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程序存储器的加密:
当加密位LB1被编程时,在复位期间,EA端的逻辑电平被采样并锁存,如果单片机上电后一直没有复位,则锁存起的初始值是一个随机数,且这个随机数会一直保存到真正复位为止。为使单片机能正常工作,被锁存的EA电平值必须与该引脚当前的逻辑电平一致。此外,加密位只能通过整片擦除的方法清除。 Flash闪速存储器的编程:
AT89C51单片机内部有4K字节的Flash PEROM,这个Flash存储阵列出厂时已处于擦除状态(即所有存储单元的内容均为FFH),用户随时可对其进行编程。编程接口可接收高电压(+12V)或低电压(VCC)的允许编程信号。低电压编程模式适合于用户在线编程系统,而高电压编程模式可与通用EPROM编程器兼容。
AT89C51的程序存储器阵列是采用字节写入方式编程的,每次写入一个字节,要对整个芯片内的PEROM程序存储器写入一个非空字节,必须使用片擦除的方式将整个存储器的内容清除。 编程方法:
编程前,须根据表设置好地址、数据及控制信号。AT89C51编程方法如下: 1、在地址线上加上要编程单元的地址信号。
2、在数据线上加上要写入的数据字节。 3、激活相应的控制信号。
4、在高电压编程方式时,将EA/VPP端加上+12V编程电压。
5、每对Flash存储阵列写入一个字节或每写入一个程序加密位,加上一个
ALE/PROG编程脉冲。改变编程单元的地址和写入的数据,重复1—5步骤,直到全部文件编程结束。每个字节写入周期是自身定时的,通常约为1.5ms。 数据查询:
AT89C51单片机用数据查询方式来检测一个写周期是否结束,在一个写周期中,如需读取最后写入的那个字节,则读出的数据最高位是原来写入字节最高位的反码。写周期完成后,有效的数据就会出现在所有输出端上,此时,可进入下一个字节的写周期,写周期开始后,可在任意时刻进行数据查询。 程序校验:
如果加密位LB1、LB2没有进行编程,则代码数据可通过地址和数据线读回原编写的
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数据。加密位不可直接校验,加密位的校验可通过对存储器的校验和写入状态来验证。 芯片擦除:
利用控制信号的正确组合并保持ALE/PROG引脚10ms的低电平脉冲宽度即可将PEROM阵列(4K字节)和三个加密位整片擦除,代码陈列在片擦除操作中将任何非空单元写入“1”,这步骤需再编程之前进行。 读片内签名字节:
读签名字节的过程和单元030H、031H及032H的正常校验相仿,只需将P3.6和P3.7保持低电平,返回值意义如下:
(030H)=1EH声明产品由ATMEL公司制造 (031H)=51H声明为AT89C51单片机 (032H)=FFH声明为12V编程电压 (032H)=05H声明为5V编程电压 编程接口:
采用控制信号的正确组合可对Flash闪速存储阵列中的每一代码字节进行写入和存储器的整片擦除,写操作周期是自身定时的,初始化后它将自动定时到操作完成。
2.DS18B20 传感器的介绍
在传统的模拟信号远距离温度测量系统中,需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题,才能够达到较高的测量精度。另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣,各种干扰信号较强,模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差,影响测量精度[5]。因此,在温度测量系统中,采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案, 与其它温度传感器相比DSl820 具有以下特点:
(1)独特的单线接口方式。DSl820 在与微处理器连接时仅需要一条接口线即可实现微处理器与DSl820 的双向通讯。(2)多点功能简化了分布式温度检测的应用。(3)DSl820 在使用中无需任何外围元件。(4)可用数据线供电,电压范围从3.0V 到5.5V。(5)可测量的温度范围从-55℃到+125℃,增量值0. 5℃;华氏温度范围从-67 到+257,增量值0.9。(6)支持多点组网功能。多个DS1820 可以并接在同一条总线上,实现多点测温。(7)9 位的温度分辨率。测量结果以9 位数字量方式串行传送。(8)用户可设定温度报警门限值。
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(9)有超温度搜寻功能。 (1) DSl8B20 的工作原理
DS18B20 的内部结构DSl8B20 的测温原理框图如图3.2 所示。图中低温度系数品振的振荡频率受温度影响很小,用于产生同定频率的脉冲信号送给计数器l。高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变。所产生的信号作为计数器2 的脉冲输入。计数器1、计数器2 和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。计数器l 对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,当计数器1 的预置值减到O 时,温度计数器的值将加l,计数器l 的预置值将被重新装人,计数器l 重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数,如此循环直到计数器2 计数到O 时,停止温度寄存器的累加,此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图3.2 中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性,其输出小于修正计数器l 的预置值。 (2) DS18B20 与AT89C51 的接口方式
DS18B20 与单片机的连接方式有两种:即寄生电源方式和外部电源方式。 寄生电源方式:在寄生电源供电方式下,DS18B20 从单线信号线上汲取能量:在信号线DQ 处于高电平期间把能量储存在内部电容里,在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作,直到高电平到来再给寄生电源(电容)充电。寄生电源方式有三个好处: 1)进行远距离测温时,无需本地电源。 2)可以在没有常规电源的条件下读取ROM。 3)电路更加简洁,仅用一根I/O 口实现测温。要想使DS18B20 进行精确的温度转换,I/O 线必须保证在温度转换期间提供足够的能量,由于每个DS18B20 在温度转换期间工作电流达到1mA,当几个温度传感器挂在同一根I/O 线上进行多点测温时,只靠4.7K 上拉电阻就无法提供足够的能量,会造成无法转换温度或温度误差极大。
外部电源供电方式:在外部电源供电方式下,DS18B20 工作电源由VDD 引脚接入,此时I/O 线不需要强上拉,不存在电源电流不足的问题,可以保证转换精度,同时在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20 传感器,组成多点测温系统。
本系统采用外部电源方式。连接方法即DS18B20 的1 脚接地,2 脚(DQ 引脚)与AT89C51 的一根I/O 口线相连,3 脚接+5V。在A89S52 的I/O 口线与+5V 之间连接一4.7K 的上拉电阻,以保证数据采集的正常进行。若要组成多点温度检测系统,可在单片机的同一根I/O 口线上,以相同的连接方法并联多片DS18B20 芯片。 3、LCD1602 液晶屏
