)碼管。按鍵部分

51、采用4個(gè)上拉按鍵，用于實(shí)現(xiàn)時(shí)間的修改、鬧鐘的設(shè)定等功能。單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括晶振電路和復(fù)位電路。電源系統(tǒng)采用MC7805作為電源的電路，輸出5V的供電電壓。</p><p><b>　　實(shí)現(xiàn)功能如下：</b></p><p>　　1溫度測量：能夠?qū)崟r(shí)顯示當(dāng)前的環(huán)境溫度；</p><p>　　2時(shí)鐘功能：能夠作為時(shí)鐘使用，顯示當(dāng)前時(shí)間；</

52、p><p>　　3鬧鐘功能：能夠在設(shè)定時(shí)間時(shí)鐘時(shí)，作為鬧鈴發(fā)生；</p><p>　　4時(shí)鐘設(shè)置功能：能夠設(shè)定時(shí)鐘，修改當(dāng)前時(shí)間；</p><p>　　第3章 總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　3.1多功能數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)的技術(shù)路線</p><p>　　多功能數(shù)字溫度計(jì)的原理為通過溫度傳感器測量溫度，再通過單片機(jī)控制LED

53、數(shù)碼管顯示溫度和時(shí)間。</p><p>　　主要包括以下幾個(gè)部分：</p><p>　　核心處理器：為STC89C52的最小系統(tǒng)，作為數(shù)字溫度計(jì)的計(jì)算處理設(shè)備。</p><p>　　溫度傳感器：采用Maxim公司生產(chǎn)的DS1620直接數(shù)字輸出的溫度傳感器。</p><p>　　溫度顯示設(shè)備：采用一個(gè)兩位的共陰數(shù)碼管作為溫度顯示設(shè)備。本設(shè)計(jì)中只

54、考慮0到100攝氏度之間的溫度顯示，所以采用兩個(gè)數(shù)碼管顯示溫度值。</p><p>　　時(shí)間顯示設(shè)備：采用一個(gè)四位的共陰數(shù)碼管作為時(shí)鐘顯示設(shè)備，四位分別顯示小時(shí)和分鐘。</p><p>　　數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片：為了降低系統(tǒng)復(fù)雜性，減小單片機(jī)引腳資源的使用，采用MAX7219作為數(shù)碼管設(shè)備的驅(qū)動(dòng)芯片，MAX7219芯片是一個(gè)專門的8位LED顯示驅(qū)動(dòng)的串行接口芯片，可以獨(dú)立于單片機(jī)對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行掃描

55、顯示驅(qū)動(dòng)。 </p><p><b>　　3.2總體設(shè)計(jì)分析</b></p><p>　　本課題設(shè)計(jì)的是以STC89C52單片機(jī)，DS1620溫度傳感器，MAX7219數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片為核心，采用兩個(gè)四位數(shù)碼管顯示，輔以必要電路，共同構(gòu)成的一個(gè)具有多功能的數(shù)字溫度計(jì)。該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的顯示時(shí)間、調(diào)整時(shí)間、鬧鐘報(bào)時(shí)并能夠?qū)r(shí)鐘所在的環(huán)境溫度進(jìn)行測量顯示。</p>

56、<p>　　主程序進(jìn)行初始化，其他的程序選擇模塊式的方式。首先對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試, 當(dāng)模塊調(diào)試成功后，逐一的加入主程序中，最后完成整個(gè)軟件部分的設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.3 方案的選擇與設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1方案一：采用FPGA控制</p><p>　　FPGA是一種高密度的可編程邏輯器件,自從Exiling公司1985年推出第一片

57、FPGA以來,FPGA的集成密度和性能提高很快,其集成密度最高達(dá)500萬門/片以上,系統(tǒng)性能可達(dá)200MHz。由于FPGA器件集成度高,方便易用,開發(fā)和上市周期短,在數(shù)字設(shè)計(jì)和電子生產(chǎn)中得到迅速普及和應(yīng)用,并一度在高密度的可編程邏輯器件領(lǐng)域中獨(dú)占鰲頭。</p><p>　　但是而基于 SRAM編程的FPGA,其編程信息需存放在外部存儲(chǔ)器上 ,需外部存儲(chǔ)器芯片 ,且使用方法復(fù)雜 ,保密性差，而其對(duì)于一個(gè)簡單的多功能

