基于at89s52的温度报警系统设计

基于at89s52的温度报警系统设计内容摘要：

拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE禁止位无效。 PSEN 程序储存允许（ PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 AT89S52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次 PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次 PSEN信号。 EA/VPP 外部访问允许，欲使 CPU仅访问外部程序存储器（地址 0000HFFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。 需注意的是：如果加密位 LB1被编程，复位时内部会锁存 EA端状态。 如 EA端为高电平（接 Vcc端）， CPU则执行内部程序存储器的指令。 FLASH存储器编程时，该引脚加上 +12V的编程允许电源 Vpp，当然这必须是该器件是使用 12V编程电压 Vpp。 XTAL1 振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2 振荡器反相放大器的输出端。 Ⅱ、 寄存器： 整个编译过程中要用到的地址 必须通过定义才能使用。 地址的读取过程是不确定性写入的，这个过程并不会被你写入的 数据 所改变。 如果 复位 ， 位都 将是“ 0”。 所以高电平“ 1”不能直接给没经过定义操作的地址。 表 2：寄存器 定时器 2寄存器 寄存器控 制位 、 状态位 ： T2CON 如表 3 所示。 中断 寄存器 在 IE 寄存器中， 其中 2个优先级 在 IE 中 也可以设置。 双数据指针寄存器 有 2 路 16 位数据指针寄存器。 特殊寄存器 AUXR 中： DPS=0选择 DP0； DPS=1 选择 DP1。 在访问该寄存器前，应该先初始化 DPS 适当的值。 表 3 T2CON: 定时、计数器 2的控制寄存器 （ T2CON 地址为 0C8H 复位值 :0000 0000B 位可寻址 ） TF2 EXF2 RLCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL2 7 6 5 4 3 2 1 0 东华理工大学毕业设计 第二章 8 表 4：定时器功能 符号 功能 TF2 定时器 2溢出标志位。 必须软件清“ 0”。 RCLK=1 或 TCLK=1 时， TF2 不用置位。 EXF2 定时器 2外部标志位。 计数模式为 DCEN=1 的情况时候， EXF2 不能引起中断。 RLCLK 串行口接收数据时钟标志位。 若 RCLK=1，串行口将使用定时器 2 溢出脉冲作为串行口工作模式 1 和 3 的串口接收时钟；RCLK=0，将使用定时器 1计数溢出作为串口接收时钟。 TCLK 串行口发送数据时钟标志位。 若 TCLK=1，串行口将使用定时器 2 溢出脉冲作为串行口工作模式 1 和 3 的串口发送时钟；TCLK=0，将使用定时器 1计数溢出作为串口发送时钟。 EXEN2 外部允许标志位。 当 EXEN2=1时，在串行时钟没有工作情况下，将会实现捕捉和重载。 当 EXEN2=0时， T2EX 端的信号视为无效。 TR2 开始 /停止控制定时器 2。 TR2=1，定时器 2开始工作。 C/T2 定时、计数的选择标志位。 C/T2 =0，定时； C/T2 =1，外部事件计数 (下降沿触发 )。 CP/RL2 捕捉 /重载选择标志位。 当 EXEN2=1 时， CP/RL2=1， T2EX出现负脉冲，会引起捕捉操作；当定时器 2 溢出或 EXEN2=1时 T2EX 出现负跳变，都会出现自动重载操作。 