生产过程自动化技术专业毕业论文

生产过程自动化技术专业毕业论文内容摘要：

为高优先级中断。 PT0=0，定时器 /计数器 0中断定义为低优先级中断。 PX0— 外部中断 0 中断优先级控制位 PX0=1，外部中断 0 定义为高优先级中断。 PX0=0，外部中断 0 定义为低优先级中断。 3）定时器 /计数器工作方式寄存器 TMOD 定时器 /计数器工作方式寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为89H，不能位寻址， TMOD 用来确定定时器的工作方式及功能选择。 单片机复位时 TMOD 全部被清 0。 其各位的定义 如表 ： 表 定时器 /计数器工作方式寄存器 TMOD 位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位符号 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 定时器 1 定时器 0 由表 可知， TMOD 的高 4 位用于设置定时器 1，低 4 位用来设置 18 定时器 0。 对应 4 位的含义如下： GATE— 门控制位 GATE=0，定时器 /计数器启动与停止仅受 TCON 寄存器中 TRX（ X=0,1）来控制。 GATE=1，定时器 /计数器启动与停止由 TCON 寄存器中 TRX（ X=0,1）和外部中断引脚（ INT0 和 INT1）上的电平状态来共同控制。 C/T— 定时器模式和计数器模式选择位 C/T=1，为计数器模式； C/T=0，为定时器模式。 M1M0— 工作方式选择位 每个定时器 /计数器都有 4 种工作方式，它们由 M1M0 设定，对应关系表 ： 表 定时器 /计数器的 4 种工作方式 M1 M0 工作方式 0 0 方式 0，为 13 位定时器 /计数器 0 1 方式 1，为 16 位定时器 /计数器 1 0 方式 2， 8 位初值自动重装的 8位定时器 /计数器 1 1 方式 3，仅适用于 T0，分成两个 8 位计数器， T1 停止计数 4) 定时器 /计数器控制寄存器 TCON 定时器 /计数器控制寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为 88H，位地址（由低位到高位）分别是 88H8FH，该寄存器可进行位寻址。 TCON 寄存器用来控制定时器的启、停，标志定时器溢出和中断情况。 单片机复位时 TCON 全部被清 0。 其各位定义如表 TFTR TF0 和 TR0 位用于定时器 /计数器； IE IT IE0 和 IT0 用于外部中断。 表 定时器 /计数器控制寄存器 TCON 位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 19 位符号 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H TF1— 定时器 1 溢出标志位 当定时器 1 计满溢出时，由硬件使 TF1 置 1，并且申请中断。 进入中断服务程序后，由硬件自动清 0。 需要注意的是，如果使用定时器的中断，那么该位完全不用人为去操作但是如果使用软件查询方式的话，当查询到该位置 1 后，就需要用软件清 0。 TR1— 定时器 1 运行控制位 由软件清 0关闭定时 器 1。 当 GATE=1，且 INT1 为高电平时， TR1 置 1 启动定时器 1； 当 GATE=0， TR1 置 1启动定时器 1； TF0— 定时器 0 溢出标志 其功能及操作方法同 TF1。 TR0— 定时器 0 运行控制位 其功能及操作方法同 TR1。 IE1— 外部中断 1 请求标志 当 IT1=0 时，位电平触发方式，每个机器周期的 S5P2 采样 INT1 引脚，若 INT1脚位低电平，则置 1，否则 IE1 清 0. 当 IT1=1 时， INT1 位跳变沿触发方式，当第一个机械周期采样到 INT1 位低电平时，则 IE1=1，表示外部中断 1正在向 CPU 申请中断。 当 CPU响应中断，转向中断服务程序时，该位由硬件清 0。 IT1— 外部中断 1 触发方式位 IT1=0，为电平触发方式，引脚 INT1 上低电平有效。 IT1=1，为跳变沿触发方式，应缴 INT1 上的电平从高到低的负跳变有效。 IE0— 外部中断 0 请求标志 其功能及操作方法同 IE1。 IT0— 外部中断 0 触发方式选择位。 其功能及操作方法同 IT1。 20 DS18B20 温度传感器介绍 温度传感器的种类众多，在应用与高精度、高可靠性的场合时DALLAS（达拉斯）公司生产的 DS18B20 温度传感器当仁不让。 超小的体积，超 低的硬件开消，抗干扰能力强，精度高，附加功能强， 与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，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。 使得DS18B20 更受欢迎。 对于我们普通的电子爱好者来说， DS18B20 的优势更是我们学习单片机技术和开发温度相关的小产品的不二选择。 了解其工作原理和应用可以拓宽您对单片机开发的思路。 DS18B20 的主要特征： ●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； ●多个 DS18B20 可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能； ●无须 外部器件； ●可通过数据线供电，电压范围为 ~； ●零待机功耗； ●温度以９或１２位数字； ●用户可定义报警设置； ●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； ●负电压特性，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； 21 DS18B20 引脚结构图及其功能描述 TO－ 92 封装的 DS18B20 的引脚排列见下图，其引脚功能描述见表。 