Based on SCM multi-functional temperature testing system design

1. Preface

With the continuous development of industry of temperature measurement, the higher requirement, and more and more wide measuring range, so are the requirement fort emperature detection technology more and more is also high.DSl8B20 introduced new digital temperature sensor and AT89C51 SCM, LCD1602 LCD module for constructing the temperature testing system. The hardware circuit and main program and system design of each module subroutines. This system USES the DALLAS is the digital temperature sensor DS18B20, plus A/D can output the digital quantity, the temperature signal directly convert serial digital signal processing for microcomputer. Accordingly. This system has the hardware circuit structure is simple, high precision, and shows the result conversion clear stability, low cost and significant advantages. In temperature measurement, such as grain of intelligent building, central air conditioning of the occasion to temperature testing has good application prospects.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 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.rsquo;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.rsquo;s AT89C51 is a powerful microcomputer which provides a highly-flexible and cost-effective solution to many embedded control applications.his 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.

Features:

·Compatible with instruction set of MCS-51 products

·4K bytes of in-system reprogrammable Flash memory

·Endurance: 1000 write/erase cycles

·Fully static operation: 0 Hz to 24 MHz

·Three-level program memory lock

·128times;8-bit internal RAM

·32 programmable I/O lines

·Two 16-bit Timer/Counters

·Six interrupt source

·Programmable serial channel

·Low-power idle and Power-down modes

Function Characteristic Description:

The AT89C51 provides the following standard features: 4K bytes of Flash memory, 128 bytes of RAM, 32 I/O lines, two 16-bit timer/counters, a five vector two-level interrupt architecture, a full duplex serial port, on-chip oscillator and clock circuitry. In addition, the AT89C51 is designed with static logic for operation down to zero frequency and supports two software selectable power saving modes. The Idle Mode stops the CPU while allowing the RAM, timer/counters, serial port and interrupt system to continue functioning. The Power-down Mode saves the RAM contents but freezes the oscillator disabling all other chip functions until the next hardware reset.

Pin Description:

·VCC: Supply voltage

·GND: Ground

·Port 0: Port 0 is an 8-bit open-drain bi-directional I/O port. As an output port, each pin can sink eight TTL inputs. When 1s are written to port 0 pins, the pins can be used as high impedance inputs.

Port 0 may also be configured to be the multiplexed low order address/bus during accesses to external program and data memory. In this mode P0 has internal pull ups.

Port 0 also receives the code bytes during Flash programming, and outputs the code bytes during program verification. External pull ups are required during program verification.

·Port 1: Port 1 is an 8-bit bidirectional I/O port with internal pull ups. The Port 1 output buffers can sink/source four TTL inputs. When 1s are written to Port 1 pins they are pulled high by the internal pull ups and can be used as inputs. As inputs

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基于SCM多功能温度测试系统设计

1，前言

随着温度测量行业的不断发展，要求越来越高，测量范围越来越广，要求温度检测技术越来越多.DSl8B20推出了新型数字温度传感器和AT89C51 SCM，LCD1602液晶显示模块用于构建温度测试系统。每个模块的硬件电路和主程序和系统设计子程序。该系统采用DALLAS数字温度传感器DS18B20，加A / D可输出数字量，温度信号直接转换为微电脑串行数字信号处理。因此。该系统具有硬件电路结构简单，精度高，显示结果转换清晰稳定，成本低，显着优点。在温度测量中，如智能建筑颗粒，中央空调的温度测试场合具有良好的应用前景。随着社会发展和技术进步，人们越来越重视温度检测和显示的重要性。温度检测和状态显示技术和设备已被广泛应用于行业，市场上的产品无休止地涌现。温度测试也逐渐采用自动控制技术实现监控。本主题是监测系统的温度测试和状态。

2，系统解决方案

该系统采用单片集成电路AT89C51作为该系统。整个系统，硬件电路包括电源电路，传感器，温度显示电路电路，上报警电路。报警电路可在上限温度范围内测量，尖叫声报警。温度控制的基本原理DSl8B20：当温度信号采集到后温度信号发送到处理时，AT89C51温度到LCD屏幕，SCM根据初始化上限温度设置，即如果判断温度比最高温度冷却风扇启动时，如果温度低于报警装置的最低温度设定值。

