淮阴工学院毕业设计说明书(论文)
如图2.4(a)和(b)为DS18B20的写与读操作:
第 6 页 共 32 页
9)应用范围包括恒温控制、工业系统、消费类产品、温度计或任何热敏系统。
DS18B20写周期最少为60微秒,最长不超过120微秒。写周期一开始作为主机先把总线拉低1微秒表示写周期开始。随后若主机想写0,则继续拉低电平最少60微秒直至写周期结束,然后释放总线为高电平。若主机想写1,在一开始拉低总线电平,1微秒后就释放总线为高电平,一直到写周期结束。而做为从机的DS18B20则在检测到总线被拉底后等待15微秒然后从15us到45us开始对总线采样,在采样期内总线为高电平则为1,若采样期内总线为低电平则为0。
对于读数据操作时序也分为读0时序和读1时序两个过程。读时隙是从主机把单总线拉低之后,在1微秒之后就得释放单总线为高电平,以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后,便开始送出数据,若是要送出0就把总线拉为低电平直到读周期结束。若要送出1则释放总线为高电平。主机在一开始拉低总线1微秒后释放总线,然后在包括前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒时间内完成对总线进行采样检测,采样期内总线为低电平则确认为0。采样期内总线为高电平则确认为1。完成一个读时序过程,至少需要60us才能完成
图2.3(a) DS18B20写数据
淮阴工学院毕业设计说明书(论文)
第 7 页 共 32 页
图2.3(b) DS18B20读数据
DS18B20与单片机的连接如图2.4所示:
图2.4 DS18B20与单片机连接
2.2.3 时钟——DS1302
由于系统在失电或者重启系统之后,时钟将会初始化,丢失时间,因此在系统中加入时钟芯片DS1302。
DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗实时时钟芯片,附加31字节静态RAM,采用SPI三线接口和单片机进行通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。DS1302所带的实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年,一个月小与31天时可以自动调整,且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.5~5.5V。采用双电源供电(主电源和备用电源),并且可以设置备用电源充电方式,提供对后备电源进行充电的能力。
DS1302多用于记录数据,特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上,能实现数据与出现该数据的时间同时记录,因此广泛使用于单片机构成的测控系统中。
如图2.4所示为DS1302的引脚封装和内部结构:
淮阴工学院毕业设计说明书(论文)
第 8 页 共 32 页
图2.4 DS1302封装和内部结构
DS1302的各引脚功能介绍:
Vcc2:接5V电源。当Vcc2>Vcc1+0.2V时,由Vcc2向DS1302供电,当Vcc2<
Vcc1时,由Vcc1向DS1302供电;
X1、X2:外接晶振脚一般接频率为32.768KHZ的晶振; GND:地; CE/RST:复位脚; I/O:数据输入输出口; SCLK:串行时钟输入; Vcc1:备用电池接入端。
DS1302与单片机的接口如下图2.5所示:
图2.5 DS1302与单片机的连接图
淮阴工学院毕业设计说明书(论文)
2.3单片机选择
2.3.1 ATC89C52单片机
第 9 页 共 32 页
AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,AT89C52单片机在电子行业中有着广泛应用。现在市场上的单片机AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式,以适应不同的产品需要。
如图2.6所示为AT89C52单片机的引脚分部情况。单片机AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
主要性能与特性: 1)兼容MCS51指令系统
2)8k可反复擦写(大于1000次)Flash ROM; 3)32个双向I/O口; 4)256×8bit内部RAM;
5)3个16位可编程定时/计数器中断; 6)时钟频率0~24MHz;
7)2个串行中断,可编程UART串行通道; 8)2个外部中断源,共8个中断源; 9)2个读写中断口线,3级加密位;
10)低功耗空闲和掉电模式,软件设置睡眠和唤醒功能;
11)有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式,以适应不同产品的需求。
淮阴工学院毕业设计说明书(论文)
第 10 页 共 32 页
图2.6 AT89C52引脚分布
单片机AT89C52采用工业标准的C51内核,在内部功能及管脚排布上与通用的8XC52 相同,其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化,会聚调整控制,会聚测试图控制,红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。
主要管脚有XTAL1(19脚)和XTAL2(18脚)为振荡器输入输出口,外接12MHz 晶振。RST(9脚)为复位输入端口,外接电阻电容组成的复位电路。Vcc(40 脚)和Vss(20 脚)为供电端口,Vcc接+5V电源的正端。P0~P3 为可编程通用I/O 脚,其功能用途由软件定义。
2.4 键盘设计与显示电路
键盘是最常见的单片机系统输入设备,是由若干个按键组成的开关矩阵,通过键盘输入数据或命令,实现简单的人机对话。键盘上闭合键的识别是有专用硬件实现的,称为编码键盘,靠软件实现的称为非编码键盘。
一般的讲,键盘的接口必须解决下列问题: 1)决定是否有按键按下。
2)如果有键按下,决定是哪个被按下。 3)确定被按键的读数。
4)反弹跳——按键抖动的消除。按键从最初按下到接触稳定要经过数毫秒的弹跳时间,键松开时也有同样的问题,如图2.7所示。弹跳会引起一次按键多次读数。