课程设计论文-基于单片机的ds18b20数字温度传感器设计

课程设计论文-基于单片机的ds18b20数字温度传感器设计内容摘要：

输入口 当作为输入 口。 当作为输入 脚时 ， 被外部拉低的 P1 口会因为内部上拉而输出电流。 P1 口第 2 功能 ： T2() 定时 /计数器 2 的外部计数输入 /时钟输出 T2EX() 定时 /计数器 2 重装载 /捕捉 /方向控制 I/O P2 口是带内部上拉的双向 I/O 口 ， 向 P2口写入 1时 ， P2口被内部上拉为高电平 ， 可用作输入口。 当作为输入脚时 ， 被外部拉低的 P2口会因为内部上拉而输出 电 流。 在访问外部程序存储器和外部数据 时 分别作为地址高位字节和 16 位地址 (MOVX @DPTR)， 此时通过内部强上拉传送 1 当使用 8 位寻址方式 (MOV @Ri)访问外部数据存储器时 ,P2 口发送 P2 特殊功能 寄存器的内容 I/O P3 口是带内部上拉的双向 I/O 口向 P3 口写入 1 时 ,P3 口被内部上拉为高电平 ,可用作输入口。 当作为输入脚时 ， 被外部拉低的 P3口会因为内部上拉而输出电流 P3 口还具有以下特殊功能 ： RxD() 串行输入口 TxD() 串行输出口 INT0() 外部中断 0 INT1() 外部中断 T0() 定时器 0 外部输入 T1() 定时器 1 外部输入 WR() 外部数据存储器写信号 RD() 外部数 据存储器读信号 RST I 复位 当晶振在运行中 ， 只要复位管脚出现 2个机器周期高电平即可复位 ， 内部有扩散电阻连接到 Vss 仅需要外接一个电容到 Vcc 即可实现上电复位 ALE O 地址锁存使能在访问外部存储器时 ， 输出脉冲锁存地址的低字节 ， 在正常情况下 ， ALE 输出信号恒定为 1/6 振荡频率 ， 并可用作外部时钟或定时 ， 注意每次访问外部数据时一个 ALE 脉冲将被忽略 ALE 可以通过置位 SFR 的 禁止 ， 置位后 ALE 只能在执行 MOVX 指令时被激活 PSEN O 程序存储使能 当执行外部程序存储器代码时 PSEN 每 个机器周期被激活两次 在访问外部数据存储器时 PSEN 无效 访问内部程序存储器时 PSEN 无效 /EAVpp I 外部寻址使能 /编程电压在访问整个外部程序存储器时 EA 必须外部置低 如果 EA 为高时 ， 将执行内部程序除非程序计数器包含大于片内 FLASH 的地址 该引脚在对 FLASH 编程时接 5V/12V 编程电压 (Vpp) 如果保密位 1 已编程 EA在复位时由内部锁存 XTAL1 I 晶体 1 反相振荡放大器输入和内部时钟发生电路输入 XTAL2 O 晶体 2 反相振荡放大器输出 北京交通大学微机原理与接口技术综合实践说明书 16 三、 8155 8155 的内部结构和引脚功能 8155 各引脚功能说明如下： RST：复位信号输入端，高电平有效。 复位后， 3个 I/O口均为输入方式。 AD0～ AD7：三态的地址 /数据总线。 与单片机的低 8 位地址 /数据总线（ P0 口）相连。 单片机与 8155 之间的地址、数据、命令与状态信息都是通过这个总线口传送的。 RD ：读选通信 号，控制对 8155 的读操作，低电平有效。 WR ：写选通信号，控制对 8155 的写操作，低电平有效。 CE ：片选信号线，低电平有效。 IO/M ： 8155 的 RAM 存储器或 I/O 口选择线。 当 IO/ ＝ 0 时，则选择 8155 的片内RAM， AD0～ AD7 上地址为 8155 中 RAM 单元的地址（ 00H～ FFH）；当 IO/ ＝ 1 时，选择 8155的 I/O口， AD0～ AD7 上的地址为 8155 I/O 口的地址。 ALE：地址锁存信 号。 8155 内部设有地址锁存器，在 ALE 的下降沿将单片机 P0 口输出的低 8 位地址信息及 ， IO/ 的状态都锁存到 8155 内部锁存器。 