3，系统硬件设计

（1）引入AT89C51 SCM

AT89C51是一款低功耗，高性能的CMOS 8位微处理器，具有4K字节的闪存可编程和可擦除只读存储器（PEROM）和128字节的数据随机存取存储器（RAM）。该器件采用ATMEL公司的高密度非易失性存储器技术制造，符合行业标准的MCS-51指令集和引脚输出。片上闪存允许程序存储器在系统中或由常规的非易失性存储器编程器重新编程。通过将多功能8位CPU与闪存组合在一块单片芯片上，ATMEL公司的AT89C51是一款功能强大的微型计算机，为许多嵌入式控制应用提供了高灵活性和成本效益的解决方案。该系统采用单片集成电路AT89C51作为这个系统。整个系统，硬件电路包括电源电路，传感器，温度显示电路电路，上报警电路。报警电路可在上限温度范围内测量，尖叫声报警。温度控制的基本原理DSl8B20：当温度信号采集到后温度信号发送到处理时，AT89C51温度到LCD屏幕，SCM根据初始化上限温度设置，即如果判断温度比最高温度冷却风扇启动时，如果温度低于报警装置的最低温度设定值。

特征：

·兼容MCS-51产品的指令集

·4K字节的系统内可重新编程的闪存

·耐力：1000次写入/擦除周期

·完全静态工作：0Hz〜24MHz

·三级程序存储锁

·128times;8位内部RAM

·32个可编程I / O线

·两个16位定时器/计数器

·六个中断源

·可编程串行通道

·低功耗空闲和掉电模式

功能特点描述：

AT89C51提供以下标准功能：4K字节的闪存，128字节的RAM，32个I / O线，两个16位定时器/计数器，五个向量两级中断架构，全双工串行端口，芯片振荡器和时钟电路。此外，AT89C51还设计有静态逻辑，用于零频率运行，并支持两种软件可选省电模式。空闲模式停止CPU，同时允许RAM，定时器/计数器，串行端口和中断系统继续运行。掉电模式保存RAM内容，但冻结振荡器将禁用所有其他芯片功能，直到下一次硬件复位为止。

针脚说明：

·VCC：电源电压

·GND：接地

·端口0：端口0是8位开漏双向I / O端口。作为输出端口，每个引脚可以吸收8个TTL输入。当1端口写入端口0引脚时，引脚可以用作高阻抗输入。

在访问外部程序和数据存储器期间，端口0也可以被配置为多路复用的低阶地址/总线。在这种模式下，P0有内部上拉。

端口0还在Flash编程期间接收代码字节，并在程序验证期间输出代码字节。在程序验证过程中需要外部上拉。

·端口1：端口1是具有内部上拉功能的8位双向I / O端口。端口1输出缓冲器可以吸收/输出四个TTL输入。当1端口写入端口1引脚时，它们被内部上拉电阻拉高，可用作输入。作为输入，由于内部上拉，外部拉低的端口1引脚将导通电流（IIL）。

在Flash编程和验证期间，端口1还接收低位地址字节。

·端口2：端口2是具有内部上拉功能的8位双向I / O端口。端口2输出缓冲器可以吸收/输出四个TTL输入。当1端口写入端口2引脚时，它们被内部上拉电阻拉高，可用作输入。作为输入，由于内部上拉，外部拉低的端口2引脚将导通电流（IIL）。

端口2在从外部程序存储器取出期间以及访问使用16位地址（MOVX @ DPTR）的外部数据存储器时发出高位地址字节。在这种应用中，当发射1时，它使用强大的内部上拉电阻。在访问使用8位地址（MOVX @ RI）的外部数据存储器时。端口2发出P2特殊功能寄存器的内容。

在Flash编程和验证期间，端口2还接收高阶地址位和一些控制信号。在此应用中，发射1时使用强大的内部上拉电阻。

·端口3：端口3是具有内部上拉功能的8位双向I / O端口。端口3输出缓冲器可以吸收/输出四个TTL输入。当1s写入端口3引脚时，它们被内部上拉电阻拉高，可用作输入。作为输入，外部拉低的端口3引脚将由于上拉引起电流（IIL）。

