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1、会计学1Proteus教程电子线路设计制与仿真教程电子线路设计制与仿真(fn zhn)ATC单片机综合设计单片机综合设计PPT课件课件第一页，共89页。n n7.1 7.1 单片机间的多机通信单片机间的多机通信n n7.1.1 Proteus7.1.1 Proteus电路设计电路设计(shj)(shj)n n7.1.2 Proteus7.1.2 Proteus调试与仿真调试与仿真n n7.1.3 7.1.3 总结与提示总结与提示n n7.2 I2C7.2 I2C总线应用技术总线应用技术n n7.2.1 Proteus7.2.1 Proteus电路设计电路设计(shj)(shj)n n7.2.2
2、 Proteus7.2.2 Proteus调试与仿真调试与仿真n n7.2.3 7.2.3 用用I2CI2C调试器监视调试器监视I2CI2C总总线线n n7.2.4 7.2.4 总结与提示总结与提示n n7.3 7.3 基于单片机控制的电子万基于单片机控制的电子万年历年历n n7.3.1 7.3.1 设计设计(shj)(shj)任务及要求任务及要求n n7.3.2 7.3.2 设计设计(shj)(shj)背景背景n n7.3.3 7.3.3 电路设计电路设计n n7.3.4 7.3.4 系统硬件实现系统硬件实现n n7.4 7.4 基于基于DS18B20DS18B20的水温控制系统的水温控制系
3、统n n7.4.1 Proteus7.4.1 Proteus电路设计电路设计n n7.4.2 Proteus7.4.2 Proteus调试与仿真调试与仿真n n7.5 7.5 基于单片机的基于单片机的24242424点阵点阵LEDLED汉汉字显示字显示(xi(xi nsh)nsh)n n7.5.1 7.5.1 设计任务及要求设计任务及要求n n7.5.2 7.5.2 设计背景简介设计背景简介n n7.5.3 7.5.3 电路设计电路设计n n7.5.4 7.5.4 系统硬件实现系统硬件实现n n7.5.5 7.5.5 系统仿真系统仿真第1页/共89页第二页，共89页。n nProteusPro
4、teus是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，与其他是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，与其他单片机仿真软件不同的是，它不仅单片机仿真软件不同的是，它不仅(bj(bj n)n)能仿真单片机能仿真单片机CPUCPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其他电路的工作情况。因此在仿真和调试程序时，关心的其他电路的工作情况。因此在仿真和调试程序时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程变，而是从工程的角度直接看程序运行和
5、电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，解决了和结果。对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，解决了实验和工程应用间脱节的矛盾。实验和工程应用间脱节的矛盾。第2页/共89页第三页，共89页。7.1 单片机间的多机通信单片机间的多机通信(tng xn)n n内容内容n n三个三个AT89C51AT89C51单片机间进行单片机间进行“1“1主主2 2从从”多机通信，主机多机通信，主机(zh(zh j)j)可可以将其数码管显示的内容发送给每个从机，也可以采集每个从机以将其数码管显示的内容发送给每个从机，也可以采集每个从机数码管显示的数值并求和后显示出来，每个单片机的数码管显示数码管显示
6、的数值并求和后显示出来，每个单片机的数码管显示值可以通过外接的按键进行设置。值可以通过外接的按键进行设置。n n训练目的训练目的n n掌握掌握MCS-51MCS-51单片机间进行多机通信的实现方法。单片机间进行多机通信的实现方法。第3页/共89页第四页，共89页。7.1.1 Proteus7.1.1 Proteus电路设计电路设计电路设计电路设计n n1.1.元件清单元件清单(qngdn)(qngdn)列表列表n n打开打开Proteus ISISProteus ISIS编辑环境，按表编辑环境，按表7-17-1所列的清单所列的清单(qngdn)(qngdn)添加元件。添加元件。第4页/共89页
