江苏技术师范学院毕业设计说明书(论文)
(4)在DS18B20测温程序设计中,向DS18B20发出温度转换命令后,程序总要等待DS18B20的返回信号,一旦某个DS1820接触不好或断线,当程序读该DS18B20时,将没有返回信号,程序进入死循环。这一点在进行DS1820硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。
测温电缆线建议采用屏蔽4芯双绞线,其中一对线接地线与信号线,另一组接VCC和地线,屏蔽层在源端单点接地。 2.1.2 STC89C51的特性
89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的89C51是一种高效微控制器,89C2051是它的一种精简版本。89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 89C51单片机主要特性 ·与MCS-51 兼容
·4K字节可编程闪烁存储器 ·寿命:1000写/擦循环 ·数据保留时间:10年 ·全静态工作:0Hz-24MHz ·三级程序存储器锁定 ·128*8位内部RAM ·32可编程I/O线
·两个16位定时器/计数器 ·5个中断源
·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式 ·片内振荡器和时钟电路
图 2-5是89C51单片机电路图 下面分别具体说明这些引脚的名称和功能。(1主电源引脚 Vcc 和 GND Vcc:接+5V 电源。GND:接地。(2)时钟电路引脚 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1:接外部晶振的一端。在单片机内部,它是反相放大器的输入端。该放大器构成了片内振荡器。
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。 P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在
第 11 页 共29页
江苏技术师范学院毕业设计说明书(论文)
给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为STC89C51的一些特殊功能口,如下表所示: 口管脚 备选功能
P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 /INT0(外部中断0) P3.3 /INT1(外部中断1) P3.4 T0(记时器0外部输入) P3.5 T1(记时器1外部输入)
P3.6 /WR(外部数据存储器写选通) P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
第 12 页 共29页
江苏技术师范学院毕业设计说明书(论文)
第 13 页 共29页
江苏技术师范学院毕业设计说明书(论文)
图2-5 AT89S52的引脚结构结构图
2.1.3 LED显示数码管
选用五位数码管显示,运用动态扫描对数码管进行扫描,并且运用7407集成芯片对数码管的位码进行驱动。此部分占用P0口,以及P2余下的几个端口。当障碍物的距离小于所设定的距离时,产生报警声,该部分用一个电阻,一个三极管(9013),与5V蜂鸣器实现,占用P1口的一个端口。 2.1.4 集成块74LS07
7407是集电极开路六正相高压驱动器。如果不接上拉电阻,那个输出的驱动管就不工作。所以上拉电阻的功能就是为了使末级驱动管正常工作。上拉电阻阻值不能太小,最大的
电流不能超过手册规定值,一般1mA多。如图2-6为74LS07的逻辑图。
图2-6 74LS07的逻辑图
第 14 页 共29页
江苏技术师范学院毕业设计说明书(论文)
2.1.5键盘
键盘选用轻触开关,用两个按键来实现所要实现的功能,一个按键,设置五个数码管位的选择,其后两个数码管实现上下限温度的“加一”和“减一”两个功能,此部分占用P1口的2个管脚。详细电路和程序见后面章节。
2.2硬件电路设计
总电路图见图1-2,下面重点介绍各个模块的电路图。 2.2.1温度采集电路
DS18B20为单总线器件,接口电路简单,如下图2-6所示
图2-6 温度采集电路
2.2.2 LED显示电路
LED显示器有静态和动态显示两种方式。
1.LED静态显示 LED显示器工作于静态显示方式时,各位的共阴极(或供阳极)连接在一起并接地(或+5V);每位的段选线(a-dp)分别与一个八位的锁存器输出相连。所以称为静态显示。各个LED的显示字符一经确定,相应锁存器的输出将维持不变,直到显示另一个字符为止。也正是因为如此,静态显示的亮度比较高。
2.LED动态显示
在多位LED显示时,为简化硬件电路,通常将所有的位的段选线相应的并联在一起,由一个8位I/O口控制,形成段选线的多路复用。而各共阳极或共阴极分别由相应得I/O线控制,实现各位的分时选通。
由于动态显示所用接口管线较少,因此本系统采用LED显示器的动态显示方式。
第 15 页 共29页