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图4.5 按键电路图
⑵独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路。每个独立式按键占有一根I/O口线。各根I/O口线之间不会相互影响。在此电路中，按键输入部采用低电平有效，上拉电阻保证了按键断开时，I/O口线有确定的高电平，（STC89C52 .P1口内部接有上拉电阻）所以就不需要再外接上拉电阻。
⑶键盘抖动的消除：抖动的消除大致可以分为硬件削抖和软件削抖。
①硬件削抖是采用硬件电路的方法对键盘的按下抖动及释放抖动进行削抖，经过削抖电路后使按键的电平信号只有两种稳定状态。
②软件削抖的基本原理是当检测出键盘闭合时，先执行一个延时子程序产生数毫秒的延时，待接通时的前沿抖动消失后再判别是否有健按下。当按键释放时，也要经过数毫秒延时，待后沿抖动消失后再判别键是否释放。
③由于应用硬件削抖还需要外加器件，成本相对较高，所以本系统选择软件延时削抖的方法。
4.5 外围扩充存储器电路
基于STC85C52单片机具有4KB的程序存储器（ROM），256B的数据存储器（RAM），由于考虑到本系统的数据处理与存储所需的容量，现在需要扩充存储器的容量。在应用中要保存一些参数和状态，据了解基于EEPROM的存储芯片是一种很好的选择。我们选定了AT24C02存储器。电路图见图4.6：
图4.6 外围扩充存储电路图
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4.6 时钟芯片电路
因为此系统需要记录测量发生的时间，所以需要时钟芯片来记录不同人在不同时间的监测数据，因此我们在系统中加入了时钟芯片。对时钟芯片的要求首先是低功耗，其次是编程简单，缩短程序开发时间，实际上也就缩短了系统用于实际生产所用的开发周期以及成本，在本系统，我们选择了DS1302时钟芯片。
图4.7 时钟电路图
⑴我们时钟电路选择的芯片是 DS1302，其内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，可以通过串行接口与单片机通信。而通信时，仅需要3个口线：（1）RES（复位）， （2）I/O数据线，（3）SCLK（串行时钟）。时钟/RAM的读/写数据以一字节或多达31字节的字符组方式通信。其工作时功耗很低，广泛应用于电话，传真，便携式仪器等产品领域。
表4-2 时钟控制字对照表
寄存器名 命令字 写操作 读操作 秒寄存器 分寄存器 时寄存器 80H 82H 84H 81H 83H 85H 取值 范围 00～59 00～59 01～12 00～23 日寄存器 86H 87H 01～28，29、30、31 月寄存器 周寄存器 年寄存器 写保护寄存器 慢充电寄存器 88H 8AH 8CH 8EH 90H 89H 8BH 8DH 8FH 91H 01～12 01～07 01～99 WP TCS 0 0 0 0 10YEAR 0 TCS 0 TCS 0 0 0 10M 0 MONTH DAY YEAR 0 0 0 7 CH 0 1/24 0 6 各位内容 5 10SEC 10MIN 10/（A/P） 10DATE DATE HR 4 3～0 SEC MIN HR TCS DDRRS S S S 时钟突发寄存器 BEH BFH 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 19 页 共 54 页
⑵ DS1302主要性能有：时实时钟能计算2100年之前的秒、分、时、日、日期、星期、月、年的能力，还有闰年的调整能力；读/写时钟或RAM数据时，有单字节和多字节传送两种方式；与DS1202/TTL兼容。
⑶ DS1302引脚概述：X1,X2：振荡源，外接32。768KHZ晶振；SCLK：串行时钟输入端。
⑷ 日历、时钟寄存器与控制字对照表、日历、时钟寄存器命令字、取值范围以及各位内容对照表。见表4-2。 4.7 LCD1602液晶显示设计
LCD1602液晶显示模块与计算机的接口电路有两种方式。它与单片机的接口方法分为直接访问方式和间接控制方式。