7、第五页，共89页。n n2.2.电路原理图电路原理图n n元件全部添加后，在元件全部添加后，在Proteus ISISProteus ISIS的编辑区域的编辑区域(qy)(qy)中按图中按图7-17-1和图和图7-27-2所示的主、所示的主、从机电路原理图从机电路原理图(晶振和复位电路略晶振和复位电路略)连接硬件电路。连接硬件电路。第5页/共89页第六页，共89页。图7-1 主机部分(b fen)电路原理图第6页/共89页第七页，共89页。图7-2 从机部分(b fen)电路原理图第7页/共89页第八页，共89页。7.1.2 Proteus7.1.2 Proteus调试调试调试调试(dio s
8、h)(dio sh)与仿真与仿真与仿真与仿真参照6.3.3节建立程序文件，加载目标代码文件，在Proteus ISIS界面中，单击按钮 启动仿真。主机操作如下：(1)每按下“加1”键，数码管显示(xinsh)值加1，对应左边的数码管显示(xinsh)“7”；(2)每按下“汇总数据”键，主机数码管显示(xinsh)值变为从机1的显示(xinsh)值+从机2的显示(xinsh)值之和，对应左边的数码管显示(xinsh)“5”；(3)每按下“发送数据”键，各从机的数码管显示(xinsh)值均变为主机数码管所显示(xinsh)的数值，对应左边的数码管显示(xinsh)“3”。第8页/共89页第九页，共
9、89页。n n从机操作如下：从机操作如下：n n(1)(1)每按下每按下“加加1”1”键，数码管显示值加键，数码管显示值加1 1；n n(2)(2)运行中的数码管显示值随主机的操作而发生运行中的数码管显示值随主机的操作而发生(fshng)(fshng)改变。改变。n n仿真运行片段如图仿真运行片段如图7-37-3和图和图7-47-4所示。仿真过程中可所示。仿真过程中可单击单击 按钮暂停仿真，从按钮暂停仿真，从“Debug”“Debug”菜单中调出菜单中调出各个单片机的各个单片机的“8051 CPU Registers”“8051 CPU Registers”窗口来观察各窗口来观察各单片机运行中
10、相关寄存器的工作状态，如图单片机运行中相关寄存器的工作状态，如图7-47-4所所示。示。第9页/共89页第十页，共89页。图7-3 仿真运行(ynxng)片段1第10页/共89页第十一页，共89页。图7-4 仿真运行(ynxng)片段2第11页/共89页第十二页，共89页。7.1.3 7.1.3 总结总结总结总结(z(z ngji)ngji)与提示与提示与提示与提示n n在仿真刚开始在仿真刚开始(kish(kish)的几秒钟，仿真系统还未完全就位，仿真结果的几秒钟，仿真系统还未完全就位，仿真结果可能会不正常，稍停一会儿便可正常运行；可能会不正常，稍停一会儿便可正常运行；n n可将从机的串口工作
11、方式改为采用中断方式进行编程和仿真实验。可将从机的串口工作方式改为采用中断方式进行编程和仿真实验。第12页/共89页第十三页，共89页。7.2 I2C总线应用总线应用(yngyng)技术技术n n内容内容n nI2CI2C总线是一种用于总线是一种用于ICIC器件之间的二线制总线。它通过器件之间的二线制总线。它通过SDA(SDA(串行数据串行数据(shj)(shj)线线)及及SCL(SCL(串行时钟线串行时钟线)两根线在两根线在连到总线上的器件之间传送消息，并根据地址识别每个连到总线上的器件之间传送消息，并根据地址识别每个器件。本例使用串口通信器件。本例使用串口通信I2CI2C存储器存储器24C
12、0124C01扩展扩展AT89C51AT89C51单片机的数据单片机的数据(shj)(shj)存储器，完成读写操作。存储器，完成读写操作。n n训练目的训练目的n n学习使用学习使用ProteusProteus设计并仿真设计并仿真I2CI2C器件扩展单片机存储器器件扩展单片机存储器的方法；的方法；n n掌握单片机进行掌握单片机进行I2CI2C通信的编程方法；通信的编程方法；n n学会使用学会使用Proteus VSMProteus VSM虚拟虚拟I2CI2C调试器。调试器。第13页/共89页第十四页，共89页。7.2.1 Proteus7.2.1 Proteus电路设计电路设计电路设计电路设计