58、數(shù)字溫度計(jì)而言，實(shí)用FPGA有點(diǎn)大材小用，成本太高。</p><p>　　3.3.2方案二：采用ATMEL公司的STC89C52單片機(jī)</p><p>　　STC89C52是一種低功耗、高性能的片內(nèi)含有4KB快閃可編程／擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory) 8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存

59、儲(chǔ)技術(shù)制造，并且與80C51引腳和指令系統(tǒng)完全兼容。芯片上的FPEROM允許在線編程或采用通用的非易失存儲(chǔ)編程器對(duì)程序存儲(chǔ)器重復(fù)編程。AT89S51（以下簡稱 89C51）將具有多種功能的8位 CPU與FPEROM結(jié)合在一個(gè)芯片上，為很多嵌入式控制應(yīng)用提供了非常靈活而又價(jià)格適宜的方案，其性能價(jià)格比較高。ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位STC89C52單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合。單片機(jī)廣泛用于智能產(chǎn)品，智能儀表，測控技術(shù)，智能接口

60、等，具有操作簡單，實(shí)用方便，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，而其中STC89C52以MCS-52為內(nèi)核，是單片機(jī)中最典型的代表，應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。</p><p>　　3.3.3采用DS18b20溫度傳感器</p><p>　　DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)以 9 位數(shù)字量的形式反映器件的溫度值。 DS18B20 通過一個(gè)單線接口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和 DS18B20 之間僅需一條連接線（加上

61、地線）。用于讀寫和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無需外部電源。 因?yàn)槊總€(gè) DS18B20都有一個(gè)獨(dú)特的片序列號(hào)， 所以多只 DS18B20 可以同時(shí)連在一根單線總線上，這樣就可以把溫度傳感器放在許多不同的地方。這一特性在 HVAC 環(huán)境控制、探測建筑物、儀器或機(jī)器的溫度以及過程監(jiān)測和控制等方面非常有用。</p><p><b>　　3.4 方案確定</b></p><

62、;p>　　通過以上兩種方案論證和比較，從設(shè)計(jì)的實(shí)用性，方便性和成本出發(fā)，選擇了以STC89C52單片機(jī)作為中央處理器，DS1620溫度傳感器為主要器件進(jìn)行此項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。</p><p>　　經(jīng)過對(duì)比以及我們在日常教學(xué)中采用的是采用STC89C52，同時(shí)為提高我們對(duì)外圍電路的焊接等技術(shù)，提高綜合能力，我們選擇使用STC89C52單片機(jī)。</p><p>　　第4章 硬件電路設(shè)計(jì)<

63、/p><p><b>　　4.1原理分析</b></p><p>　　此項(xiàng)目設(shè)計(jì)一個(gè)具備溫度計(jì)和時(shí)鐘的功能的多功能數(shù)字溫度計(jì)，該系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：單片機(jī)、溫度傳感器、顯示設(shè)備、鍵盤輸入幾部分組成。多功能數(shù)字溫度計(jì)的原理十分簡單，即通過溫度傳感器測量溫度，通過單片機(jī)采集后在LED數(shù)碼管上顯示出來，同時(shí)，該溫度計(jì)還兼有時(shí)鐘的功能。</p><p>

64、;<b>　　4.1.1電源電路</b></p><p>　　為了降低成本，該多功能數(shù)字溫度計(jì)采用了MC7805作為電源芯片MC7805是使用最為廣泛的一種電源穩(wěn)壓芯片，各大芯片公司都有生產(chǎn)或具有兼容產(chǎn)品。從芯片的手冊上可知，MC7805能夠?qū)?～30V的輸入電壓穩(wěn)壓至5V輸出，但是由于MC7805不是開關(guān)電源，而是線性穩(wěn)壓電源，因此多余的電壓都將轉(zhuǎn)換為熱能被消耗，導(dǎo)致芯片發(fā)熱，因此MC78

