51单片机温度测量与控制系统_毕业论文(编辑修改稿)

51单片机温度测量与控制系统_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

计上普遍采用哈佛结构，将程序存储器和数据存储器分开，有不同的寻址机构和寻址方式。 以 AT89C51 为例，它的片内集成了 4KB的 Flash程序存储器和 128B的 RAM数据存储器，当系统存储空间不足时，可以通过片上总线引脚扩展外部存储器。 从物理上看， AT89C51 可分为 4 个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器。 从逻辑上，可分为 3 个逻辑空间：片内外统一编址的 64KB 程序存储器地址空间、256B 的片内数据存储器地址空间和 64KB 外部数据存储器地址空间。 通过不同的指令形式和寻址方式，可以实现对三个不同的逻辑空间的访问。 程序存储器以程序计数器 PC 作地址指针，是控制器的一部分。 AT89C51 内部的程序存储器地址为 0000H～ 0FFFH，外部最大可扩展64KB 的程序存储器。 正常工作时，程序从内部 Flash 开始运行，当PC值超过 0x0FFFH时，自动转到外部扩展的存储区 0x1000H～ 0xFFFFH地址空间去执行程序。 数据存储器分为片内和片外两种，两者无论在物理上还是在逻辑上，其地址空间是彼此独立的。 片内数据存储器地址范围为 00H～ FFH，片外数据存储器地址空间为 0000H～ FFFFH，其中 00H～ FFH 这部分地址是冲突的。 所以要通过不同的指令来分别访问片内和片外的数据存储器。 温度传感器 DS18B20 DS18B20是美国 DALLAS半导体公司继 DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。 与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现 9～ 12 位的数字值读数方式。 可以分别在 ms 和 750 ms 内完成 9位和 12位的数字量，并且从 DS18B20 读出的信息或写入 DS18B20 的信息仅需要一根口线（单线接口）读写 ,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的 DS18B20供电，而无需额外电源。 因而使用 DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。 他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较 DS1820 有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 DS18B20 的引脚介绍 TO－ 92 封装的 DS18B20的引脚排列见图 ，其引脚功能描述见表。 图 （ DS18B20底视图） 表 DS18B20详细引脚功能描述 序号 名称 引脚功能描述 1 GND 地信号 2 DQ 数据输入 /输出引脚。 开漏单总线接口引脚。 当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。 3 VDD 可选择的 VDD引脚。 当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。 DS18B20 的使用方法 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。 DS18B20 工作过程 DS18B20 工作过程一般遵循以下协议：初始化 —— ROM操作命令 —— 存储器操作命令 —— 处理数据。 锁存器 74HC573 图 74HC573 74HC573 的八个锁存器都是透明的 D 型锁存器，当使能（ G）为高时， Q 输出将随数据（ D）输入而变。 当使能为低时，输出将锁存在已建立的数据电平上。 输出控制不影响锁存器的内部工作，即老数据可以保持，甚至当输出被关闭时，新的数据也可以置入。 这种 电路可以驱动大 电容 或低阻抗负载，可以直接与系统总线接口并驱动总线，而不需要外接口。 特别适用于缓冲寄存器， I/O 通道，双向总线驱动器和工作寄存器。 图 74HC573 引脚功能图 PIN No 引脚号 SYMBOL符号 NAME AND FUNCTION名称及功能 1 OE 3 State output Enable Input (Active LOW)3 态输出使能输入（低电平） 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 D0 to D7 Data Inputs 数据输入 12,13,14,15,16,17,18,19 Q0 to Q7 3 State Latch Outputs 3 态锁存输出 11 LE Latch Enable Input 锁存使能输入 10 GND Ground 接地 (0V) 20 VCC Positive Supply Voltage 电源电压 LED 数码管 LED数码管由 7 个发光二极管组成，此外，还有一个圆点型发光二极管（在图中以 dp 表示），用于显示小数点。 通过七段发光二极管亮暗的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其它符号。 LED 数码管中的发光二极管共有两种连接方法： （ 1） 共阴极接法：把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。 使用时公共阴极接地，这样阳极端 输入高电平的段发光二极管就导通点亮，而输入低电平的则不点亮。 本设计采 用的 LED 显示器为共阴极接法 （ 2） 共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。 使用时公共阳极接＋ 5V。 这样阴极端输入低电平的段发光二极管就导通点亮，而输入高电平的则不点亮。 为了显示数字或符号，要为 LED 显示器提供代码，因为这些代码是为显示字形的，因此称之为字形代码。 七段发光二极管，再加上一个小数点位，共计八段。 因此提供给 LED 显示器的字形代码正好一个字节。 若 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp 8 个显示段依次对应一个字节的低位到 高位，即 D0、 D D D D D D D7。 LED数码管显示十六进制数时所需的字形代码 如图 图 共阴极接法 共阳极接法 显示字符 共阳极段码 共阴极段码 显示字符 共阳极段码 共阴极段码 0 C0H 3FH C C6H 39H 1 F9H 06。