几种常见运放电路图

这几种电路都可以在负载电阻RL上获得恒流输出
第一种由于RL浮地,一般很少用
第二种RL是虚地,也不大使用
第三种虽然RL浮地,但是RL一端接正电源端,比较常用
第四种是正反馈平衡式,是由于负载RL接地而受到人们的喜爱
第五种和第四种原理相同,只是扩大了电流的输出能力,人们在使用中常常把电阻R2取的比负载RL大的多,而省略了跟随器运放
第五种是本人想的电路,也是对地负载
后边两种是恒流源电路
对比几种V/I电路,凡是没有三极管只类的单向器件,都可以实现交流恒流,加了三极管之后就只能做单向直流恒流了
第四和第五是建立在正负反馈平衡的基础上的,如果由于电阻的误差而失去平衡,会影响恒流输出特性,也就是说,输出电流会随负载变化
而其他几种电阻的误差只会影响输出电流的值,而不会影响输出特性
如果输出电流大,或者嫌三极管的集电极电流和发射极电流不相等,可以把三极管换成MOSFET

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C语言指针

  指针是一个特殊的变量，它里面存储的数值被解释成为内存里的一个地址。 要搞清一个指针需要搞清指针的四方面的内容：指针的类型，指针所指向的 类型，指针的值或者叫指针所指向的内存区，还有指针本身所占据的内存区。让我们分别说明。
　　先声明几个指针放着做例子：
　　例一：
　　(1)int*ptr;
　　(2)char*ptr;
　　(3)int**ptr;
　　(4)int(*ptr)[3];
　　(5)int*(*ptr)[4];
　　如果看不懂后几个例子的话，请参阅我前段时间贴出的文章<<如何理解c和c ++的复杂类型声明>>。
　　指针的类型
　　从语法的角度看，你只要把指针声明语句里的指针名字去掉，剩下的部分就是这个指针的类型。这是指针本身所具有的类型。让我们看看例一中各个指针的类型：

　　(1)int*ptr;//指针的类型是int*
　　(2)char*ptr;//指针的类型是char*
　　(3)int**ptr;//指针的类型是int**
　　(4)int(*ptr)[3];//指针的类型是int(*)[3]
　　(5)int*(*ptr)[4];//指针的类型是int*(*)[4]
　　怎么样？找出指针的类型的方法是不是很简单？
　　指针所指向的类型
　　当你通过指针来访问指针所指向的内存区时，指针所指向的类型决定了编译器将把那片内存区里的内容当做什么来看待。
　　从语法上看，你只须把指针声明语句中的指针名字和名字左边的指针声明符*去掉，剩下的就是指针所指向的类型。例如：
　　(1)int*ptr;//指针所指向的类型是int
　　(2)char*ptr;//指针所指向的的类型是char
　　(3)int**ptr;//指针所指向的的类型是int*
　　(4)int(*ptr)[3];//指针所指向的的类型是int()[3]
　　(5)int*(*ptr)[4];//指针所指向的的类型是int*()[4]
　　在指针的算术运算中，指针所指向的类型有很大的作用。
　　指针的类型(即指针本身的类型)和指针所指向的类型是两个概念。当你对C越来越熟悉时，你会发现，把与指针搅和在一起的"类型"这个概念分成"指针的类型"和"指针所指向的类型"两个概念，是精通指针的关键点之一。我看了不少书，发现有些写得差的书中，就把指针的这两个概念搅在一起了，所以看起书来前后矛盾，越看越糊涂。
指针的值，或者叫指针所指向的内存区或地址
　　指针的值是指针本身存储的数值，这个值将被编译器当作一个地址，而不是一个一般的数值。在32位程序里，所有类型的指针的值都是一个32位整数，因为32位程序里内存地址全都是32位长。 指针所指向的内存区就是从指针的值所代表的那个内存地址开始，长度为si zeof(指针所指向的类型)的一片内存区。以后，我们说一个指针的值是XX，就相当于说该指针指向了以XX为首地址的一片内存区域；我们说一个指针指向了某块内存区域，就相当于说该指针的值是这块内存区域的首地址。
　　指针所指向的内存区和指针所指向的类型是两个完全不同的概念。在例一中，指针所指向的类型已经有了，但由于指针还未初始化，所以它所指向的内存区是不存在的，或者说是无意义的。
　　以后，每遇到一个指针，都应该问问：这个指针的类型是什么？指针指的类型是什么？该指针指向了哪里？
　　指针本身所占据的内存区
　　指针本身占了多大的内存？你只要用函数sizeof(指针的类型)测一下就知道了。在32位平台里，指针本身占据了4个字节的长度。
　　指针本身占据的内存这个概念在判断一个指针表达式是否是左值时很有用。