65、05的輸入電壓不宜太高。 采用MC7805作為電源的電路，其中BAT是電池電源輸入端，一般為9V。</p><p>　　4.1.2 蜂鳴器電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用軟件處理電路，利用有緣蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警輸出，采用直流供電，當(dāng)顯示的分與秒相與為零時(shí)，蜂鳴器嘀一聲；當(dāng)當(dāng)前與鬧鐘時(shí)間相等時(shí)，蜂鳴器連續(xù)響。</p><p>　　蜂鳴器通過PNP管連接到單片機(jī)的P2.

66、7口，三極管在這里起到了放大作用，以保證有足夠的電流驅(qū)動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。蜂鳴器硬件電路圖如下：</p><p><b>　　蜂鳴器電路圖</b></p><p>　　4.1.3 鍵盤電路</p><p>　　由于多功能數(shù)字溫度計(jì)具備時(shí)鐘的功能，因此需要具有設(shè)置時(shí)鐘的按鍵輸入設(shè)備，在本章案例中采用4個(gè)按鍵作為輸入設(shè)備，與STC89C52的P0_0

67、～P0_3相連，其電路如圖所示。</p><p><b>　　按鍵電路</b></p><p>　　4.1.4 時(shí)鐘電路</p><p>　　時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地按時(shí)序進(jìn)行工作。時(shí)鐘電路是單片機(jī)的心臟，它控制著單片機(jī)的心臟

68、！典型值有6MHz和12MHz，單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)反相放大器，XTAL1和XTAL2分別為反相放大器的輸入與輸出端，外接定時(shí)反饋元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)的內(nèi)部各個(gè)部件。時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2。而在芯片外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，這就是單片機(jī)的時(shí)鐘電路。&

69、lt;/p><p><b>　　時(shí)鐘電路</b></p><p><b>　　4.1.5復(fù)位電路</b></p><p>　　復(fù)位電路是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或者操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也

70、需要按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要復(fù)位，使CPU和其他部件處于一種確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。其電路圖如圖所示：</p><p><b>　　復(fù)位電路</b></p><p>　　4。２溫度傳感器DS1620的介紹 </p><p>　　DS1620功能概述</p><p>　　DS1620是Da

71、llas公司推出的數(shù)字溫度測控器件。 2.7~ 5.0V供電電壓，測量溫度范圍為-55~+125℃，9位數(shù)字量表示溫度值，分辨率為0.5℃。在0~+70℃精確度為0.5℃， -40~0℃和+70~+85℃精確度為1℃，-55~-40℃和+85~ +125℃精確度為2℃。TH和TL寄存器中的溫度報(bào)警限設(shè)定值存放在非易失性存儲(chǔ)器中，掉電后不會(huì)丟失。通過三線串行接口，完成溫度值的讀取和TH、TL的設(shè)定。DS1620的外圍接線簡單，使用靈活。

72、使用時(shí)請(qǐng)注意它的測量范圍及精度能否滿足要求。用作熱繼電器使用時(shí)必須寫入控制寄存器操作模式和TH、TL寄存器的溫度設(shè)定值。</p><p>　　4.2.2DS1620引腳功能說明</p><p>　　DS1620采用8腳DIP封裝或8腳SOIC封裝。引腳排列如圖1所示，引腳功能說明如表1所列。</p><p>　　表1 DS1620引腳功能說明</p>

73、<p>　　4.2.3 DS1620溫度值數(shù)據(jù)格式</p><p>　　DS1620的溫度值為9位數(shù)字量，數(shù)據(jù)用補(bǔ)碼表示，最低位表示0.5℃。通過三線傳送數(shù)據(jù)時(shí)，低位在前，高位在后。DS1620讀出或?qū)懭氲臏囟葦?shù)據(jù)值可以是9位的字（在第9位后將置為低電平），也可以作為兩個(gè)8位字節(jié)的16位字。這時(shí)高7位為無關(guān)位。這種方式在8位單片機(jī)中處理是比較方便的。</p><p>　　4.