13、n n1.1.元件清单列表元件清单列表n n打开打开Proteus ISISProteus ISIS编辑编辑(binj)(binj)环境，按表环境，按表7-27-2所列的清单所列的清单添加元件。添加元件。第14页/共89页第十五页，共89页。n n2.2.电路原理图电路原理图n n元件全部添加后，在元件全部添加后，在Proteus ISISProteus ISIS的编辑区域中按图的编辑区域中按图7-7-5 5所示的原理图所示的原理图(晶振和复位晶振和复位(f wi)(f wi)电路略电路略)连接硬件电连接硬件电路。路。图7-5 电路(dinl)原理图第15页/共89页第十六页，共89页。7.2
14、.2 Proteus7.2.2 Proteus调试调试调试调试(dio sh)(dio sh)与仿真与仿真与仿真与仿真 n n参照参照6.3.36.3.3节建立程序文件，加载目标代码文件，执行以下操作：节建立程序文件，加载目标代码文件，执行以下操作：n n(1)(1)在在Proteus ISISProteus ISIS界面中，单击按钮启动界面中，单击按钮启动(q(q dng)dng)仿真；仿真；n n(2)(2)仿真过程中单击按钮暂停仿真，从仿真过程中单击按钮暂停仿真，从“Debug”“Debug”菜单中调出菜单中调出“8051 CPU“8051 CPU Internal(IDATA)Memo
15、ry”Internal(IDATA)Memory”窗口和窗口和“I2C Memory Internal Memory-U2”“I2C Memory Internal Memory-U2”窗口，窗口，观察单片机内部数据存储器和观察单片机内部数据存储器和24C0124C01存储器相关单元的状态变化，如图存储器相关单元的状态变化，如图7-7-6 6所示。所示。第16页/共89页第十七页，共89页。图7-6 仿真暂停(zn tn)时程序运行的中间结果第17页/共89页第十八页，共89页。7.2.3 7.2.3 用用用用I2CI2C调试器监视调试器监视调试器监视调试器监视(jinsh)I2C(jinsh
16、)I2C总线总线总线总线n n1.1.在电路中添加在电路中添加I2CI2C调试器调试器n n在工具栏单击按钮，再在对象选择器中选择在工具栏单击按钮，再在对象选择器中选择“I2C“I2C DEBUGGER”DEBUGGER”。将其中两引脚与单片机连接，其中。将其中两引脚与单片机连接，其中SCLSCL接接P3.0P3.0，SDASDA接接P3.1P3.1。n n2.2.仿真监视仿真监视(jinsh)(jinsh)n n从图从图7-67-6中的中的I2CI2C调试器窗口可以看到调试器窗口可以看到I2CI2C总线在循总线在循环读环读/写，窗口的左上角区域，记录了总线上的所写，窗口的左上角区域，记录了总
17、线上的所有活动，其中向左的蓝箭头表示有活动，其中向左的蓝箭头表示I2CI2C调试器作为从调试器作为从器件监视器件监视(jinsh)(jinsh)总线上的活动。单击总线上的活动。单击“+”“+”，可显示，可显示详细的数据，以字节，甚至以位的形式显示。其中：详细的数据，以字节，甚至以位的形式显示。其中：第18页/共89页第十九页，共89页。n n第一行内容是单片机向第一行内容是单片机向24C0124C01存储器写数据存储器写数据(shj)(shj)过程，过程，其时序为其时序为S S、A0A0、A A、地址、地址(30H)(30H)、A A、数据、数据(shj)1(shj)1、A A、数据数据(sh
18、j)2(shj)2、A A、数据、数据(shj)16(shj)16、A A、P P；n n第二行内容是单片机从第二行内容是单片机从24C0124C01存储器读数据存储器读数据(shj)(shj)过程，过程，其时序为其时序为S S、A0A0、A A、地址、地址(30H)(30H)、A A、SrSr、A1A1、A A、数据、数据(shj)1(shj)1、A A、数据、数据(shj)16(shj)16、NN、P P。n n3.I2C3.I2C通信读通信读/写操作序列中的专用字符写操作序列中的专用字符n nI2CI2C通信读通信读/写操作序列中的专用字符，如表写操作序列中的专用字符，如表7-37-3所
19、示。所示。第19页/共89页第二十页，共89页。7.2.4 7.2.4 总结总结总结总结(z(z ngji)ngji)与提示与提示与提示与提示n n本例中，如果本例中，如果(rgu(rgu)将将AT89C51AT89C51单片机的时钟频率单片机的时钟频率设置为设置为12MHz12MHz，则应将，则应将24C0124C01属性中的属性中的TD_WRITE=1mTD_WRITE=1m项改为项改为TD_WRITE=0.5mTD_WRITE=0.5m。具体步骤为：双击。具体步骤为：双击24C0124C01元元件，打开其属性编辑框，选中件，打开其属性编辑框，选中“Edit all properties
