第1章 硬件设计
1.1 AT89C51单片机介绍
AT89C51 是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS型8位单片机，片内含4Kbytes 的可编程的Flash只读程序存储器，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash ROM程序存储器，并支持可在线编程（ISP）功能；另一方面，由于价格低、因而被广泛应用于许多高性价比的场合，如工业控制、消费电子等各种控制领域，对于简单的测温系统而言，它已经足够。单片机AT89C51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。设计中采用89C51单片机。 其主要特性如下：
与MCS-51产品指令系统完全兼容；
4K字节可编程闪烁存储器；
1000擦写周期；
4.0~5.5V工作电压范围；
全静态工作：0Hz-33MHz；
程序存储器具有3级加密保护；
128*8位内部RAM；
32可编程I/O线；
两个16位定时器/计数器；
6个中断源和2个优先级；
可编程全双工串行通道；
低功耗的闲置和掉电模式；
具有JTAG接口，可方便地在线编程或在系统编程。
AT89C51 单片机为40引脚双列直插式封装。其引脚排列和逻辑符号如图1.1 所示。
各引脚功能简单介绍如下： 图1.1 89C51引脚图
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，每个管脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚写“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。在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部电位必须被拉高。 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，电位被内部上拉为高，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，其管脚电位被内部上拉电阻拉高，且作为输入。作为输入时，P2口的管脚电位被外部拉低，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉的优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
中古汉语人民检察院民事行政抗诉案件办案规则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。作为输入时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(ILL)，也是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口：P3.0 RXD(串行输口)；P3.1TXD(串行输出口) ；P3.2 INT0(外部中断0)；P3.3 INT1
(外部中断1) ；P3.4 T0(定时器0外部输入)；P3.5 T1(定时器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)。同时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指令时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址期间，每个机器周期PSEN两次有效。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，访问外部ROM；注意加密方式1时，EA将内部锁定为RE
SET；当EA端保持高电平时，访问内部ROM。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。
黄磷行业准入条件XTAL2：来自反向振荡器的输出。
DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的一款智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式，可以分别在93.75~750ms内完成9~12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需一根线读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无须额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。它在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面都给用户的使用带来了方便，效果也令人满意。
其主要特点如下：
独特的单线接口方式：DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
可用数据线供电，电压范围：+3.0~+5.5V。
测温范围：－55℃～＋125℃，固有测温分辨率为0.5℃。
通过编程可实现9~12位的数字读书方式。
用户可自设非易失性的报警上下限值。
支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。
负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作.
DS18B20的管脚排列、各种封装形式如图 1.2 所示：
图1.2 DS18B20的外形及管脚排列
各引脚功能简单介绍如下：
GND：地信号。
DQ：数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。
VDD：可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。
1.3 液晶显示器LCD1602介绍
案例分析法
液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，下图是1602的内部显址。
LCD
00 | 01 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 07 | 08 | 09 | 0A | 0B | 0C | 0D | 0E | 0F |
40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 4A | 4B | 4C | 中国人民外交学会4D | 4E | 4F |
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2章 软件设计
系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，温度转换命令子程序，计算温度子程序，显示数据刷新子程序显示子程序等。主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量温度值，温度测量每1s进行一次。读出温度子程序可以读出RAM中的9字节，然后通过温度转换命令子程序发出温度转换开始命令，计算温度子程序进行BCD码的转换运算，并进行温度值正负的判定，最后显示数据刷新子程序对显示数据进行刷新。
2.1 主程序
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