74、2.4 DS1620的操作和控制</p><p>　　控制/狀態(tài)寄存器用于決定DS1620在不同場合的操作方式，也指示溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的狀態(tài)?？刂?狀態(tài)寄存器的定義如下。DONE THF TLF NVB 1 0 CPU</p><p><b>　　1SHOT</b></p><p>　　DONE：溫度轉(zhuǎn)換完標(biāo)志?！?”

75、轉(zhuǎn)換完成，“0”轉(zhuǎn)換進(jìn)行中。</p><p>　　THF：溫度過高標(biāo)志。溫度高于或等于TH寄存器中的設(shè)定值時(shí)變?yōu)椤?”。當(dāng)THF為“1”后，即使溫度降到TH以下，THF值也仍為“1”。可以通過寫入“0”或斷開電源來清除這個(gè)標(biāo)志。</p><p>　　TLF：溫度過低標(biāo)志。溫度低于或等于TL寄存器中的設(shè)定值時(shí)變?yōu)椤?”。當(dāng)TLF為“1”后，即使溫度升高到TL以上，TLF值也仍為“1”?？梢酝?/p>

76、過寫入“0”或斷開電源來清除這個(gè)標(biāo)志。</p><p>　　NVB：非易失性存儲(chǔ)器忙標(biāo)志?！?”表示正在向存儲(chǔ)器中寫入數(shù)據(jù)；“0”表示存儲(chǔ)器不忙。寫入存儲(chǔ)器要10ms時(shí)間。</p><p>　　CPU：CPU使用標(biāo)志?！?”表示使用CPU，DS1620和CPU通過三線制進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；“0”表示不使用CPU，當(dāng)不使用CPU時(shí)， 接低電平，CLK/作為轉(zhuǎn)換控制使用。這一位存放在非易失存儲(chǔ)器中，

77、允許至少 50 000次寫操作。</p><p>　　1SHOT：一次突發(fā)模式?！?”時(shí)按轉(zhuǎn)換協(xié)議進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換；“0”時(shí)連續(xù)轉(zhuǎn)換。這一位存放在非易失性存儲(chǔ)器中，允許至少50 000次寫操作。</p><p>　　表2 DS1620的幾個(gè)典型溫度和數(shù)字量對(duì)應(yīng)關(guān)系</p><p><b>　　(1)單獨(dú)工作模式</b></p><

78、;p>　　在這種工作模式下，DS1620作為熱繼電器使用，常用連續(xù)轉(zhuǎn)換方式，可在沒有CPU參與下工作。預(yù)先必須寫入控制寄存器操作模式和TH、TL寄存器的溫度設(shè)定值，CLK/用作轉(zhuǎn)換開始控制端。要注意：這種工作模式下，控制/狀態(tài)寄存器的CPU標(biāo)志位必須設(shè)為“0”。為了使CLK/作轉(zhuǎn)換控制，必須為低電平。如果CLK/被拉低，且在10ms以內(nèi)置高，則產(chǎn)生一次轉(zhuǎn)換；如果CLK/保持低，則DS1620連續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)CPU為“0”時(shí)，轉(zhuǎn)換由

79、CLK/控制，而不受1SHOT控制位的限制。</p><p>　　DS1620有三個(gè)溫度觸發(fā)控制端。當(dāng)DS1620的溫度高于或等于TH寄存器設(shè)定值時(shí)，THIGH輸出為高電平；當(dāng)溫度低于或等于TL寄存器設(shè)定值時(shí)，TLOW輸出高電平；當(dāng)溫度高于TH寄存器設(shè)定值時(shí)，TCOM輸出為高電平，直到溫度下降到TL寄存器設(shè)定值以下時(shí)才會(huì)變?yōu)榈碗娖健?lt;/p><p>　　(2)三線串行通信模式</p&