20、as“Edit all properties as text”text”项，然后进行修改。项，然后进行修改。第20页/共89页第二十一页，共89页。7.3 基于基于(jy)单片机控制的单片机控制的电子万年历电子万年历第21页/共89页第二十二页，共89页。7.3.1 7.3.1 设计任务设计任务设计任务设计任务(rn wu)(rn wu)及要求及要求及要求及要求n n1.1.设计题目设计题目n n基于单片机的万年历。基于单片机的万年历。n n2.2.设计要求与目的设计要求与目的n n利用单片机、时钟芯片、温度利用单片机、时钟芯片、温度(wnd)(wnd)传感器、数码管等实现日期、时间、温传感器
21、、数码管等实现日期、时间、温度度(wnd)(wnd)的显示即一个简单的万年历；的显示即一个简单的万年历；n n万年历的设计是几个简单模块的组合，硬件上是这样，软件上也是这样，要万年历的设计是几个简单模块的组合，硬件上是这样，软件上也是这样，要熟悉这种模块化的设计思路；熟悉这种模块化的设计思路；n n通过万年历的设计要掌握好对通过万年历的设计要掌握好对ProteusProteus仿真设计的熟练使用；仿真设计的熟练使用；第22页/共89页第二十三页，共89页。n n通过万年历的设计要熟练掌握单片机的各个功能，并且能对单片通过万年历的设计要熟练掌握单片机的各个功能，并且能对单片机有一个总体的把握机有
22、一个总体的把握(b(b w)w)，在设计的过程中能够凭借对单片机，在设计的过程中能够凭借对单片机各功能的了解，达到理想的设计效果；各功能的了解，达到理想的设计效果；n n本例使用了时钟芯片本例使用了时钟芯片DS1302DS1302、温度传感器、温度传感器DS18B20DS18B20和和74HC16474HC164，通，通过对单片机的学习能够对它们触类旁通。过对单片机的学习能够对它们触类旁通。第23页/共89页第二十四页，共89页。n n3.3.设计任务设计任务n n设计系统硬件设计系统硬件(yn(yn jin)jin)；n n设计系统软件；设计系统软件；n n编写设计说明书。编写设计说明书。第
23、24页/共89页第二十五页，共89页。7.3.2 7.3.2 设计设计设计设计(shj)(shj)背景背景背景背景n n在生活中，我们经常能看到各种各样的制作精美的万年历，万年在生活中，我们经常能看到各种各样的制作精美的万年历，万年历大有取代常规钟表的趋势。随着人们生活水平的提高，智能产历大有取代常规钟表的趋势。随着人们生活水平的提高，智能产品越来越受到人们的欢迎。而单片机、传感器及各种集成电路起品越来越受到人们的欢迎。而单片机、传感器及各种集成电路起到关键作用。希望通过本设计能够到关键作用。希望通过本设计能够(nnggu)(nnggu)对未来的趋势有所把对未来的趋势有所把握，从而适应社会需要
24、。握，从而适应社会需要。第25页/共89页第二十六页，共89页。7.3.3 7.3.3 电路设计电路设计电路设计电路设计n n万年历大体可以分为三大模块，万年历大体可以分为三大模块，74HC16474HC164与数码管的显示模块、与数码管的显示模块、DS1302DS1302时钟芯片与单片机的时钟模块和时钟芯片与单片机的时钟模块和DS18B20DS18B20与单片机的温度模块。与单片机的温度模块。n n单片机在单片机在5V5V电压下，各个模块正常工作。单片机从电压下，各个模块正常工作。单片机从DS1302DS1302芯片中读芯片中读出一组时间日期数据，同时单片机通过出一组时间日期数据，同时单片机
25、通过DS18B20DS18B20温度传感器获得当前温度传感器获得当前温度并且发送给单片机。单片机接收到各个数据时，利用串行通信温度并且发送给单片机。单片机接收到各个数据时，利用串行通信(tng xn)(tng xn)原理把数据按照一定的顺序发送给原理把数据按照一定的顺序发送给74HC16474HC164。74HC16474HC164移位移位到最后一个数码管后，把各个数据显示出来。到最后一个数码管后，把各个数据显示出来。第26页/共89页第二十七页，共89页。n n1.74HC1641.74HC164芯片相关知识芯片相关知识n n(1)74HC164(1)74HC164简介简介n n74HC16