端口3还接收一些用于Flash编程和验证的控制信号。

·RST：复位输入。当振荡器运行时，该引脚上的两个机器周期的高电平将复位器件。

·端口2：端口2是具有内部上拉功能的8位双向I / O端口。端口2输出缓冲器可以吸收/输出四个TTL输入。当1端口写入端口2引脚时，它们被内部上拉电阻拉高，可用作输入。作为输入，由于内部上拉，外部拉低的端口2引脚将导通电流（IIL）。

端口2在从外部程序存储器取出期间以及访问使用16位地址（MOVX @ DPTR）的外部数据存储器时发出高位地址字节。在这种应用中，当发射1时，它使用强大的内部上拉电阻。在访问使用8位地址（MOVX @ RI）的外部数据存储器时。端口2发出P2特殊功能寄存器的内容。

ALE /：地址锁存器使能输出脉冲，用于在访问外部存储器期间锁存地址的低字节。此引脚也是Flash编程期间的编程脉冲输入（）。在正常操作中，ALE以振荡器频率的1/6的恒定速率发射，可用于外部定时或时钟目的。但是请注意，在每次访问外部数据存储器期间都会跳过一个ALE脉冲。

如果需要，可以通过设置SFR位置8EH的位0来禁用ALE操作。位置1后，ALE仅在MOVX或MOVC指令期间有效。否则，引脚被弱拉高。如果微控制器处于外部执行模式，则设置ALE禁用位无效。

·程序存储启用是对外部程序存储器的读选通。当AT89C51正在从外部程序存储器执行代码时，除了在每次访问外部数据存储器期间跳过两次激活之外，每个机器周期都会被激活两次。

XTAL1和XTAL2分别是可以配置为用作片上振荡器的反相放大器的输入和输出。可以使用石英晶体或陶瓷谐振器。

要从外部时钟源驱动器件，XTAL2在XTAL1被驱动时应保持不连接。

对外部时钟信号的占空比没有要求，因为内部时钟电路的输入通过两个翻转触发器进行除法，但必须遵守最小和最大电压高低时间规格。这个系统使用单片集成电路AT89C51为本系统。整个系统，硬件电路包括电源电路，传感器，温度显示电路电路，上报警电路。报警电路可在上限温度范围内测量，尖叫声报警。温度控制的基本原理DSl8B20：当温度信号采集到后温度信号发送到处理时，AT89C51温度到LCD屏幕，SCM根据初始化上限温度设置，即如果判断温度比最高温度冷却风扇启动时，如果温度低于报警装置的最低温度设定值。

·EA / VPP：外部访问启用。 EA必须绑定到GND，以使器件能够从0000H直到FFFFH从外部程序存储单元获取代码。但是请注意，如果锁定位1被编程，则EA将在复位时被内部锁存。 EA应该绑定到VCC以进行内部程序执行。

该引脚在闪存编程期间还可以接收12伏编程使能电压（VPP），用于需要12伏VPP的器件。

·XTAL1：输入到反相振荡器放大器并输入到内部时钟工作电路。

·XTAL2：反相振荡器放大器的输出。

·就绪/：字节编程的进度也可以通过RDY /输出信号监视。在编程中ALE变为高电平后，P3.4被拉低，表示BUSY。编程完成后，P3.4再次拉高，表示READY。

振荡器特性：

XTAL1和XTAL2分别是可以配置为用作片上振荡器的反相放大器的输入和输出。可以使用石英晶体或陶瓷谐振器。

要从外部时钟源驱动器件，XTAL2在XTAL1被驱动时应保持不连接。

对外部时钟信号的占空比没有要求，因为内部时钟电路的输入通过两个翻转触发器进行除法，但必须遵守最小和最大电压高低时间规格。这个系统使用单片 集成电路AT89C51为本系统。 整个系统，硬件电路包括电源电路，传感器，温度显示电路电路，上报警电路。 报警电路可在上限温度范围内测量，尖叫声报警。 温度控制的基本原理DSl8B20：当温度信号采集到后温度信号发送到处理时，AT89C51温度到LCD屏幕，SCM根据初始化上限温度设置，即如果判断温度比最高温度冷却风扇 启动时，如果温度低于报警装置的最低温度设定值。