直接访问方式是把液晶模块作为存储器或I/O设备直接接在单片机的总线上，单片机以访问存储器或I/O设备的方式操作液晶显示模块的工作。间接控制方式则不使用单片机的数据系统，而是利用它的I／0口来实现与显示模块的联系。即将液晶显示模块的数据线与单片机的P0口连接作为数据总线，另外三根时序控制信号线通常利用单片机的P2口中未被使用的I／O口来控制。这种访问方式不占用存储器空间，它的接口电路与时序无关，其时序完全靠软件编程实现。本系统采用间接控制方式：
以下为液晶显示电路接线原理图见图4.8:
图4.8 液晶电路图
在单片机系统中应用液晶显示器作为输出器件有以下几个有点：
显示质量高：由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新新亮点。因此，液晶显
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示器画质高且不会闪烁。
数字式接口：液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。
体积小、重量轻：液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻的多。
功耗低：相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其他显示器要少的多。
在主电路图中接在P0口处有一个排阻RP1 ，由于P0口没有内接上拉电阻，为了为P0口外接线路有确定的高电平，所以要接上排阻RP1，使用的是10K的排阻，以确保有P0口有稳定的电平。电路连接图见图4.9:
LCD按其显示方式通常可以分为断式、点字符式、点阵式等。还有黑白、多灰度、彩色显示等。液晶显示原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就显示黑色，这样就可以显示出图形。针对于本系统要显示汉字，字母，数字等，以及其在一个界面同时要显示的字数，本系统要以图形的形式显示各运行结果，我们最 终选择LCD1602型号的LCD。 ⑵ 字符显示：字符显示比较复杂，一个字符由16x8点阵组成，即要找到和显示屏是某几个位置对应的RAM区的字节，再使不同的位置为‘1’其他的为‘0’；为‘1’的点亮，为‘0’的不亮，这样就显示出一个字符。
图4.9 上拉电阻电路图
4.8 报警设计
在单片机应用系统中，一般的工作状态可以通过指示灯或数码显示来指示，供操作人员参考，了解系统的工作状况。但对于某些紧急状态，比如系统检测到的错误状态等，为了使操作人员不至于忽视，及时采取措施，往往还需要有某种更能引人注意，提起警觉的报警信号。这种报警信号通常有三种类型：一是闪光报警，因为闪动的指示灯更能提醒人们注意；二是鸣音报警，发出特定的音响，作用于人的听觉器官，易于引起和加强警觉；三是语音报警，不仅能起到报警作用，还能直接给出警报种类的信息。其中，
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前两种报警装置因硬件结构简单，软件编程方便，常常在单片机应用系统中使用；而语音报警虽然警报信息较直接，但硬件成本高，结构较复杂，软件量也增加。闪光报警
实现单频音报警的接口电路比较简单，只要当值高于警报值的时候给一个低电频就能驱动二极管发光,简单易懂。
以下为报警电路接线图见图4.10：
图4.10 报警电路图
这一章比较具体的说明了系统硬件设计的内容，通过模块化的设计思想，把一个复杂的单片机系统按照功能划分成一个个单独的电路模型，分别进行设计，最后在集成到一起。这种方法对于设计复杂的单片机系统很有效。大大提高系统设计的效率与质量。由于我主要负责的是硬件设计，所以只是简单的介绍硬件方面的内容。 4.9 电源电路设计
在本次设计中，需要一个比较大的电压源和一个5V的单片机供电源，为了实现便携式，设用一个9V的电压源，一般6节电池和一个9V的电池都可以提供，因而需要一个电压转换吧9V转换成5V，设用选用了，ASM117稳压芯片。工作原理如图4.11低压层直流稳压电源电路原理图。该电路是由基准电压、电压放大和电流放大等3个环节组成。其中，基准电压由TL431产生，按图中电路连接，当通过R0的电流在0．5~10 mA时可获得稳定的2．5 V基准输出。
图4.11 低压层直流稳压电源电路原理图