　　指针的算术运算
指针可以加上或减去一个整数。指针的这种运算的意义和通常的数值的加减运算的意义是不一样的。例如：
　　例二：
　　1、chara[20];
　　2、int*ptr=a;
　　...
　...
　　3、ptr++;
　　在上例中，指针ptr的类型是int*,它指向的类型是int，它被初始化为指向整形变量a。接下来的第3句中，指针ptr被加了1，编译器是这样处理的：它把指针ptr的值加上了sizeof(int)，在32位程序中，是被加上了4。由于地址是用字节做单位的，故ptr所指向的地址由原来的变量a的地址向高地址方向增加了4个字节。
由于char类型的长度是一个字节，所以，原来ptr是指向数组a的第0号单元开始的四个字节，此时指向了数组a中从第4号单元开始的四个字节。
　　我们可以用一个指针和一个循环来遍历一个数组，看例子：
　　例三：
intarray[20];
int*ptr=array;
...
//此处略去为整型数组赋值的代码。
...
for(i=0;i<20;i++)
{
　(*ptr)++;
　ptr++；
}
　　这个例子将整型数组中各个单元的值加1。由于每次循环都将指针ptr加1，所以每次循环都能访问数组的下一个单元。

　　再看例子：

　　例四：

　　1、chara[20];
　　2、int*ptr=a;
　　...
　　...
　　3、ptr+=5;
　　在这个例子中，ptr被加上了5，编译器是这样处理的：将指针ptr的值加上5乘sizeof(int)，在32位程序中就是加上了5乘4=20。由于地址的单位是字节，故现在的ptr所指向的地址比起加5后的ptr所指向的地址来说，向高地址方向移动了20个字节。在这个例子中，没加5前的ptr指向数组a的第0号单元开始的四个字节，加5后，ptr已经指向了数组a的合法范围之外了。虽然这种情况在应用上会出问题，但在语法上却是可以的。这也体现出了指针的灵活性。

　　如果上例中，ptr是被减去5，那么处理过程大同小异，只不过ptr的值是被减去5乘sizeof(int)，新的ptr指向的地址将比原来的ptr所指向的地址向低地址方向移动了20个字节。
　　总结一下，一个指针ptrold加上一个整数n后，结果是一个新的指针ptrnew，ptrnew的类型和ptrold的类型相同，ptrnew所指向的类型和ptrold所指向的类型也相同。ptrnew的值将比ptrold的值增加了n乘sizeof(ptrold所指向的类型)个字节。就是说，ptrnew所指向的内存区将比ptrold所指向的内存区向高地址方向移动了n乘sizeof(ptrold所指向的类型)个字节。
　　一个指针ptrold减去一个整数n后，结果是一个新的指针ptrnew，ptrnew的类型和ptrold的类型相同，ptrnew所指向的类型和ptrold所指向的类型也相同。ptrnew的值将比ptrold的值减少了n乘sizeof(ptrold所指向的类型)个字节，就是说，ptrnew所指向的内存区将比ptrold所指向的内存区向低地址方向移动了n乘sizeof(ptrold所指向的类型)个字节。
运算符&和*
这里&是取地址运算符，*是...书上叫做"间接运算符"。
　　&a的运算结果是一个指针，指针的类型是a的类型加个*，指针所指向的类型是a的类型，指针所指向的地址嘛，那就是a的地址。
　　*p的运算结果就五花八门了。总之*p的结果是p所指向的东西，这个东西有这些特点：它的类型是p指向的类型，它所占用的地址是p所指向的地址。
　　例五：
inta=12;
intb;
int*p;
int**ptr;
p=&a;
//&a的结果是一个指针，类型是int*，指向的类型是int，指向的地址是a的地址。
*p=24;
//*p的结果，在这里它的类型是int，它所占用的地址是p所指向的地址，显然，*p就是变量a。
ptr=&p;
//&p的结果是个指针，该指针的类型是p的类型加个*，在这里是int **。该指针所指向的类型是p的类型，这里是int*。该指针所指向的地址就是指针p自己的地址。
*ptr=&b;
//*ptr是个指针，&b的结果也是个指针，且这两个指针的类型和所指向的类型是一样的，所以用&b来给*ptr赋值就是毫无问题的了。
**ptr=34;
//*ptr的结果是ptr所指向的东西，在这里是一个指针，对这个指针再做一次*运算，结果就是一个int类型的变量。
　　指针表达式
一个表达式的最后结果如果是一个指针，那么这个表达式就叫指针表式。
　　下面是一些指针表达式的例子：
　　例六：
inta,b;
intarray[10];
int*pa;
pa=&a;//&a是一个指针表达式。
int**ptr=&pa;//&pa也是一个指针表达式。
*ptr=&b;//*ptr和&b都是指针表达式。
pa=array;
pa++;//这也是指针表达式。
例七：
char*arr[20];
char**parr=arr;//如果把arr看作指针的话，arr也是指针表达式
char*str;
str=*parr;//*parr是指针表达式
str=*(parr+1);//*(parr+1)是指针表达式
str=*(parr+2);//*(parr+2)是指针表达式
　　由于指针表达式的结果是一个指针，所以指针表达式也具有指针所具有的四个要素：指针的类型，指针所指向的类型，指针指向的内存区，指针自身占据的内存。