因此， P0 口输出的低 8位地址信号不需外接锁存器。 PA0～ PA7： 8位通用 I/O 口，其输入、输出的流向可由程序控制。 PB0～ PB7： 8位通用 I/O 口，功能同 A 口。 PC0～ PC5：有两个作用，既可作为通用的 I/O 口，也可作为 PA 口和 PB 口的控制信号线，这些可通过程序控制。 TIMER IN：定时 /计数器脉冲输入端。 TIMER OUT：定时 /计数器输出端。 VCC：＋ 5V 电源。 8155 的地址编码及工作方式 在单片机应用系统中， 8155 是按外部数据存储器统一编址的，为 16 位地址，其高 8位由片选线提供， CE ＝ 0，选中该片。 当 CE ＝ 0， IO/M＝ 0 时，选中 8155 片内 RAM，这时 8155 只能作片外 RAM 使用，其北京交通大学微机原理与接口技术综合实践说明书 17 RAM 的低 8 位编址为 00H～ FFH；当 CE ＝ 0， IO/M＝ 1时，选中 8155 的 I/O 口，其端口地址的低 8位由 AD7～ AD0 确定，如表 66 所示。 这时， A、 B、 C 口的口地址低 8位分别为01H、 02H、 03H（设地址无关位为 0）。 下表为 8155 芯片的 I/O 口地址 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 所选端口 0 0 0 命令 /状态寄存器 0 0 1 A 口 0 1 0 B 口 0 1 1 C 口 1 0 0 定时器低 8位 1 0 1 定时器高 6位及方式 RAM 单元 8155 的 A 口、 B口可工作于基本 I/O 方式或选通 I/O 方式。 C 口可工作于基本 I/O方式，也可作为 A口、 B口在选通工作方式时的状态控制信号线。 当 C口作为状态控制信号时，其每位线的作用如下： PC0： AINTR（ A 口中断请求线） PC1： ABF（ A口缓冲器满信号） PC2： （ A 口选通信号） PC3： BINTR（ B 口中断请求线） PC4： BBF（ B口缓冲器满信号） PC5： （ B 口选通信号） 8155 的 I/O 工作方式选择是通过对 8155 内部命令寄存器设定控制字实现的。 命令寄存 器只能写入，不能读出，命令寄存器的格式如 下图 所示。 北京交通大学微机原理与接口技术综合实践说明书 18 在 ALT1～ ALT4 的不同方式下， A 口、 B口及 C口的各位工作方式如下： ALT1： A口， B 口为基本输入 /输出， C 口为输入方式。 ALT2： A口， B 口为基本输入 /输出， C 口为输出方式。 ALT3： A口为选通输入 /输出， B口为基本输入 /输出。 PC0 为 AINTR， PC1 为 ABF，PC2 为 ， PC3～ PC5 为输出。 ALT4： A 口、 B 口为选通输入 /输出。 PC0 为 AINTR， PC1 为 ABF， PC2 为 ， PC3 为BINTR， PC4 为 BBF， PC5 为。 图 616 8155 命令寄存器格式 8155 内还有一个状态寄存器，用于锁存输入 /输出口和定时 /计数器的当前状态，供 CPU查询用。 状态寄存器的端口地址与命令寄存器相同，低 8 位也是 00H，状态寄存器的内容只能读出不能写入。 所以可以认为 8155 的 I/O 口地址 00H 是命令 /状态寄存器，对其写入时作为命令寄存器；而对其读出时，则作为状态寄存器。 8155 的定时 /计数器 8155 内部的定时 /计数器实际上是一个 14 位的减法计数器，它对 TIMER IN 端输入脉冲进行减 1计数，当计数结束（即减 1计 数“回 0”）时，由 TIMER OUT 端输出方波或脉冲。 当 TIMER IN 接外部脉冲时，为计数方式；接系统时钟时，可作为定时方式。 定时 /计数器由两个 8 位寄存器构成，其中的低 14 位组成计数器，剩下的两个高位（ M2， M1）用于定义输出方式。 