80、gt;<p>　　三線制由三個(gè)信號(hào)線組成：（復(fù)位）、CLK（時(shí)鐘）和DQ（數(shù)據(jù)）。數(shù)據(jù)傳輸在由低電平變?yōu)楦唠娖胶箝_始。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，使變?yōu)榈碗娖綍?huì)終止數(shù)據(jù)傳輸。時(shí)鐘由一序列上升沿和下降沿組成。DS1620輸入、輸出數(shù)據(jù)時(shí)，都必須是上升沿?cái)?shù)據(jù)有效。讀寫數(shù)據(jù)時(shí)低位在前，高位在后。</p><p>　　4.2.5 DS1620的應(yīng)用</p><p>　　4.2.5.1 無CP

81、U參與下的應(yīng)用</p><p>　　DS1620有三個(gè)溫度觸發(fā)輸出，都可作為溫控端使用，用于控制加熱或制冷裝置。在設(shè)置控制/狀態(tài)寄存器以及TH和TL寄存器內(nèi)容后，DS1620可在脫離CPU的情況下單獨(dú)作溫控器使用。圖4是用THIGH作控制的應(yīng)用實(shí)例。當(dāng)環(huán)境溫度高于TH寄存器的溫度設(shè)定值后，THIGH輸出為高，2N7000導(dǎo)通，啟動(dòng)風(fēng)扇散熱；當(dāng)環(huán)境溫度低于TH寄存器的設(shè)定值后，THIGH輸出為低電平，2N7000截

82、止，風(fēng)扇停轉(zhuǎn)。</p><p>　　4.2.5.2 有CPU參與</p><p>　　圖5是用STC89C52單片機(jī)作CPU來操作DS1620的。單片機(jī)的P1口連接DS1620的三線通信接口：P1.1接DQ，P1.2接CLK/，P1.3接。</p><p>　　4.3 STC89C52的介紹</p><p><b>　　4.3．

83、1主要性能</b></p><p>　　與MCS-52單片機(jī)產(chǎn)品兼容 、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程FLASH存儲(chǔ)器、 1000次擦寫周期、 全靜態(tài)操作：0Hz～33MHz 、 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 、 32個(gè)可編程I/O口線 、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 八個(gè)中斷源 、全雙工UART串行通道、 低功耗空閑和掉電模式 、掉電后中斷可喚醒 、看門狗定時(shí)器 、雙數(shù)據(jù)指針 、斷電標(biāo)識(shí)符。 </p><

84、;p><b>　　4.3.2功能描述</b></p><p>　　STC89C52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用ATMel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng) 可編程Flash

85、，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 </p><p>　　STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，C

86、PU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止</p><p>　　4.3.4內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能</p><p><b>　　引腳描述</b></p><p>　　VCC： 電源電壓</p><p>&l

87、t;b>　　GND： 接地</b></p><p>　　P0 口： P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。</p><p>　　當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0不具有內(nèi)部上拉電阻。</p><p>　　在fl

88、ash編程時(shí)，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 </p><p>　　P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P1 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。</p><p&

89、gt;　　此外，P1.0和P1.1分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2 的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下表所示。</p><p>　　在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。</p><p>　　P2 口：P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P2 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部

90、上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。</p><p>　　在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR）時(shí)，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。 </p>&l

91、t;p>　　在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。</p><p>　　P3 口P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P3輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì)P3 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 </p><p>　　P3口

92、亦作為STC89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 </p><p>　　在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。 </p><p>　　此外，P3口還接收一些用于FLASH編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 </p><p>　　RST: 復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。</p>&

93、lt;p>　　ALE/PROG: 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。</p><p>　　一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)</p><p>　　將跳過一個(gè)ALE脈沖。對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PRO

94、G）。</p><p>　　如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。 </p><p>　　PSEN:程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)STC89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）

95、時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。 </p><p>　　EA/VPP:外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Acc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上