　　好了，当一个指针表达式的结果指针已经明确地具有了指针自身占据的内存的话，这个指针表达式就是一个左值，否则就不是一个左值。
　　在例七中，&a不是一个左值，因为它还没有占据明确的内存。*ptr是一个左值，因为*ptr这个指针已经占据了内存，其实*ptr就是指针pa，既然pa已经在内存中有了自己的位置，那么*ptr当然也有了自己的位置。
　　数组和指针的关系
如果对声明数组的语句不太明白的话，请参阅我前段时间贴出的文章<<如何理解c和c++的复杂类型声明>>。
　　数组的数组名其实可以看作一个指针。看下例：
　　例八：
intarray[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},value;
...
...
value=array[0];//也可写成：value=*array;
value=array[3];//也可写成：value=*(array+3);
value=array[4];//也可写成：value=*(array+4);
上例中，一般而言数组名array代表数组本身，类型是int[10]，但如果把array看做指针的话，它指向数组的第0个单元，类型是int*，所指向的类型是数组单元的类型即int。因此*array等于0就一点也不奇怪了。同理，array+3是一个指向数组第3个单元的指针，所以*(array+3)等于3。其它依此类推。

　　例九：
char*str[3]={
　"Hello,thisisasample!",
　"Hi,goodmorning.",
　"Helloworld"
};
chars[80]；
strcpy(s,str[0]);//也可写成strcpy(s,*str);
strcpy(s,str[1]);//也可写成strcpy(s,*(str+1));
strcpy(s,str[2]);//也可写成strcpy(s,*(str+2));
上例中，str是一个三单元的数组，该数组的每个单元都是一个指针，这些指针各指向一个字符串。把指针数组名str当作一个指针的话，它指向数组的第0号单元，它的类型是char**，它指向的类型是char*。
*str也是一个指针，它的类型是char*，它所指向的类型是char，它指向的地址是字符串"Hello,thisisasample!"的第一个字符的地址，即'H'的地址。 str+1也是一个指针，它指向数组的第1号单元，它的类型是char**，它指向的类型是char*。

　　*(str+1)也是一个指针，它的类型是char*，它所指向的类型是char，它指向 "Hi,goodmorning."的第一个字符'H'，等等。

　　下面总结一下数组的数组名的问题。声明了一个数组TYPEarray[n]，则数组名称array就有了两重含义：第一，它代表整个数组，它的类型是TYPE[n]；第二 ，它是一个指针，该指针的类型是TYPE*，该指针指向的类型是TYPE，也就是数组单元的类型，该指针指向的内存区就是数组第0号单元，该指针自己占有单独的内存区，注意它和数组第0号单元占据的内存区是不同的。该指针的值是不能修改的，即类似array++的表达式是错误的。
　　在不同的表达式中数组名array可以扮演不同的角色。
　　在表达式sizeof(array)中，数组名array代表数组本身，故这时sizeof函数测出的是整个数组的大小。
在表达式*array中，array扮演的是指针，因此这个表达式的结果就是数组第0号单元的值。sizeof(*array)测出的是数组单元的大小。
　　表达式array+n（其中n=0，1，2，....。）中，array扮演的是指针，故array+n的结果是一个指针，它的类型是TYPE*，它指向的类型是TYPE，它指向数组第n号单元。故sizeof(array+n)测出的是指针类型的大小。
例十
intarray[10];
int(*ptr)[10];
ptr=&array;：
上例中ptr是一个指针，它的类型是int(*)[10]，他指向的类型是int[10] ，我们用整个数组的首地址来初始化它。在语句ptr=&array中，array代表数组本身。