其格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 M2 M1 T13 T12 T11 T10 T9 T8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 T0 定时器 /计数器的使用 8155 的定时器 /计数器与 MCS51 单片机芯片内部的定时器 /计数器，在功能上是完全相同的，同样具有定时和计数两种功能。 但是再使用上却与 MCS51 的定时器 /计数器有许多不同之处。 具体表现在： ① 8155 的定时器 /计数器是减法计数 ,而 MCS51 的定时器 /计数器却是加法计数 .因此确定计数初值的方法是不同的 . ② MCS 51 的定时器 /计数器有多种工作方式 .而 8155 的定时器 /计数器 ,则只有一种固定的工作方式 ,既 14位计数 ,通过软件方法进行计数值加载 . ③ MC S51 的定时器 /计数器有两种计数脉冲。 当定时工作时 ,从芯片内部按机器周期提供固定频率的计数脉冲；当计数工作时，从芯片外部引入计数脉冲。 但 8155 的定时器 /计数器，不论是定时工作还是计数工作，都由外部提供计数脉冲，其信号引脚就是TIMER IN. ④ MCS 51 的定时器 /计数器，计数溢出自动置位 TCON 寄存器的计数溢出标志位（ TF），供用户以查询或中断方式使用；但 8155 的定时器 /计数器，计数溢出时向芯片外边输出一个信号（ TIMER OUT）。 而且这一信号还有脉冲和方波两种形式，可由用户进北京交通大学微机原理与接口技术综合实践说明书 19 行选择。 具体由 两位定义： M2 M1=00 单个方波 M2 M1=01 连续方波 M2 M1=10 单个脉冲 M2 M1=11 连续脉冲 8155 定时器 /计数器的工作方式由命令字中的高二位 D7D6 进行控制。 具体说明如下： D7D6 =00 不影响计数器工作。 D7D6 =01 停止计数。 如计数器未启动则无操作，如计数器正运行则停止计数。 D7D6 =10 达到计数值（计数器减为 0）后停止。 D7D6 =11 启动 计 数器。 如计数器没运行，则在装入计数值后开始计数；如计数已运行，则在当前计数值计满后，再以新的计数值进行计数。 北京交通大学微机原理与接口技术综合实践说明书 20 四 、实验设备及原理 工具清单： 电烙铁 电烙铁架 镊子 小螺丝刀 偏口钳 焊锡 电路板 元器件清单： 序号 名 称 数 量 序号 名 称 数 量 1 89C51 1 6 共阴极数码管 6 2 8155 1 7 DS18B20 1 3 74LS14 1 8 4 7407 2 9 5 75452 3 10 注：以上元器件不能焊在板上。 序号 名 称 数 量 序号 名 称 数 量 1 电阻 5 18 晶振 1 2 电阻 1 19 单排插针 /座 （ 3） 1 3 电阻 1K 1 20 短路块 1 4 电阻 4 21 单排插座 （ 3） 1 5 电阻 3K 1 22 单排插座 （ 30） 2 6 电阻 1 23 DIP 40 2 7 电阻 1 24 DIP 14 3 8 排电阻 *8 1 25 DIP8 3 9 电解电容 10 电解电容 10UF 2 27 电源线 （黄 ） 1 11 电解电容 47UF/33UF 1 28 电源线 （ 黑） 1 12 瓷片电容 30P/33P 2 29 支座 4 13 独石电容 1 30 14 独石电容 2 31 15 三极管 9013 1 32 16 发光二极管（红） 1 33 17 按钮开关 4 34 主要设备、器件结构及原理介绍 74LS14 六反相器（有施密特触发器）。 真值表如 右 ： 逻辑图 如下 ： Input Output A Y L H H L 北京交通大学微机原理与接口技术综合实践说明书 21 7407 7407TTL 集电极。