（5>外部程序存储器可扩充至64KB；
（6>外部数据存储器可扩充至64KB；
（7>26个特殊功能寄存器<双数据指针）；
<8）4个8位的并行口；
<9）1个全双工的串行口；
（10>5个中断源，2个外部中断，3个内部中断。
3.1.2引脚功能
AT89S51单片机有40个引脚如图3.1；采用引脚双列直插式封装，现将各引脚的功过能说明如下。
<1）VCC：
电源电压端；
<2）GND：
地端；
<3）RST：
复位输入端。
当RST引脚出现两个机器周期的高电平时，单片机
图3.1AT89S51单片机引脚图
复位；在正常运行程序时该引脚为低电平；
<4）XTAL1、XTAL2：
晶体振荡器反相放大器的输入端和输出端。
使用内部振荡电路时，该引脚外接石英晶体和补偿电容。
使用外部震荡输入时从XTAL1输入，此时XTAL2悬空；
（5>EA/VPP：
内外ROM选择/EPROM编程电源。
低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码<存于外部EPROM中）来执行程序；
（6）P1口：
P1口是一个8位双向I/O口。
P1口内部接有上拉电阻。
P1口输出缓冲器可吸收20mA电流并能直接驱动LED显示。
当P1口的锁存器写入“1”时，P1口可作为输入端。
作为输出口使用时不需要外接上拉电阻。
（7）P3口：
P3口的P3.0-P3.5和P3.7是带有内部上拉电阻的七个双向I/O引脚。
P3.6用于固定输入片内比较器的输入信号并且它作为一通用I/O引脚而不能访问。
P3口缓冲器可吸收20mA电流。
当P3口锁存器写入“1”时，它们被上拉电阻拉高并可作为输出端。
P3口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
P3口还用于实现AT89C2051的一些特殊功能，这些特殊功能定义如下：
P3.0RXD（串行口输入端>
P3.1TXD（串行口输出端>
P3.2/INT0（外部中断>
P3.3/INT1（外部中断1>
P3.4T0（定时器0外部输入>
P3.5T1（定时器1外部输入>
P3.6/WR（外RAM写选通信号输出端>
P3.7/RD（外RAM读选通信号输出端>
3.1.3单片机的最小系统
目前的单片机开发系统只能够仿真单片机，却没有给用户提供一个通用的最小系统。
由设计的要求，只要做很小集成度的最小系统应用在一些小的控制单元。
其应用特点是:
<1）全部I/O口线均可供用户使用；
<2）内部存储器容量有限<只有4KB地址空间）；
<3）应用系统开发具有特殊性。
单片机最小系统如图3.2所示，其中有4个双向的8位并行I/O端口，分别记作P0、P1、P2、P3，都可以用于数据的输出和输入，P3口具有第二功能为系统提供一些控制信号。
时钟电路用于产生AT89S51单片机工作所必须的时钟控制信号，内部电路在时钟信号的控制下，严格地按时序指令工作。
AT89S51内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片的引脚XTAL1，输出端为XTAL2。
这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成了一个稳定的自激振荡器。
电路中的微调电容通常选择为22pF左右，该电容的大小会影响到振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。
晶体的振荡频率为12MHz。
把EA脚接高电平，单片机访问片内程序存储器，CPU从芯片内部的ROM中取指令运行，但超过4KB范围的程序，从外部扩展的ROM中取得。
把EA脚接低电平时，只从芯片外部扩展的ROM中取得指令运行。
AT89S51的复位是由外部的复位电路来实现，由10uF电容、10K电阻构成复位电路。
RC组成微分电路，在通电的瞬间产生微分脉冲，只要脉冲的宽度大于两个机器周期，就能完成单片机复位。
<2）多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；
<3）无须外部器件；
图3.2单片机最小系统图一线测温一线与AT89S51连接，它能直接读出被测温度，并且测出的数据放在寄存器中，将数据经过BCD码转换后送到LED显示。
DS18B20的性能特点如下：
（1）独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；
3.2温度传感器
传感器是将感受到的外界信息，按照一定的规律转换成所需的有用信息的装置，它获取的信息可以是各种物理量、化学量和生物量，而转换后的信息也有各种形式。
例如：
光、温度、声、委位移、压力等物理量，可以通过传感器相互转化。
但是通常是将非电量或电量转换成易于处理和传输的电量，有些传感器的这种转换是可逆的，即输入量为电量而输出量为机械量或热工艺量等。
3.2.1DS18B20的特点
测温系统采用芯片DS18B20，DS18B20是DALLAS公司的最新单线数字温度传感器，它的体积更小，适用电压更宽，更经济。
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，DS18B20采用外接电源方式工作，
<4）可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5Ｖ；
（5）零待机功耗；
（6）温度以9或12位数字显示；
（7）用户可定义报警设置；
（8）报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度<温度报警条件）的器件；
（9）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的管脚排列如图3.3所示。
图3.3DS18B20的引脚分布图
表3.1DS18B20的引脚功能
GND：
电源地。
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。
3.2.2DS18B20的内部结构
DS18B20内部结构主要由四部分组成：
64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH和TL,高速暂存器。
内部结构如图3.4所示，它是64位ROM的结构，开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。
I/O
图3.4DS18B20的内部结构
DS18B20温度传感器的内部存储器，包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EERAM。
高速暂存RAM的结构为8字节的存储器。
头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。
第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。
DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。
该字节各位的定义如下图3.5所示。