图 DS18B20 实物图及封装 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 内部结构 I/O C 64 位 ROM 和 单 线 接 口 高速缓存 存储器与控制逻辑 温度传感器 高温触发器 TH 低温触发器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 发生器 Vdd 22 图 DS18B20 内部结构 DS18B20 采用３脚 PR－ 35 封装或８脚 SOIC 封装，其内部结构框图如图 所示 64 位 ROM 的结构 开始８位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有 48 位，最后８位是前面 56 位的 CRC 检验码，这也是多个 DS18B20 可以采用一线进行通信的原因。 温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入户报警上下限。 DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存ＲＡＭ和一个非易失性的可电擦除的 EERAM。 高速暂存 RAM 的结构为８字节的存储器，结构如表 所示。 表 表高速暂存 RAM 寄存器内存 字节地址 温度值低位（ LSB） 0 温度值高位（ MSB） 1 高温限制（ TH） 2 低温限 制（ TL） 3 配置寄存器 4 保留 5 保留 6 保留 7 CRC 校验位 8 高速暂存器 RAM 由 9 个字节的存储器组成。 第 01 个字节是温度的显示位；第 2 和第 3 个字节是复的 TH 和 TL，同时第 2 和第 3 个字节的数字可以更新；第 4 个字节是配置寄存器，同时第 4 个字节的数 23 字可以更新；第 7 三个字节是保留的。 可电擦除 E2POROM 又包括温度触发器 TH 和 TL，以及一个配置寄存器。 表 RAM的第 0和第 1个字节中的存储格式。 表 温度数据存储格式 位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0 23 22 21 20 21 22 23 24 位 15 位 14 位 13 位 12 位 11 位 10 位 9 位 8 S S S S S 26 25 24 表 DS18B20 温度转换的时间比较长，而且分辨率越高，所需要的温度数 据转换时间越长。 因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。 高速暂存ＲＡＭ的第６、７、８字节保留未用，表现为全逻辑１。 第９字节读出前面所有８字节的 CRC 码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。 当 DS18B20 接收到 温度转换命令后，开始启动转换。 转换完成后的温度值就以 16 位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第１、２字节。 单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以 ℃／ LSB 形式表示。 当符号位Ｓ＝０时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位Ｓ＝１时，表示测得的温度值为负值， 24 要先将补码变成原码，再计算十进制数值。 表 2 是一部分温度值对应的二进制温度数据。 表 DS18B20 温度转换时间表 R0R1000101119101112分辨率/位 温度最大转向时间/ms93 .7518 37 575 0.... DS18B20 完成温度转换后，就把测得的 温度值与 RAM 中的 TH、 TＬ字节内容作比较。 若Ｔ＞ TH 或 T＜ TL，则将该器件内的报警标志位置位，并对主机发出的报警搜索命令作出响应。 因此，可用多只DS18B20 同时测量温度并进行报警搜索。 在 64 位 ROM 的最高有效字节中存储有循环冗余检验码（ CRC）。 主机 ROM 的前 56 位来计算 CRC 值，并和存入 DS18B20 的 CRC 值作比较，以判断主机收到的 ROM 数据是否正确。 DS18B20 的测温原理是这这样的 ,器件中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器１；高温度系数晶振随温 度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器２的脉冲输入。 器件中还有一个计数门，当计数门打开时， DS18B20 就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数进而完成温度测量。 计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将－ 55℃所对应的一个基数分别置入减法计数器１、温度寄存器中，计数器１和温度寄存器被预置在－ 55℃所对应的一个基数值。 25 减法计数器１对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器１的预置值减到０时，温度寄存器的值将加１，减法计数器１的预置将重新被装入，减法计数器１重 新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器计数到０时，停止温度寄存器的累加，此时温度寄存器中的数值就是所测温度值。 其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数器门仍未关闭就重复上述过程，直到温度寄存器值大致被测温度值。 另外，由于 DS18B20 单线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。 系统对 DS18B20 的各种操作按协议进行。 操作协议为：初使化 DS18B20（发复位脉冲）→发 ROM 功能命令→发存储器操作命令→处理数据。 DS18B20 接口电路和工 作时序 DS18B20 可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时 DS18B20 的 1 脚接地， 2 脚作为信号线， 3 脚接电源。 另一种是寄生电源供电方式，如图 所示单片机端口接单线总线，为保证在有效的 DS18B20 时钟周期内提供足够的电流，可用一个 MOSFET 管来完成对总线的上拉。 26 D S1 8 B。