CP/RL2=0 将引起 T2EX 的负脉冲。 当 RCKL=1 或 TCKL=1时，此标志位无效，定时器 2溢出时，强制做自动重载操作。 表 5 AUXR: 辅助寄存器（ AUXR 地址 :8EH 复位值 :XXX00XX0B 不可位寻址） WDIDLE DISRTO DISALE 7 6 5 4 3 2 1 0 表 6 AUXR：预留扩展操作方式 预留扩展用 操作方式 DISALE ALE 使能标志位 0 ALE 以 1/6 晶振频率输出信号 1 ALE 的指令时激活，只有在执行 MOVX 或 MOVC 时候。 DISRTO 复位输出标志位 Reset 输出“ 1”， 0看门狗定时结束。 1 Reset 只有输入。 WDIDLE 复位输出标志位 1 空闲模式下， WDT 停止计数。 0 WDT 继续计数。 掉电标志位 掉电标志位 (POF)位于特殊寄存器 PCON 的第四位()。 上电期间 POF 置“ 1”。 POF 可以软件控制使用与否，但不受复位影响。 东华理工大学毕业设计 第二章 9 表 7 AUXR1: 辅助寄存器 1 （ AUXR1 地址 :A2H 复位值 :XXXXXXX0B 不可位寻址） DPS 7 6 5 4 3 2 1 0 表 8： AUXR1 预留扩展操作方式 预留扩展用 操作方式 DPS 数据指针选择位 0 选择 DPTR 寄存器 DP0L 和 DP0H 1 选择 DPTR 寄存器 DP1L 和 DP1H Ⅲ、 存储器 程序存储器： EA引脚接 GND，只从外部存储器开始读取程序。 地址为：0000H~1FFFH。 EA接 VDD，则先开始从内部存储器读写，再读写外部寻址：2020H~FFFFH。 [1] 数据存储器：片内有 256字节。 Ⅳ、 片上资源 片上资源主要有：看门狗定时器、 UART、定时器 0、定时器 定时器 2。 看门狗定时器的复位需要软件的编写来控制； UART、定时器 0和定时器 1的操作与单片机 C51/C52一样；定时器 2相当于是一个定时计数器，它有三种工作模式：波特率发生器、向下或向上计数、捕捉方式。 Ⅴ、 中断源 单片机 AT89S52有两个外部中断分别是： INTO、 INT1；三个定时中断分别是 ：定时器 0、定时器 定时器 2；一个串行中断。 其中每一种中断源通过 IE都可以使中断源有效或者无效。 表 9： 中断允许控制寄存器 (IE) (MSB) (LSB) EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 IE=0，禁止中断； IE=1，允许中断。 东华理工大学毕业设计 第二章 10 表 10： IE功能 符号 位地址 功能（允许控制位） EA 中断总允许控制位。 EA 为 1 时中断被控制位决定； EA 为 0 时，中断停止。 预留 ET2 定时器 2中断 ES 串行口中断 ET1 定时器 1中断 EX1 外部中断 1 ET0 定时器 0中断 EX0 外部中断 0 主控电路 主控电路由单片机最小的系统组成，包括时钟电路，复位电路和主芯片AT89S52。 图 3： 时钟电路 常使用的时钟电路有内部时钟电路和外部时钟电路，本次设计选择的是内部时钟方式。 内部时钟电路如图 3所示，它是由 C C2 两个电容，再并联上一个石英体振荡器，组成一个并联谐振回路。 晶振可以在 ~12MHz 之间选择。 单片机的运行速度与晶振的频率息息相关，晶振选择的 频率越高，时钟频率也随着变高。 两个电容值在 5~30pF 之间选择，这里设置为 22pF，电容的大小可起到频率微调的作用。 东华理工大学毕业设计 第二章 11 芯片上的 XTAL1 和 XTAL2 分别为振荡电路的输入端和输出端。 由振荡器产生自激振荡，便构成一个完整的振荡信号发生器。 在电路中， C C2 电容的值虽然没有被规定，但是它们却可以影响到整个振荡器。 例如：频率、稳定性和起振的快慢。 使用温度特性好的电容，可以提供温度稳定性。 