低5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和Ｒ0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率。
图3.5DS18B20的字节定义
3.2.3DS18B20温度传感器与单片机的接口电路
DS18B20方式供电，是电源供电方式如图3.6所示，此时DS18B20的1脚接地，2脚座位信号线，3脚接电源。
图3.6DS18B20与单片机的接口电路
3.3电源电路
图3.7所示为集成直流稳压电源电路的原理图，本电源电路是由集成稳压器构成的。
电路可分成三部分：
电源变压器部分、整流滤波部分和稳压部分。
变压器原边为工频交流220V电压，经过变压后，变压器副边的电压变为交流11V，11V交流电压经过桥式整流电路整流后变为直流10V电压，直流10V电压作为CW7805的输入电压，CW7805输出+5V电压。
图中D2为整流桥，它由四个整流二极管接成电桥形式。
C3为滤波电容，C1用于抵消输入端较长接线的电感效应，以防止自激振荡，还可抑制电源的高频脉冲干扰。
一般取0.1——1μF。
CW7805为三端固定输出集成稳压器，其输入和输出电压都为固定值，它的输入电压为+10V，输出电压为+5V。
C2和C4用以改善负载的瞬态响应，消除电路的高频噪声，同时也具有消振作用。
图3.7电源电路图
3.4时钟电路
图3.8所示为时钟电路原理图，在AT89S51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。
而在芯片内部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器。
时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。
图3.8时钟电路图
3.5复位电路
图3.9所示为复位电路原理图，复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把单片机初始化为0000H,使单片机从0000H单元开始执行程序，并使其它功能单元处于一个确定的初始状态。
本复位电路采用的是按键复位，它是通过复位端经电阻与VCC电源接通而实现的，它兼具上电复位功能。
因本系统的晶振的频率为12MHz，所以，复位信号持续时间应当超过2μS才能完成复位操作。
图3.9复位电路图
3.6显示电路
在最小系统基础上，用P0口作为数码管的段控制口，P2.0~P2.3分别作为4个数码管的位控制口，输出0，PNP晶体管导通，开通数码管得位，输出1，晶体管截止，关闭位。
电路图3.10所示为显示电路图，采用4位共阳LED数码管显示。
图3.10显示电路图
第四章软件设计
4.1主程序
主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值，温度测量每1s进行一次。
这样可以在一秒之内测量一次被测温度，其程序流程见图4.1所示。
图4.1主程序流程图
4.1.1读出温度计程序
读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。
其程序流程图如图4.2示
图4.2读温度流程图
4.1.2温度转换命令字程序
温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令，当采用12位分辨率时转换时间约为750ms，在本程序设计中采用1s显示程序延时法等待转换的完成。
温度转换命令子程序流程图如上图，图4.3所示
图4.3温度转换流程
4.1.3计算机子程序
计算温度子程序将RAM中读取值进行BCD码的转换运算，并进行温度值正负的判定，其程序流程图如图4.4所示。
图4.4 计算温度流程图
4.1.4显示数据刷新子程序
显示数据刷新子程序主要是对显示缓冲器中的显示数据进行刷新操作，当最高显示位为0时将符号显示位移入下一位。
程序流程图如图4.5。
图4.5 显示数据刷新流程图
第五章总结与展望
经过这段时间的努力，终于完成了我的DS18B20数字温度计的设计，虽然没有完全达到设计要求，但从心底里说，还是非常开心的。
在本次设计的过程中，在硬件电路制作阶段，我到图书馆、网上查阅各种资料，在电脑上使用PROTEL99SE进行以及相关的绘图软件，使自己在理论分析设计和动手操作能力等各方面得到了极大提高。
我发现很多问题，虽然以前也做过这样类似的设计但这次设计真的让我长进了很多，单片机课程设计重点就在于软件算法的设计，需要有很巧妙地程序算法，我觉得写好一个程序并不是一件简单的事。
这次设计整体来说是成功的，但我也发现了自己许多错漏和不足之处。
譬如，应该尝试加一个报警电路和用液晶显示器，使电路变得跟完美。
我真真正正的意识到，在以后的学习中，要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习单片机更应该这样，程序只有在经常地写与读的过程中才能提高，这就是我在这次设计中的最大收获。
致谢
在论文完成之际，我首先向关心帮助和指导我的指导老师夏玉红，表示衷心的感谢并致以崇高的敬意！
在论文工作中，遇到了遇到了一些问题，一直得到夏老师的亲切关怀和细心指导，使我顺利的完成了这篇论文。
夏老师以其渊博的学识、严谨的治学态度、求实的工作作风和他敏捷的思维给我留下了深刻的印象，我将终生难忘细心的指导和亲切的关怀再一次向他表示衷心的感谢，感谢他为学生营造的浓郁学术氛围，以及学习、生活上的无私帮助!
值此论文完成之际，谨向夏老师致以最崇高的谢意!
在学校的学习生活即将结束，回顾两年多来的学习经历，面对现在的收获，我感到无限欣慰。
为此，我向热心帮助过我的所有老师和同学表示由衷的感谢!
特别感谢我的师兄们以及师姐们，我的学习和生活所提供的大力支持和关心!
还要感谢一直关心帮助我成长的室友们！
在我即将完成学业之际，我深深地感谢我的家人给予我的全力支持！
最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授!
参考文献
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祁伟杨亭编著，单片机51程序设计教程与实验[J],北京航海天大学出版社，2006
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河南科学技术出版社，2006
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清华大学出版社,1997.11
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10.楼然苗,李光飞．单片机课程设计指导[J]．北京：
北京航空航天大学出版社,2007
附录1汇编源程序代码
ORG00H
TMPLEQU29H。
用于保存读出温度的低8位
TMPHEQU28H。
用于保存读出温度的高8位
FLAG1EQU38H。
是否检测到DS18B20标志位27H.0
DATAINBITP3.7
MAIN:
LCALLGET_TEMPER。
调用读温度子程序
LCALLCVTTMP
LCALL
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