96、+12V的編程允許電源App，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓App。 </p><p>　　XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 </p><p>　　XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 </p><p>　　4.3.5特殊功能寄存器</p><p>　　特殊功能寄存器（SFR）的地址空間映象如表1所示。并不是

97、所有的地址都被定義了。片上沒有定義的地址是不能用的。讀這些地址，一般將得到一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)；寫入的數(shù)據(jù)將會(huì)無效。</p><p>　　用戶不應(yīng)該給這些未定義的地址寫入數(shù)據(jù)“1”。由于這些寄存器在將來可能被賦予新的功能，復(fù)位后，這些位都為“0”。 </p><p>　　定時(shí)器 2 寄存器：寄存器T2CON 和T2MOD 包含定時(shí)器2 的控制位和狀態(tài)位，寄存器對(duì)RCAP2H和RCAP2L是定時(shí)器2

98、的捕捉/自動(dòng)重載寄存器。 </p><p>　　中斷寄存器：各中斷允許位在IE寄存器中，六個(gè)中斷源的兩個(gè)優(yōu)先級(jí)也可在IE中設(shè)置。 </p><p>　　表2 T2CON：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2控制寄存器 </p><p>　　T2CON 地址為0C8H 復(fù)位值：0000 0000B位可尋址 </p><p>　　4.3.6雙數(shù)據(jù)指針寄存器：<

99、/p><p>　　為了更有利于訪問內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，系統(tǒng)提供了兩路16位數(shù)據(jù)指針寄存器：位于SFR中82H~83H的DP0和位于84H～85。特殊寄存器AUXR1中DPS＝0 選擇DP0；DPS=1 選擇DP1。用戶應(yīng)該在訪問數(shù)據(jù)指針寄存器前先初始化DPS至合理的值。 </p><p>　　表 3a AUXR：輔助寄存器 </p><p>　　AUXR 地址：8EH

100、 復(fù)位值：XXX00XX0B不可位尋址</p><p><b>　　預(yù)留擴(kuò)展用 </b></p><p>　　DISALE ALE使能標(biāo)志位 </p><p>　　DISALE 操作方式 </p><p>　　0 ALE 以1/6晶振頻率輸出信號(hào) </p><p>　　1

101、ALE 只有在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時(shí)激活 </p><p>　　DISRTO 復(fù)位輸出標(biāo)志位 </p><p><b>　　DISRTO </b></p><p>　　0 看門狗（WDT）定時(shí)結(jié)束，Reset 輸出高電平 </p><p>　　1 Reset 只有輸入 </p>&l

102、t;p>　　WDIDLE 空閑模式下WDT 使能標(biāo)志位 </p><p><b>　　WDIDLE </b></p><p>　　0 空閑模式下，WDT繼續(xù)計(jì)數(shù) </p><p>　　1 空閑模式下，WDT停止計(jì)數(shù) </p><p>　　掉電標(biāo)志位：掉電標(biāo)志位（POF）位于特殊寄存器PCON的第四位（

103、PCON.4）。上電期間POF置“1”。POF可以軟件控制使用與否，但不受復(fù)位影響。 </p><p>　　表 3b AUXR1：輔助寄存器1 </p><p>　　AUXR1 地址：A2H 復(fù)位值：XXXXXXX0B </p><p><b>　　預(yù)留擴(kuò)展用 </b></p><p>　　DPS 數(shù)據(jù)指針選擇

104、位 </p><p>　　0 選擇DPTR寄存器DP0L和DP0H </p><p>　　1 選擇DPTR寄存器DP1L和DP1H </p><p>　　4.3.7 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)</p><p>　　STC89C52器件有單獨(dú)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可以64K尋址。 </p><p&

105、gt;<b>　　程序存儲(chǔ)器</b></p><p>　　如果EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲(chǔ)器開始。 </p><p>　　對(duì)于 89C52，如果EA 接VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲(chǔ)器（地址為0000H～1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000H~FFFFH。 </p><p><b>　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器</b&g