空闲模式：

在空闲模式下，当所有的片上外设都保持活动状态时，CPU会自动进入睡眠状态。该模式由软件调用。在此模式下，片内RAM和所有特殊功能寄存器的内容保持不变。空闲模式可以通过任何使能的中断或硬件复位来终止。

应该注意的是，当通过硬件复位终止空闲时，器件通常在内部复位算法控制之前恢复程序执行，从该位置停止，直到两个机器周期。在这种情况下，片上硬件禁止访问内部RAM，但不会禁止访问端口引脚。为了消除通过复位终止空闲时对端口引脚的意外写入的可能性，调用空闲的命令之后的指令不应该是写入端口引脚或外部存储器的指令。

该系统采用单片集成电路AT89C51作为该系统。整个系统，硬件电路包括电源电路，传感器，温度显示电路电路，上报警电路。报警电路可在上限温度范围内测量，尖叫声报警。温度控制的基本原理DSl8B20：当温度信号采集到后温度信号发送到处理时，AT89C51温度到LCD屏幕，SCM根据初始化上限温度设置，即如果判断温度比最高温度冷却风扇启动时，如果温度低于报警装置的最低温度设定值。

掉电模式：

在掉电模式下，振荡器停止，并且调用掉电指令是执行的最后一条指令。片内RAM和特殊功能寄存器保留其值，直到掉电模式终止。掉电的唯一退出是硬件复位。复位重新定义特殊功能寄存器，但不改变片上RAM。在VCC恢复到正常工作电平之前，复位不应被激活，并且必须保持足够长的时间以使振荡器重新启动并稳定。

程序存储器锁位：

当锁定位1被编程时，EA引脚处的逻辑电平在复位期间被采样并锁存。如果器件在没有复位的情况下通电，则锁存器初始化为随机值，并保持该值，直到复位被激活。 EA的锁存值必须与该引脚的当前逻辑电平一致，以使器件正常工作。

编程Flash：

AT89C51通常随芯片上的闪存阵列一起提供，处于擦除状态（即内容= FFH）并准备编程。编程接口可接受高压（12V）或低电压（VCC）编程使能信号。低电压编程模式为用户系统中的AT89C51提供了一种方便的方式，而高压编程模式与传统的第三方闪存或EPROM编程器兼容。AT89C51采用高压或低压编程，电压编程模式使能。

AT89C51代码存储器阵列在编程模式下逐字节编程。要对片内Flash存储器中的任何非空白字节进行编程，必须使用芯片擦除模式擦除整个存储器。在空闲模式下，当所有的片上外设都保持活动状态时，CPU会自动进入睡眠状态。该模式由软件调用。在此模式下，片内RAM和所有特殊功能寄存器的内容保持不变。空闲模式可以通过任何使能的中断或硬件复位来终止。

应该注意的是，当通过硬件复位终止空闲时，器件通常在内部复位算法控制之前恢复程序执行，从该位置停止，直到两个机器周期。在这种情况下，片上硬件禁止访问内部RAM，但不会禁止访问端口引脚。为了消除通过复位终止空闲时对端口引脚的意外写入的可能性，调用空闲的命令之后的指令不应该是写入端口引脚或外部存储器的指令。

该系统采用单片集成电路AT89C51作为该系统。 整个系统，硬件电路包括电源电路，传感器，温度显示电路电路，上报警电路。 报警电路可在上限温度范围内测量，尖叫声报警。 温度控制的基本原理DSl8B20：当温度信号采集到后温度信号发送到处理时，AT89C51温度到LCD屏幕，SCM根据初始化上限温度设置，即如果判断温度比最高温度冷却风扇 启动时，如果温度低于报警装置的最低温度设定值。

编程算法：

在编程AT89C51之前，应根据闪存编程模式表设置地址，数据和控制信号。要对AT89C51进行编程，请执行以下步骤：

1.在地址线上输入所需的存储单元。

2.在数据线上输入适当的数据字节。

3.激活控制信号的正确组合。

4.将高电压编程模式的EA / VPP提高到12V。

5.脉冲ALE /一次编程闪存阵列中的一个字节或锁定

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