26、474HC164是一种是一种8 8位串行输入并行输出的移位寄存器。它是位串行输入并行输出的移位寄存器。它是高速硅门高速硅门 CMOS CMOS 器件，与低功耗肖特基型器件，与低功耗肖特基型 TTL(TTL LS)TTL(TTL LS)器器件的引脚兼容。件的引脚兼容。74HC16474HC164、74HCT164 74HCT164 是是 8 8 位边沿触发式移位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据位寄存器，串行输入数据(shj)(shj)，然后并行输出。数据，然后并行输出。数据(shj)(shj)通过两个输入端之一通过两个输入端之一(DSA(DSA 或或 DSB)DSB)串行输入；任一串行输入；任
27、一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据(shj)(shj)输入。两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入。两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。时钟输入端接高电平，一定不要悬空。时钟(CP)(CP)每次由低变高每次由低变高时，数据时，数据(shj)(shj)右移一位，输入到右移一位，输入到 Q0 Q0，Q0Q0是两个数据是两个数据(shj)(shj)输入端输入端第27页/共89页第二十八页，共89页。(DSA (DSA和和DSB)DSB)的逻辑与，它在上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。的逻辑与，它在
28、上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。主复位主复位(MR)(MR)输入端上的一个低电平将使其他所有输入端都无效输入端上的一个低电平将使其他所有输入端都无效(wxio)(wxio)，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。第28页/共89页第二十九页，共89页。n n(2)74HC164(2)74HC164的引脚功能的引脚功能(gngnng)(gngnng)n n74HC16474HC164的引脚功能的引脚功能(gngnng)(gngnng)如图如图7-77-7、图、图7-87-8和表和表7-47-4所所示。示。图7-7 74HC164的
29、引脚图 图7-8 74HC164的IEC逻辑(lu j)符号第29页/共89页第三十页，共89页。第30页/共89页第三十一页，共89页。n n2.DS13022.DS1302芯片相关知识芯片相关知识n n(1)DS1302(1)DS1302简介简介n nDS1302DS1302是是DALLASDALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带公司推出的一种高性能、低功耗、带RAMRAM的实时时钟芯片，它可以对年、月、日、星期、时、的实时时钟芯片，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿功能分、秒进行计时，且具有闰年补偿功能(gngnng)(gngnng)，工作电，工作电压为压为
30、2.55.5V2.55.5V。DS1302DS1302采用三线接口，与采用三线接口，与CPUCPU进行同步通进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时间数据或信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时间数据或RAMRAM数据。数据。DS1302DS1302内部有一个内部有一个318318的用于临时性存放数据的用于临时性存放数据的的RAMRAM存储器。存储器。n n(2)DS1302(2)DS1302的引脚功能的引脚功能(gngnng)(gngnng)n nDS1302DS1302的引脚功能的引脚功能(gngnng)(gngnng)如图如图7-97-9及表及表7-57-5所示。所示。第31
31、页/共89页第三十二页，共89页。第32页/共89页第三十三页，共89页。n n(3)(3)控制字格式控制字格式(g shi)(g shi)n n控制字格式控制字格式(g shi)(g shi)如表如表7-67-6所示。控制字最高位必须是所示。控制字最高位必须是1 1，如果它为，如果它为0 0，则不能把数据写入到，则不能把数据写入到DS1302DS1302中，位中，位6 6如果如果为为0 0则表示存取日历时钟数据，为则表示存取日历时钟数据，为1 1表示存取表示存取RAMRAM数据；数据；位位5 51 1指示操作单元的地址；最低位为指示操作单元的地址；最低位为0 0表示要进行写表示要进行写操作，