晶振和电容尽量靠近单片机安装，以减小寄生电容，以便更好地保证振荡器稳定、可靠地工作。 图 4： 复位电路 复位电路的作用是 把电路恢复到起始状态。 是如果你输入错误，当计算有失误的时候都要进行清零操作。 然后还原到初始时候的状态进行按键操作。 单片机工作开端是从初始状态进行的。 在单片机要开始工作的之前要先复位，这样会让其在一个没有经过运行的初始状态。 这里的复位，就是指在该小电路系统出现异常时恢复到最开始的状态。 当单片机开始工作的时候， RST 端口得到高电平。 但在开始之后，电容 C3 一直处于充电状态，让其高电平慢慢的下降。 如果在 2个周期内该 I/O 口都一直是高电平的话，则复位，要是再这样下去，则循环复位。 本设计使用的是手动复位方式。 它由 C3 电容并联一个 1kΩ 的 R1 电阻 ，外接电源后再并联一个下拉 的 电阻 R2，构成的一个复位电路。 常用的复位还有上电复位。 手动复位，从字面上就可以看出它不是自动是要人工操作的。 如图 4所示，在电源和 RST 接口两端的某一处地方添加一个复位按钮键。 在需要进行复位操作的时候，只需按下按键，则电源的电压便会流入进 RST 接口处。 因为复位时候按键只需要按下接通 10ms 左右，人为操作是完全可以达到的。 东华理工大学毕业设计 第二章 12 温度采集模块设计 温度采集模块设计方案的选择 方案一：输出用模拟型的温度传感器。 它是随被测温度 的变化而时刻改变，但是所测得的数据不能直接被单片机处理输入，要得到测的数据，还需要经过 A/D、 D/A 转换，这样不知不觉地使得电路、程序变复杂。 方案二：输出用数字型的温度传感器 DS18B20。 单片机和 DS18B20 的接口电路非常简单，只要连接三根线间就行了，而且该温度传感器的测量精确度更高、范围更广，数据可以直接从单片机内处理传输，是一种更为合适理想的温度传感器。 对比以上两个方案，方案二更为合适， 选择采用 DS18B20。 集成温度传感器 DS18B20 DS18B20 有三只引脚 : VCC、 DQ 和 VDD。 在外部连接 VDD 和 GND， 总线连接一个阻值为 的电阻为上拉作用。 连接到另外的单线总线器件这根总线如果不接其他器件的时候，则会一直处于“ 1”高电平状态。 微 控 制 器V p c 4 . 7 K单 总 线D S 1 8 B 2 0G N D D Q V d d V d d （ 外 部 电 源 ） 连 接 到 另 外 的 单 总 线 器 件图 5 ： D S 1 8 B 2 0 原 理 图 东华理工大学毕业设计 第二章 13 1. 该元件主要特性 （ 1）电压范围： ~； （ 2）与单片机连接时，连接时一条口线就可实现双向通讯； （ 3）多点组网功能，多个该元器件可以并联在唯一的三线上，可以测量多个点的温度； （ 4）全部的传感元件和相关的转换电路都集成在该电路内，使用时候可以不用到外 围的元件； （ 5）测温范围下限为：－ 55℃、上限为：＋ 125℃，精度为177。 ℃是在温度区间为： 10～ +85℃； （ 6）分辨率为： 9～ 12 位， 其一一对应的分辨温度为： 、 、 、℃； （ 7）分辨率为 9 位时，把温度转换为数字的时间在 内。 分辨率为12 位时，其转换时间在 750ms 内； （ 8）输出为数字温度信号，提升了其抗干扰纠错能力； （ 9）电源接反时不会损坏芯片，但是不能正常工作。 2. DS18B20 的外形和内部结构 图 6： DS18B20 的外形及管脚排列 （ 1） DQ 为数字信号输入 /输出端； （ 2） GND 为电源地； （ 3） VDD为外接电源输入端。 东华理工大学毕业设计 第二章 14 图 7： DS18B20 内部结构图 3. DS18B20 工作原理 该元件的工作原理如下图 8 所示。 计数器 1 接收的是低温度系数晶振传过来 的频率信号；而计数器 2 接收的是高温度系数晶振。