　　本节中提到了函数sizeof()，那么我来问一问，sizeof(指针名称)测出的究竟是指针自身类型的大小呢还是指针所指向的类型的大小？答案是前者。例如：
int(*ptr)[10];
　　则在32位程序中，有：
sizeof(int(*)[10])==4
sizeof(int[10])==40
sizeof(ptr)==4
实际上，sizeof(对象)测出的都是对象自身的类型的大小，而不是别的什么类型的大小。
指针和结构类型的关系
可以声明一个指向结构类型对象的指针。
　　例十一：
structMyStruct
{
　inta;
　intb;
　intc;
}
MyStructss={20,30,40};
//声明了结构对象ss，并把ss的三个成员初始化为20，30和40。
MyStruct*ptr=&ss;
//声明了一个指向结构对象ss的指针。它的类型是MyStruct*,它指向的类型是MyStruct。
int*pstr=(int*)&ss;
//声明了一个指向结构对象ss的指针。但是它的类型和它指向的类型和ptr是不同的。
　　请问怎样通过指针ptr来访问ss的三个成员变量？
　　答案：
ptr->a;
ptr->b;
ptr->c;
　　又请问怎样通过指针pstr来访问ss的三个成员变量？
　　答案：
*pstr；//访问了ss的成员a。
*(pstr+1);//访问了ss的成员b。
*(pstr+2)//访问了ss的成员c。
　　虽然我在我的MSVC++6.0上调式过上述代码，但是要知道，这样使用pstr来访问结构成员是不正规的，为了说明为什么不正规，让我们看看怎样通过指针来访问数组的各个单元：
　　例十二：
intarray[3]={35,56,37};
int*pa=array;
　　通过指针pa访问数组array的三个单元的方法是：
*pa;//访问了第0号单元
*(pa+1);//访问了第1号单元
*(pa+2);//访问了第2号单元
　　从格式上看倒是与通过指针访问结构成员的不正规方法的格式一样。
　　所有的C/C++编译器在排列数组的单元时，总是把各个数组单元存放在连续的存储区里，单元和单元之间没有空隙。但在存放结构对象的各个成员时，在某种编译环境下，可能会需要字对齐或双字对齐或者是别的什么对齐，需要在相邻两个成员之间加若干个"填充字节"，这就导致各个成员之间可能会有若干个字节的空隙。
　　所以，在例十二中，即使*pstr访问到了结构对象ss的第一个成员变量a，也不能保证*(pstr+1)就一定能访问到结构成员b。因为成员a和成员b之间可能会有若干填充字节，说不定*(pstr+1)就正好访问到了这些填充字节呢。这也证明了指针的灵活性。要是你的目的就是想看看各个结构成员之间到底有没有填充字节，嘿，这倒是个不错的方法。
过指针访问结构成员的正确方法应该是象例十二中使用指针ptr的方法。
　　指针和函数的关系
　　可以把一个指针声明成为一个指向函数的指针。intfun1(char*,int);
int(*pfun1)(char*,int);
pfun1=fun1;
....
....
inta=(*pfun1)("abcdefg",7);//通过函数指针调用函数。
可以把指针作为函数的形参。在函数调用语句中，可以用指针表达式来作为实参。
　　例十三：
intfun(char*);
inta;
charstr[]="abcdefghijklmn";
a=fun(str);
...
...
intfun(char*s)
{
intnum=0;
for(inti=0;i{
num+=*s;s++;
}
returnnum;
}
　　这个例子中的函数fun统计一个字符串中各个字符的ASCII码值之和。前面说了，数组的名字也是一个指针。在函数调用中，当把str作为实参传递给形参s后，实际是把str的值传递给了s，s所指向的地址就和str所指向的地址一致，但是str和s各自占用各自的存储空间。在函数体内对s进行自加1运算，并不意味着同时对str进行了自加1运算。
指针类型转换
当我们初始化一个指针或给一个指针赋值时，赋值号的左边是一个指针，赋值号的右边是一个指针表达式。在我们前面所举的例子中，绝大多数情况下，指针的类型和指针表达式的类型是一样的，指针所指向的类型和指针表达式所指向的类型是一样的。
　　例十四：
　　1、floatf=12.3;
　　2、float*fptr=&f;
　　3、int*p;
　　　在上面的例子中，假如我们想让指针p指向实数f，应该怎么搞？是用下面的语句吗？

　　p=&f;

　　不对。因为指针p的类型是int*，它指向的类型是int。表达式&f的结果是一个指针，指针的类型是float*,它指向的类型是float。两者不一致，直接赋值的方法是不行的。至少在我的MSVC++6.0上，对指针的赋值语句要求赋值号两边的类型一致，所指向的类型也一致，其它的编译器上我没试过，大家可以试试。为了实现我们的目的，需要进行"强制类型转换"：
p=(int*)&f;
如果有一个指针p，我们需要把它的类型和所指向的类型改为TYEP*TYPE， 那么语法格式是：
　　(TYPE*)p；
　　这样强制类型转换的结果是一个新指针，该新指针的类型是TYPE*，它指向的类型是TYPE，它指向的地址就是原指针指向的地址。而原来的指针p的一切属性都没有被修改。
　　一个函数如果使用了指针作为形参，那么在函数调用语句的实参和形参的结合过程中，也会发生指针类型的转换。
　　例十五：
voidfun(char*);
inta=125,b;
fun((char*)&a);
...
...
voidfun(char*s)
{
charc;
c=*(s+3);*(s+3)=*(s+0);*(s+0)=c;
c=*(s+2);*(s+2)=*(s+1);*(s+1)=c;
}
}
注意这是一个32位程序，故int类型占了四个字节，char类型占一个字节。函数fun的作用是把一个整数的四个字节的顺序来个颠倒。注意到了吗？在函数调用语句中，实参&a的结果是一个指针，它的类型是int*，它指向的类型是int。形参这个指针的类型是char*，它指向的类型是char。这样，在实参和形参的结合过程中，我们必须进行一次从int*类型到char*类型的转换。结合这个例子，我们可以这样来想象编译器进行转换的过程：编译器先构造一个临时指针char*temp， 然后执行temp=(char*)&a，最后再把temp的值传递给s。所以最后的结果是：s的类型是char*,它指向的类型是char，它指向的地址就是a的首地址。