1602 液晶显示模块可以和单片机AT89C51 直接接口。 4、蜂鸣器驱动电路
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由于蜂鸣器的工作电流一般比较大,以致于单片机的I/O 口是无法直接驱动的,所以要利用放大电路来驱动,一般使用三极管来放大电流就可以了。当所测的温度低于6 摄氏度时,报警。 5、风扇电路
当所测的温度高于80 摄氏度时,启动风扇电路。因为工作电流比较大,所以用放大电路来驱动,即用三极管来放大电流就可以了。当温度高于80℃时,给单片机一个命令,单片机P2.6 引脚输出高电平,三极管导通,风扇电路接通,电风扇开始转动,从而起到降温作用。
四、系统的软件设计
本系统采用AT89C51 作为核心处理器件,把经过DSl8B20 现场实时采集到的温度数据,存入AT89C51 的内部数据存储器,送液晶显示,并与预先设定值进行比较,然后由单片机输出信号去控制风扇电路和报警电路。多功能温度检测显示系统软件主要包括:函数声明、延迟时间函数、DS18B20 初始化函数、读出DS18B20 当前的温度、温度数据转化成液晶字符显示等程序。
五、小结
随着工业的不断发展,对温度测量的要求来越高,而且测量范围也越来越广,因此对温度检测技术的要求也越来越高。
本文介绍了以DSl8B20 新型数字温度传感器、AT89C51 单片机、LCD1602 液晶显示模块为主体构建的温度检测显示系统。说明了系统硬件电路、系统主程序与各模块子程序的设计。本系统采用的是DALLAS 公司推出的数字式温度传感器DS18B20,无需外加A/D 即可输出数字量,把温度信号直接转换成串行数字信号供微机处理。因此。该系统具有硬件电路结构简单、转换精度高、显示结果清晰稳定、成本低等显着优点。在诸如粮库测温、智能建筑、中央空调等多种需要温度检测的场合具有较好的应用前景。
本文摘译自:atmel ---AT89C51中文资料DATSHEET 规格书
DS18B20的英文数据手册 DS18B20 Programmable Resolution 1-Wire
Digital Thermometer
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Based on SCM multi-functional temperature testing system design 1、preface
With the development of society and the technological progress, people pay more and more attention to the importance of temperature detection and display. Temperature detection and status display technology and equipment has been widely applied in industries, products on the market emerge in endlessly. Temperature testing and also gradually adopt the automatic control technology to realize the monitor. This topic is a temperature testing and status of the monitoring system.
2、System solutions
This system USES the monolithic integrated circuit AT89C51 as this system. The whole system, the hardware circuit including power supply circuit, sensor, the temperature display circuit circuit, upper alarm circuit . The alarming circuit can be measured in upper temperature range, screaming voice alarm. The basic principle for the temperature control DSl8B20: when the temperature signal acquisition to after temperature signal sent to handle, AT89C51 temperature to LCD screen, SCM according to initialize the upper temperature setting, namely, if the judgement of temperature than the highest temperature cooling fan is started, If the temperature is less than the lowest temperature setting on alarm device.
3、The system hardware design
(1)AT89C51 SCM are introduced
The AT89C51 is a low-power, high-performance CMOS 8-bit microcomputer with 4K bytes of Flash programmable and erasable read only memory (PEROM) and 128 bytes of data random-access memory(RAM). The device is manufactured using ATMEL Co.’s high-density nonvolatile memory technology and is compatible with the industry-standard MCS-51 instruction set and pin-out. The on-chip Flash allows the program memory to be reprogrammed in-system or by a conventional nonvolatile memory programmer. By combining a versatile 8-bit CPU with Flash on a monolithic chip, the ATMEL Co.’s AT89C51 is a powerful microcomputer which provides a highly-flexible and cost-effective solution to many embedded control applications. Features:
·Compatible with instruction set of MCS-51 products ·4K bytes of in-system reprogrammable Flash memory ·Endurance: 1000 write/erase cycles
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