32、为操作，为1 1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。始输出。n n 表7-6 控制(kngzh)字格式第33页/共89页第三十四页，共89页。n n(4)(4)复位和时钟控制复位和时钟控制n nDS1302DS1302通过把通过把RSTRST输入驱动置高电平来启动所有的数据传输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。送。RSTRST输入有两种功能：首先，输入有两种功能：首先，RSTRST接通控制逻辑，允许接通控制逻辑，允许地址地址/命令序列送入移位寄存器；其次，命令序列送入移位寄存器；其次，RSTRST提供了终止单提供了终止单字节或多字节数据的传送手
33、段。当字节或多字节数据的传送手段。当RSTRST为高电平时，所有为高电平时，所有数据传送被初始化，允许对数据传送被初始化，允许对DS1302DS1302进行操作。如果在传送进行操作。如果在传送过程中置过程中置RSTRST为低电平，则会终止此数据传送，并且为低电平，则会终止此数据传送，并且I/OI/O引引脚变为高阻状态。上电运行时，在脚变为高阻状态。上电运行时，在VCC2.5VVCC2.5V之前，之前，RSTRST必须保持低电平。只有在必须保持低电平。只有在SCLKSCLK为低电平时，才能将为低电平时，才能将RSTRST置置为高电平。为高电平。n n(5)DS1302(5)DS1302寄存器寄存
34、器n n7 7个寄存器与日历、时钟相关个寄存器与日历、时钟相关(xinggun)(xinggun)，存放的数据位为，存放的数据位为BCDBCD码形式，其日历、时间寄存器及其控制字如表码形式，其日历、时间寄存器及其控制字如表7-77-7所示。所示。第34页/共89页第三十五页，共89页。第35页/共89页第三十六页，共89页。n n时钟与日历暂停。时钟与日历暂停。n n时钟与日历包含在七个写时钟与日历包含在七个写/读寄存器中，采用读寄存器中，采用BCDBCD码码形式。秒寄存器的位形式。秒寄存器的位7(CH)7(CH)为时钟暂停位，为为时钟暂停位，为1 1时，时时，时钟振荡停止，钟振荡停止，DS1
35、302DS1302为低功率的备份方式，当为为低功率的备份方式，当为0 0时，时，时钟将启动。时钟将启动。n nAM-PM/12-24AM-PM/12-24方式。方式。n n小时小时(xi(xi osh)osh)寄存器的位寄存器的位7 7定义为定义为12/2412/24小时小时(xi(xi osh)osh)方式选择位。为高电平，选择方式选择位。为高电平，选择1212小时小时(xi(xi osh)osh)方式。在方式。在1212小时小时(xi(xi osh)osh)方式下，位方式下，位5 5是是AM/PMAM/PM位，此位为高电平时表示位，此位为高电平时表示PMPM。在。在2424小时小时(xi(
36、xi osh)osh)方式下，位方式下，位5 5是第二个是第二个1010小时小时(xi(xi osh)osh)位位(20(202323时时)。第36页/共89页第三十七页，共89页。n n写保护寄存器。写保护寄存器。n n写保护寄存器的位写保护寄存器的位7 7是写保护位。开始七位是写保护位。开始七位(位位0 06)6)置为置为0 0，在读操作时总是读出，在读操作时总是读出0 0。在对时钟或。在对时钟或RAMRAM进行写操作进行写操作之前，位之前，位7 7必须为必须为0 0。当为高电平时，写保护防止对任何。当为高电平时，写保护防止对任何其他寄存器进行写操作。其他寄存器进行写操作。n n慢速充电寄
37、存器。慢速充电寄存器。n n这个寄存器控制这个寄存器控制(kngzh)DS1302(kngzh)DS1302的慢速充电特征。慢的慢速充电特征。慢速充电选择位速充电选择位(TCS)(TCS)控制控制(kngzh)(kngzh)慢速充电器的选择。慢速充电器的选择。为了防止偶然的因素使之工作，只有为了防止偶然的因素使之工作，只有10101010模式才能使慢模式才能使慢速充电器工作，所有其他模式将禁止慢速充电器。速充电器工作，所有其他模式将禁止慢速充电器。第37页/共89页第三十八页，共89页。DS1302 DS1302上电时，慢速充电器被禁止。二极管选择上电时，慢速充电器被禁止。二极管选择(xu(x