　　我们已经知道，指针的值就是指针指向的地址，在32位程序中，指针的值其实是一个32位整数。那可不可以把一个整数当作指针的值直接赋给指针呢？就象下面的语句：
unsignedinta;
TYPE*ptr;//TYPE是int，char或结构类型等等类型。
...
...
a=20345686;
ptr=20345686;//我们的目的是要使指针ptr指向地址20345686（十进制
）
ptr=a;//我们的目的是要使指针ptr指向地址20345686（十进制）
编译一下吧。结果发现后面两条语句全是错的。那么我们的目的就不能达到了吗？不，还有办法：
unsignedinta;
TYPE*ptr;//TYPE是int，char或结构类型等等类型。
...
...
a=某个数，这个数必须代表一个合法的地址；
ptr=(TYPE*)a；//呵呵，这就可以了。
严格说来这里的(TYPE*)和指针类型转换中的(TYPE*)还不一样。这里的(TYPE*)的意思是把无符号整数a的值当作一个地址来看待。上面强调了a的值必须代表一个合法的地址，否则的话，在你使用ptr的时候，就会出现非法操作错误。

　　想想能不能反过来，把指针指向的地址即指针的值当作一个整数取出来。完 全可以。下面的例子演示了把一个指针的值当作一个整数取出来，然后再把这个整数当作一个地址赋给一个指针：
　　例十六：
inta=123,b;
int*ptr=&a;
char*str;
b=(int)ptr;//把指针ptr的值当作一个整数取出来。
str=(char*)b;//把这个整数的值当作一个地址赋给指针str。
　　现在我们已经知道了，可以把指针的值当作一个整数取出来，也可以把一个整数值当作地址赋给一个指针。

　　指针的安全问题
看下面的例子：
　　例十七：
chars='a';
int*ptr;
ptr=(int*)&s;
*ptr=1298；
　　指针ptr是一个int*类型的指针，它指向的类型是int。它指向的地址就是s的首地址。在32位程序中，s占一个字节，int类型占四个字节。最后一条语句不但改变了s所占的一个字节，还把和s相临的高地址方向的三个字节也改变了。这三个字节是干什么的？只有编译程序知道，而写程序的人是不太可能知道的。也许这三个字节里存储了非常重要的数据，也许这三个字节里正好是程序的一条代码，而由于你对指针的马虎应用，这三个字节的值被改变了！这会造成崩溃性的错误。
　　让我们再来看一例：
　　例十八：
　　1、chara;
　　2、int*ptr=&a;
　　...
　　...
　　3、ptr++;
　　4、*ptr=115;
　　该例子完全可以通过编译，并能执行。但是看到没有？第3句对指针ptr进行自加1运算后，ptr指向了和整形变量a相邻的高地址方向的一块存储区。这块存储区里是什么？我们不知道。有可能它是一个非常重要的数据，甚至可能是一条代码。而第4句竟然往这片存储区里写入一个数据！这是严重的错误。所以在使用指针时，程序员心里必须非常清楚：我的指针究竟指向了哪里。在用指针访问数组的时候，也要注意不要超出数组的低端和高端界限，否则也会造成类似的错误。
　　在指针的强制类型转换：ptr1=(TYPE*)ptr2中，如果sizeof(ptr2的类型)大于sizeof(ptr1的类型)，那么在使用指针ptr1来访问ptr2所指向的存储区时是安全的。如果sizeof(ptr2的类型)小于sizeof(ptr1的类型)，那么在使用指针ptr1来访问ptr2所指向的存储区时是不安全的。至于为什么，读者结合例十七来想一想，应该会明白的。

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基于51的温度测试系统

摘　要: 单片机在检测和控制系统中得到广泛的应用, 温度则是系统常需要测量、控制和保持的一个量。 本文从硬件和软件两方面介绍了AT89C2051单片机温度控制系统的设计，对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。
关键词: 单片机AT89C2051;温度传感器DS18B20;温度;测量

引言
    单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,并且在很多电子产品中也将其用到温度检测和温度控制。为此在本文中作者设计了基于atmel公司的AT89C2051的温度测量系统。这是一种低成本的利用单片机多余I/O口实现的温度检测电路, 该电路非常简单, 易于实现, 并且适用于几乎所有类型的单片机。
一.系统硬件设计
系统的硬件结构如图1所示。

