第二章 系统的硬件设计与实现
图2-2 单片机最小系统
2.3.2时钟电路模块的设计
DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。单片机与DS1302连接图如图2-3所示：
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第二章 系统的硬件设计与实现
图2-3 DS1302与单片机的连接
2.3.3 温度采集模块设计
采用数字式温度传感器DS18B20测室内环境温度，它是数字式温度传感器，具有测量精度高，电路连接简单特点，此类传感器仅需要一条数据线进行数据传输，使用P0.7与DS18B20的I/O口连接加一个上拉电阻,Vcc接电源,Vss接地。独特的一线接口，只需要一条口线通信多点能力，简化了分布式温度传感应用无需外部元件可用数据总线供电，电压范围为3.0V至5.5V无需备用电源 测量温度范围为-55度至+125度。-10度至+85度范围内精度为±0.5度温度传感器可编程的分辨率为9～12位。DS18B20连线如图2-4所示。
采用单片K型热电偶放大与数字转换器MAX6675测工业温度。热电偶作为一种主要的测温元件，具有结构简单、制造容易、使用方便、测温范围
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宽、测温精度高等特点。MAX6675是一个集成了热电偶放大器、冷端补偿、A/D转换器及SPI串口的热电偶放大器与数字转换器，采用简单的SPI串行口温度输出，测温范围为0℃～+1024℃，分辨率为12位0.25℃，+5V的电源电压。热电偶及数字转换器MAX6675连线如图4所示。
图2-4温度采集模块连线
2.3.4 显示模块的设计
如下图2-5所示，采用LCD1602液晶显示器，单片机P1口作为数据输出口，RS，R\\W，E分别通过10K的上拉电阻连接到单片机的P0.0，P0.1,P0.2。VDD接5V电源，VSS接地。VEE为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。RS为寄存器选择，高电平1时选
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择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。R/W为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。E(或EN)端为使能(enable)端，下降沿使能。DB0-DB7为双向数据总线，同时最高位DB7也是忙信号检测位。BLA、BLK分别为显示器背光灯的正、负极。
图2-5 LCD1602与单片机的连接
2.3.5 MAX6675工作原理及说明
(1) MAX6675的工作原理
MAX6675的内部结构如图2-6所示。该器件是一复杂的单片热电偶数字转换器，内部具有信号调节放大器、12位的模拟/数字化热电偶转换器、冷端补偿传感和校正、数字控制器、1个SPI兼容接口和1个相关的逻辑控制。
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图2-6 MAX6675内部结构框图
(2)温度变换
MAX6675内部具有将热电偶信号转换为与ADC输入通道兼容电压的信号调节放大器，T+和T-输入端连接到低噪声放大器A1，以保证检测输入的高精度，同时使热电偶连接导线与干扰源隔离。热电偶输出的热电势经低噪声放大器A1放大，再经过A2电压跟随器缓冲后，被送至ADC的输入端。在将温度电压值转换为相等价的温度值之前，它需要对热电偶的冷端温度进行补偿，冷端温度即是MAX6675周围温度与0℃实际参考值之间的差值。对于K型热电偶，电压变化率为41μV/℃，电压可由线性公式Vout=(41μV/℃)×(tR-tAMB)来近似热电偶的特性。上式中，Vout为热电
偶输出电压（mV），tR是测量点温度；tAMB是周围温度。 (3) 冷端补偿
热电偶的功能是检测热、冷两端温度的差值，热电偶热节点温度可在
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