38、u nz)nz)位位(DS)(DS)选择选择(xu(xu nz)nz)一个还是两个二极管连接在一个还是两个二极管连接在VCC1VCC1与与VCC2VCC2之间。如果之间。如果DSDS为为0101选择选择(xu(xu nz)nz)一个，如果一个，如果DSDS为为1010选择选择(xu(xu nz)nz)两个。如果两个。如果DSDS为为0000或或1111，那么充电器被禁，那么充电器被禁止，与止，与TCSTCS无关。无关。RSRS选择选择(xu(xu nz)nz)连接在连接在VCC1VCC1与与VCC2VCC2之之间的电阻。间的电阻。RSRS为为0000无电阻，为无电阻，为0101用用2K2K，为
39、，为1010用用4K4K，为，为1111用用8K8K。时钟时钟/日历多字节方式。日历多字节方式。时钟时钟/日历命令字节可规定多字节方式，在此方式下，最先日历命令字节可规定多字节方式，在此方式下，最先八个时钟八个时钟/日历寄存器可以从地址日历寄存器可以从地址0 0位开始连续地读写。位开始连续地读写。当指定写时钟当指定写时钟/日历为多字节方式时，如果写保护位被日历为多字节方式时，如果写保护位被设置为高电平，那么没有数据会传送到八个时钟设置为高电平，那么没有数据会传送到八个时钟/日历日历寄存器的任一个。在多字节方式下，慢速充电器是不可寄存器的任一个。在多字节方式下，慢速充电器是不可访问的。访问的。第
40、38页/共89页第三十九页，共89页。n nDS1302DS1302还有充电寄存器，时钟突发寄存器及与还有充电寄存器，时钟突发寄存器及与RAMRAM相关的相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。器外的所有寄存器内容。DS1302DS1302与与RAMRAM相关的寄存器分为相关的寄存器分为两类：一类两类：一类(y li)(y li)是单个是单个RAMRAM单元，共有单元，共有3131个，每个单元组个，每个单元组态为一个态为一个8 8位的字节，其命令控制字为位的字节，其命令控制字为C0H-FDHC0H-FDH，
41、其中奇，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类数为读操作，偶数为写操作；另一类(y li)(y li)为突发方式下的为突发方式下的控制寄存器，此方式下可一次性读写所有的控制寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAMRAM的的3131个字个字节，命令控制字为节，命令控制字为FEH(FEH(写写)、FFH(FFH(读读)。第39页/共89页第四十页，共89页。n n3.DS18B203.DS18B20芯片相关知识芯片相关知识n n(1)DS18B20(1)DS18B20简介简介n nDS18B20DS18B20是由美国是由美国DALLASDALLAS公司生产的单线数字公司生产的单线数字(shz)(s
42、hz)温度温度传感器芯片。与传统的热敏电阻有所不同，传感器芯片。与传统的热敏电阻有所不同，DS18B20DS18B20可直可直接将被测温度转化为串行数字接将被测温度转化为串行数字(shz)(shz)信号，以供单片机处信号，以供单片机处理，它还具有微型化、低功率、高性能、抗干扰能力强等理，它还具有微型化、低功率、高性能、抗干扰能力强等优点。通过编程，优点。通过编程，DS18B20DS18B20可以实现可以实现912912位的温度读数。位的温度读数。信息经过单线接口送入信息经过单线接口送入DS18B20DS18B20或从或从DS18B20DS18B20送出，因此从送出，因此从微处理器到微处理器到D
43、S18B20DS18B20仅需连接一条信号线和地线。读、写仅需连接一条信号线和地线。读、写和执行温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不和执行温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。需要外部电源。第40页/共89页第四十一页，共89页。n n(2)DS18B20(2)DS18B20的引脚功能的引脚功能(gngnng)(gngnng)n nDS18B20DS18B20的引脚的引脚(图图7-10)7-10)，其功能，其功能(gngnng)(gngnng)如表如表7-87-8所示。所示。第41页/共89页第四十二页，共89页。n n(3)DS18B20(3)DS18B20的主要