 
1.1    数据采集
     数据采集电路如图2所示, 由温度传感器DS18B20采集被控对象的实时温度, 提供给AT89C2051的P3.2口作为数据输入。在本次设计中我们所控的对象为所处室温。当然作为改进我们可以把传感器与电路板分离，由数据线相连进行通讯，便于测量多种对象。                                    
    DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，支持3V～5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20使电压、特性有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。如图2所示DS18B20的2脚DQ为数字信号输入/输出端；1脚GND为电源地；3脚VDD为外接供电电源输入端。
    AT89C2051（以下简称2051）是一枚8051兼容的单片机微控器，与Intel的MCS-51完全兼容，内藏2K的可程序化Flash存储体，内部有128B字节的数据存储器空间，可直接推动LED，与8051完全相同，有15个可程序化的I/O点，分别是P1端口与P3端口（少了P3.6）。

1.2    接口电路

图2 单片机2051与温度传感器DS18B20的连接图
    接口电路由ATMEL公司的2051单片机、ULN2003达林顿芯片、4511BCD译码器、串行EEPROM24C16（保存系统参数）、MAX232、数码管及外围电路构成, 单片机以并行通信方式从P1.0～P1.7口输出控制信号,通过4511BCD译码器译码，用2个共阴极LED静态显示温度的十位、个位。
串行EEPROM24C16是标准I2C规格且只要两根引脚就能读写。由于单片机2051的P1是一个双向的I/O端口，所以在我们在设计中将P1端口当成输出端口用。由图2可知，P1.7作为串性的时钟输出信号与24C16的第6脚相接，P1.6则作为串行数据输出接到24C16的第5脚。P1. 4和P1.5则作为两个数码管的位选信号控制，在P1.4=1时，选中第一个数码管（个位）；P1.5=1时，选中第二个数码管（十位）。P1.0～P1.3的输出信号接到译码器4511上作为数码管的显示。此外，由于单片机2051的P3端口有特殊的功能，P3.0（RXD）串行输入端口，P3.1（TXD）串行输出端口，P3.2（INTO）外部中断0，P3.3（INT1）外部中断1P3.4，（T0） 外部定时/计数输入点，P3.5（T1）外部定时/计数输入点。由图2可知，P3.0和P3.1作为与MAX232串行通信的接口；P3.2和P3.3作为中断信号接口；P3.4和P3.5作为外部定时/记数输入点。P3.7作为一个脉冲输出，控制发光二极管的亮灭。
    由于在电路中采用的共阴极的LED数码管，所以在设计电路时加了一个达林顿电路ULN2003对信号进行放大，产生足够大的电流驱动数码管显示。由于4511只能进行BCD十进制译码，只能译到0至9，所以在这里我们利用4511译码输出我们所需要的温度。

1.3    报警电路简介

图3 温度在七段数码管上显示连接图
    本文中所设计的报警电路较为简单，由一个自我震荡型的蜂鸣器（只要在蜂鸣器两端加上超过3V的电压，蜂鸣器就会叫个不停）和一个发光二极管组成（如图3所示）。在这次设计中蜂鸣器是通过ULN2003电流放大IC来控制。在我们所要求的温度达到一定的上界或者下界时（在文中我们设置的上界温度是45℃，下界温度是5℃），报警电路开始工作，主要程序设计如下：
main()//主函数                              
{unsigned char i=0;
 unsigned int m,n;
  while(1)
  {i=ReadTemperature();//读温度}
 if(i>0 && i<=10)      //如果温度在0到10度之间直接给七段数码管赋值
 {P1=designP1[i];}
 else//如果温度大于10度
 {m=i%10;//先给第一个七段数码管赋值
  D1=1;
  D2=0;
  P1=designP1[m];                             
  n=i/10;//再给第二个七段数码管赋值
  D1=0;
  D2=1;
  P1=designP1[n];
  if(n>=4&&m>=5)%%(m<=5)//判断温度的取值范围，如果大于45或小于5度，则蜂鸣器叫，发光二极管闪烁
  { int a,b;
   Q1=1;//蜂鸣器叫
   for(a=0;a<1000;a++)//发光二极管闪烁
   for(b=0;b<1000;b++)
    Q2=1;
   for(a=0;a<1000;a++)
   for(b=0;b<1000;b++)
    Q2=0;}}}

