3.8 Подключение интегрального датчика температуры с интерфейсом 1- Wire
Среди приборов с интерфейсом 1- Wire наиболее распространены интегральные трехвыводные датчики температуры DS18B20 (Dallas). ИС обеспечивает измерение температуры в диапазоне -10…+850С с точностью 0,50С.
Устройства 1- Wire могут подключаться в режиме внешнего и "паразитного" питания.
Подключение датчика температуры в режиме внешнего питания
Подключение датчика температуры в режиме "паразитного" питания
В режиме паразитного питания для связи с датчиком температуры требуется не три, а два провода, что существенно, если датчик удален от контроллера. В этой схеме датчик работает в двух режимах питания. Для переключения режимов используется электронный ключ. При закрытом ключе напряжение на шине определяется резистором, подключенном к Vdd, что позволяет передавать информацию по 1-Wire шине. При открытом ключе на шину подается полноценное питание. Пока ключ открыт передача данных по шине невозможна. Питание на шину подается только на время выполнения энергоемких команд.
Эта схема может использоваться и для подключения других 1-Wire устройств.
4 Микроконтроллеры с архитектурой mcs-51
4.1 Особенности архитектуры mcs-51
Архитектура MCS-51 (Intel) разработана одной из первых, но оказалась настолько удачной, что и сегодня является одним из стандартов "де-факто" 8-разрядных микроконтроллеров. Эту архитектуру воспроизводит ряд фирм в ИС различных типов. Первая линия (product line) микроконтроллеров с исходной архитектурой MCS-51 была разработана на основе n- MOS технологии. Отечественной промышленностью выпускался микроконтроллер К1816ВЕ31. Современные версии микроконтроллеров с архитектурой MCS-51 выполнены с использованием КМОП технологии. Технология КМОП позволила уменьшить рассеиваемую мощность при обычной работе и ввести режимы, дополнительно снижающие энергопотребление.
Исходная архитектура MCS-51 характеризуется следующими особенностями:
архитектура "гарвардская", т.е. память программ и данных разделены, размещены внутри МК (внутренняя память);
операционное ядро имеет "аккумуляторную" организацию, т.е. результат операции помещается в регистр-аккумулятор;
8-разрядное АЛУ с аппаратным умножителем обрабатывает целочисленные операнды;
четыре универсальных программируемых параллельных 8-разрядных порта ввода/вывода с возможностью реализации альтернативных функций;
набор блоков ввода/вывода включает два 16-разрядных программируемых счетчика/таймера и дуплексный последовательный порт;
все регистры управления блоков ввода/вывода сведены в группу регистров спецфункций, которая имеет свой диапазон адресов в пространстве внутренней памяти данных.
Микроконтроллеры с исходной архитектурой MCS-51 и flash-памятью выпускаются фирмами Atmel, Philips и другими под маркировкой 89С51. Микроконтроллеры с УФ- памятью остались, в основном, в виде однократно программируемых версий в пластмассовом корпусе без окна. Они имеют маркировку 87С51ОТР.
Модернизированная архитектура MCS-51 (микроконтроллеры типа 80С52/54/58 и микроконтроллеры типа 80L52/54/58 с пониженным напряжением питания, 87С52/89С52/80С32) характеризуется увеличенным до 256 байт внутренним ОЗУ данных, внутренней памятью программ 8/16/32 Кбайт, наличием сторожевого таймера (watchdog timer). Расширение набора внутренних блоков привело к увеличению числа регистров спецфункций, несколько изменилась система прерываний. Фирмы Intel, Philips, Siemens, Dallas Semiconductor, Atmel, Winbond и другие, производят семейства микроконтроллеров MCS-51 для повышения производительности и функциональности которых используют такие отличия, как расширенная система команд, сжатый цикл обмена по магистрали, увеличенное количество портов ввода/вывода, встроенный модуль АЦП и т.д..