44、特点的主要特点n n采用单线技术，与单片机通信只需一个采用单线技术，与单片机通信只需一个(y(y )引脚；引脚；n n通过识别芯片各自唯一的产品序列号从而实现单线通过识别芯片各自唯一的产品序列号从而实现单线多挂接，简化了分布式温度检测的应用；多挂接，简化了分布式温度检测的应用；n n实际应用中不需要外部任何器件即可实现测温；实际应用中不需要外部任何器件即可实现测温；n n可通过数据线供电，电压的范围在可通过数据线供电，电压的范围在3 35.5V5.5V；n n不需要备份电源；不需要备份电源；n n测量范围为测量范围为-55-55+125+125，在，在-10-10+85+85范围内误范围内误差
45、为差为0.50.5；第42页/共89页第四十三页，共89页。n n数字温度计的分辨率用户可以在数字温度计的分辨率用户可以在9 9位到位到1212位之间选择，可配位之间选择，可配置实现置实现9 91212位的温度读数；位的温度读数；n n将将1212位的温度值转换为数字量所需时间不超过位的温度值转换为数字量所需时间不超过750ms750ms；n n用户定义的，非易失性的温度告警设置，用用户可以自行用户定义的，非易失性的温度告警设置，用用户可以自行设定设定(sh dn(sh dn)告警的上下限温度。告警的上下限温度。第43页/共89页第四十四页，共89页。n n(4)(4)单总线技术单总线技术n
46、n单总线协议保证了数据可靠的传输，任一时刻总线上只单总线协议保证了数据可靠的传输，任一时刻总线上只能有一个控制信号或数据。一次数据传输可分为以下四能有一个控制信号或数据。一次数据传输可分为以下四个操作过程：个操作过程：n n初始化，传送初始化，传送ROMROM命令，传送命令，传送RAMRAM命令，数据交换。命令，数据交换。n n单总线上所有的处理都从初始化开始。初始化时序是由单总线上所有的处理都从初始化开始。初始化时序是由一个复位脉冲一个复位脉冲(总线命令者发出总线命令者发出)和一个或多个从者发出和一个或多个从者发出的应答信号的应答信号(总线从者发出总线从者发出)组成。应答脉冲的作用是：组成。
47、应答脉冲的作用是：从器件从器件(qjin)(qjin)让总线命令者知道该器件让总线命令者知道该器件(qjin)(qjin)是在总线是在总线上的，并准备好开始工作。当总线命令者检测到某器件上的，并准备好开始工作。当总线命令者检测到某器件(qjin)(qjin)存在时，首先发送七个存在时，首先发送七个ROMROM功能中的一个命令：功能中的一个命令：第44页/共89页第四十五页，共89页。n n读读ROM(ROM(总线上只有一个器件时，即读出其序列号总线上只有一个器件时，即读出其序列号)；n n匹配匹配ROM(ROM(总线上有多个器件时，寻址某一个器件总线上有多个器件时，寻址某一个器件)；n n查找
48、查找ROM(ROM(系统系统(xt(xt ng)ng)首次启动后，须识别总线上首次启动后，须识别总线上的各器件的各器件)；n n跳过跳过ROM(ROM(总线上只有一个器件时，可跳过读总线上只有一个器件时，可跳过读ROMROM命命令直接向器件发送命令令直接向器件发送命令,以节省时间以节省时间)；n n超速匹配超速匹配ROM(ROM(超速模式下寻址某个器件超速模式下寻址某个器件)；n n超速跳过超速跳过ROM(ROM(超速模式下跳过读超速模式下跳过读ROMROM命令命令)；n n条件查找条件查找ROM(ROM(只查找输入电压超过设置的报警门限只查找输入电压超过设置的报警门限值的器件值的器件)。第4
49、5页/共89页第四十六页，共89页。n n当成功执行上述命令之一后，总线命令者可发送任何一个当成功执行上述命令之一后，总线命令者可发送任何一个(y(y )可使用命令来访问存储器和控制功能，进行数据交可使用命令来访问存储器和控制功能，进行数据交换。所有数据的读写都是从最低位开始的。单总线传送的换。所有数据的读写都是从最低位开始的。单总线传送的数据或命令是由一系统的时序信号组成的，单总线上共有数据或命令是由一系统的时序信号组成的，单总线上共有4 4种时序信号：初始化信号、写种时序信号：初始化信号、写0 0信号、写信号、写1 1信号和读信号。信号和读信号。n n(5)DS18B20(5)DS18B2
50、0的的ROMROM及控制指令及控制指令n nDS18B20DS18B20的的6464位位ROMROM的结构如表的结构如表7-97-9所示。开始所示。开始8 8位是位是DS18B20DS18B20的产品类型编号的产品类型编号10H10H，接着是每一个，接着是每一个(y(y )器件的器件的唯一的序号，共有唯一的序号，共有4848位，最后位，最后8 8位是前位是前5656位的位的CRCCRC校验码，校验码，这也是多个这也是多个DS18B20DS18B20可以用一根线进行通信的原因。可以用一根线进行通信的原因。第46页/共89页第四十七页，共89页。第47页/共89页第四十八页，共89页。n nDS1