二.系统软件设计

图4 系统程序流程图

2.1 系统程序流程图
系统程序流程图如图4所示。

                               
2.2 温度部分软件设计                                      
    DS18B20的一线工作协议流程是：初始化→ROM操作指令→存储器操作指令→数据传输。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序。故主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待16～60微秒左右，后发出60～240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。程序主要函数部分如下：
（1）初始化函数
//读一个字节函数
ReadOneChar(void)
{unsigned char i=0;
unsigned char dat = 0;
for (i=8;i>0;i--)
 { DQ = 0; // 给脉冲信号
  dat>>=1;
  DQ = 1; // 给脉冲信号
  if(DQ)
   dat|=0x80;
  delay(4);}
 return(dat);}
//写一个字节函数
WriteOneChar(unsigned char dat)
{unsigned char i=0;
 for (i=8; i>0; i--)
 {DQ = 0;
  DQ = dat&0x01;
  delay(5);
  DQ = 1;
  dat>>=1;}}
（2）读取温度并计算函数
ReadTemperature(void)
{unsigned char a=0;
unsigned char b=0;
unsigned int t=0;
float tt=0;
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度
a=ReadOneChar();
b=ReadOneChar();
t=b;
t<<=8;
t=t|a;
tt=t*0.0625;
t= tt*10+0.5; //放大10倍输出并四舍五入---此行没用
（3）主程序部分见前
return(t);}

三. 结束语
    AT89C2051单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、对环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好。即使是非电子计算机专业人员，通过学习一些专业基础知识以后也能依靠自己的技术力量来开发所希望的单片机应用系统。 本文的温度控制系统只是单片机广泛应用于各行各业中的一例，相信读者会依靠自己的聪明才智使单片机的应用更加广泛化。另外对本例子可以作一些扩展，单片机的应用越来越广泛,由于单片机的运算功能较差,往往需要借助计算机系统,因此单片机和PC机进行远程通信更具有实际意义。目前此设计已成功应用于钻井模拟器实验室室温控制。
    本文作者创新观点：采用的单片机AT89C2051性价比高，而且温度传感器DS18B20转化温度的方法非常简洁且精度高、测试范围较广。

参考文献
[1]林伸茂.8051单片机彻底研究基础篇 北京：人民邮电出版社 2004
[2]范风强等.单片机语言C51应用实战集锦 北京：电子工业出版社 2005
[3]谭浩强.C语言程序设计（第二版） 北京：清华大学出版社 1999
[4]夏路易等.电路原理图与电路板设计教程 北京：北京希望电子出版社 2002
[5]赵晶.Protel99高级应用 北京：人民邮电出版社 2000

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C语言宏定义

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AD0832

二．             串行AD转换器ADC0832的使用

单片机控制系统中通常要用到AD转换，根据输出格式，常用的AD转换方式可分为并行AD和串行AD。并行方式一般在转换后可直接接收，但芯片的引脚比较多；串行方式所用芯片引脚少，封装小，但需要软件处理才能得到所需要的数据。可是单片机I/O引脚本来就不多，使用串行器件可以节省I/O资源。

ADC0832是８位逐次逼近模数转换器，可支持两个单端输入通道和一个差分输入通道。相同功能的器件还有ADC0834，ADC0838，ADC0831。所不同的是它们的输入通道数量不同。它们的通道选择和配置都是通过软件设置。AD0832的主要特点如下：

● 易于和微处理器接口或独立使用；

● 可满量程工作；

● 可用地址逻辑多路器选通各输入通道；

● 单５Ｖ供电，输入范围为０～５Ｖ；

● 输入和输出与ＴＴＬ、ＣＭＯＳ电平兼容；

   ADC0832通过内部多路器来控制选择通道，处理器的控制命令通过DI引脚输入。引脚图如右图所示，通道配置命令和通道选择命令如下：

输入配置可在多路器寻址时序中进行。多路器地址可通过ＤＩ端移入转换器。多路器地址选择模拟输入通道可决定输入是单端输入还是差分输入。当输入是差分时，应分配输入通道的极性，并应将差分输入分配到相邻的输入通道对中。例如通道０和通道１可被选为一对差分输入。另外，在选择差分输入方式时，极性也可以选择。一对输入通道的两个输入端的任何一个都可以作为正极或负极。通常ADC0832在输出以最高位（ＭＳＢ）开头的数据流后，会以最低位（ＬＳＢ）开头重输出一遍（前面的数据流）。（因此，编程时要发两轮脉冲，第一次取数据，第二次若不要从低到高的数据，也要发一轮8 个脉冲将0832中寄存器的数据移出。是的，）其工作时序如下所示：

ADC0832有8只引脚，CH0和CH1为模拟输入端，CS为片选引脚，只有CS置低才能对ADC0832进行配置和启动转换。CLK为ADC0832的时钟输入端。CS在整个转换过程中都必须为低，当CS为低时，在数据输入端DI（数据输入端）加一个高电平（这个高电平是否算在送到DI的一位之中？如果算，那么后面就只要再送两位。是的，这个高电平是作为起始标志），接着在CLK上加一个时钟，DI上的逻辑1就会使ADC0832的DI脱离高阻态，然后通道配置数据拌随着时钟通过DI端移入多路器，当最后一位数据移入多路器时（数据是三位吗？还是可以有更多位？是否因为是仅仅作状态设置，所以只须三位？数据是三位，前一位标志输入开始，后两位是用来作通道设置和选择），DI变为高阻态，在这以前DO（数据输出端）都为高阻态（这个“以前”的概念是什么？就是CS从高跳到低到现在）。在经过一个时钟（是指在最后一个数据从DI移入后，还要再经过一个时钟？是的，当最后一位数据移入DI，需要再加一个时钟使DO脱离高阻态），DO脱离高阻态并启动转换。接着从处理器接收时钟信号，每经过一个时钟，转换后的数据就会从高位到低位逐次从DO移出，经过8个时钟后，数据又以从低位到高位的形式从DO移出（也是每个时钟移一位）。当最后一位数据移出时转换完成。当CS从低变为高时，ADC0832内部所有寄存器清零。如想要进行下一次转换，CS必须做一个从高到低的跳变，后跟着地此配置数据重复上面的过程。