106、t;</p><p>　　STC89C52 有256 字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。高128 字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。也就是說高128字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。 </p><p>　　當(dāng)一條指令訪問高于7FH 的地址時(shí)，尋址方式?jīng)Q定CPU 訪問高128 字節(jié)RAM 還是特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問特殊功能寄存器（SFR）。 </p><p>

107、;　　例如，下面的直接尋址指令訪問0A0H（P2口）存儲(chǔ)單元MOV 0A0H , #data使用間接尋址方式訪問高128 字節(jié)RAM。例如，下面的間接尋址方式中，R0 內(nèi)容為0A0H，訪問的是地址0A0H的寄存器，而不是P2口（它的地址也是0A0H）。 </p><p>　　MOV @R0 , #data堆棧操作也是簡介尋址方式。因此，高128字節(jié)數(shù)據(jù)RAM也可用于堆?？臻g。 、</p><p

108、>　　4.3.8 看門狗定時(shí)器</p><p>　　WDT是一種需要軟件控制的復(fù)位方式。WDT 由13位計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時(shí)器復(fù)位存儲(chǔ)器（WDTRST）構(gòu)成。WDT 在默認(rèn)情況下無法工作；為了激活WDT，用戶必須往WDTRST 寄存器（地址：0A6H）中依次寫入01EH 和0E1H。當(dāng)WDT激活后，晶振工作，WDT在每個(gè)機(jī)器周期都會(huì)增加。WDT計(jì)時(shí)周期依賴于外部時(shí)鐘頻率。除了復(fù)位（硬件復(fù)位

109、或WDT溢出復(fù)位），沒有辦法停止WDT工作。當(dāng)WDT溢出，它將驅(qū)動(dòng)RSR引腳一個(gè)高電平輸出。 </p><p><b>　　WDT的使用</b></p><p>　　為了激活WDT，用戶必須向WDTRST寄存器（地址為0A6H的SFR）依次寫入0E1H和0E1H。當(dāng)WDT激活后，用戶必須向WDTRST寫入01EH和0E1H喂狗來避免WDT溢出。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到8191（1F

110、FFH）時(shí)，13 位計(jì)數(shù)器將會(huì)溢出，這將會(huì)復(fù)位器件。晶振正常工作、WDT激活后，每一個(gè)機(jī)器周期WDT 都會(huì)增加。為了復(fù)位WDT，用戶必須向WDTRST 寫入01EH 和0E1H（WDTRST 是只讀寄存器）。WDT 計(jì)數(shù)器不能讀或?qū)憽?</p><p>　　當(dāng)WDT 計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，將給RST 引腳產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位脈沖輸出，這個(gè)復(fù)位脈沖持續(xù)96個(gè)晶振周期（TOSC），其中TOSC=1/FOSC。為了很好地使用WDT，應(yīng)

111、該在一定時(shí)間內(nèi)周期性寫入那部分代碼，以避免WDT復(fù)位。</p><p>　　掉電和空閑方式下的 WDT</p><p>　　在掉電模式下，晶振停止工作，這意味這WDT也停止了工作。在這種方式下，用戶不必喂狗。有兩種方式可以離開掉電模式：硬件復(fù)位或通過一個(gè)激活的外部中斷。通過硬件復(fù)位退出掉電模式后，用戶就應(yīng)該給WDT 喂狗，就如同通常STC89C52 復(fù)位一樣。 </p>&l

112、t;p>　　通過中斷退出掉電模式的情形有很大的不同。中斷應(yīng)持續(xù)拉低很長一段時(shí)間，使得晶振穩(wěn)定。當(dāng)中斷拉高后，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。為了防止WDT在中斷保持低電平的時(shí)候復(fù)位器件，WDT 直到中斷拉低后才開始工作。這就意味著WDT 應(yīng)該在中斷服務(wù)程序中復(fù)位。 </p><p>　　為了確保在離開掉電模式最初的幾個(gè)狀態(tài)WDT不被溢出，最好在進(jìn)入掉電模式前就復(fù)位WDT。 </p><p>　　在