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基于ds18b20的温度测量和秒表设计单片机最小系统实验报告-毕设论文.doc
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基于ds18b20的温度测量和秒表设计单片机最小系统实验报告-毕设论文.doc
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单片机最小系统实验报告
——基于 DS18b20 的温度测量和秒表设计
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目录
单片机最小系统实验报告........................................................1
一、单片机....................................................................3
1.单片机简介 ...........................................................................................................................3
2.最小系统 ...............................................................................................................................3
3. AT89C51 单片机引脚说明 ...................................................................................................4
二、18B20 介绍 ................................................................5
三、最小系统硬件设计..........................................................8
1、设计结构框图 ....................................................................................................................8
2、系统时钟电路 ....................................................................................................................8
3、复位电路 ............................................................................................................................8
四、实验具体内容..............................................................9
1、实现 LED 显示器的选通并显示字符.................................................................................9
2、基于 DS18b20 的温度测量和秒表设计 ..........................................................................16
五、总结 ........................................................................................................................................29
3
一、单片机
1.单片机简介
单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller
Unit),常用英文字母的缩写 MCU 表示单片机,单片机又称单片微控制器,它不
是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片
机由运算器,控制器,存储器,输入输出设备构成,相当于一个微型的计算机,
和计算机相比,单片机只缺少了 I/O 设备。概括的讲:一块芯片就成了一台计算
机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同
时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业
控制领域
AT89C51 提供以下标准功能:8K 字节 Falsh 闪速存储器,256 字节内部 RAM,
32 个 I/O 口线,3 个 16 位定时/计数器,一个 6 向量两级中断结构,一个全双工
串行通信口,片内震荡器及时钟电路,同时 AT89C51 可降至 0HZ 的静态逻辑操作,
并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止 CPU 的工作,但允许 RAM,
时/计数器,串行通信口及中断系统持续工作。掉电方式保存 RAM 中的内容,但
震荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。
AT89C51 单片机主要功能特性:
• 兼容 MCS51 指令系统
• 4k 可反复擦写(>1000 次)Flash ROM
• 32 个双向 I/O 口
• 8 个中断源
• 三个 16 位可编程定时/计数器
• 2.7-6.V 的宽工作电压范围
• 时钟频率 0-24MHz
•128x8bit 内部 RAM
• 五个外部中断源
• 两个串行中断
• 可直接驱动 LED
• 两级加密位
• 低功耗睡眠功能
• 内置一个模拟比较放大器
• 可编程 UARL 通道
• 软件设置睡眠和唤醒功能
2.最小系统
单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机
可以工作的系统. 对 51 系列单片机来说,单片机+晶振电路+复位电路,便组成了
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一个最小系统.但是一般我们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加到上
述电路中,成为小系统。
3. AT89C51 单片机引脚说明
VCC:供电电压。
GND:接地。
P0 口:P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口,内部无上拉电阻每脚可吸收 8TTL
门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时,被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程
序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
P1 口:P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 口缓冲器能接收输
出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口被外
部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校
验时,P1 口作为第八位地址接收。
P2 口:P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 口缓冲器可接收,输出
4 个 TTL 门电流,当 P2 口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输
入。并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流。
P3 口:P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口,可接收输出 4 个 TTL 门
电流。当 P3 口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,
由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流,这是由于上拉的缘故。
P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口,如下表所示:
P3.0 RXD(串行输入口)
P3.1 TXD(串行输出口)
P3.2 /INT0(外部中断 0)
P3.3 /INT1(外部中断 1)
P3.4 T0(记时器 0 外部输入)
P3.5 T1(记时器 1 外部输入)
P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)
P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)
P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时
间。
ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位
字节。在 FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE 端以不变的
频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输
出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳
过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时, ALE 只
有在执行 MOVX,MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微
处理器在外部执行状态 ALE 禁止,置位无效。
/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器
周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN 信号将
不出现。
/EA/VPP:当/EA 保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),
不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时,/EA 将内部锁定为 RESET;当
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/EA 端保持高电平时,此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间,此引脚也用于
施加 12V 编程电源(VPP)。
XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:来自反向振荡器的输出。
二、18B20 介绍
DS18B20 数字温度传感器接线方便,封装成后可应用于多种场合,如管道式,
螺纹式,磁铁吸附式,不锈钢封装式,型号多种多样,有 LTM8877,LTM8874 等
等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的 DS18B20 可用于电缆沟测
温,高炉水循环测温,锅炉测温,机房测温,农业大棚测温,洁净室测温,弹药
库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样,
适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
(1)DS18B20
(a)通过单线总线端口访问 DS1820 的协议如下:
• 初始化
void Init_DS18B20()
{
uchar x=0;
DQ = 1; //DQ复位
delay_18B20(8); //稍做延时
DQ = 0; //单片机将DQ拉低
delay_18B20(80); //精确延时 大于 480us
DQ = 1; //拉高总线
delay_18B20(14);
x=DQ; //稍做延时后 如果x=0则初始化成功 x=1则初始化失败
delay_18B20(20);
}
• ROM 操作命令
int ReadOneChar(void)
{
uchar i=0;
uchar dat = 0;
for (i=8;i>0;i--)
{
DQ = 0; // 给脉冲信号
dat>>=1;
DQ = 1; // 给脉冲信号
if(DQ)
dat|=0x80;
delay_18B20(4);
}
return(dat);
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