在进行单片机和ADC0832的连接时，因为DI和DO并不是同时使用，所以DI和DO可以共用单片机的一条I/O线，再加上一条时钟线和一条片选线就可以实现单片机和ADC0832的连接，电路连接例子如下图所示：

ADC0832在51单片机上的AD转换程序的设计也不复杂，下面给出以上图为例的51单片机程序：

adc_0832_cs      bit     p2.2

adc_0832_clk     bit     p2.1

adc_0832_di      bit     p2.0

adc_0832_ch0     equ    38h                  ;buf of ch0

adc_0832_conv:   push    a

                 push    psw

                 push    0

                 clr     adc_0832_clk          ;clear clok

                 clr     adc_0832_di

                 setb    adc_0832_cs           ;set CS to enable converters

                 clr     adc_0832_cs                ; cs作一个从高到低的跳变。 

                 setb    adc_0832_di           ;set start bit to enable data input

                 setb    adc_0832_clk              ; clk作一个从高到低的跳变，并不是从高到低跳变，而是一个上升脉冲，因为在这步以前clk处于低电平，现在是先高，然后又低，形成一个上升脉冲

                 clr     adc_0832_clk                     ;上面指令中di的1进入寄存器。

                 setb    adc_0832_di           ;MSB address select CH0

                 setb    adc_0832_clk              ; clk第二个从高到低的跳变，

                 clr     adc_0832_clk                     ;上面指令中di再进一个1到寄存器。

                 clr     adc_0832_di           ;LSB address

                 setb    adc_0832_clk

                 clr     adc_0832_clk                     ;上面指令中，di进入的数据为110。

                 setb    adc_0832_clk              ;设高位先行进入。

                 clr     adc_0832_clk                     ;上面说的再进一个时钟就是最后的这个吧？是的，这个时钟使DO脱离高阻态

adc_conv:        mov     r0,#08h                            ;该段从0832取数。

adc_next_bit:     mov     c,adc_0832_di

                 rlc     a

                 setb    adc_0832_clk

                 clr     adc_0832_clk

                 nop

                 djnz    r0,adc_next_bit

                 mov    r0,#08h                      ;该段就是所说的0832又从低位到高位再送一次数，

adc_skip_byte:    setb   adc_0832_clk                ;但这里不作保存，只空操作8个时钟，

                 clr    adc_0832_clk                ;将0832从低位到高位的8个数据扔出去。

                 djnz   r0,adc_skip_byte

                 setb   adc_0832_clk

                 clr    adc_0832_clk

                 setb   adc_0832_cs                 ;完事后将cs置高。

                 mov    r0,#adc_0832_ch0

                 mov    @r0,a

                 pop    0                         

                 pop    psw

                 pop    a

                 ret

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第二课 处步认识51芯片

上一课我们的第一个项目完成了，可能有懂C语言的朋友会说，"这和PC机上的C语言没有多大的区别呀"。的确没有太大的区别，C语言只是一种程序语言的统称，针对不同的处理器相关的C语言都会有一些细节的改变。编写PC机的C程序时，如要对硬件编程你就必须对硬件要有一定的认识，51单片机编程就更是如此，因它的开发应用是不可与硬件脱节的，所以我们先要来初步认识一下51苾片的结构和引脚功能。MSC51架构的芯片种类很多，具体特点和功能不尽相同（在以后编写的附录中会加入常用的一些51芯片的资料列表），在此后的教程中就以Atmel公司的AT89C51和AT89C2051为中心对象来进行学习，两者是AT89系列的典型代表，在爱好者中使用相当的多，应用资料很多，价格便宜，是初学51的首选芯片。嘿嘿，口水多多有点卖广告之嫌了。：P

图2－1 AT89C51和AT89C2051引脚功能图

AT89C51 AT89C2051 4KB可编程Flash存储器（可擦写1000次） 2KB可编程Flash存储器（可擦写1000次） 三级程序存储器保密 两级程序存储器保密 静态工作频率:0Hz-24MHz 静态工作频率:0Hz-24MHz 128字节内部RAM 128字节内部RAM 2个16位定时/计数器